Воздействие физического загрязнения на здоровье человека

Экология  № 39 Воздействие физического загрязнения на здоровье человека. 

Окружающая среда

      Окружающая среда - это совокупность  природных и

антропогенных факторов. Влияние последних на природу (загрязнения,

технические преобразования и разрушения природных экосистем,

исчерпание природных  ресурсов, глобальные климатические  воздействия,

эстетические нарушения) стало основным и решающим в современной  и

будущей жизни  на Земле. Человек создал новую сферу  своего обитания -

техносферу, которая  вытесняет природные экосистемы и занимает все

больше объема биосферы. Природные факторы действуют  на человека в

определенных социальных условиях и нередко существенно  изменены.

      Таким образом, человека окружает  как природная среда, так и

созданные им техногенная  и социальная среда, взаимодействующие  между

собой (рис. 1). 

 

  
 

«Физические загрязнения окружающей среды»

Главнейшим  и наиболее распространенным видом  отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире и в России так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы).

     Загрязнением  называют привнесение в окружающую природную среду новых, не характерных  для нее агентов: химических (твердых, жидких и газообразных веществ), физических (энергий - в виде звуков, шумов, излучений), биологических (микроорганизмов) в  количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем или превышение естественного уровня этих агентов в среде.

     Более развернутую характеристику этого  понятия приводит известный французский  ученый Ф. Рамад (1981): «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования  живых существ. Эти изменения  могут влиять на человека прямо или  через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические  продукты (вещества)».

     По  объектам загрязнения различают : 1) загрязнение поверхностных и подземных вод; 2) загрязнение атмосферного воздуха; 3) загрязнение почв; 4) загрязнение околоземного космического пространства.

     Источники загрязнения – промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и т.д.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и др. В наибольшей степени происходит загрязнение территории крупных городов и промышленных агломераций. Природные загрязнители – пылевые бури, вулканический пепел, селевые потоки.

     По  видам загрязнения выделяют : 1) химические (тяжелыми металлами, пестицидами, отдельными химическими веществами и элементами, синтетическими поверхностно-активными веществами (СПАВ), пластмассами), 2) физические (тепловое, шумовое, радиоактивное, электромагнитное), 3) биологические (биогенное, микробиологическое, продукты и живые организмы, появляющиеся в результате исследований в области генной инженерии).

     По  масштабам и распространению  загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

     Количество  загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых  технологических процессов постоянно  растет.

     Мы  же остановимся на физических загрязнениях окружающей среды.

     Физические  загрязнения, в свою очередь, подразделяются на: тепловые, шумовые, радиоактивные, электромагнитные. Рассмотрим источники, действие каждого из этих подвидов на окружающую среду и здоровье человека.

     Тепловое  загрязнение. Наиболее масштабное однократное употребление воды - производство электроэнергии, где она используется главным образом для охлаждения и конденсации пара, вырабатываемого турбинами тепловых электростанций. При этом вода нагревается в среднем на 7° С, после чего сбрасывается непосредственно в реки и озера, являясь основным источником дополнительного тепла, который называют "тепловым загрязнением".

     Тепловое  загрязнение – (син. термическое загрязнение), один из видов физического загрязнения, происходящего в результате повышения температуры среды за счет использования человеком энергии, главным образом при сжигании ископаемого топлива (90%).

     Повышение температуры в водоемах пагубно  влияет на жизнь водных организмов. В процессе эволюции холоднокровные обитатели водной среды приспособились к определенному интервалу температур. Для каждого вида существует температурный  оптимум, который на определенных стадиях  жизненного цикла может несколько  изменяться. В каких-то пределах эти  организмы способны приспосабливаться к жизни при более высоких или более низких температурах. Если организм живет в условиях самых высоких значений присущего ему температурного интервала, он настолько к ним приспосабливается, что гибель его может наступать при температурах несколько более высоких, чем для организма, постоянно живущего в условиях более низких температур. Большая часть водных организмов быстрее приспосабливается к жизни в более теплой воде, нежели в более холодной. Однако способность к адаптации не имеет абсолютных максимальных или минимальных пределов и меняется в зависимости от вида.

     В естественных условиях при медленных  повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озера  горячих стоков с промышленных предприятий  быстро устанавливается новый температурный  режим, то времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают.

     Тепловой  шок — это крайний результат  теплового загрязнения. Результатом  сброса в водоемы нагретых стоков могут быть и иные, более серьезные, последствия. Одним из них является влияние на процессы обмена веществ. Согласно закону Ван Хоффа, скорость химической реакции удваивается  с увеличением температуры на каждые 10 °С. Поскольку температура  тела холоднокровных организмов регулируется температурой окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает  скорость обмена веществ у рыб  и водных беспозвоночных. В свою очередь, это повышает их потребность  в кислороде. В результате же возрастания  температуры воды содержание в ней  кислорода падает. Нехватка кислорода  вызывает жестокий физиологический  стресс и даже смерть.

     В летнее время повышение температуры  воды всего на несколько градусов может вызвать 100%-ную гибель рыб  и беспозвоночных, особенно тех, которые  обитают у южных границ температурного интервала. Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб — вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию. Если разрушающая сила электростанций превышает способность видов к самовосстановлению, популяция приходит в упадок.

     Таким образом, повышение температуры  воды способно нарушить структуру подводного растительного мира. Характерные  для водоемов с холодной водой  водоросли заменяются более теплолюбивыми  и при возрастании температур постепенно ими вытесняются —  вплоть до полного исчезновения.

     Если  тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоем органических и минеральных веществ (смыв удобрений  с полей, навоза с ферм, бытовые  стоки), происходит процесс эвтрофикации, т. е. резкого повышения продуктивности водоема. Азот и фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе  микроскопических, позволяют последним  резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг другу  свет, в результате чего происходит их массовое отмирание и гниение. Процесс сопровождается ускоренным потреблением кислорода: он может оказаться  полностью исчерпанным, а это  грозит гибелью всей экосистемы.

     Кроме того, что электростанции способны изменять среду обитания водных организмов, они могут оказывать на них  и физическое влияние. Соленая вода, использующаяся для охлаждения, оказывает  значительное коррозирующее влияние  на металлические поверхности и  вызывает высвобождение ионов металлов, особенно меди, в воду. Ракушечные животные накапливают медь в таких количествах, что становятся опасными при использовании  их в пищу.

     Все перечисленные выше последствия  теплового загрязнения водоемов наносят огромный вред природным  экосистемам и приводят к пагубному  изменению среды обитания человека. Ущерб в результате теплового  загрязнения можно условно разделить  на несколько направлений:

     • экономический (потери вследствие снижения продуктивности водоемов, затрат на ликвидацию последствий от загрязнения);

     • социальный (эстетический ущерб вследствие деградации ландшафтов);

     • экологический (необратимые разрушения уникальных экосистем, исчезновение видов, генетический ущерб).

     Шумовое загрязнение. Шумовое загрязнение - превышение естественного уровня шумового фона или ненормальное изменение звуковых характеристик: периодичности, силы звука и т.п. Шумовое загрязнение приводят к повышенной утомляемости человека и животных, понижению производительности труда, физическим и нервным заболеваниям.

     Раздражающие  шумы существуют и в природе (абиотические и биотические), однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции.

     Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства — автомобили, железнодорожные поезда и самолёты.

     В городах уровень шумового загрязнения  в жилых районах может быть сильно увеличен за счёт неправильного  городского планирования (например, расположение аэропорта в черте города).

     Помимо  транспорта (60ч80 % шумового загрязнения) другими важными источниками шумового загрязнения в городах являются промышленные предприятия, строительные и ремонтные работы, автомобильная сигнализация, собачий лай, шумные люди и т. д.

     С наступлением постиндустриальной эпохи  всё больше и больше источников шумового загрязнения (а также электромагнитного) появляется и внутри жилища человека. Источником этого шума является бытовая и офисная техника.

     Более половины населения Западной Европы проживает в районах, где уровень  шума составляет 55ч70 дБ.

     Шум в определённых условиях может оказывать  значительное влияние на здоровье и  поведение человека. Шум может  вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение  артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха.