21.2. Проблемы физического загрязнения селитебной зоны

Селитебную зону, как уже отмеча­лось, человек использует как многофун­кциональную систему. Здесь реализу­ются потребности людей не только в воспроизводстве следующих поколений (детей, внуков, правнуков), но и в про­межуточном восстановлении сил (отдых после рабочего дня), в длительном от­дыхе (пенсионный период); производят продукцию на приусадебных участках в сельских населенных пунктах, садово-огородных и дачных участках.

Эти обстоятельства определяют фор­мирование на селитебной территории многоструктурной системы быта, вклю­чающей различные воздействия: транс­портные (постоянно увеличивающееся число личных автомобилей, другой тех­ники, например мотоблоков); мелко­производственные (земледелие на при­усадебных участках, всевозможный ре­монт техники и бытовых вещей в жилых массивах городов); животноводческие (домашние животные в подсобном хо­зяйстве, резкое увеличение числа собак и кошек в городских квартирах, значи­тельное число бездомных животных). Такие воздействия при выполнении со­ответствующих нормативных требова­ний в общем несложны для управления.

Особое место среди возможных воз­действий в современных селитебных зо­нах занимают воздействия, связанные с изменением физических параметров.

Как известно, под загрязнением по­нимают привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных для нее хими­ческих, физических и биологических соединений или превышение в рассмат­риваемое время естественного средне-многолетнего состояния или концент­рации этих агентов. Зачастую любая из перечисленных форм загрязнения при­водит к негативным последствиям, из-

меняя естественное состояние одного или большинства природных компо­нентов, что может сказаться (или сказы­вается) в конечном итоге на здоровье человека. Разумеется, что вышеназван­ные формы загрязнения не действуют изолированно. Чаще всего наблюдается совместное физическое и химическое загрязнения (например, фотохимичес­кий смог), в результате чего значитель­но ухудшается экологическая обста­новка.

Физическое загрязнение — это за­грязнение, обусловленное изменением физических параметров среды: темпера-турно-энергетических (тепловое), вол­новых (световое, шумовое и электро­магнитное загрязнения), радиационных (радиационное и радиоактивное загряз­нения).

Электромагнитное загрязнение, бу­дучи формой физического загрязнения опасной электромагнитным излучени­ем, возникает в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио и теле­видения, работы некоторых промыш­ленных и бытовых установок).

Рассматривая экологические аспек­ты электромагнитного загрязнения, уместно прежде всего вспомнить о есте­ственном электромагнитном фоне Зем­ли. Электромагнитные поля (ЭМП) яв­ляются одним из постоянных элементов среды обитания человека и всех живых существ.

Геомагнитное поле Земли — это фак­тор окружающей среды, в условиях ко­торой происходила многовековая эво­люция организмов. Оно воздействует на все живое, в том числе и на человека. Так, в периоды магнитных бурь увели­чивается число сердечно-сосудистых за­болеваний. Постоянные магнитные поля в повседневной жизни создаются различными промышленными установ­ками, некоторыми аппаратами и др.

Земля, как известно, обладает избы­точным электрическим зарядом. По этой причине на ее поверхности суще­ствует напряженность электрического поля. Значение ее слабо меняется во времени и составляет 100...200 В/м («на­пряженность* электрического поля хо­рошей погоды»). При грозовой облач­ности напряженность на земной по-

415

верхности может возрастать до несколь­ких киловольт. При низкой облачности в горах наблюдаются случаи корониро-вания выступающих металлических предметов, что свидетельствует о на­пряженности в 10...20 кВ/м.

Процесс формирования и функцио­нирования биотехносферы существенно расширил масштабы воздействия искус­ственных электромагнитных полей. Все более обостряющаяся проблема воздей­ствия искусственных электромагнитных полей на сегодняшний день не имеет за­конченных решений. Между тем вокруг любого источника и проводника, нахо­дящегося под напряжением, распрост­раняется электромагнитное поле. Сели­тебная зона практически находится в своеобразном «электромагнитном смо­ге». Этому невидимому для человека фактору пока не уделяется должного внимания. Однако степень его воздей­ствия на биологические системы пред­полагается достаточно значимой.

Электромагнитное излучение в зави­симости от электромагнитных волн, об­ладающих различной энергией, прояв­ляется по-разному. В порядке повыше­ния энергии излучения различают тех­нический переменный ток, радиовол­ны, микроволны, тепловое (инфракрас­ное) излучение, видимый свет, ультра­фиолетовое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение.

Особенно опасны для человека излу­чения высоких энергий — рентгенов­ские и гамма-излучения; в меньшей сте­пени — ультрафиолетовое и микровол­новое. Электромагнитные поля, возни­кающие при прохождении тока по проводам (технический переменный ток), также оказывают отрицательные воздействия.

Проблема электромагнитного за­грязнения селитебной зоны достигла не меньшей остроты, чем химического. Число источников электромагнитных полей постоянно возрастает, расширя­ется спектр используемой бытовой электроаппаратуры, внедряются новые системы мобильной связи. Электромаг­нитные излучения от объектов различ­ного целевого назначения, созданных человеком, в сотни раз больше среднего естественного поля. По имеющимся оценкам, средняя ежедневная доза

электромагнитной радиации в 200 раз превышает природный фон, формируе­мый солнечной радиацией и другими естественными источниками. По дан­ным Госкомэкологии России, в 1996 г. превышение санитарных норм по пара­метрам электромагнитных полей на­блюдалось на 18,9 % промышленных предприятий (из 2742 обследованных), на 23 % объектов жилищно-коммуналь­ного хозяйства (из 1956 обследован­ных), на 10,3 % объектов транспорта (из 668 обследованных).

Наиболее мощные источники элект­ромагнитного излучения — телевизион­ные и радиостанции, радиолокацион­ные станции, линии передач электри­ческого тока сверх- и ультравысокого напряжения на большие расстояния.

Транспортировка электроэнергии, осуществляемая магистральными лини­ями электропередач (ЛЭП) напряжени­ем 500, 700 и 1150 кВ, создает проблему биологического действия электрическо­го поля промышленной частоты.

Сверхвысоковольтные ЛЭП обычно не проходят по территории населенных пунктов. Но в отдельных случаях они пересекают дачные поселки, усадьбы, приусадебные участки, сады, огороды и т. п. Около 80 % ЛЭП размещены по па­хотным угодьям, где периодически мо­гут находиться люди, выполняющие сельскохозяйственные работы (вблизи ЛЭП и под ними). Эти земли рекомен­дуется использовать для выращивания культур, не требующих ручного труда, а применяемые здесь механизмы и маши­ны должны быть заземлены.

Поля, создаваемые ЛЭП, распрост­раняют свое влияние на большие терри­тории. Так, площадь полосы шириной 50 м под линиями с напряжением 300 кВ и более для вместе взятых России и США составляет около 8000 км², что почти в 8 раз превышает территорию Москвы.

Установлено воздействие ЛЭП на здоровье населения (усталость, ухудше­ние самочувствия и аппетита, наруше­ние психики и памяти, возникновение аллергических реакций, появление об­морочных состояний и головных болей, увеличение смертности лиц пожилого возраста от сердечных приступов и др.).

При изучении воздействия электри-

416

ческих полей на животных наблюдали изменения обмена микроэлементов (железа, марганца, меди и др.), увеличе­ние щитовидной железы, что характе­ризует ее способность концентрировать радиоактивный йод, содержания глю­козы в крови.

Имеются сведения о подавлении и стимулировании активности микроор­ганизмов под действием постоянного электрического тока. Отмечено влияние электромагнитного поля на морфоло­гию бактериальных клеток, их рост и размножение, ферментативную актив­ность, а также на патогенные свойства. Перечисленные особенности обуслов­ливают интенсивность микробных про­цессов в природе. Таким образом, элек­тромагнитные поля представляют важ­ный экологический фактор.

Деревья, высокие кустарники и рас­тения служат эффективными естествен­ными защитными экранами от воздей­ствия ЛЭП. В то же время не исключа­ется негативное воздействие электри­ческих полей промышленной частоты на гибель лесов в результате образова­ния озона. Для снижения интенсивнос­ти электрического поля до гигиеничес­ки допустимых значений для селитеб­ной зоны проводят планировочные и технические мероприятия. Так, в целях защиты населения рекомендуют уста­навливать санитарно-защитные зоны: по обе стороны от проекции на землю крайних фазных проводов шириной 20 м —для ЛЭП напряжением 330 кВ; 30 м - 500 кВ; 40 м - 750 кВ; 55 м-1150 кВ. На эти расстояния следует осо­бенно обращать внимание в связи с рас­ширяющимися процессами освоения малоудобных и низкопродуктивных зе­мель.

На территории Российской Федера­ции действуют нормативные докумен­ты, которые регламентируют предельно допустимые уровни (ПДУ) электромаг­нитного неионизирующего излучения в радиочастотном диапазоне от техничес­ких средств радиосвязи, радиовещания и телевидения [«Электромагнитные из­лучения радиочастотного излучения (ЭМИРЧ). Санитарные нормы и прави­ла», 1996; «Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромаг­нитных излучений, создаваемых систе-

мами сотовой радиосвязи. Гигиеничес­кие правила», 1995], а также ряд мето­дических документов.

Согласно экспертным оценкам Гос­комэкологии России в целях обеспече­ния безопасности окружающей среды и человека от электромагнитных излуче­ний необходимо:

проведение фундаментальных меди­ко-биологических исследований по ус­тановлению нормативов ПДУ облуче­ния (производственного персонала, на­селения и биотических составляющих экосистем) во всех диапазонах частот, учитывающих совместные действия ча­стот как одного, так и нескольких час­тотных диапазонов и специфику излу­чений технических средств;

разработка на основе результатов этих исследований гигиенической и экологической документации, недоста­ющей методической документации и измерительного оборудования по про­ведению мониторинга;

проведение мониторинга техничес­ких средств, излучающих электромаг­нитную энергию, с целью их сертифи­кации и лицензирования;

картографирование и создание банка данных об электромагнитной обстанов­ке на основе результатов мониторинга;

разработка методов и средств защиты от биологического действия ЭМП, средств обеспечения пожаро- и взрыво-безопасности материалов и веществ и соответствующей нормативно-методи­ческой документации.

Специфическая форма физического загрязнения окружающей среды сели­тебных зон - акустическое (шумовое). Мир звуков — неотъемлемая составляю­щая среда обитания человека, многих животных, небезразличен он (как сви­детельствует ряд исследований) и неко­торым высшим растениям. Шелест ли­ствы, плеск волн, шум дождя, пение птиц, аккорды высокой музыки— все это привычно и органично необходимо человеку. Абсолютная тишина, как пра­вило, пугает и угнетает людей. Так, при строительстве конструкторского бюро в Ганновере были предусмотрены всевоз­можные меры, чтобы в здание не про­никал ни один посторонний звук с ули­цы: рамы с тройным остеклением, зву­коизоляционные панели из ячеистого

417

бетона и специальные пластмассовые обои, гасящие звук. А через неделю со­трудники стали жаловаться, что не мо­гут работать в условиях гнетущей тиши­ны. Они нервничали, теряли работоспо­собность. Администрации пришлось поставить магнитофон, который, авто­матически включаясь время от времени, воспроизводил эффект «тихого улично­го шума». Рабочая атмосфера не замед­лила восстановиться (Никитин, Нови­ков, 1986).

Между тем разнообразные и много-масштабные процессы техногенеза су­щественным образом изменили и меня­ют естественное акустическое поле био­сферы, что проявляется в шумовом заг­рязнении окружающей природной среды, ставшем серьезным фактором негативного воздействия. Согласно сло­жившимся представлениям шумовое загрязнение — одна из форм физичес­кого (волнового) загрязнения окружаю­щей среды, адаптация организмов к ко­торому невозможна. Обусловлено оно превышением естественного уровня шума и ненормальным изменением зву­ковых характеристик (периодичности, силы звука и т. п.) на рабочих местах, в населенных пунктах и других местах вследствие работы транспорта, про­мышленных устройств, бытовых прибо­ров, поведения людей или иных при­чин.

Как городские, так и многие сельс­кие селитебные зоны испытывают вы­сокую шумовую нагрузку. Антропоген­ный шум стал патологическим явлени­ем, являясь неизбежным спутником технического развития. В селитебной зоне слуховой анализатор постоянно напряжен и звуковое «перенасыщение» воспринимается человеком как акусти­ческая помеха, ведущая к шумовому дискомфорту.

В зависимости от силы и длительнос­ти действия шум способен причинить ощутимый вред здоровью. Многолетнее воздействие шума ведет к повреждению органов слуха человека, возможности развития тугоухости и даже глухоты. Измеряют силу шума в белах (Б).

Шум как фактор загрязнения сели­тебной зоны воспринимается людьми довольно-таки индивидуально; диффе­ренциация восприятия шумовых воз-

действий меняется и по возрастам, а также в зависимости от темперамента, общего состояния здоровья, особеннос­тей слуховой адаптации и др. Орган слу­ха человека может приспосабливаться к некоторым постоянным или повторяю­щимся шумам, но во всех случаях эта приспособляемость не защищает от воз­можного возникновения и развития ка­кого-либо патологического процесса. Шумовые раздражения — одна из при­чин расстройства сна. Прервать и изме­нить глубину сна могут даже небольшие (около 35 дБ) шумовые воздействия. Последствия этого — хроническая уста­лость, нервное истощение, сокращение продолжительности жизни, которое, по данным австралийских исследователей, может достигать 8... 12 лет. Шкала силы звука приведена на рисунке 21.3.

В соответствии с ГОСТ 12.1.003—83 «Шум. Общие требования безопаснос­ти» в 1997 г. на территории Российской Федерации проведено более 500 тыс. за­меров силы шума, которые выявили значительное превышение безопасных пределов шумовой нагрузки.

Шумовой стресс характерен ддя всех высших организмов. Особенно же от­четливо он выражен у людей как эмоци­ональное и физическое напряжение, обусловленное постоянным акустичес­ким дискомфортом, ведущим к замет­ному ухудшению здоровья. Шум, пре­вышающий 80...90 дБ, влияет на выде­ление гормонов гипофиза, контролиру­ющих выработку других гормонов. Например, может возрасти выделение кортизона из коры надпочечников. Кортизон ослабляет борьбу печени с вредными для организма веществами. Под влиянием такого шума происходит перестройка энергетического обмена в мышечной ткани. Чрезмерный шум мо­жет послужить причиной возникнове­ния язвенной болезни.

Отмечаются также функциональные нарушения в организме, проявляющие­ся в изменении активности мозга и цен­тральной нервной системы, повышении давления. По данным Всемирной орга­низации здравоохранения, реакция на шум со стороны нервной системы начи­нается при 40 дБ, а при 70 дБ и более возможны существенные ее нарушения.

При гигиеническом нормировании

418

Число колебаний, Гц /с Рис. 21.3. Шкала силы звука (шума)

допустимым считают такую силу шума, которая не нарушает звуковой комфорт человека, не вызывает у него неприят­ных ощущений и при длительном воз­действии не наблюдается изменений в комплексе физиологических показате­лей, отражающих реакции наиболее чувствительных к шуму систем организ­ма (в первую очередь нервной системы). Нормирование шумов проводят в соот­ветствии с Санитарными нормами до­пустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки.

Одно из целесообразных, экологи­чески обоснованных направлений борь­бы с шумом — максимальное озелене­ние территорий. Растения обладают ис­ключительной способностью задержи­вать и поглощать значительную часть звуковой энергии, особенно звуки вы­сокой частоты. Густая живая изгородь способна в 10 раз уменьшать шум, про­изводимый машинами. Причем древес­ные породы, особенно лиственные, эф­фективнее кирпичной или бетонной стены. Наибольшей звукопоглощающей способностью обладает живая изгородь из деревьев и кустарников. Согласно имеющимся наблюдениям существен­ный звукозащитный эффект (до 70 % в летнее время) получают при четырех-пятирядной полосе деревьев и кустар­ников. Еще одна особенность древес­ных культур заключается в их способно­сти изолировать шум. Доказано, что наивысшей звукоизолирующей способ­ностью обладают зеленые перегородки из клена (до 15,5 дБ), тополя (до 11 дБ), липы (до 9 дБ) и ели (до 5 дБ).

В целом проблема уменьшения шу­мового загрязнения является достаточ­но сложной, и решение ее должно осно­вываться на комплексном подходе, включающем систему технических и организационных методов и мероприя­тий. С решением проблем шума связано и регулирование вибрационного фона окружающей среды.

В середине 80-х годов были разрабо­таны и введены в действие рекоменда­ции по оценке ущерба от загрязнения акустической среды населенных пунк­тов, позволяющие рассчитывать эконо­мическую эффективность противошу­мовых мероприятий.

При регламентации физических воз­действий существенное значение имеют экологическая грамотность и культура населения. Зачастую человек сам усу­губляет обстановку, направляя на себя или принимая внешние воздействия, связанные с бытом или развлекательны­ми мероприятиями, например увлече­ние микроволновыми установками, му­зыкальным шумом. Распространенным явлением среди молодежи стало звуко­вое «опьянение» — возбуждение, возни­кающее в результате резонанса клеточ­ных структур в ответ на громкие ритми­ческие звуки. Это состояние аналогич­но алкогольному опьянению или наркотическому одурманиванию. Сила шума, создаваемая современной элект­ромузыкой, достигает 130 дБ, что пре­вышает болевой порог.

В последнее десятилетие внимание исследователей и практиков привлекает явление акустической эмиссии, пред­шествующее разрушению объектов, об­валам горных пород в шахтах, землетря­сениям и пр.

Экологические проблемы селитеб­ной зоны не ограничиваются только воздействием рассмотренных физичес­ких факторов. Как уже отмечалось, ин­тегральным показателем экологическо­го благополучия селитебной зоны явля­ется состояние здоровья проживающего на ней населения, которое находится также в прямой зависимости от состоя­ния атмосферного воздуха, от качества питьевой воды и продуктов питания, даже от состояния почв данной терри­тории. Однако и сама селитебная зона является мощным фактором воздей­ствия на окружающую природную сре-

ДУ-

Согласно оценкам Л. А. Пак и А. И.Чекереса (1979), при увеличении численности населенного пункта в среднем на 10 тыс. чел. концентрация загрязняющих веществ в его атмосфере возрастает на 0,383 %. Прослеживается довольно четкая связь между плотнос­тью населения и загрязнением воздуха в расчете на 1 тыс. га городской террито­рии. С увеличением плотности населе­ния повышается загрязненность. Если в среднем при плотности населения горо­дов и городских поселков 20 чел. на 1 тыс. га она не превышает 12 усл. ед., то

420

при увеличении плотности вдвое (до 40 чел. на 1 тыс. га) возрастает до 50 усл. ед. и т. д. Небезынтересно, что если при плотности населения 25 чел. на 1 тыс. га (районы аграрного направления) заг­рязненность достигает 10 условных еди­ниц, то в районах, более развитых в промышленном отношении, — 33.

Санитарно-эпидемиологическая служба Российской Федерации ежегод­но собирает информацию о состоянии окружающей природной среды и его влиянии на здоровье людей. Так, в на­чале 90-х годов результаты анализа око­ло 2 млн проб водопроводной воды и около 90 тыс. проб поверхностных вод показали, что более 50 % населения России используют для питья воду, не соответствующую гигиеническим тре­бованиям.

Согласно государственному докладу «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1997 году» источниками централизованного водоснабжения служат поверхностные (68 %) и подземные (32 %) воды. Цент­ рализованные системы водоснабжения имеют 1078 городов (99 % общего чис­ ла), 1686 поселков городского типа (83 %), около 34 тыс. сельских населен­ ных пунктов (22 %) России. Среднее удельное водопотребление в Россий­ ской Федерации на хозяйственно-пить­ евые и коммунально-бытовые нужды составляет 272л/сут на 1 жителя, а в Москве — 539 л/сут. При этом практи­ чески все поверхностные источники во­ доснабжения подвержены существен­ ному воздействию вредных антропоген­ ных факторов, поэтому качество по­ ставляемой воды не соответствует нормативным требованиям. Качество используемых для водоснабжения под­ земных вод в основном соответствует нормативным требованиям, однако из- за повышенного загрязнения водоис­ точников, в том числе солями тяжелых металлов, традиционно применяемые технологии обработки воды стали в большинстве случаев недостаточно эф­ фективными. В 1997 г. по России более 20 % исследованных проб питьевой воды не соответствовало санитарным нормам по химическим и более 10 % по микробиологическим показателям.

Наиболее сложное положение с каче-

ством подаваемой населению питьевой воды отмечается в Архангельской, Ке­меровской и Мурманской областях, Приморском крае, Республиках Дагес­тан, Карелия, Якутия и др.

В соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохране­ния (ВОЗ) с 1992 г. контроль за состоя­нием воды включает определение 100 показателей, большая часть которых непосредственно влияет на здоровье. Главным требованием к качеству воды, поступающей в селитебную зону из ме­стных поверхностных и подземных ис­точников или сопредельных террито­рий, является ее безопасность в эпиде­миологическом отношении. По дан­ным ВОЗ, около 80 % всех инфек­ционных заболеваний связано с пло­хим качеством используемой воды. Число людей на нашей планете, болею­щих в связи с загрязнением (химичес­ким и биологическим) потребляемой воды, составляет почти 2 млрд чел. В немалой степени этому способствует одна из нерешенных (и очень трудно решаемых) проблем селитебных терри­торий — утилизация бытовых отходов.

21.3. ТВЕРДЫЕ ОТХОДЫ

СЕЛИТЕБНОЙ ЗОНЫ. ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИХ УТИЛИЗАЦИИ И ЛИКВИДАЦИИ

НА АГРОЭКОСИСТЕМЫ

Любая селитебная зона объективно является устойчивым источником по­ступления в окружающую природную среду огромного количества отходов производства и отходов потребления.

Отходы производства представляют собой остатки сырья, материалов, полу­фабрикатов, которые образуются при изготовлении продукции, выполнении работ и частично или полностью утра­тившие первоначальные потребительс­кие свойства.

Отходы потребления (бытовые отхо­ды) — это разнообразные по составу и физико-химическим свойствам отходы бытовой деятельности людей.

Как отходы производства, так и от­ходы потребления представляют серьез­ную угрозу природной среде, являясь источником ее биотического, механи­ческого, химического и иных видов за-

421

грязнения, ухудшая ее санитарно-эпи­демиологические, оздоровительные и эстетические качества.

По фазовому состоянию, влияющему на выбор методов и средств хранения, транспортировки и переработки отхо­дов, их классифицируют на твердые, жидкие, газообразные и энергетичес­кие. По санитарно-гигиеническим при­знакам отходы подразделяют на инерт­ные, слаботоксичные растворимые в воде, слаботоксичные летучие, токсич­ные растворимые в воде, токсичные ле­тучие, содержащие нефть (масло), орга­нические легко разлагающиеся, фека­лии, хозяйственно-бытовой мусор. Ток­сичные отходы имеют свою класси­фикацию.

Твердые бытовые отходы (ТБО) в процессе образования представляют рассредоточенный негативный фактор, в формировании его участвует каждый житель. При удалении из селитебной зоны ТБО последовательно трансфор­мируются в сосредоточенный фактор серьезного воздействия на природу. В этом нетрудно убедиться, обратившись, например, к средним показателям на­копления ТБО в некоторых странах (табл. 21.5).