68.Опасные природные явления Вулканы
Вулканические процессы могут грозить катастрофой: лавовые потоки, извержения с выпадением тефры, вулканические грязевые потоки, вулканические наводнения, палящие тучи и выходы газов. Лавовые потоки. Лава — это расплав горных пород, разогретых до температуры 900— 1100°С. Она может быть основной, т. е. по своему составу соответствовать базальтам, либо кислой, т. е. иметь риолитовый состав. Лава вытекает прямо из трещин в земле или склоне вулкана либо переливается через край кратера и течет к подножию. Лавовые потоки при их колоссальных смертоносных температурах кажутся грозными и неудержимыми. Однако в действительности число жертв лавовых потоков совсем невелико в сравнении с числом жертв палящих туч
Появление вулканов и их деятельность связаны с движениями земной коры и вызванными ими изменениями состояния вещества Земли на больших глубинах Землетрясе́ния — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки может вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. К счастью, большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами). Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне. Цунами это длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. В момент смещения, направленного вверх, на поверхности воды образуется горб высотой до 5 м. В открытом океане высота волны редко превышает один метр, а длина волны (расстояние между гребнями) достигает 500—1000 километров, и поэтому волна не опасна для судоходства. При выходе волн на мелководье, вблизи береговой черты, их скорость и длина уменьшаются, а высота увеличивается. У берега высота цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие волны, до 30—40 метров, образуются у крутых берегов. Тайфун — разновидность тропического циклона, которая типична для северо-западной части Тихого океана. Зона активности тайфунов, на которую приходится третья часть общего числа тропических циклонов на Земле, заключена между побережьем Восточной Азии на западе, экватором на юге и линией перемены даты на востоке. Хотя большая часть тайфунов формируется с мая по ноябрь, другие месяцы от них также не свободны. К берегам российского Дальнего Востока тайфуны относит, как правило, после того, как их основной удар принимают на себя Корея, Япония и острова Рюкю. Наиболее подвержены тайфунам Курильские острова, Сахалин, Камчатский и Приморский края. Атмосферные процессы: циклоны –это гигантские возмущения атм.воздуха связанные с резкими колебаниями давления и температурами возд. масс. эти колебания, а значит, и колебания погоды в огромных районах земли зависят в основном от взаимодействия океана и атм-ры, от характера обмена энергией и влагой между ними. Механизм зарождения циклонов не совсем ясен. Очень сложно с достаточной степенью достоверности определить, где и кода возникает циклон, т.к среди прочих факторов необходимо учитывать не только общий характер циркуляции атм., но и особенности возд. течений в каждом конкретном районе. Исследования циклонов затруднены и тем, что обычно не удается своевременно доставить научную аппаратуру к месту события: циклоны существуют всего несколько суток. Кроме того на земле особенно в акватории океанов есть не мало труднодоступных районов, куда доставить науч. аппаратуру вообще нет возможности. Тайфуны – опасное явление природы. Тайфуны – это т оже атм. Вихри, но порождаются тропическими циклонами. Циклон – это область пониженного давления в атм. с минимумом в центре. Основным районом возникновения троп. Циклонов явл-я акватория всех океанов, примыкающая к экватору и заключенная между параллелями 10-20 градусов сев. и юж. широт. Троп. циклон образуется там, где поверхность воды имеет высокую температуру (27 градусов и выше), превышающую температуру прилегающего воздуха на 2-3 град. и более. Теплый и влажный воздух поднимается в вверх и огромные его массы за счет вращения земли начинают круговое движение одновременным смещением в район более низкого атм. давления. При значительном перепаде давления между серединой и периферией циклона скорость ветра вокруг середины быстро возрастает. Если она достигает ураганной силы – 33м /с и более, а в отдельных случаях до 100 м/с , это означает , что циклон превратился в тайфун. Такова упрощенная схема образования тайфуна. Теплый и влажный воздух, поднявшийся в верх образует над районом тайфуна дождевые облака, несущие огромное кол-во воды. Принесенные тайфуном проливные дожди продолжаются часами и нередко приводят к наводнениям. Ураганы - это циклоны, которые возникают в тропических широтах, при этом сила ветра достигает 64 узлов (74 миль в час). Эти циклоны способны вызывать разрушающие ветры, обильные дожди и наводнения, которые могут закончиться огромным ущербом частной собственности и человеческими жертвами среди берегового населения. Смерч (торнадо, тромб) — это сильный вращающийся вихрь воздуха с горизонтальными размерами менее 50 м и высотой менее 10 км, с относительно устойчивой скоростью ветра, которая может достигать значений более 33 м/с, который вытягивается от кучево-дождевого облака к поверхности воды или земли. Внутри воронки воздух поднимается вверх, создается разрежение. Когда воронкообразный отросток облака достигает земли, его ширина составляет 50-500 м. Смерч проносится над поверхностью со скоростью 30-60 км/ч и примерно через 30 км теряет свою разрушительную силу. вихрь, образовавшийся на море называют смерчем, а на суше — торнадо. Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образующиеся в Европе, называют тромбами. Но чаще все эти три понятия рассматриваются как синонимы Лесно́й пожа́р — это стихийное, неуправляемое распространение огня по лесным площадям. Причиной больших лесных пожаров на Земле обычно бывают молнии, а сами пожары видны даже из космоса. В молодых лесах, в которых много зелени, вероятность загорания от молнии существенно ниже, чем в лесах возрастных, где много сухих и больных деревьев. Таким образом в природе ещё задолго до человека существовало своеобразное равновесие. Экологическая роль лесных пожаров заключалась в контроле за обновлением лесов. На сегодняшний день доля естественных пожаров (от молний) составляет около 16 %, то есть возникновение большей части лесных пожаров связано с деятельностью человека. Таким образом, существует острая необходимость работы противопожарных служб, контроля за соблюдением пожарной техники безопасности. Некоторые пожары специально вызывают искусственно. Целью управляемых пожаров является: уничтожение пожароопасных горючих материалов, удаление отходов лесозаготовок, подготовка участков для посадки саженцев, борьба с насекомыми и болезнями леса и т. д..
Наводне́ние — значительное затопление водой местности в результате подъёма уровня воды в реке, озере или море, вызываемого различными причинами, приводящее к нежелательным последствиям. Причины Продолжительные дожди, Таяние снегов.Наиболее эффективный способ борьбы с наводнениями на реках — регулирование речного стока путём создания водохранилищ. Для борьбы с наводнениями на морском берегу используются оградительные дамбы. Равновесие в природной среде обеспечивается поддержанием энергетического,водного, биологического, биогеохимического балансов и их изменением в определенный промежуток времени. Количественные характеристики перечисленных балансов зависят от географического положения регионов, климатических условий, величины использования ресурсов, природных явлений и степени загрязнения окружающей среды. Обеспечить равновесие в природе можно с помощью правовых, социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических, биологических и других методов. Правовые методы регламентируют нормы и порядок природопользования исходя из условия сохранения относительного равновесия в окружающей среде. Социальные методы основаны на ответственности всех слоев общества за состояние охраны окружающей среды. Экономические методы предусматривают определенные виды затрат на сохранение равновесия окружающей среды, рациональную плату за ресурсы, возмещение ущерба. Организационные методы основаны на научной организации природопользования и выполнении административных и правоохранных мер по предотвращению вредного воздействия на окружающую среду. Технические методы основаны на создании новых технологий и производственного оборудования, уменьшающих вредное воздействие на природную среду, внедрение эффективных средств очистки выбросов в атмосферу и сбросов в водоемы. Санитарно-гигиенические методы предусматривают обязательный контроль за состоянием окружающей среды с целью своевременного принятия мер по предотвращению вредного влияния загрязнений на людей и природу. Чрезвычайными ситуациями называют обстоятельства, возникающие в результате природных стихийных бедствий, аварий и катастроф техногенного, экологического происхождения, социального и политического характера, вызывающие резкое отклонение от нормы жизнедеятельности людей, экономики, социальной сферы или природной сферы. Основные причины возникновения ЧС: - внутренние: сложность технологий, недостаточная квалификация персонала, проектно- конструкторские недоработки, физический и моральный износ оборудования, низкая трудовая и технологическая дисциплина; - внешние: стихийные бедствия, неожиданное прекращение подачи электроэнергии, газа, технологических продуктов, терроризм, войны. ЧС могут произойти при следующих обстоятельствах: - наличие источника риска (давление, взрывчатые вещества, радиоактивные вещества); - действие факторов риска (выброс газа, взрыв, возгорание); -нахождение в очагах поражения людей, сельскохозяйственных животных и угодий.
Классификация чрезвычайных ситуаций. Чрезвычайные ситуации классифицируют: - по природе возникновения - природные, техногенные, экологические, биологические, антропогенные, социальные и комбинированные; - по масштабам распространения последствий - локальные, объектовые, местные, национальные, региональные, глобальные; - по причине возникновения - преднамеренные и непреднамеренные (стихийные); - по скорости развития - взрывные, внезапные, скоротечные, плавные; - по возможности предотвращения ЧС - неизбежные (природные), предотвращаемые (техногенные, социальные), антропогенные. К техногенным относятся ЧС, происхождение которых связано с техническими объектами - пожары, взрывы, аварии на химически опасных объектах, выбросы радиоактивных веществ, обрушений зданий, аварии на системах жизнеобеспечения. К природным относятся ЧС, связанные с проявлением стихийных сил природы - землетрясения, наводнения, извержения вулканов, оползни, ураганы, смерти, бури, природные пожары и др. К экологическим ЧС относятся аномальные природное загрязнение атмосферы, разрушение озонового слоя земли, опустынивание земель, засоление почв, кислотные дожди и др. К биологическим ЧС относятся эпидемии, эпизоотии, эпифитотии. К социальным ЧС относятся события, происходящие в обществе - межнациональные конфликты, терроризм, грабежи, геноцид, войны и др. Антропогенные ЧС являются следствием ошибочных действий людей. Локальные ЧС - это чрезвычайные ситуации, масштабы которых ограничиваются одной промышленной установкой, поточной линией, цехом, небольшим производством или какой-то отдельной системой предприятия. Для ликвидации последствий достаточно сил и средств, имеющихся на пострадавшем объекте. Объектовые ЧС - это чрезвычайные ситуации, когда последствия ограничиваются территорией завода, комбината, промышленно - производственного комплекса, учреждения, учебного заведения, но не выходит за рамки объекта. Для их ликвидации привлекают, хотя и все силы и средства предприятия, но их достаточно, чтобы справиться с аварийной ситуацией. Местные ЧС - это чрезвычайные ситуации, масштабы которых ограничены поселком, городом, районом, отдельной областью. Для ликвидации последствий достаточно сил и средств, имеющихся в непосредственном подчинении местной власти, начальника ГО, его комиссии по ЧС, а также на объектах промышленности, транспорта. В отдельных случаях могут привлекаться воинские части гражданской обороны и другие подразделения МЧС. Национальные ЧС - это чрезвычайные ситуации, которые охватывают несколько экономических районов или суверенных государств, но не выходят за пределы страны. Последствия ликвидируются силами и ресурсами страны, зачастую с привлечением иностранной помощи. Региональные ЧС - это чрезвычайные ситуации, распространяющиеся на несколько областей, республик, крупный регион. Их ликвидацией занимаются, как правило, региональные центры МЧС или специально создаваемые министерством оперативные группы. Для проведения спасательных и других неотложных работ привлекают, кроме всех видов формирований, подразделения МЧС, МВД и ОМ. Глобальные ЧС - это чрезвычайные ситуации, последствия которых настолько велики, что захватывают значительные территории, несколько республик, краев, областей и сопредельные страны. Для ликвидации последствий привлекают силы МЧС, МО, МВД, ФСБ. Проведением спасательных и других неотложных работ, как правило, занимается специальная правительственная комиссия или лично начальник ГО страны - Председатель Правительства.
Техногенные системы
изучение и применение
современных концептуальных основ и методологических
подходов, направленных на решение проблемы обеспечения безопасности и
устойчивого взаимодействия человека с природной средой.
Проблема обеспечения безопасности человека и окружающей среды в
условиях хозяйственной деятельности представляет собой сложную
социально-экономическую проблему. Для решения этой проблемы
необходимо проводить изучение и оценку экологической ситуации,
прогнозирование развития опасной ситуации, выявлять виды опасности,
оценить уровень риска и определить управляющее воздействие для
предотвращения негативных последствий от реализации экологической
опасности.
Цель: дать представление о величине и последствиях антропогенного
воздействия на окружающую среду, ознакомить с принципами
количественной оценки возможных негативных последствий как от
систематических воздействий техногенных систем, так и воздействий,
связанных с аварийными ситуациями, развить системное
мышление, позволяющее минимизировать воздействие негативных факторов
на человека и окружающую среду.
Задачи :
- знакомство с уровнями допустимых негативных воздействий на
окружающую среду, с последствиями, возникающими при нарушении
нормативных требований к уровню воздействий;
- освоение методов идентификации опасности, методов качественной и
количественной оценки экологического риска;
- знакомство с методами прогнозирования развития и оценки последствий
аварийных и чрезвычайных ситуаций;
- знакомство с методами предотвращения загрязнения окружающей среды и
ликвидации последствий аварий и катастроф;
- знакомство с методами управления природопользованием.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА, любое нежелательное изменение состава земной атмосферы в результате поступления в нее различных газов, водяного пара и твердых частиц (под воздействием природных процессов или в результате деятельности человека). Примерно 10% загрязнителей попадают в атмосферу вследствие таких природных процессов, как, например, вулканические извержения, которые сопровождаются выбросами в атмосферу пепла, распыленных кислот, в том числе серной, и множества ядовитых газов. Кроме того, основными источниками серы в атмосфере служат брызги морской воды и разлагающиеся растительные остатки. Также следует отметить лесные пожары, в результате которых образуются плотные клубы дыма, обволакивающие значительные площади, и пыльные бури. Присутствующие в воздухе микроорганизмы (пыльца, плесневые грибы, бактерии, вирусы) вызывают у многих людей приступы аллергии и инфекционные заболевания. Остальные 90% загрязнителей имеют антропогенное происхождение. Основными их источниками являются: сжигание ископаемого топлива на электростанциях (выбросы дыма) и в двигателях автомобилей; производственные процессы, не связанные с сжиганием топлива, но приводящие к запылению атмосферы, например вследствие эрозии почв, добычи угля открытым способом, взрывных работ и утечки летучих орган. соединений через клапаны, стыки труб на нефтеперегонных и химических заводах и из реакторов; хранение твердых отходов; а также разнообразные смешанные источники. Загрязняющие вещества, попадая в атмосферу, переносятся на большие расстояния от источника, а затем возвращаются на земную поверхность в виде твердых частиц, капель или химических соединений, растворенных в атмосферных осадках. Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на живые организмы несколькими путями: 1) доставляя аэрозольные частицы и ядовитые газы в дыхательную систему человека и животных и в листья растений; 2) повышая кислотность атмосферных осадков, которая, в свою очередь, влияет на изменение химического состава почв и воды; 3) стимулируя такие химические реакции в атмосфере, которые приводят к увеличению продолжительности облучения живых организмов вредоносными солнечными лучами; 4) изменяя в глобальном масштабе состав и температуру атмосферы и создавая таким образом условия, неблагоприятные для выживания организмов. Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Почвы загрязняются различными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий. Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.
Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. В ряде отраслей сельского хозяйства пестициды применяют в больших количествах для защиты растений и борьбы с сорняками. Ежегодное их применение, часто по несколько раз в сезон, приводит к их накоплению в почве и ее отравлению.Вместе с навозом и фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.
Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д.
Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и воды. В почву попадают различные твердые и жидкие отходы промышленного производства, сельского хозяйства и коммунально-бытовых предприятий. Основными загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды. Главными источниками загрязнения являются:
Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.
Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны – разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей.
Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве.
Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется.
Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений – больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др.
Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попа дают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.
Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали, в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ. Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих токсичные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд, при производстве алюминия и др. Химическое производство. Выбросы этой отрасли, хотя и невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. На разнообразных химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота, хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т. п.). Выбросы автотранспорта. В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное количество токсичных соединений — бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина).