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

изменение состава микрофлоры и т.п.

Кроме живой природы, кислотные дожди наносят огромный вред сооружениям, конструкциям, материалам, вызывая их разрушения, сильнейшую коррозию металлических конструкций.

1.4 Значительное изменение прозрачности атмосферы

Прозрачность атмосферы зависит, главным образом, от содержания в ней аэрозолей (пыль, дым, туман). Ухудшение прозрачности способствует созданию помех авиации, судоходству, нередко является причиной крупных транспортных аварий.

Пыль - один из наиболее распространѐнных загрязнителей атмосферы. Она оказывает вредное воздействие на живые организмы, растительный мир, ускоряет разрушение металлоконструкций, зданий, сооружений и др.

Пыль включает в себя твѐрдые аэрозоли, которые образуются в процессе выветривания земной породы, лесных пожаров, вулканических извержений, промышленных выбросов. Промышленная пыль - одна из основных составляющих. Еѐ содержание в воздухе определяется состоянием индустрии и транспорта.

1.5 Острый кислородный голод в городах

В настоящее время во многих промышленных зонах растительность выделяет в процессе фотосинтеза меньше кислорода, чем его потребляют промышленность, транспорт, люди. Его общее количество в околоземной оболочке биосферы ежегодно уменьшается на несколько миллиардов тонн.

Недостаток кислорода в воздушной среде городов способствует распространению среди населения лѐгочных и сердечно-сосудистых заболеваний.

1.6 Высокие уровни шумов

Шумовое воздействие - одна из форм вредного физического воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. Внедрение новых технологических процессов, рост мощностей оборудования, появление мощных средств наземного, воздушного и водного транспорта привели к тому, что человек постоянно подвергается воздействию шума высоких уровней.

С экологической точки зрения в современных условиях шум приводит к серьѐзным физиологическим последствиям для человека: повышается утомляемость, снижаются его умственные возможности, появляются и развиваются неврологические, сердечно-сосудистые и иные заболевания.

Высокие уровни шума ( более 60 дБ) вызывают многочисленные жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110 - 120 дБ считается

11

болевым порогом, а уровень антропогенного шума свыше 130 дБ - разрушительный для органа слуха передел. Следует отметить, что при силе шума в 180 дБ в металле появляются трещины.

Неблагоприятно влияют на питание тканей внутренних органов и на психическую сферу человека и звуковые колебания с частотой менее 16 Гц (инфразвуки).

Основные источники антропогенного шума - транспорт (автомобильный, рельсовый, воздушный) и промышленные предприятия. Наибольшее шумовое воздействие на окружающую среду оказывает транспорт (до 80 % от общего шума). В России около 30 % городского населения подвержены превышающему нормативы воздействию транспортного шума. От авиационного шума страдает несколько миллионов человек.

2 ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ, СВЯЗАННЫЕ С ИЗМЕНЕНИЕМ СОСТОЯНИЯ СУШИ

К чрезвычайным ситуациям, связанным с изменением состояния суши, относятся:

-просадки, оползни, обвалы земной поверхности из-за выработки недр;

-наличие тяжѐлых металлов и других вредных веществ в почве сверх предельно допустимых концентраций;

-интенсивная деградация почв, опустынивание обширных территорий;

-кризисные ситуации, связанные с истощением природных ископаемых;

-критические ситуации, связанные с загрязнением окружающей среды.

2.1Просадки, оползни, обвалы из-за выработки недр

Всовременный период масштабы антропогенного воздействия на земные недра огромны. Только за один год на десятках тысяч горнодобывающих предприятий мира извлекается и перерабатывается более 150 млрд т горных пород, откачиваются миллиарды тонн кубических метров подземных вод, накапливаются горы отходов.

Внастоящее время большая часть минерального сырья добывается открытым способом, что приводит к перемещению огромного количества вскрышных пород. В результате на больших площадях нарушается покровный защитный слой и обнажаются породы различного геологического строения и возраста, которые являются объектом для последующей ветровой и водной эрозии.

Нарушение земель при подземных выработках проявляется, главным образом, в проседании земной поверхности, еѐ сдвижении, т.е. перемещении и деформации, в появлении дополнительных уклонов, прогибов, провальных воронок и трещин, в изъятии земли под отвалы пустой породы и под отходы обогащения и переработки сырья (хвостохранилища). Поверхность земли проседает и в связи с откачкой пресных вод, и в результате интенсивной добычи нефти.

12

Мощное антропогенное воздействие на массивы горных пород может привести к активизации опасных геологических процессов: образование карста, оползни, подтопление.

Геодинамические показатели деформации геологической среды с экологическими последствиями могут быть представлены в форме интенсивности и масштаба проявления современного напряженнодеформированного состояния верхних частей литосферы. Эти показатели определяются параметрами критических скоростей деформации и масштабом

минимальными сроками эксплуатации особо ответственных объектов и

13

2.2 Загрязнение почв

Основными загрязнителями почв являются:

-пестициды (ядохимикаты);

-минеральные удобрения;

-отходы и отбросы производства;

-газо-дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

-нефть и нефтепродукты.

Пестициды способны проникать в растения из загрязнѐнной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей флоры и фауны, вплоть до исчезновения отдельных видов. Из-за переноса пестицидов ветром или поверхностными стоками воды, происходит заражение территорий не только в местах их применения, но и удалѐнных на значительные расстояния.

При загрязнении почв минеральными удобрениями в случае их неумеренного использования также происходит их накопление в продуктах растениеводства, что может оказывать на организм человека сильное токсическое воздействие. В настоящее время до 70% токсичного воздействия на человека приходится на пищевые продукты.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства, складирование и захоронение в почве промышленных и радиоактивных отходов.

В нашей стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. т особо токсичных.

Огромный вред представляют газо-дымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжѐлые металлы (ртуть, мышьяк, свинец, медь, кадмий). Поэтому вблизи предприятий содержание тяжѐлых металлов в почве из-за газо-дымовых выбросов может повышаться до концентраций, в сотни раз превышающих допустимые.

Серьѐзную экологическую проблему представляет загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в результате аварий на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. д. В результате, например, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрация углеводородов в почвах превышает фоновые значения в 150 - 250 раз.

Большие площади занимают отвалы зол ТЭЦ. Воды размывают отвалы, и ядовитые вещества, содержащиеся в них, уносятся в водоѐмы и землю. Промышленные выбросы предприятий, выхлопные газы автотранспорта и самолѐтов, ТЭЦ, котельных, городские свалки - это основные источники химического загрязнения почвы. Из них наиболее опасны канцерогенные вещества, и прежде всего - бензапирен.

Основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязнения почвы приведены в таблице 6.

14

Таблица 6 - Основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязнения почвы

2.3 Интенсивная деградация почв

Интенсивная деградация почв - это постепенное ухудшение свойств почвы под влиянием естественных причин или хозяйственной деятельности человека (неправильная агротехника, загрязнение, истощение).

Она происходит при неправильном применении удобрений и пестицидов. Например, повышение доз пестицидов, содержащих соли тяжелых металлов, может снизить плодородие почвы, а неправильная обработка приводит к уничтожению почвенных микроорганизмов. Бездумное проведение мелиоративных работ снижает гумусовый слой, плодородные почвы засыпают малопродуктивным грунтом.

Деградация почвы включает процессы эрозии, сопровождается изменениями почвенной флоры и фауны, снижением плодородия, формированием бесплодных, пустынных земель.

Под эрозией почвы понимают разнообразные процессы разрушения почв и подстилающих пород различными природными и антропогенными факторами. В соответствии с причинами различают водную эрозию, ветровую, ледниковую, оползневую, речную, биологическую.

Водная эрозия - это смыв и размыв верхнего слоя почвы, разрушение еѐ поверхности и перенесение почвенного материала на более низкие участки, в долины рек, озѐра, моря, куда эти материалы выносятся реками. Смыв почвы в нашей стране достигает 500 - 600 млн. т в год и недобор урожая около 14 млн. т в пересчѐте на зерно.

Овраги - это наиболее ярко выраженная форма водной эрозии. Они уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, через них выносятся большие массы почвы в реки, происходит заиление рек, реки меняют русло. Овраги снижают уровень грунтовых вод, сильно иссушают почву, уменьшают почвенный запас влаги.

15

Линейная эрозия развивается в результате стекающей по склонам воды. Образуются размывы и промоины.

Условия для проявления водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной еѐ развития является производственная или иная деятельность человека (уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.).

Строительная эрозия - это смыв и размыв почвогрунта вследствие нарушения почвенного покрова, вызванного строительно-монтажными работами. Возникновение этой эрозии стимулирует прокладка линейнопротяжѐнных сооружений (газо- и нефтепроводов), гидротехническое, гидромелиоративное и особенно дорожное строительство.

Ирригационная эрозия возникает при орошении вследствие неправильных поливов (избыточных) и вызывает размыв почвы и образование оврагов.

Ветровая эрозия или дефляция - выдувание и перемещение (перенос) ветром мелких сухих частиц почвы и подстилающих пород. Дефляция приводит к снижению плодородия земли и даже к полному уничтожению почвенного покрова. Огромное влияние на еѐ развитие оказывают антропогенные факторы (уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер).

Пыльные бури, возникающие при сильных ветрах, могут переносить огромные массы почвы на большие расстояния.

Поскольку за последние 20 лет мероприятия по охране и рациональному использованию почв и земельных ресурсов практически не проводятся, усиливаются процессы деградации, разрушения, загрязнения, захламления земель.

Опустынивание - это уменьшение или уничтожение биологического потенциала земельного пространства, сопровождающееся сокращением его водных ресурсов, исчезновением сплошного растительного покрова, обеднением и перестройкой фауны. Как правило, к опустыниванию приводит сочетание природных и антропогенных факторов, совместное действие которых резко ухудшает экологическую ситуацию.

Природными факторами являются: длительные засухи, засоление почв, снижение уровня подземных вод, ветровая и водная эрозия, преобладание лѐгких почв.

К антропогенным относятся: сведение лесов при заготовке топлива, дорожном строительстве, геолого-разведочных работах, чрезмерная нагрузка на пастбища, интенсивная распашка, ускоренная дефляция и засоление почв, нерациональное водопользование и др.

Территории, подверженные опустыниванию, относятся к зонам экологического бедствия.

16

2.4 Оценка экологического состояния почв

В оценке экологического состояния почв основными показателями степени экологического неблагополучия являются критерии физической деградации, химического и биологического загрязнений (таблица 7) [3].

Таблица 7 - Показатели степени экологического неблагополучия почв

17

Окончание таблицы 7

Дополнительные показатели

Примечания: * А – гумусово-аккумулятивный горизонт – слой почвы, содержащий

покрова при открытой добыче полезных ископаемых, строительных работах; провоцируемые человеком водная эрозия и дефляция) приводят к разрушению почвенных горизонтов, степень которого также используется в качестве критерия деградации почв.

Разрушение структуры почвы и развитие процессов слитизации (процесс уплотнения и разрушения исходной структуры почвы)

критического значения, различного для каждого типа почв.

18

Для экотоксикологической оценки почв используется кратность превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) конкретного

почвы (почвенном растворе) к соответствующей величине ПДК для природных вод.

За комплексный показатель загрязнения почвы принимают фитотоксичность - свойство загрязненной почвы подавлять прорастание семян, рост и развитие высших растений (тестовый показатель).

Признаком биологической деградации почвы является снижение жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, о котором можно судить по уменьшению уровня активной микробной биомассы, а также по более распространенному, но менее точному показателю - дыханию почвы.

Оценка экологического состояния почв на основании критериев и параметров, приведѐнных в таблице 7, проводится с учетом площади проявления рассматриваемого критерия, значимость которого определяется региональными особенностями.

Одним из показателей экологического состояния почв служит биологическая продуктивность ценозов, характеризующая потенциальное плодородие. Для почв сельскохозяйственных территорий таким показателем является средняя урожайность.

Экспертно принимается для территории экологического бедствия снижение урожайности более чем на 75%, для территории чрезвычайной экологической ситуации на 50 - 75% при соответствии всего комплекса агротехнических и агрохимических мероприятий для данной местности и культуры.

Дополнительным показателем, служащим индикатором степени загрязнения рассматриваемой территории (почвы, воздуха, поливных и грунтовых вод), является доля продукции, несоответствующая требованиям нормативно-технической документации на качество продукции (остаточное количество пестицидов, токсичных элементов, микотоксинов, нитратов, нитритов и др.).

3 ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ, СВЯЗАННЫЕ С ИЗМЕНЕНИЕМ СОСТОЯНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

К чрезвычайным ситуациям, связанным с изменением состояния гидросферы, относятся:

-резкая нехватка питьевой воды вследствие истощения вод или их загрязнения;

-истощение водных ресурсов, необходимых для организации хозяйственно-бытового водоснабжения и обеспечения технологических процессов;

19

- нарушение хозяйственной деятельности вследствие заражения зон внутренних морей и мирового океана.

3.1 Резкая нехватка питьевой воды вследствие истощения вод или их загрязнения

Сокращение водных ресурсов определяется тремя основными причинами:

-истощение водных ресурсов из-за влияния человека на биосферу,

-резкое возрастание потребности в воде,

-массированное загрязнение водных источников.

Истощение водных ресурсов под влиянием человеческой деятельности (обмеление водоѐмов, исчезновение малых рек, высыхание озѐр) происходит вследствие истребления лесов, непрерывной распашки степей, нерегулируемого выпаса скота, непродуманного развития мелиоративных систем.

Резкое возрастание потребности в воде определяется рядом факторов.

Во-первых, это потребности промышленных предприятий. Во-вторых, увеличивается расход воды для бытовых нужд. Огромный вред наносит такое явление, как потребление питьевой воды предприятиями для производственных нужд.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запаха, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращения растворѐнного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Разичают химические, биологические и физические загрязнители.

Среди химических к наиболее распространѐнным относят нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, пестициды, тяжѐлые металлы, диоксины и др.

Кбиологическим загрязнителям относятся вирусы, бактерии и другие болезнетворные микроорганизмы.

Кфизическим - радиоактивные вещества, взвешенные твѐрдые частицы, шлам и др.

Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение. Химическое загрязнение может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щѐлочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным.

Опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение (стронций90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоѐмы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др. В подземные воды они попадают как в результате выпадения их на поверхность земли в виде радиоактивных продуктов и отходов и последующего просачивания в глубь земли вместе с атмосферными водами, так и в результате взаимодействия подземных вод с

20