Чрезвычайные ситуации. Часть V. Чрезвычайные ситуации экологического характера. Учебное пособие

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

(ГОУ ВПО «СибГУТИ»)

И. Ф. Шушлебин

ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ

Часть V

ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА

Учебное пособие

Новосибирск

2009

1

УДК 658.382

И. Ф. Шушлебин. Чрезвычайные ситуации. Ч.V. Чрезвычайные ситуации экологического характера: Учебное пособие / СибГУТИ. – Новосибирск, 2009.

–40 с.

Вработе рассматриваются чрезвычайные ситуации экологического характера, включающие в себя: ЧС, связанные с изменением свойств атмосферы (воздушной среды); ЧС, связанные с изменением состояния суши (почвы, недр, ландшафта); ЧС, связанные с изменением состояния гидросферы (водной среды); ЧС, связанные с изменением состояния биосферы.

Даются основные понятия, классификация, краткая характеристика.

Учебное пособие рассчитано на студентов СибГУТИ всех специальностей и форм обучения.

Таблиц – 15, список литературы – 9 наименований.

Кафедра безопасности жизнедеятельности и экологии

Рецензенты:

Утверждено редакционно–издательским советом СибГУТИ в качестве учебного пособия

© Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2009 г.

2

1.3Образование зон кислотных осадков……………………………….. 10

1.4Значительное изменение прозрачности атмосферы……………….. 11

1.5Острый кислородный голод в городах……………………………... 11

1.6 Высокие уровни шумов……………………………………………… 11

2.2Загрязнение почв…………………………………………………….. 14

2.3Интенсивная деградация почв……………………………………..... 15

2.4Оценка экологического состояния почв…………………………..... 17

3 ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ, СВЯЗАННЫЕ С ИЗМЕНЕНИЕМ СОСТОЯНИЯ ГИДРОСФЕРЫ………………………………………………. 19

3.1Резкая нехватка питьевой воды вследствие истощения вод или их загрязнения…………………………………………………………................. 20

3.2Истощение водных ресурсов, необходимых для организации хозяйственно-бытового водоснабжения и обеспечения технологических процессов……………………………………………………………………… 24

3.3Нарушение хозяйственной деятельности вследствие заражения

зон внутренних морей и мирового океана………………………………….. 25

4 ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ, СВЯЗАННЫЕ С ИЗМЕНЕНИЕМ СОСТОЯНИЯ БИОСФЕРЫ…………………………………………………. 28

4.1Исчезновение видов (животных, растений), чувствительных к изменению среды обитания………………………………………………….. 29

4.2Гибель растительности на обширной территории……………….... 32

4.3Критерии состояния растительности как индикатора экологического состояния территории………………………………............ 33

4.4Резкое изменение способности биосферы к воспроизводству возобновляемых ресурсов……………………………………………………. 36

ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………... 40

3

ВВЕДЕНИЕ

Чрезвычайные ситуации экологического характера – это ситуации,

связанные с изменением состояния атмосферы, суши, гидросферы и биосферы

вцелом.

Всоответствии с законом РФ «Об охране окружающей природной среды» вводятся следующие понятия: зоны чрезвычайной экологической

ситуации и зоны экологического бедствия.

Зонами чрезвычайной экологической ситуации объявляются участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной и иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных

экологических систем, генетических фондов растений и животных.

Зонами экологического бедствия объявляются участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной либо иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны.

Таким образом, оценка степени экологического неблагополучия территорий проводится по следующим признакам (таблица 1) [3]:

Таблица 1 - Признаки территорий крайних степеней экологического неблагополучия

4

-значительное превышение предельно допустимого уровня городского шума;

-значительное изменение прозрачности атмосферы

-резкое изменение погоды или климата в результате антропогенной деятельности;

-разрушение озонового слоя атмосферы.

Такие виды негативных последствий, связанных с изменением состава и состояния атмосферы, как резкое изменение погоды и климата в результате антропогенной деятельности, разрушение озонового слоя атмосферы носят по существу глобальный характер и в настоящем пособии не рассматриваются.

1.1 ЧС, связанные с превышением ПДК примесей атмосферы

Загрязнение атмосферы - это поступление в воздушную среду загрязнителей (аэрозолей, газов, твердых частиц) в количествах и концентрациях, изменяющих состав и свойства значительных объѐмов воздушных масс и оказывающих негативное воздействие на живые организмы.

Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

Источниками естественного загрязнения атмосферы являются: космическая пыль, деятельность вулканов, ветровая эрозия почв, выветривание горных пород.

Однако превалирующим является антропогенное загрязнение атмосферы.

Антропогенное загрязнение атмосферы связано с выбросом различных загрязняющих веществ, которые можно объединить в следующие группы:

-газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.);

-жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.);

-твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др.).

Главными загрязнителями атмосферного воздуха, образующимися в процессе производственной и иной деятельности человека, являются диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода и твердые частицы. На их долю приходится 98 % в общем объеме выбросов вредных веществ.

Кроме указанных главных загрязнителей в атмосферу попадает много других очень опасных токсичных веществ: свинец, ртуть, кадмий и другие тяжелые металлы (источники выброса: автомобили, плавильные заводы и др.); углеводороды, среди них наиболее опасен бенз(а)пирен, обладающий канцерогенным действием (выхлопные газы, топки котлов и др.), альдегиды, и

впервую очередь, формальдегиды, сероводород, токсичные летучие растворители (бензины, спирты, эфиры) и др.

Наиболее опасное загрязнение атмосферы – радиоактивное, связанное с продуктами испытания ядерного оружия в атмосфере и под землей, с выбросами радиоактивных веществ с действующих АЭС и др.

6

Основными источниками загрязнения являются:

-тепловые и атомные электростанции, котельные установки;

-черная и цветная металлургия;

-химическое производство (оксиды серы, соединения фтора, аммиак, хлористые соединения, сероводород и т.п.);

-предприятия по добыче и переработке минерального сырья, нефте- и газоперерабатывающие заводы и другие подобные производства;

-выбросы автомобилей, которые содержат огромное количество токсичных соединений: бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца.

Нормы предельно допустимых концентраций вредных веществ в атмосфере рассчитываются на основе оценки безвредности определенных концентраций данного вещества для человека, животных, растений. Однако в действительности на человека и всѐ окружающее действуют одновременно десятки веществ, выбрасываемых многими источниками, которые, кроме того, вступают в реакцию между собой, образуя новые соединения.

Степень загрязнения атмосферного воздуха устанавливается по кратности превышения ПДК с учетом класса опасности, суммации биологического действия загрязнений воздуха и частоты превышений ПДК.

В соответствии с действующими ПДК для оценки степени загрязнения воздуха используются фактические максимально разовые и среднесуточные концентрации за последние несколько лет, но не менее, чем за 2 года.

Втаблице 2 приведены критерии оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по максимальным разовым концентрациям, в таблице 3

–по среднесуточным концентрациям [3].

Таблица 2 - Критерии оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по максимальным разовым концентрациям

7

почвы, поверхностные и подземные воды), являются критические нагрузки и критические уровни загрязняющих веществ. Под ними понимают максимальные значения выпадений или, соответственно, концентраций в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, которые не приводят к вредным воздействиям на структуры и функции экосистем в долговременном плане.

В таблице 4 приведены значения критических уровней диоксида серы, диоксида азота, фтористого водорода и озона, влияющих на наземную растительность, а также значения критических нагрузок по соединениям серы, азота и ионов водорода, влияющих на лесные и водные экосистемы (для Европейской части России) [3].

Таблица 4 - Критерии загрязнения атмосферного воздуха по веществам, влияющим на наземную растительность и водные экосистемы

8

Окончание таблицы 4

Как установлено из опыта, критерием для выделения зон экологического бедствия может служить превышение в 10 - 15 раз превышение критических уровней и нагрузок для различных ингредиентов и в зависимости от чувствительности экосистем.

Для оценки состояния природных сред измеренные значения концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе или измеренные значения интенсивности выпадений сравниваются с соответствующими данными таблицы 4.

1.2 Температурные инверсии над городами

Температурная инверсия – это повышение температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы (обычно в интервале 300 - 400 м от поверхности земли) вместо обычного понижения. В результате циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются.

В безветренную погоду (скорость движения воздуха менее 0,5 м/с), при высокой влажности (близкой к 100 %) и в результате температурной инверсии в крупных промышленных городах возможно возникновение такого явления, как

смог.

Смог условно можно разделить на три яруса: нижний, залегающий между домами, связан с выделением выхлопных газов транспортом и поднятой пылью, второй - питаемый дымом отопительных систем, располагается над домами на высоте около 20 - 30 м, третий - на высоте 50 - 100 м, питается в основном выделениями промышленных предприятий.

9

Концентрация оксидов серы, взвешенной пыли, оксида углерода в это время могут достигать опасных для здоровья человека концентраций, приводящих к серьезным заболеваниям, а иногда и к смерти.

Летом, при воздействии солнечной радиации на смесь углеводородных газов и окислов азота, выбрасываемых в атмосферу с выхлопными газами автомобилей и предприятиями химической промышленности, образуется так называемый фотосмог, который представляет собой большую опасность для здоровья людей. В этот период при очень слабом движении воздуха или при безветрии в воздухе идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей - фотооксидантов (озон, органические перекиси, нитриты и др.), концентрация которых в воздухе существенно превышает ПДК и которые раздражают слизистые оболочки желудочнокишечного тракта, лѐгких с симптомами удушья, органов зрения, вызывают обострение лѐгочных и других хронических заболеваний.

1.3 Образование зон кислотных осадков

В соответствии с [6] под кислотным дождѐм понимается дождь, водородный показатель которого рН меньше 5,6.

Кислотные дожди – это результат промышленного загрязнения воздуха. Главную роль в этом играют оксиды азота, источниками образования которых являются выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, а также сжигание любых видов топлива. До 40 % оксидов азота выбрасывают в атмосферу ТЭЦ. Эти оксиды преобразуются в азот и нитраты, а последние, взаимодействуя с водой, дают азотную кислоту.

Один из загрязнителей воздуха – сернистый ангидрид, образующийся при сжигании угля, нефти, мазута, который представляет собой бесцветный газ с едким запахом. Сернистый ангидрид после выброса в атмосферу превращается в сульфаты. Растворяясь в каплях воды, они образуют серную кислоту, которая вызывает появление тумана, снега или дождя с кислотностью, в 10 – 100 раз выше обычной.

По мнению учѐных, кислотные дожди – одна из самых тяжѐлых форм загрязнения природной среды.

Кислотные осадки крайне опасны для растительного мира, здоровья людей и животных.

Под воздействием кислотных дождей происходит высыхание лесов, развивается суховерхность на больших площадях. Особенно страдают хвойные леса.

У сельскохозяйственных культур повреждаются покровные ткани, нарушается обмен веществ, снижается устойчивость к вредителям и болезням, падает урожайность.

Кислотные дожди оказывают влияние на планктон и рыбу в водоѐмах, вызывая их гибель и способствуя развитию не свойственных для данной среды микроорганизмов и растений, что приводит к сдвигу в экосистеме.

В почве под воздействием кислотных дождей может происходить

10