Город - среда обитания человека

Введение

Важную роль в обеспечении безопасности жизнеде­ятельности человека выполняет оптимизация условий среды в антропоэкологических системах. Доминирующим фактором в них является сообщество людей и продукты его производственной и общественной дея­тельности. Важнейшими современными антропоэкологическими: системами являются города сельские по­селения транспортные коммуникации. Они характе­ризуются определенным сочетанием природных и хо­зяйственно-культурных условий, особенно заметны по­ложительные и отрицательные черты антропоэкологических систем на примере городов

Рост городов и связанные с этим процессы носят название урбанизации. Города появились всего около 7000 лет назад, к 1950 году в них проживало около 28%, а к 1970 г. – 40% населения планеты. К началу 21 века, по расчетам разных исследователей, ожидает­ся дальнейшее возрастание доли городского населения от 56-62% до 70-90%. Сейчас более 1/5 горожан про­живают в городах с числом жителей не менее 1 млн.: В странах с большой плотностью населения происходит слияние соседних городов и образование мегаполисов.

Урбанизация в целом явление прогрессивное. Кон­центрация производства, научных, культурных учреж­дений, учебных заведений создает предпосылки роста общей культуры, улучшения быта, занятости людей, снабжения продовольствием, медицинского обслужи­вания. Вместе с тем, в городах наиболее выражены негативные изменения природной среды. Благодаря загрязнению воздуха аэрозолями, средняя годовая, месячная и суточная температура в городах на несколь­ко градусов выше, чем на окружающей территории. Развивается так называемый «световой голод», кото­рый вызывает авитаминоз Д, сопровождающийся утом­ляемостью, ухудшением самочувствия, снижением работоспособности, сопротивляемости инфекционным заболеваниям.

Шум и вибрация на урбанизированных территори­ях оказывают мешающее действие, вызывают возбуж­дение ЦНС, нарушение сна, влияют на работоспособ­ность.

Высокая плотность, контактность населения способствуют быстрому распространению инфекционных заболеваний.

У жителей крупных городов наблюдается неблагоп­риятный сдвиг в характере питания. Повышается калорийность пищи, характерным является увеличение в рационе жиров, уменьшение количества овощей и молока.

Таким образом, по некоторым показателям антропоэкологические системы приобретают признаки экстремальности. Решение задач устранения этих признаков является одним из важнейших вопросов обеспечения безопасности жизнедеятельности в антропоэкологических системах. При этом необходимо проведение фундаментальных исследований по изучению всех сторон жизни и деятельности различных слоёв общества, изучению состояния здоровья и всех видов движения населения.

Загрязнение регионов техносферы токсичными веществами

Регионы техносферы и природные зоны, примыкающие к очагам техносферы, постоянно подвергаются активному загрязнению различ­ными веществами и их соединениями. Рассмотрим различные виды загрязнений.

Загрязнение атмосферы

Атмосферный воздух всегда содержит не­которое количество примесей, поступающих от естественных и антро­погенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками относят: пыль (растительного, вулканического, косми­ческого происхождения, возникающую при эрозии почвы, частицы морской соли); туман; дым и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного происхождения и др.

Естественные источники загрязнения бывают либо распределен­ными, например выпадение космической пыли, либо локальными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха созда­ют автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

Самыми распространёнными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода, диоксид серы, оксид азота, углеводороды и пыль. Основные антропогенные источники примесей атмосферы и их среднегодовая концентрация в воздухе приведены в следующей таблице:

Загрязнение гидросферы

При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными, во­дами различных отраслей промышленности (металлургической, нефтеперерабатывающей, химической и др.), сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками. Основ­ными источниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство.

Загрязнители делятся на биологические (органические микроорга­низмы), вызывающие брожение воды; физические, изменяющие ее прозрачность (мутность), температуру и другие показатели.

Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основном предприятий пищевой, меди­ко-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности.

Биологические загрязнения оценивают биохимическим потребле­нием кислорода – БПК. БПК5 – это количество кислорода, потреб­ляемое за 5 суток микроорганизмами – деструкторами для полной минерализации органических веществ, содержащихся в 1 л воды.; Нормативное значение БПК5 = 5 мг./л Реальные загрязнения сточных вод таковы, что требуют значений БПК на порядок больше.

Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бытовыми стоками. К ним относятся нефтепродукты, тяжелые, металлы и их соединения, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства. Наиболее опасны свинец, ртуть, кадмий.

Физические загрязнения поступают в водоемы с промышленными стоками, при сбросах из выработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов, транспортных магистралей, за счет осаждения атмосферной пыли.

Загрязнение земель

Нарушение верхних слоев земной коры проис­ходит при: добыче полезных ископаемых и их обогащении; захороне­нии бытовых и промышленных отходов; проведении военных учений и испытаний и т. п. Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли – при внесении удобрений и применении пестицидов.

Существенно загрязнение земель в результате седиментации ток­сичных веществ из атмосферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20-50 км, а превышение ПДК достигает 100 раз. К основным загрязнителям относятся никель, сви­нец, бенз(а)пирен, ртуть и др.

Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетра-этилсвинец, ртуть, диоксины, бенз(а)пирен и т. п. Выбросы ГЭС содержат бенз(а)пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества. Зоны загрязнения почвы около трубы имеют радиусы 5 км и более.

Интенсивно загрязняются пахотные земли при внесении удобрений и использовании пестицидов. Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия и других веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почву вносятся тяжёлые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси. К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром и др. Выведение этих примесей из удобрений – трудоемкий и дорогой процесс. Особую опасность представляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточных вод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других производств.

Смог и фотохимический туман

В ряде городов атмосферные выбросы столь значи­тельны, что при неблагоприятной для самоочищения атмосферы погоде (безветрие, температурная инверсия, при которой дым стелется к земле, антициклональная погода с туманом) концентрация загрязнений в при­земном воздухе достигает критической величины; при которой наблюдается остро выраженная реакция орга­низма на вредные атмосферные выбросы. Здесь различают две ситуации: густой туман, смешанный с дымом лондонского типа и фотохимический туман (лос-анджелесский).

Смог лондонского типа наблюдается при пасмурной, туманной погоде, способствующей значительному воз­растанию концентрации сернистого ангидрида и трансформации его в еще более токсичный аэрозоль серной кислоты. Одновременное возрастание концентрации других ингредиентов атмосферных выбросов может усиливать действие сернистого ангидрида или катали­зировать его превращение в серный ангидрид. Наиболее легкие симптомы при действии смога – резь в гла­зах, слезотечение, сухой кашель, тошнота, головная боль; умеренные симптомы – кашель с мокротой, стеснение в груди, общая слабость; тяжелые – чувство уду­шья. Тяжело переносят смог лица, страдающие брон­хиальной астмой, декомпенсированными формами за­болеваний сердца, хроническим бронхитом с эмфиземой т. д.

Фотохимический туман впервые наблюдался в Лос-Анджелесе, затем в Токио, Мехико и других городах. В его образовании огромную роль играют выхлопные газы автотранспорта.

В России в 2001 г. произошло увеличение выбросов вредных веществ автомобильным транспортом на 20%. Предполагается, что этот рост будет происходить за счет значительного увеличения парка легковых авто­мобилей и изменения структуры парка грузового транс­порта.

Механизм образования фотохимического тумана сле­дующий: молекулы окислов азота содержащихся в выхлопных газах, возбуждаются за счет энергии ульт­рафиолетовых лучей солнца, затем, реагируя с кисло­родом воздуха, образуют озон. Последний, реагируя с углеводородом выхлопных газов или выбросов нефте­перерабатывающих предприятий, образует фотооксиданты: органические перекиси, свободные-радикалы, альдегиды, кетоны. Накапливаясь при ясной безветренной погоде на улицах города, озон и фотооксиданты вызывают сильное раздражение глаз, верхних дыхательных путей, результатом которого являются сле­зотечение, мучительный кашель. Понижается види­мость в атмосфере, повреждаются зеленые насаждения, поверхности зданий и т. д.

Из всего спектра электромагнитного излучения для образования фотохимического тумана имеет значение лишь узкая область, включающая ближнее УФ-излучение и видимое излучение с длиной волны 200-760 нм. Это объясняется тем, что именно в данной области энергия фотонов соизмерима с энергией химических связей и, следовательно, поглощение света может иметь фотохимический эффект. Поэтому фотохимический туман образуется именно в ясные дни.

По экспертным оценкам, более чем в 150 городах России преобладающее влияние на загрязнение воздуш­ного бассейна оказывает именно автотранспорт. В этот список попадают Сочи, Анапа, Ессентуки, Кисловодск, Нальчик, Пятигорск, Минеральные Воды и ряд круп­нейших центров с населением более 500 тыс. человек: Москва, Санкт-Петербург, Ростов-на-Дону, Воронеж, Краснодар, Пенза, Тюмень и др.

Выбросы в объеме свыше полумиллиона тонн в год наблюдались в Краснодарском крае, Московской: обла­сти, Башкортостане, Алтайском и Красноярском кра­ях, Ростовской области и в самой Москве.

Результаты всероссийской операции «Чистый воздух», ежегодно проводимой в крупных городах показали, что из-за неисправностей или неправильных ре­гулировок систем питания и зажигания ДВС экологи­ческим нормам не соответствует 25-30% автомобилей, находящихся в эксплуатации, а показатель выбросов вредных веществ отечественных автомобилей в эксп­луатации примерно в 2 раза выше аналогичного пока­зателя в Германии. Неудовлетворительное техничес­кое состояние подвижного состава и автодорог не спо­собствует энергосбережению на автотранспорте и, в конечном счете, его экологической безопасности.

Снижение вредных выбросов от автомобилей может быть достигнуто за счет улучшения качества традиционных видов моторного топлива и применения но­вых, экологически более «чистых» видов горючего. Основное мероприятие здесь – снижение содержания в автомобильных бензинах высокотоксичного антидетонатора тетраэтилсвинца (ТЭС).

Человечество, поставив себя на грань экологичес­кой катастрофы, всерьез задумывается о возможности передвижения без помощи двигателя внутреннего сго­рания, безжалостно отравляющего воздух. Один из вариантов – использование солнечной энергии. Конеч­но, современные машины на солнечных батареях еще не могут соперничать с «Вольво» и «Тойотой», но в США, Японии, Австралии подобные разработки ведутся при непосредственном участии известнейших промышленных фирм.

Энергетические загрязнения техносферы

Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов промышленных регионов, городской среды, жилищ. К энергетическим загрязнениям относят вибрацию воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Вибрации в городской среде и жилых зданиях, и является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распро­страняются по грунту. Протяженность зоны воздействия вибраций определяется величиной их затухания в грунте, которая, как правило, составляет 1 дБ/м (в водонасыщенных грунтах оно несколько больше). Чаще всего на расстоянии 50-60 м от магистралей рельсового транс­порта вибрации затухают. Зоны действия вибраций около кузнечно-прессовых цехов, оснащенных молотами облегченными фундамен­тами, значительно больше и могут иметь радиус до 150-200 м. Значительные вибрации и шум в жилых зданиях могут создавать расположенные в них технические устройства (насосы, лифты, транс­форматоры и т. п.).

Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др. На городских магистралях и в прилегающих к ним зонах уровни звука могут достигать 70-80 дБ А, а в отдельных случаях 90 дБ А и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше.

Источники инфразвука могут быть как естественного происхожде­ния (обдувание ветром строительных сооружений и водной поверхно­сти), так и антропогенного (подвижные механизмы с большими поверхностями – виброплощадки, виброгрохоты; ракетные двигатели, ДВС большой мощности, газовые турбины, транспортные средст­ва). В отдельных случаях уровни звукового давления инфразвука могут достигать нормативных значений, равных 90 дБ, и даже превышать их, на значительных расстояниях от источника.

Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радио­частот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям). Воздействие ЭМП промыш­ленной частоты чаще всего связано с высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач, источниками постоянных магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях. Зоны с повышенны­ми уровнями ЭМП, источниками которых могут быть РТО и РЛС, имеют размеры до 100 .150 м. При этом даже внутри зданий, распо­ложенных в этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.

ЭМП промышленной частоты в основном поглощаются почвой, поэтому на небольшом расстоянии (50 . 100 м) от линий электропередач электрическая напряженность поля падает с десятков тысяч вольт на метр до нормативных уровней. Значительную опасность представляют магнитные поля, возникающие в зонах около ЛЭП токов промышлен­ной частоты и в зонах, прилегающих к электрифицированным желез­ным дорогам. Магнитные поля высокой интенсивности обнару­живаются и в зданиях, расположенных в непосредственной близости от этих зон.

В быту источниками ЭМП и излучений являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ и другие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности (менее 70 %) создают паласы, накид­ки, занавески и т. д.

Микроволновые печи в промышленном, исполнении не представ­ляют опасности, однако неисправность их защитных экранов может существенно повысить утечки электромагнитного излучения. Экраны телевизоров и дисплеев как источники электромагнитного излучения в быту не представляют большой опасности даже при длительном воздействии на человека, если расстояния от экрана превышают 30 см. Однако служащие отделов ЭВМ жалуются на недомогания при регу­лярной длительной работе в непосредственной близости от дисплеев. Воздействие ионизирующего излучения на человека может проис­ходить в результате внешнего и внутреннего облучения.

Для человека, проживающего в промышленно развитых регионах РФ, годовая суммарная эквивалентная доза облучения из-за высокой частоты рентгенодиагностических обследований достигает 3000 .3500 мкЗв/год (средняя на Земле доза облучения равна 2400 мкЗв/год).

Заключение

В настоящее время наблюдается активный рост городов. Это отрицательно сказывается на экологию среды обитания человека.

Регионы техносферы и природные зоны, примыкающие к очагам техносферы, постоянно подвергаются активному загрязнению различ­ными веществами и их соединениями.

Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха созда­ют автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

Самыми распространёнными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода, диоксид серы, оксид азота, углеводороды и пыль.

В ряде городов атмосферные выбросы столь значи­тельны, что при неблагоприятной для самоочищения атмосферы погоде (безветрие, температурная инверсия, при-которой дым стелется к земле, антициклональная погода с туманом) концентрация загрязнений в при­земном воздухе достигает критической величины; при которой наблюдается остро выраженная реакция орга­низма на вредные атмосферные выбросы. Возникает смог и фотохимический туман.

При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными, во­дами различных отраслей промышленности (металлургической, нефтеперерабатывающей, химической и др.), сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками. Основ­ными источниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство.

Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли— при внесении удобрений и применении пестицидов.

Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов промышленных регионов, городской среды, жилищ.