Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Учебное пособие по курсу «Экологические аспекты землеустройства»
.pdf
ту, которая служит человеку пищей.
Различают два механизма концентрирования:
- первый основан на том, что организмы избирательно поглощают веще-
ства из окружающей среды;
- второй механизм основан на концентрировании веществ по пищевым
цепям.
Наибольшей опасности подвергаются те популяции, которые «замыкают»
пищевую цепь, то есть человек.
Концентрирование ксенобиотиков приводит к вымиранию некоторых популяций, упрощению биоценозов с потерей их устойчивости, а в некоторых
случаях представляет прямую опасность для человека.
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, кобальт, никель, цинк, олово,
сурьма, медь, молибден, ванадий, мышьяк) высоко-токсичны и опасны для здоровья человека.
Опасность тяжелых металлов обусловлена их устойчивостью во внешней
среде, растворимостью в воде, сорбцией почвой, растениями, что в совокупно-
сти приводит к накоплению тяжелых металлов в среде обитания человека.
Тяжелые металлы являются факторами риска сердечно-сосудистых забо-
леваний наряду с общепризнанными традиционными факторами (избыточной
массой тела, гиподинамией, нервно-эмоциональными нагрузками, курением,
злоупотреблением алкоголем и др.).
Согласно прогнозам тяжёлые металлы могут стать более опасными за-
грязнителями, чем отходы АЭС.
Тяжёлыми металлами считаются вещества имеющие плотность более 7...8
3
г/см
(кроме благородных и редких).
Поступление тяжёлых металлов в биосферу осуществляется различными
путями. Важнейшим из них является выброс при высокотемпературных про-
цессах (чёрная и цветная металлургия, обжиг цементного сырья, сжигание ми-
нерального топлива). Кроме того это и бытовые сточные воды, отвалы рудни-
ков и металлургических предприятий.
Рассеивание металлов может происходить на сотни и тысячи километров,
приобретая межконтинентальные масштабы.
Пестициды, ядохимикаты – химические препараты для защиты сель-
скохозяйственных растений от вредителей, болезней и сорняков, а также для
уничтожения паразитов сельскохозяйственных животных, вредных грызунов и
др.
Дефолианты – химические вещества, предназначенные для провоцирования искусственного опадания листвы растений. К дефолиантам относят диок-
сины, которые чрезвычайно устойчивы к химическому и биологическому разложению, способны сохраняться в окружающей среде в течение десятков лет и
переноситься по пищевым цепям. Эти вещества не производятся промышленно,
но они возникают при производстве других химических веществ в виде примесей, например при синтезе гексахлорбензола, хлорированных фенолов, гербицидов, на основе гексахлорбензола и хлордифениловых эфиров. Все они супер-
41
токсиканты и являются универсальными клеточными ядами, поражающими все
живое.
К другим источникам диоксинов относятся:
- термическое разложение технических продуктов, сжигание осадков
сточных вод, муниципальных, медицинских и опасных отходов (например,
ПХБ и изделий из ПВХ);
- металлургическая промышленность;
- выхлопные газы;
- целлюлёзно-бумажная промышленность;
- лесные пожары (леса, обработанные хлорфенольными гербицидами;
- хлорирование воды и т.д.
Все пестициды являются ядовитыми веществами не только для опреде-
лённой формы жизни, но и для полезных насекомых и микроорганизмов, жи-
вотных, птиц и человека.
В почве пестициды подвергаются трансформации и в конечном счёте минерализации. Под устойчивостью пестицида понимают его способность определённое время сохраняться в почвах, измеряемую периодом полураспада. Характер и скорость процессов разложения зависят от химических свойств препа-
рата, а также от водно-физических характеристик и химического состояния
почвы.
При оценке загрязнения биосферы соединениями фосфора важны техногенные пути их поступления. Значительные количества фосфорных соединений
входят в состав моющих средств и с их остатками попадают в сточные воды.
Вместе с промышленными и бытовыми сточными водами соединения фосфора
могут поступать в почву и почвенно-грунтовые воды. Фосфор входит в состав
метафоса, карбофоса, хлорофоса, дихлофоса и других пестицидов, применение
которых в настоящее время категорически запрещено.
Азот в биосфере присутствует в газообразной форме, в виде соединений
азотной и азотистых веществ, солей аммония, а также входит в состав разнооб-
разных органических соединений.
В настоящее время проблему представляет нарушение толщины озонового слоя, на уменьшение которого могут оказывать влияние неполные оксиды
азота, вступающие в реакцию окисления от N
O до NO2 и использующие кисло-
2
род озонового слоя.
Загрязнение азотистыми соединениями почвы и воды возникает в резуль-
тате неконтролируемого внесения удобрений.
При попадании нитритов и аминов в живой организм образуются нитрозамины, являющиеся канцерогенами и способные вызывать нарушения хромо-
сомного аппарата и как следствие различные наследственные уродства.
Фосфор и азот влияют на водные экосистемы. На дне водоёмов появляет-
ся осадок, растительность начинает вторгаться в экосистему с берегов и в результате водоём мелеет, зарастает и постепенно превращается в болото. При-
знаком «болезни» водоёмов является развитие синезелённых водорослей или
других фотосинтезирующих водорослей, вызывающих «цветение» воды. Вода в
42
пресных водоёмах становится непригодной для питья и для промышленных
нужд.
Сернистый газ, окисляясь и взаимодействуя с водой, выпадает в виде
кислых дождей. Осадки подкисляют почву, вытесняется (Са
2+
, Мg
2+
), сера за-
крепляется в почве в форме алунита. Повышается растворимость гумусовых
веществ, происходит их вымывание. Резко изменяется состав микробиоты:
уменьшается масса бактерий, увеличивается масса грибов, среди них появляются фитопатогенные виды; снижается скорость денитрификация и азотфикса-
ции.
Контрольные вопросы:
1. Что такое природное загрязнение?
2. По какому принципу проводится классификация загрязнителей приро-
ды?
3. Что относится к химическим загрязнителям атмосферного воздуха?
43
Глава V. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ
5.1. Основные определения и классификация техногенных систем
Техногенная система – сложная, искусственно созданная человеком
конструкция, которая работает в контакте с природной окружающей средой.
Эта система, непрерывно развиваясь, оказывает на Землю растущее разрушительное воздействие.
Различают следующие типы техногенных систем: селитебная (относящаяся к жилой зоне и инфраструктуре города), промышленная, транспортная, ре-
креационная, лесотехническая, водоохранная и сельскохозяйственная.
Природно-техногенные системы – совокупность природных объектов и
инженерных сооружений, взаимодействующих с окружающей средой. Напри-
мер, природно-техногенные геологические системы – совокупность природных
объектов геологической среды и технических сооружений, находящихся в тес-
ной взаимозависимости (например, горнодобывающий комплекс).
Современная научно-техническая революция значительно усложняет вза-
имоотношения между обществом, производством и природой. Современные
масштабы производственной деятельности, объемы которой удваиваются каждые 15 лет, обусловливают изменение качества природной среды и ее ресурсов.
Многие результаты производственной деятельности имеют отрицательное воздействие на природную среду: загрязнение воздушного и водного бассейнов,
почвы, тепловое загрязнение, повышенный уровень шума, ионизирующего излучения и многое другое. Подход к решению данной проблемы состоит в том,
чтобы определить пределы устойчивости биосферы, равновесия природных систем, выявить основные аспекты влияния хозяйственной деятельности человека
на естественные процессы в биосфере и предотвратить их негативное влияние.
В результате хозяйственной деятельности человека формируются своеобразные нообиогеоценозы. К ним относятся технобиогеоценозы, создаваемые в
процессе развития промышленных предприятий; агроценозы, создаваемые в ре-
зультате сельскохозяйственной деятельности; урбабиогеоценозы – образуются
в результате строительства городов, поселков, транспортных коммуникаций.
При появлении в структуре экологической системы объектов промышленного производства, оказывающих влияние на ее функционирование, возни-
кает новая искусственная экологическая система, называемая природнопромышленной системой.
Структура природно-промышленной или техногенной системы – это
промышленные, коммунальные, бытовые, природные, аграрные объекты, относительно устойчивые и самостоятельные, функционирующие как единое целое
на основе определенного типа обмена веществом и энергией, информацией.
Главным компонентом техногенной системы, определяющим направление деятельности и характер ее воздействия на окружающую среду, является ее
промышленное звено. В структурной схеме промышленного звена выделяются
объекты основного производства, предприятия вспомогательного производства,
объекты энергетики, организации по строительству и реконструкции действу-
44
ющих промышленных предприятий.
Продукцией промышленного звена считается вся продукция, которая от-
правляется за пределы природно-промышленного комплекса, а также предназначенная для удовлетворения собственных нужд и поддержания заданной про-
дуктивности системы. К продуктам промышленного звена относятся и отходы
производства: газообразные, жидкие, пылевидные промышленные выбросы,
тепловые потоки и шум, загрязняющие окружающую среду.
Вспомогательные производства включают в себя организации, деятельность которых связана с обслуживанием основного производства. В него входят
ремонтно-механическая база, промышленный транспорт, склады готовой про-
дукции, сырья и оборудования, а также предприятия, обеспечивающие строительство новых и реконструкцию действующих основных предприятий, энерге-
тических объектов, транспортных магистралей.
Коммунально-бытовое звено обеспечивает жизнедеятельность людей, за-
нятых в промышленности и на предприятиях по производству сельскохозяй-
ственной и другой продукции природно-промышленного комплекса. Основны-
ми объектами этого звена являются: селитебная зона, предприятия питания,
торговли, медицинские учреждения, общественный транспорт, культурные и
учебные заведения, рекреационные объекты (парки, стадионы, пляжи и т.д).
Продукцией коммунально-бытового звена считаются продукты, потребляемые
населением, а также отходы и выбросы коммунально-бытовых предприятий.
Границы техногенной системы определяются границами зоны влияния
промышленных предприятий на окружающую среду, входящих в систему.
Основная особенность экологической системы, в составе которой функ-
ционирует природно-промышленный комплекс, состоит в том, что практически
все компоненты этой системы находятся под постоянным воздействием промышленных предприятий и испытывают на себе их влияние. Сельскохозяйственные, лесные и другие угодья, расположенные на территории техногенной
системы, как правило, снижают свою продукцию, а иногда полностью деградируют. В этой связи наиболее рациональным является выделение под промыш-
ленные комплексы неплодородных земель как можно дальше от населенных
пунктов и плодородной пашни.
На территории природно-промышленных комплексов страдает и качество
сельскохозяйственной продукции. Это происходит потому, что определенная
часть промышленных выбросов может вовлекаться в естественный круговорот
веществ природных сообществ и попадать в организм человека, который является звеном в экологической цепи. Поэтому сельскохозяйственные угодья, расположенные на территории промышленных комплексов, должны оцениваться
не только по продуктивности, но и по качеству получаемой продукции. В ре-
зультате цена реализации конечного продукта должна быть значительно ниже
по сравнению с экологически безопасной продукцией.
5.2 Факторы техногенной опасности
Для технической (техногенной) системы риск связан с бесконтрольным
45
освобождением энергии или токсических веществ. Обычно одни отделения
предприятия представляют большую опасность, чем другие, поэтому в самом
начале анализа следует разбить предприятие (систему) на подсистемы, для того
чтобы выявить такие его производственные участки или компоненты, которые
являются наиболее вероятным источником опасности.
На этом этапе следует:
1. Выявить источники опасности (возможны ли утечки ядовитых веществ,
взрывы, пожары и т.п.).
2. Определить компоненты системы, которые могут вызвать эти опасные
состояния (химические реакторы, ёмкости и хранилища, энергетические уста-
новки и т.п.).
3. Ввести ограничения на анализ. Например, нужно решить, будет ли ана-
лиз включать детальное изучение риска в результате саботажа, диверсий, вой-
ны, ошибок людей, поражения молнией, землетрясения и т.д.
Такие ограничения на анализ технических систем и окружающей среды
необходимы. Например, нерационально изучать параметры риска из-за разрушения ректификационной колонны нефтеперегонного завода из-за столкнове-
ния с ней самолёта. Однако, авиационные катастрофы, сейсмические воздействия и другие маловероятные типы опасностей необходимо принимать во
внимание при анализе риска, относящегося к атомному реактору, поскольку
авария на атомной электростанции может вызвать гораздо больше жертв, чем
ректификационная колонна.
Формирующиеся при техногенных авариях и катастрофах факторы, которые оказывают поражающее воздействие на человека и окружающую среду,
довольно разнообразны по своей физической сущности (табл. 1), процессу или
явлению, обусловливающему их поражающий эффект.
В число таких факторов техногенной опасности, возникающих при авари-
ях и катастрофах на взрыво-, пожаро-, радиационно-, химически опасных объектах и различного рода гидротехнических сооружениях, входят:
– термобарические и механические факторы: формирование, распростра-
нение и воздействие на объекты окружающей среды волн избыточного давления (ударных волн) при взрывах; формирование, распространение и воздействие на объекты окружающей среды тепловой радиации и конвективных тепловых потоков при пожарных и объемных взрывах; формирование полей
осколков и воздействие разлетающихся осколков на объекты окружающей сре-
ды при взрывах;
– физические факторы: образование, распространение и воздействие на
человека и другие популяции электромагнитных и звуковых полей, образую-
щихся при различных авариях;
– химические факторы: формирование, распространение и воздействие на
объекты окружающей среды облаков загрязненных вредными химическими
веществами; формирование зон химического загрязнения (заражения) террито-
рий, акваторий и объектов;
46
Таблица 1 - Источники, процессы и условия, создающие опасности
Источники энергии
Процессы и условия
1. Обычное топливо
1. Коррозия
2. Двигательное топливо
2. Химическая диссоциация
3. Инициирующие взрывчатые веще-
3. Электрический: поражение током
магнитные излучения
4. Бризантные ВВ
4. Взрывы
5. Заряженные электрические конден-
саторы
5. Пожары
6. Аккумуляторные батареи
6. Нагрев и охлаждение: высокая тем-
ние температуры
7. Статические электрические заряды
7. Утечки
8. Емкости под давлением
9. Пружинные механизмы
8. Влага: высокая влажность низкая
влажность
10. Подвесные устройства
9. Окисление
11. Газогенераторы
10. Давление: высокое низкое быстро
изменяющееся
12. Электрические генераторы
11. Радиация: термическая электро-
летовое излучение
13. Источники высокочастотной энер-
гии
12. Химическое замещение
14. Радиоактивные источники энергии
13. Механические удары и т. д.
15. Падающие предметы
16. Катапультированные предметы
17. Нагревательные приборы
18. Насосы, воздуходувки, вентилято-
ры
19. Вращающиеся механизмы
20. Приводные устройства
21. Ядерная техника и т. д.
ства (ВВ)
ожог непредусмотренные включения
отказы источника питания электро-
пература низкая температура измене-
магнитная ионизирующая ультрафио-
– радиационные факторы: образование и воздействие на объекты окру-
жающей среды радиационных полей из зоны аварии на объекте с ядерной технологией; формирование, распространение и воздействие на объекты окружающей среды радиоактивных облаков, источником которых является аварийный
объект с ядерной технологией; формирование зон радиоактивного загрязнения
(заражения) территорий, акваторий и объектов;
– гидродинамические факторы, возникающие при разрушении гидротех-
нических сооружений напорного фронта (плотин, гидроузлов, запруд) и есте-
47
ственных плотин: образование волны прорыва и воздействие этой волны при
своем продвижении на объекты окружающей среды; затопление территорий и
объектов.
5.3. Техногенные аварии и катастрофы
Техногенная катастрофа — крупная авария (катастрофа) на техниче-
ском объекте, влекущая за собой массовую гибель людей и/или экологическую
катастрофу. Одной из особенностей техногенной катастрофы является её случайность (тем самым она отличается от терактов). Обычно противопоставляется природным катастрофам. Однако подобно природным, техногенные катастрофы могут вызвать панику, транспортный коллапс, а также привести к подъёму или потере авторитета власти. Юридически классифицируют как чрезвы-
чайную ситуацию.
Техногенные катастрофы можно подразделить на следующие виды:
- вызванные халатностью обслуживающего персонала;
- вызванные внешними факторами (кораблекрушение);
- вызванные непредвиденными и нежелательными последствиями штат-
ного функционирования технологических систем.
Земля существует более 4 млрд лет. За этот промежуток времени на ней
происходили различные процессы: зародилась жизнь, образовалась атмосфера,
появились флора и фауна. На фоне эволюционных изменений происходили и
катастрофические явления, вызванные силами Земли и космоса. С прогрессом
появился термин «техногенная катастрофа». Это относительно новое понятие
неотъемлемо связано с развитием всего человечества (например, Чернобыльская авария на атомной электростанции или Фукусима в Японии).
5.4. Техногенные нарушения земель
Виды происшествий. Само слово «катастрофа» очень широко применяется в последние годы. Его употребляют в случае полного вымирания какого-
нибудь биологического вида, крупной аварии на производстве, столкновения
поездов, взрыва нефти, газа, ядерного топлива, человеческих жертв в автомобильной аварии и др. Выделяют 4 типа катастроф:
1. Экологические.
2. Природные.
3. Социальные.
4. Техногенные.
Техногенная катастрофа - чрезвычайное происшествие или возникнове-
ние и развитие в технологической сфере неуправляемого негативного процесса.
Такое событие влечет за собой многочисленные человеческие жертвы, оказывает ущерб здоровью людей и значительный урон окружающей среде. Техногенные аварии и катастрофы обуславливаются внезапным выходом из строя различных агрегатов, машин и механизмов во время эксплуатации, что связано с
серьезными нарушениями производственного процесса. Также они характеризуются взрывами, радиоактивным, биологическим или химическим заражением
48
больших территорий земли.
Рисунок 10. Природная катастрофа – затопление населенного пункта
Любая развитая цивилизация может быть разрушена в результате катастрофы глобального масштаба. Человек не способен противостоять таким явлениям, как извержение вулкана, наводнение, цунами, землетрясение. Даже
нашествие саранчи способно ему навредить. Кроме этого, многочисленные
несчастные случаи и катастрофы вселенского масштаба происходят и внутри
цивилизации, которая чем больше развивается и растет, тем больше превращается в некую губительную силу для всего живого. Природные и техногенные
катастрофы сопровождают развитие Земли и человечества во всех периодах
становления.
Чрезвычайные ситуации классифицируются по разным показателям. Виды техногенных катастроф: Транспортные аварии грузовых и пассажирских поездов, судов, самолетов, ракетных космических комплексов, космических летательных аппаратов. Взрывы и их угрозы, пожары в различных зданиях, в том
числе культурно-бытового и социального назначения, также на промышленных
объектах добычи и переработки, хранения горючих, легковоспламеняющихся и
взрывчатых веществ (шахтах и др.). Аварии с выбросом или угрозой выброса
химически опасных веществ при их переработке, хранении или захоронении.
Аварии с выбросом радиоактивных веществ. Аварии с выбросом или угрозой
выброса биологически опасных веществ. Гидродинамические техногенные ка-
тастрофы – прорывы плотин, дамб, шлюзов и др. Аварии на электроэнергетических системах – это чрезвычайные происшествия на атомных электростанциях.
Аварии коммунальных систем, необходимых для жизнеобеспечения человека:
канализационных сетей с большим выбросом загрязняющих веществ, теплосе-
тей, систем водо- и газоснабжения населения. Чрезвычайная ситуация на
очистных сооружениях, что ведет к массовому загрязнению окружающей среды
сточными водами.
Различные аварии и катастрофы могут сопровождаться взрывами, выбро-
49
сом всяческих веществ, в том числе радиоактивных, возникновением пожаров и
так далее. В большинстве случаев техногенная катастрофа возникает вслед-
ствие умышленных или неумышленных действий человека.
Основные причины аварий:
- просчеты в процессе проектировки современных зданий;
- недостаточный уровень безопасности сооружений;
- отступление от намеченного проекта и некачественное строительство
зданий;
- размещение производства в непродуманном месте;
- недостаточная профессиональная подготовка персонала, его недисци-
плинированность и халатность, что способствует нарушению основных требо-
ваний технологического процесса.
Контрольные вопросы:
1. Определение техногенной системы.
2. Перечислите факторы техногенной опасности.
3. Что такое техногенная катастрофа.
4. Перечислите виды техногенных катастроф.
5. Перечислите типы катастроф.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]