4.2. Техногенные загрязнения

в естественных и искусственных водных объектах (реках, озерах, водоемах-охладителях, брызгальных бассейнах) на тепловых (ТЭС) и атомных электростанциях (АЭС) и других предприятиях. В результате теплообмена в водоемах-охладителях ТЭС и АЭС температура воды может повышаться до 10 "Си более в сравне­нии с ее естественной температурой. Это обстоятельство приво­дит к усилению токсичности химических загрязнений, интенсив­ному росту водорослей и заилению водоемов и водотоков. При использовании пароконденсатных градирен для организации системы охлаждения возникает опасность затуманивания близле­жащих территорий. Тепловые загрязнения в больших городах создают заметную техногенную составляющую микроклимата, негативно влияющую на здоровье населения и состояние флоры и фауны.

Радиационное загрязнение возникает в результате проникно­вения в окружающую среду всякого рода радиоактивных веществ и возрастания радиационного фона в сравнении с естественным уровнем.

Распад ядер нестабильных элементов в радиоактивных веще­ствах порождает ионизирующие частицы (альфа- и бета-части­цы) и ионизирующее гамма-излучение. Последние обладают наибольшей проникающей способностью из всех продуктов ра­диоактивного распада.

Проблема радиационного загрязнения окружающей среды возникла в последней половине прошедшего столетия и связана с использованием атомной энергии как в военных, так и в мир­ных целях. Радиационное загрязнение происходит в результате:

• работ по обогащению урановых руд и получению радиоак­тивных изотопов;

• испытаний ядерного оружия;

• аварий на АЭС и исследовательских реакторах;

• утилизации и захоронения радиоактивных отходов.

В радиоэкологии используют следующие единицы радиоак­тивности и радиационного поражения:

• единицы радиоактивности (беккерель: 1 Бк = 1 распад в се­кунду, кюри: 1 Ки = 3,7 • 10¹⁰ Бк);

• экспозиционную дозу (рентген: 1 Р = 2,58 • 10 ⁴ Кл/кг);

• единицы поглощенной дозы (грей: 1 Гр = 1 Дж/кг, рад: 1 рад = 0,01 Гр);

• единицы эквивалентной дозы (зиверт: 1 Зв = 1 Гр для рент­геновского, гамма- и бета-излучений, 1 Зв = 0,05 Гр для альфа-излучения, бэр¹: 1 бэр = 0,01 Зв);

• поверхностную активность (Ки/м²);

• мощность экспозиционной дозы (Р/ч).

Главная опасность радиационного загрязнения состоит в его огромном разрушительном потенциале биологического пораже­ния человека, фауны и флоры. При этом особые проблемы в ли­квидации последствий радиационного заражения создает боль­шой период полураспада многих изотопов, достигающий не­скольких сотен и тысяч лет.

Перенос радиоактивных веществ осуществляется воздушны­ми потоками, поверхностными и подземными водами, а также трофическими цепями.

В атмосфере, в поверхностных и подземных водах, а также в почве радиоактивные изотопы могут находиться многие годы. При этом радиоизотопы мигрируют не только в одной среде, но и между разными средами. При загрязнении атмосферы изотопы выпадают на поверхность Земли и в поверхностные воды, проса­чиваются в почву и в подземные водоносные горизонты. В свою очередь, изотопы могут из подземных вод проникать в реки и водоемы. Благодаря длительному нахождению в атмосфере и водной среде радиоактивные изотопы могут переноситься на большие расстояния.

Большая опасность радиационного заражения человека пу­тем проникновения радиоактивных веществ в его организм в результате трофических цепей заключается в том, что живые ор­ганизмы способны накапливать высокие концентрации изото­пов по сравнению с концентрациями в среде их обитания. Так, например, в организмах рыб и птиц радиоактивного фосфора содержится в десятки раз больше, чем в окружающей их среде. По мере реализации трофических цепей на их высоких иерархических уровнях накапливаются большие количества радиоактив­ности.

Несмотря на кажущуюся серьезную опасность радиационного заражения от объектов атомной энергетики и испытаний ядерного оружия, эти факторы обуславливают в среднем всего около 1% от общей дозы радиационного поражения человека. Около 34 % общей дозы человек получает при медицинской диагности­ке и лечении, остальную — от природных источников: 22 % от естественного радиационного фона и 43 % от радона.

Радон, являющийся инертным газом, образуется в результате распада U²³⁸, Th²³², Ra²²⁶, происходящего в недрах Земли. Через трещины в грунтах радон поступает в атмосферу. В жилые и ра­бочие помещения радон проникает через фундаменты, полы и стены, где может накапливаться. Значительное количество радо­на проникает вовнутрь зданий также из строительных материа­лов. Выявлению источников радона и предупреждению зараже­ния от него в нашей стране уделяется большое внимание. Для обеспечения безопасных условий проживания населения и орга­низации безопасных условий труда в зданиях законодательством России предусматриваются специальные исследования радоно-опасности зданий и территорий, подлежащих застройке.

Шумовое (акустическое) загрязнение относится к основным видам загрязнений в городских условиях. Шум связан с интен­сивной работой транспорта, промышленных предприятий, строительством. На городской транспорт приходится около 80 % всех городских шумов.

Уровнем шума в заданном диапазоне частот (октавной поло­се частот), измеряемым в децибелах (дБ), называется величина, связанная с физической звуковой мощностью I_ш, воздействую­щей на человеческое ухо:

где /₀ — порог слышимости.

Измеряемый с помощью шумометров уровень звука (шума) но всем слышимом человеком диапазоне частот, называемый эквивалентным уровнем шума, выражается в единицах, аналогич­ных дБ, с добавлением к ним буквы А, т. е. дБА.

Безвредный для человека уровень шума изменяется в преде­лах 45—50 дБА, а болевой порог наступает при шумах в диапазо­на 100—140 дБА. Если шум природного происхождения (всплески волн, шорох листвы, пение птиц, шум ветра и пр.) комфортен для человека, то техногенный шум в большинстве случаев неприятен.

В Москве на улицах уровень шума составляет в среднем око­ло 85 дБА, а в большинстве областных центров России — 70— 80 дБА. На автомагистралях вблизи крупных городов уровень шума составляет около 90 дБА. Еще выше уровни шума на же­лезнодорожном транспорте (около 100—110 дБА) и в аэропортах (до 120 дБА). Некоторые данные об уровнях шума приведены в табл. 4.2.

Наиболее вредны для здоровья человека шумовые воздейст­вия в ночное время. Установлено, что влияние шума сказывает­ся на понижении производительности труда, которое составляет в среднем около 20 %. Что же касается творческих профессий, то для них результативность труда может быть сведена к нулю.

Специфическое воздействие на человека оказывает инфра­звук — неслышимые человеческим ухом звуковые волны с часто­той ниже 16 Гц. В природе инфразвук возникает при землетря­сениях, извержениях вулканов, во время бурь и других явлениях, Техногенные источники инфразвука связаны с железнодорож­ным и воздушным транспортом, а также с некоторыми производствами.

Вибрационное загрязнение обусловлено всякого рода вибра­циями — сложными колебательными процессами с широким диапазоном частот. Вибрации возникают в результате передачи переменного давления от механических источников. Они оказы­вают сильное воздействие на иммунную и сердечно-сосудистую системы, а также на состав крови.

Электромагнитное загрязнение — форма физического загряз­нения, связанная с нарушением естественных электромагнитных полей в окружающей среде.

Весь спектр электромагнитного излучения включает в себя разные виды излучений — от очень коротких волн до очень длинных. В порядке возрастания длин волн электромагнитные излучения можно ранжировать в следующем порядке: гамма-лу­чи, космические лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, световые лучи видимого диапазона, инфракрасные лучи, микроволновое излучение, радиоизлучение, излучение от линий электропередачи. Среди перечисленных видов излучений прак­тически не оказывают существенного воздействия на окружаю­щую среду космические, рентгеновские и инфракрасные лучи. Гамма-излучение из-за своей специфики обычно рассматривают как один из загрязнителей в числе факторов радиационного за­грязнения.

Ультрафиолетовое излучение поступает на поверхность Зем­ли от Солнца. Этот вид электромагнитного излучения особенно опасен в диапазоне длин волн 200—290 нм. Он характеризуется активным воздействием на нуклеиновые кислоты и белки, при­водящим к гибели клеток живых организмов.

Благодаря озону, содержащемуся в нижней стратосфере, происходит активное поглощение ультрафиолета и космического излучения. Хотя содержание озона в атмосфере невелико и его масса составляет порядка 3 мм массы столба воздуха у поверхно­сти Земли, тем не менее роль озона в задерживании ультрафио­летового излучения трудно переоценить. Весьма вероятно, что без озонового слоя жизнь на Земле перестала бы существовать.

В 1980—1990-е годы обозначилась проблема глобального снижения содержания стратосферного озона, особенно ярко вы­раженная в появлении «озоновых дыр» в приполюсных областях Земли. Одна группа исследователей объявила, что главная при­чина подобного явления связана с использованием некоторых видов фреонов (хлорсодержащих хладонов) в холодильной тех­нике. Другая группа ученых причину деградации озонового слоя видела в естественном вековом ходе геофизических характери­стик Земли, влияющие на озоносферу. В связи с глобальным ха­рактером озоновой проблемы и преобладающей точкой зрения экспертов, поддерживающих точку зрения техногенной причины данной проблемы, в 1985 г. в Вене была подписана Международ­ная конвенция об охране озонового слоя, а в 1987 г. — Монре­альский протокол о мерах по защите озонового слоя. В результа­те возник бум производства холодильной и морозильной техни­ки на новых, не содержащих хлор хладагентах. Прибыль, полученная производителями новой холодильной и морозильной техники, оценивается во многие десятки миллиардов долларов. Однако начиная с конца 1990-х годов «озоновые дыры» стали за­тягиваться и озоносфера практически возвратилась к своему нормальному состоянию'.

Повышенное внимание к влиянию микроволнового излуче­ния на организм человека связано с тем обстоятельством, что объем микроволновой техники возрастает приблизительно на 15 % в год. Микроволновое излучение используют как средство передачи телевизионных и телефонных сообщений, в радарной технике, микроволновых печах и т. д.

Исследователями разных стран была установлена неоспори­мая связь между мощностью источников микроволнового излуче­ния и риском раковых заболеваний. В частности, британские спе­циалисты обнаружили, что в пределах 500-метровой зоны вокруг телебашни Sutton Goldfield в Бирмингеме заболеваемость лейке­мией почти в 10 раз выше, чем за пределами этой зоны. В США отмечены случаи отмены проектов строительства передающих те­левизионных станций и радарных систем под давлением общее! венности. В мире продолжается острая дискуссия о возможной опасности использования мобильной телефонной связи.

Другая причина беспокойства, относящаяся к электромаг­нитным излучениям, касается низкочастотных источников элек­тромагнитных полей (ЭМП). Это беспокойство вызвано появле­нием новых данных о негативном воздействии на людей ЭМП, возникающих от линий электропередачи (ЛЭП), производствен­ных электроустановок, электродвигателей в городском и желез­нодорожном транспорте. Биологами обнаружен эффект влияния ЭМП от ЛЭП на изоляцию насекомых, который заключается в том, что некоторые насекомые, избегая пересечения ЛЭП, навсе­гда оказываются изолированными на ограниченных территориях.

Еще один вид электромагнитного загрязнения — световое за­грязнение, представляющее собой форму физического загрязне­ния, связанную с периодическим или продолжительным превы­шением уровня естественной освещенности местности за счет использования источников искусственного освещения. Этот вид загрязнения характерен для больших городов и индустриальных центров. Световое загрязнение самостоятельно либо в сочетании с другими видами загрязнений может приводить к аномалиям в развитии живых организмов и вынуждать их переселяться в дру­гие места.

К прочим формам физического загрязнения окружающей среды можно отнести стационарные электрические и магнитные поля, влияние которых на организм человека изучено недоста­точно. Тем не менее имеются сведения о возникновении элек­трических полей и токов в тканях человека, воздействующих на нервные клетки. Отмечены случаи лейкемии у персонала, рабо­тающего с сильными стационарными магнитными полями.

Механическое загрязнение — засорение среды агентами, ока­зывающее механическое воздействие без видимых физических или химических воздействий. Примеры механического загрязне­ния: горные выработки, отвалы горных пород, терриконы, зато­пление территорий и пр.

Огромные масштабы механическое загрязнение приобрело is районах добычи полезных ископаемых в результате горно-вскрышных работ на отчужденных лесных и сельскохозяйственных угодьях. Естественные ландшафты таких районов нару­шаются разработкой глубоких и протяженных карьеров, а также созданием отвалов горных пород. Отработанные карьеры запол­няются водой, образуя безжизненные водоемы.

Большие пространства нашей страны в результате водохо­зяйственной деятельности (строительства плотин, изменения рельефа) затоплены. Общая площадь затопленных территорий России превышает площади крупных европейских государств.

Безвозвратно потерянными оказались колоссальные лесные и земельные ресурсы, памятники исторического и культурного наследия.

Биологическое загрязнение — привнесение в экосистемы в ре­зультате антропогенного воздействия нехарактерных для них ви­дов живых организмов, ухудшающих условия существования ес­тественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека. Близким к биологическому загрязнению явля­ется биотическое, т. е. распространение определенных, как прави­ло, нежелательных, с точки зрения людей, биотических веществ (выделений, мертвых тел и т. п.) на территориях, где они ранее не наблюдались.

Примеры биологического загрязнения:

• интенсивный рост сине-зеленых водорослей в водо­емах-охладителях, возникающий в результате теплового за­грязнения вод;

• загрязнение окружающей среды медицинскими отходами;

• размножение в городских условиях паразитических видов животных (крыс, мышей, бродячих кошек и собак, птиц, комаров, тараканов, клопов, блох и др.);

• эпидемии, эпизоотии, эпифитотии.

Значительную роль в биологическом загрязнении природной среды играют сточные воды предприятий пищевой и кожевен­ной промышленности, бытовые и промышленные свалки, клад­бища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих ис­точников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы, поверхност­ные и подземные воды. Патогенные микробы обнаруживаются в подземных водах на глубинах до 300 м от поверхности земли. В связи с возросшей в последние десятилетия миграцией населе­ния отмечается устойчивая тенденция роста числа инфекцион­ных заболеваний. Серьезную озабоченность вызывает использо­вание в пищевой промышленности генномодифицированных продуктов.

Информационное загрязнение — любая информация, прямо или косвенно противоречащая положениям природоохранного законодательства, а также наносящая ущерб природе и рацио­нальному природопользованию. Можно расширить понятие информационного загрязнения, включив в него негативные потоки информации СМИ, характеризующиеся агрессивностью, недос­товерностью и др. К информационному загрязнению уместно также отнести потоки негативной информации, передаваемой по компьютерным сетям, включая вирусные программы, спам и пр.

В результате техногенной деятельности в среде обитания че­ловека произошло ухудшение визуальной среды, являющейся одной из важных компонентов жизни человека. Антропогенное изменение ландшафтов, как и любой тип антропогенного воз­действия на природную среду, может быть деструктивным, ста­билизирующим либо конструктивным. Деструктивное измене­ние ландшафта, в том числе и городского, ощущается человеком на визуальном уровне. В связи с этим обстоятельством в послед­ние годы возникло понятие визуального загрязнения ландшафта, понимаемого как ухудшение его эстетических свойств.

Визуальное загрязнение характерно для крупных городов, производственных помещений, транспортной инфраструктуры. Загрязнителями визуальной среды являются гомогенные и агрес­сивные визуальные поля, а также изобилие прямых линий, углов и больших плоскостей. Визуальная среда для жителей городов связана также с условиями их труда. Люди работают в замкнутом пространстве — в помещениях промышленных предприятий, офисных помещениях, обучаются в зданиях учебных заведений. Для их интерьеров характерно наличие строительных материалов неприродного происхождения — пластика, линолеума, кафеля, алюминия, стекла, решеток и пр. Те же строительные материалы формируют визуальную среду и жилых помещений. Свой нега­тивный вклад в формирование визуальной среды вносят про­смотр телевизора, работа с компьютером, экраны которых зачас­тую заполнены негативными визуальными полями. Негативную визуальную среду формирует также осветительная техника, на­пример, лампы дневного света. Перечисленные факторы состав­ляют неблагоприятную среду для человека и приводят к росту числа психических и глазных заболеваний.

Для изучения проблем, связанных с воздействием факторов визуальной среды на человека, в последние десятилетия сфор­мировалось новое научное направление — видеоэкология, изу­чающее взаимодействие человека с окружающей визуальной средой.