1.2.6. Энергетическое загрязнение биосферы

К энергетическому загрязнению биосферы относят: тепловые выбросы, шумы, вибрацию, ультрозвук, инфразвук, ионизацию, электро

13

магнитные излучения и электромагнитные поля.

Тепловое загрязнение среды

Деятельность человека связана со сжиганием огромного количества угля, нефти, газа и других видов топлива, что сопровождается выделением в атмосферу тепла. Тепловое воздействие оказывает отрицательное влияние на биосферу. В теплой воде снижается содержание кислорода в связи с меньшей растворимостью. Нарушается в целом биологический режим водоема. В некоторых промышленных районах количество вырабатываемой энергии столь велико, что соизмеримо с интенсивностью излучения Солнца на эту же площадь. Растения являются аккумуляторами тепловой энергии, но площадь лесов повсеместно сокращается. Под влиянием теплового загрязнения сокращается площадь снежного покрова, ледников планеты, поднимается средняя температура земной поверхности.

Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.км. Более высокая температура воды препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

Шум как загрязнитель среды обитания

Акустическая среда является существенным фактором, влияющим на самочувствие людей и животных. Поставлены опыты, которые доказывают, что повышенный шум неблагоприятно влияет даже на развитие растений. Акустическая среда заполняется шумом. Различают низкие, средние и высокие звуки.

Шум – волновое колебание упругой среды. С физиологической точки зрения шумом является всякий нежелательный, неприятный для восприятия человека звук, другими словами, любые звуки, выходящие за рамки звукового комфорта.

Уровни шума принято измерять в относительных единицах – децибеллах. Слышимый диапазон в децибеллах укладывается в 140 еди-

14

Сегодня в мире существует как бы две самостоятельные "проблемы народонаселения". Одна из них касается промышленно развитых стран, где экологические проблемы не столько связаны с численностью народонаселения, сколько с последствиями стиля жизни - накоплением огромного количества токсичных отходов, истощением природных ресурсов и т.д. Перед менее развитыми странами остро стоит проблема обеспечения продовольствием быстрорастущего населения. В связи с этим люди вынуждены вырубать леса, нерационально использовать пастбища и пашни, вызывая их истощение.

Сегодня в более развитых странах проживает около 25% населения и сосредоточено 80% мирового богатства, в менее развитых – соответственно 75% и 20%. Тем не менее, именно в слаборазвитых странах отмечается наиболее быстрый рост населения, ежегодно примерно на 83 млн. (в развитых странах прирост около 7 млн.). Быстрый рост населения обусловлен снижением детской смертности при сохранении прежнего высокого уровня рождаемости.

Важная характеристика народонаселения - возрастной состав, который наглядно изображается пирамидой возрастного состава. Существует 3 вида пирамид: в виде треугольника, полуовала, лепестка. В каждой пирамиде 3 возрастных слоя: 1 (верхний) слой – численность населения после репродуктивного периода (старше 50 лет), 2 (средний) слой - численность населения репродуктивного периода (20 - 50 лет), 3 (нижний) слой - численность населения до репродуктивного периода (дети). Треугольный вид пирамид характеризует развивающуюся страну, полуовал – стабилизированное общество, пирамида в виде лепестка – деградирующее общество.

Уровни пирамид в различных странах Земли:

Европа Африка Лат. Америка

1 слой 35% 12% 18%

2 слой 40% 46% 40%

3 слой 25% 42% 42%

Следующим показательным фактором в развитии демографического взрыва является показатель плотности населения – табл.1. Значительные проблемы возникли и ожидается их наращивание в дальнейшем в азиатских странах из-за сочетания быстрого роста и высокой плотности населения.

Индустриализация и экономическое развитие в конечном счете приводят к снижению темпов роста населения. Этой же цели можно

19

очередь, к развитию демографического взрыва.

Бурный рост народонаселения сильно затрудняет обеспечение людей продуктами питания, препятствует получению образования и развитию системы здравоохранения. Стремление огромного числа людей прожить на Земле, которая не может их прокормить, приводит к деградации окружающей среды. Рост численности населения является серьезным препятствием на пути экономического развития. Имеющиеся в распоряжении средства общество часто вынуждено расходовать на удовлетворение непосредственных жизненных потребностей населения (здравоохранение, обеспечение продуктами, преодоление последствий стихийных и социальных бедствий), а не на обеспечение долгосрочных программ (строительство дорог, развитие промышленности, профессиональное обучение), которые бы обеспечили людям более высокий уровень жизни в будущем.

Последние 150 лет население нашей планеты резко возросло и продолжает расти все убыстряющимися темпами. В 1830 г. численность превысила 1 млрд. человек. Через 100 лет она удвоилась (1930 г.) через 30 лет она достигла 3 млрд. (1960 г.), спустя 15 лет на планете было уже 4 млрд. (1975 г.) и, наконец, через 12 лет (1987 г.) численность достигла 5 млрд. человек. По мнению специалистов, в 1999 г. население Земли составит 6 млрд. Ожидается, что стабилизация численности населения на уровне 10-12 млрд. человек произойдет к концу следующего столетия.

Естественно, что рост численности населения привел к высокому уровню потребления человеком первичной биологической продукции, к деформации ранее установившегося в биосфере распределения потребления. В результате значительная часть биоты практически была лишена пищи, что вызвало сокращение численности популяции многих видов, и на больших территориях они стали исчезать. В то же время отходы жизнедеятельности человека способствовали росту популяций видов, сопутствующих человеку (крыс, тараканов и т.п.).

С ростом народонаселения резко расширились масштабы хозяйственной деятельности, что нанесло главный удар по биоте: изменилась структура популяций, разрушились экологические ниши многих видов организмов. Все это привело к потере устойчивости биоты и деформации окружающей среды. Человек нарушил и свою экологическую нишу.

18

ниц. Шум относится к волновым колебаниям, поэтому важны его частотные характеристики. Чем выше частота звука в области ультразвука и слышимого звука, тем тяжелее вынести шум. Уровень шума в 50-60 дБ негативно воздействует на нервную систему человека; при 90-100 дБ - притупляется острота зрения, появляются головные боли, нарушается ритм дыхания и пульс, повышается давление, снижается кислотность (гипертония, гастрит); при 110 дБ - шумовое опьянение, разрушение слухового аппарата, возбужденное состояние (шум действует как наркотик); при 140 дБ - болевые ощущения, потеря слуха.

Ультразвук и инфразвук не воспринимаются человеческим ухом, но они также могут оказывать на человека неблагоприятное воздействие. Последствия его зависят от продолжительности, характера шума (тональный, импульсный), а также от состояния человека. Особенно неблагоприятно шумовое воздействие во время сна.

Люди по-разному воспринимают шум в зависимости от возраста, эмоциональности, состояния нервной системы и другого. Он мешает работе, отдыху, нарушает сон. Шум является не только причиной развития глухоты, но и таких заболеваний, как гипертония, расстройство центральной нервной системы, язва желудка и другие. Сильный шум, длительное время воздействующий на человека, понижает его способность к продолжению рода. Звук, равный 130 дБ, воспринимается уже не как звук, а как давление, причиняющее боль. По данным австралийских исследователей, "шумовое загрязнение", характерное сейчас для больших городов, сокращает продолжительность жизни их жителей на 10-12 лет. Инфразвуковые шумы создают ощущения психологического дискомфорта, вызывают панику среди животных, что наблюдается при извержении вулканов и землетрясениях. Шум – одна из форм физического загрязнения окружающей среды, адаптация к которому практически невозможна. В настоящее время шум рассматривается как серьезная опасность и необходимо предусматривать мероприятия по борьбе с ним.

Вибрация – сложные колебания в механических системах, передающиеся через грунт; воспринимаются лишь при контакте с вибрирующим телом. При частоте 1100 Гц вибрация воспринимается уже как сотрясения. Основные источники вибрации: технологическое оборудование ударного действия (молоты, прессы), мощные энергетические установки (насосы, компрессоры, двигатели), рельсовый транспорт.

15

Искусственные электромагнитные излучения

Научно-технический прогресс привел к тому, что электромагнитные поля, создаваемые человеком, во много раз выше среднего уровня естественных полей. Радиопередающие устройства, линии электропередач (ЛЭП) и другие устройства создают электромагнитные поля, оказывающие влияние на объекты биосферы. Неблагоприятные последствия действия полей на организм могут проявляться при напряжениях 1000 В/м. Предельно допустимый уровень (ПДУ) электромагнитных полей для населенных мест установлен 2-10 В/м. Фактически значения напряжения под ЛЭП могут достигать нескольких тысяч вольт на метр. Электромагнитные поля нарушают физиологические функции, особенно опасно их воздействие на эмбрионы. При многократном воздействии этих полей наблюдается коммулятивный эффект – концентрация вредного воздействия в каком-то месте. В результате воздействия электромагнитного излучения на организм человека возможны нарушения в сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной системах. Данный вид излучения усугубляюще влияет на онкологические заболевания.

Защита от электромагнитных полей состоит в обеспечении ПДУ, создании санитарно-защитных зон вокруг радиостанций, телецентров, ретрансляторов, ЛЭП и т.д.

Радиоактивное загрязнение среды

Опасными загрязнителями среды в последнее время стали радиоактивные вещества (РАВ), количество которых заметно увеличилось в результате ядерных взрывов, развития атомной промышленности и энергетики, использования радиоактивных препаратов и изотопов в медицине и биологии. В мире уже зафиксировано более 150 аварий на АЭС с утечкой радиоактивных веществ. Анализ показал, что основная опасность радиоактивного заражения внешней среды связана с выбросом долгоживущих радионуклидов. Термин "радиационная авария" принят Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) для аварий, представляющих опасность не только для отдельных лиц, но и для значительной части населения страны и соседних стран.

Основные источники радиоактивного излучения антропогенного происхождения: испытания ядерного оружия, использование ядерных реакторов для получения электроэнергии, функционирование атомной промышленности.

Радиоактивное излучение – наиболее опасный по своим физиоло-

16

гическим последствиям вид воздействия на организм человека. Биологическое действие радиации на живой организм начинается на клеточном уровне. Проходя через живое вещество, рентгеновские лучи, гамма-лучи или ядерные частицы на своем пути вырывают электроны из оболочки атомов и молекул. В результате этого нейтральные атомы и молекулы приобретают заряд (ионизируются). Действие радиации в зависимости от дозы излучения и площади поражения биологической ткани вызывает нарушение обмена веществ, возникновение лучевой болезни различной степени тяжести, поражение генетического аппарата клеток, что ведет к онкологическим новообразованиям или передаче уродств и отклонений будущим поколениям.

Последствия аварии Чернобыльской АЭС, взрывов атомных бомб над Хиросимой и Нагасаки особенно явственно выявили таящуюся в радиации опасность для человечества и всей биосферы в целом.