Безпека життєдіяльності

Екосистема – основна структурна одиниця біосфери. Екосистеми займають певну частину біосфери. Площа екосистем може бути від декількох квадратних метрів до тисяч квадратних кілометрів, а товщина – від декількох сантиметрів (грунт пустель) до десятків кілометрів (океан). Процеси, котрі відбуваються в екосистемах, залежать від кількості енергії, котра надходить до екосистеми та циркуляції речовин в ній.

Енергія, котра надходить до екосистеми, підпорядковується законам термодинаміки. Вона може переходити з одного виду в інший, але не може ні створюватись, ні втрачатись. Перетворення енергії з одного виду в інший не може відбуватись без втрат, у вигляді розсіяної теплоти.

Нескінченна взаємодія абіотичних факторів та живих організмів екосистеми супроводжується кругообігом речовин між біотопом та біоценозом у вигляді мінеральних та органічних з’єднань , котрі чергуються.

Існує три типи біогеохімічних кругообіги: кругообіг води, кругообіг елементів в газоподібній фазі, кругообіг елементів в осадовій фазі.

Стан екосистем та процеси енерго- та масообміну в них залежать від антропогенного впливу, оскільки приплив сонячної енергії до біосистем та механізм фотосинтезу істотно залежать від складу атмосфери, а кругообіг хімічних елементів та речовин в екосистемах також чутливий до антропогенного впливу на всіх їх стадіях.

Проте екосистеми мають захисні властивості, котрі нівелюють наслідки стихійних лих. При цьому зруйновані екосистеми відновлюються або ж замість них формуються нові.

Енергетичний рівень стихійних явищ в біосфері з плином часу змінюється неістотно, а антропогенний вплив невпинно зростає.

Першим екологічно небезпечним здобутком людини був вогонь.

Розвиток сільського господарства забезпечив зростання маси їжі і зумовив зростання чисельності населення. Разом з тим сталися зміни у структурі початкового рослинного покрову, змінилися види тварин. Все це зумовило зміни та повне знищення деяких екосистем. Однак екосистеми періоду аграрної цивілізації зберігали здатність до регенерації, а науково-технічний прогрес призвів до зменшення різноманітності екосистем, накопичення відходів, котрі не мінералізувались деструкторами. В кругообіги почали втручатись штучні речовини, а це істотно порушувало природні кругообіги речовин.

2.2. Основні причини виникнення екологічної кризи.

На відміну від екологічної катастрофи, при виникненні котрої людина є пасивним елементом незворотнього природного процесу, екологічна криза розглядається як зворотний стан, в котрому людина є активною, діючою стороною.

В широкому сенсі слова екологічна криза – фаза розвитку біосфери, котра характеризується якісним оновленням живої речовини (вимиранням одних видів та виникненням інших).

Зі зростанням споживання енергії за рахунок енергоресурсів Землі інтенсивно розвиваються транспортні системи, зростає промисловий потенціал провідних країн світу. Зростає використання природних ресурсів, але, разом з тим, відбувається масове утворення і накопичення відходів, порушуються кругообіги речовин, а високотоксичні речовини розсіюються в біосфері, активно забруднюючи її.

Основними причинами руйнування біосфери та екологічної кризи є:

- демографічний вибух;

- урбанізація населення;

- підвищене використання енергії, промислової продукції та використання транспортних засобів;

- інтенсифікація сільськогосподарського виробництва;

- екологічно нераціональне господарювання;

- аварії, катастрофи, військові навчання, випробування, війни.

Демографічний вибух . Інтенсивний розвиток сільського господарства, підвищення рівня життя, комфортності виробничої діяльності та побуту сприяють підвищенню тривалості життя. Одночасно зі зростанням тривалості життя в деяких регіонах зростає народжуваність (країни Африки, Ближній та Середній Схід, Азія, Індія, Китай).

В наш час цілком обґрунтованою є думка про те, що щільність заселення Землі наближається до критичної величини.

Населення Землі зростає за експоненціальним законом. На початку нашої ери на Землі мешкало 250 млн. чоловік. Через 1,5 тис. років ця цифра подвоїлась. На початку 19 століття численність населення планети досягла 1 млрд., а в 1986 році на Землі жило 5 млрд. чоловік. На доповнення п’ятого мільярда вистачило лише 12 років. В листопаді 1999 року на Землі з’явився 6 – мільярдний мешканець. До кінця 21 століття населення Землі зросте до 30 млрд. чоловік. За цієї умови Земля не може при сучасному стані технологій забезпечити населення їжею і предметами першої необхідності. З певного періоду почнуться голод, деградація біосфери, масові захворювання, зниження чисельності населення і внаслідок цього – руйнування людської спільноти.

Деякі країни зокрема Китай та Індія, намагалися на законодавчому рівні обмежувати народжуваність, однак це не призвело до помітних позитивних результатів.

В Україні, незважаючи на її досить великі розміри та природні багатства, чисельність населення знижується поряд зі зниженням тривалості життя, що загалом свідчить про початок депопуляції.

Урбанізація.  Одночасно з демографічним вибухом відбувається процес урбанізації населення.  У 2000 році, за даними ООН, частка міського населення у світі складає понад 80%.

Створення мегаполісів, великих міст та промислових центрів знищує в цих регіонах біосферу практично повністю, перетворюючі її на техносферу. Техносферам міст притаманний великий рівень забруднення компонентів середовища існування. У великих містах обсяги твердих відходів неухильно зростають, досягаючи 1т на рік на одного мешканця. Спалювання міського сміття призводить до додаткового забруднення атмосферного повітря. Концентрації токсичних домішок у великих містах порівняно з повітрям сільської місцевості значно вищі. 70 мільйонів мешканців 103 міст колишнього СРСР дихають повітрям, котре містить токсичних речовин в 5 разів більше, ніж ГДК. В 66 містах, де рівень забрудненості в 10 разів вищий (мешкає 40 млн. мешканців).

Науково-технічний прогрес, зростання виробництва енергії, промислової продукції та чисельності транспортних засобів.

Це, в свою чергу супроводжується зростанням споживання сировинних ресурсів. Споживання матеріальних та енергетичних ресурсів відбувається більш високими темпами, ніж приріст населення, оскільки середнє споживання на душу населення постійно зростає. Великі видатки у світі на військові цілі. Військова промисловість є одним з активних стимуляторів розвитку техніки і росту енергетичного та промислового виробництва.

Порівняно з 1960 роком в 2000 році споживання електроенергії у світі складає 413%. Аналіз екологічних наслідків розвитку енергетики показує, що в багатьох країнах це зростання досягалось за рахунок переважного використання теплових електростанцій, котрі спалюють вугілля, мазут або природний газ. Викиди теплових електростанцій згубно впливають на біосферу.

В другій половині ХХ століття кожні 12-15 років промислове виробництво в провідних країнах світу подвоюється. При цьому подвоюються викиди забруднюючих речовин в атмосферу.

Чисельність світового автомобільного парку постійно зростає. В 1960-1990 рр. вона зросла зі 120 до 420 млн. автомобілів.

Вважається, що за ступенем забруднення природного середовища перше місце посідають металургійна промисловість та автотранспорт, котрі загалом спричинюють до 70-85% всього обсягу забруднень.

Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва. З метою підвищення родючості ґрунтів та боротьби з шкідниками протягом багатьох років в сільськогосподарському виробництві використовуються добрива та різноманітні токсиканти, котрі негативно впливають на стан екосистем. Щорічно в світі в ґрунти вноситься  500 млн. тон мінеральних добрив та близько 4 млн. тон пестицидів. Більша їх частина осідає в ґрунтах та виноситься поверхневими водами в річки, озера, моря та океани. Значна частина їх накопичується в штучних водосховищах, котрі живлять водою промислові центри. За останні 45 років використання мінеральних добрив зросло в 43 рази, а отрутохімікатів -в 10 разів.

В наслідок забруднення ґрунтів, ґрунтових вод та вирощуваних продуктів в районах підвищеної хімізації сільського господарства захворюваність дітей в 3 – 3,5 рази вища, ніж в районах з мінімальною хімізацією.

Помилки планування господарської діяльності. Суттєвий негативний вплив на екосистеми справляють теплоелектростанції, не обладнані засобами очищення викидів, неефективне використання електроенергії в промисловості, низький рівень використання вторинних ресурсів, випуск неекологічних автомобілів, не виконання планів введення в експлуатацію екозахисних споруд практично у всіх галузях промисловості.

Аварії, катастрофи, військові навчання. Поява ядерних об’єктів та висока концентрація хімічних та металургійних виробництв спричиняє руйнівний вплив на екосистеми. Прикладом цього є аварії в Чорнобилі, Бхопалі. Людина може викликати екологічні катастрофи регіонального та глобального масштабів. Руйнівний вплив на біосферу справляють випробування ядерної зброї. Розміри полігона для випробування хімічної зброї складають близько 500 тис .га. Прикладом негативного екологічного впливу сучасних локальних воєн є великі виливи нафти в затоки, пожежі на нафтових свердловинах під час війни в Перській затоці, пожежі хімічних заводів під час війни в Югославії в 1999 році.

2.3. Наслідки забруднення навколишнього середовища.

Забруднення токсичними речовинами навколишнього середовища негативно відбиваються на здоров'ї населення, погіршує якість сільськогосподарської продукції, знижає врожайність, передчасно руйнує житлові будівлі, металоконструкції, впливає на клімат окремих регіонів, руйнує озоновий шар Землі, зумовлює загибель флори та фауни.

Забруднення атмосфери. Атмосфера завжди містить домішки природного та антропогенного походження. Основними забруднювачами є гази та тверді частинки. При цьому частка газів складає 90%, а тверді частинки – 10% від всієї маси забруднювачів. До природних забруднювачів відносяться пилові бурі, виверження вулканів, космічний пил тощо. Джерела антропогенного забруднення – теплоелектростанції( сірчистий та вуглекислий гази), металургійні підприємства( викидають оксиди азоту, сірководень, сірковуглець, хлор, фтор, аміак, сполуки фосфору, ртуть, миш'як), хімічні, цементні заводи та інші підприємства.

Атмосферні забруднювачі поділяються на первинні, котрі надходять безпосередньо до атмосфери, і вторинні, котрі утворюються внаслідок перетворення первинних забруднювачів. Наприклад, сірчистий газ в атмосфері окислюється до сірчаного ангідриду, котрий взаємодіє з водяною парою і утворює краплинки сірчаної кислоти. Розглянемо вплив деяких забруднювачів на організм людини.

Атмосферний вплив. Особливо небезпечним є токсичний тонко дисперсний пил з розміром частинок 0,5 – 10 мкм. Ці частинки глибоко проникають в органи дихання. При неповному згоранні палива утворюється сажа – високодисперсний порошок, котрий на 90 -95% складається з частинок вуглецю. Сажа має високу адсорбційну здатність до важких вуглеводнів, що робить сажу дуже небезпечною для людини.

Оксид вуглецю. Це безколірний газ котрий не має запаху. Він впливає на нервову та серцево-судинну системи, викликає задуху.

Оксид азоту. Спричиняє подразнювальну дію на організм. Небезпека дії оксидів азоту підвищується в містах, де вони взаємодіють з вуглеводнями вихлопних газів і утворюють смог. При підвищенні концентрації оксиду, виникає сильний кашель, блювання, головний біль.

Діоксид сірки. Викликає неприємний присмак в роті, подразнює слизові оболонки очей та дихальні шляхи.

Вуглеводні (пари бензину). Вони мають наркотичну дію. Викликають головний біль, кашель.

Сполуки свинцю. Через органи дихання до організму надходять близько 50% сполук свинцю. Свинець викликає порушення синтезу гемоглобіну, виникають захворювання дихальних шляхів, нервової системи.

Забруднення гідросфери. Розрізняють хімічне, фізичне та біологічне забруднення водоймищ. Хімічне забруднення зумовлюється збільшенням вмісту у воді неорганічних та органічних шкідливих домішок. Фізичне забруднення пов'язане зі змінами фізичних параметрів водного середовища і зумовлюється тепловими, механічними та радіоактивними домішками. Біологічне забруднення полягає в змінах властивостей водного середовища внаслідок збільшення кількості мікроорганізмів, рослин та тварин.

Основними забруднювачами гідросфери є промисловість та сільське господарство. Найбільш шкідливими органічними забруднювачами гідросфери є нафта та нафтопродукти. Щорічно в світовий океан потрапляє 5-10 млн. Тон нафти та нафтопродуктів. Наявність на поверхні води масла, жирів, мастильних матеріалів перешкоджає газообміну між водою та атмосферою, що знижує насиченість води киснем та негативно впливає на стан фітопланктону і зумовлює загибель риби та птахів. Найбільш небезпечним є забруднення вод ртуттю, тому що зараження морських організмів викликає отруєння людей.

На промислових підприємствах джерелами забруднення стічних вод є виробничі, поверхневі та побутові стоки. Виробничі стічні води утворюються внаслідок використання води в технологічних процесах. Побутові стічні води підприємств утворюються при експлуатації душів, туалетів, пралень та їдалень, звідки вони скеровуються на міські станції очищення.