Загрязнение окржающей среды

     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 (60÷80 % 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 55÷70 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.

     Наибольшее  раздражение вызывает шум в диапазоне  частот 3000÷5000 Гц.

     Хроническая подверженность шуму на уровне более 90 дБ может привести к потере слуха.

     При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает звуковое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому.

     При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок.

     Женщины менее устойчивы к сильному шуму, чем мужчины. Кроме того, восприимчивость к шуму зависит также от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий и т. д.

     Дискомфорт  вызывает не только шумовое загрязнение, но и полное отсутствие шума. Более  того, звуки определённой силы повышают работоспособность и стимулируют процесс мышления (в особенности процесс счёта) и, наоборот, при полном отсутствии шумов человек теряет работоспособность и испытывает стресс. Наиболее оптимальными для человеческого уха являются естественные шумы: шелест листьев, журчание воды, пение птиц. Индустриальные шумы любой мощности не способствуют улучшению самочувствия.

     Вредное воздействие шума известно издревле. Например, в Средние века существовала казнь «под колоколом». Звон колокола медленно убивал человека.

     Помимо  вредного влияния на здоровье человека, шумовое загрязнение быстро вызывает нарушение естественного баланса  в экосистемах. Шумовое загрязнение  может приводить к нарушению  ориентирования в пространстве, общения, поиска пищи и т. д. В связи с этим некоторые животные начинают издавать более громкие звуки, из-за чего они сами будут становиться в роли вторичных звуковых загрязнителей, ещё сильнее нарушая равновесие в экосистеме.

     Одним из самых известных случаев ущерба, наносимого шумовым загрязнением природе, является многочисленные случаи, когда дельфины и киты выбрасывались на берег, теряя ориентацию из-за громких звуков военных гидролокаторов (сонаров).

     В настоящее время разработано  много методик, позволяющих уменьшить  или устранить некоторые шумы.

     Шумовое загрязнение от какого-либо объекта  можно до некоторой степени уменьшить, если на этапе разработки проекта  этого объекта смоделировать  с учётом различных внешних условий (например, топология и погодные условия местности) характер шумов, которые будут возникать и затем отыскать пути их устранения или хотя бы уменьшения. В настоящее время этот способ стал гораздо проще и доступнее за счёт развития электронновычислительной техники. Это наиболее дешёвый и рациональный способ снижения шумов, использующийся, например, при строительстве железных дорог в городских районах.

     В некоторых случаях рациональнее на данный момент бороться не с причиной, а со следствием. Например, проблему шумового загрязнения жилых помещений  можно значительно уменьшить  за счёт их звукоизоляции (установка специальных окон и т. п.). В США звукоизоляцию жилых зданий спонсирует Федеральная администрация по авиации США (FAA).

     В США главной организацией, выступающей  за уменьшение шумового загрязнения, является Noise Free America.

     В Российской Федерации действуют  ГОСТы и санитарные нормы (СН), регулирующие предельно допустимый уровень шума для рабочих мест, жилых помещений, общественных зданий и территорий жилой  застройки.

     Для ночного времени суток ПДУ  шума для автомобилей на городских автодорогах составляет 40 дБ, в то время как на многих автомагистралях Москвы и других крупных городов России уровень шума составляет не менее 70 дБ.

     Радиационные  загрязнения. Радиационные загрязнения имеют существенное отличие от других. Радиоактивные нуклиды - это ядра нестабильных химических элементов, испускающие заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Именно эти частицы и излучения, попадая в организм человеку разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть различные болезни, в том числе и лучевая.

     В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному  облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения  и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающей среде. Внутреннее облучение создается радиоактивными элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей.

     Для количественной характеристики воздействия  излучения на человека используют единицы  - биологический эквивалент рентгена (бэр) или зиверт (Зв): 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызвать серьезные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые его дозы.

     В результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,1 бэр и, следовательно, за всю свою жизнь около 7 бэр. В этих дозах облучение не приносит вреда человеку. Однако есть такие местности, где ежегодная доза выше средней. Так, например, люди, живущие в высокогорных районах, за счет космического излучения могут получить дозу в несколько раз большую. Большие дозы излучения могут быть в местностях, где содержание естественных радиоактивных источников велико. Так, например, в Бразилии (200 км от Сан-Паулу) есть возвышенность, где годовая доза составляет 25 бэр. Эта местность необитаема.

     Наибольшую  опасность представляет радиоактивное  загрязнение биосферы в результате деятельности человека. В настоящее  время радиоактивные элементы достаточно широко используются в различных  областях. Халатное отношение к хранению и транспортировке этих элементов приводит к серьезным радиоактивным загрязнениям. Радиоактивное заражение биосферы связано, например, с испытаниями атомного оружия.

     Во  второй половине нашего столетия начали вводить в эксплуатацию атомные электростанции, ледоколы, подводные лодки с ядерными установками. При нормальной эксплуатации объектов атомной энергии и промышленности загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляет ничтожно малую долю от естественного фона. Иная ситуация складывается при авариях на атомных объектах.