Экологические катастрофы Земли и их причины

При процессах деления атомных  ядер образуется более 20 радионуклидов  с периодами полураспада от долей  секунды до нескольких миллиардов лет.

Второй антропогенный источник ионизирующего облучения населения  – продукты функционирования объектов атомной энергетики.

Хотя при нормальной работе АЭС  выбросы радионуклидов в окружающую среду незначительны, Чернобыльская  авария 1986 года показала чрезвычайно  высокую потенциальную опасность  атомной энергетики.

Глобальный эффект радиоактивного загрязнения Чернобыля обусловлен тем, что при аварии радионуклиды были выброшены в стратосферу и уже в течение нескольких суток были зафиксированы в Западной Европе, затем в Японии, США и других странах.

При первом неконтролируемом взрыве на Чернобыльской АЭС в окружающую среду поступали очень опасные при попадании в организм человека сильно радиоактивные "горячие частицы", представляющие собой тонкодисперсные фрагменты графитовых стержней и других конструкций атомного реактора.

Образовавшееся радиоактивное облако накрыло огромную территорию. Общая площадь загрязнения в результате Чернобыльской аварии цезием-137 плотностью 1 -5Ки/км2 только на территории России в 1995 году составила около 50 000 км2.

Из продуктов деятельности АЭС  особую опасность представляет тритий, накапливающийся в оборотной воде станции и поступающий затем в водоем-охладитель и гидрографическую сеть, бессточные водоемы, подземные воды, приземную атмосферу.

В настоящее время радиационная обстановка в России определяется глобальным радиоактивным фоном, наличием загрязненных территорий вследствие Чернобыльской (1986 г.) и Кыштымской (1957 г.) аварий, эксплуатацией урановых месторождений, ядерного топливного цикла, судовых ядерно-энергетических установок, региональных хранилищ радиоактивных отходов, а также аномальными зонами ионизирующих излучений, связанных с земными (природными) источниками радионуклидов⁵.

Твёрдые и опасные  отходы

Отходы подразделяются на бытовые, промышленные, отходы, связанные с  добычей полезных ископаемых, и радиоактивные. По фазовому состоянию они могут быть твердыми, жидкими или смесью твердой, жидкой и газовой фаз.

При хранении все отхода претерпевают изменения, обусловленные как внутренними  физико-химическими процессами, так  и влиянием внешних условий.

В результате этого на полигонах хранения и захоронения отходов могут образоваться новые экологически опасные вещества, которые при проникновении в биосферу будут представлять серьезную угрозу для среды обитания человека.

Поэтому хранение и захоронение опасных отходов  следует рассматривать как "складирование физико-химических процессов".

Твердые бытовые  отходы (ТБО) чрезвычайно разнородны по составу: пищевые остатки, бумага, металлолом, резина, стекло, древесина, ткань, синтетические и другие вещества. Пищевые остатки привлекают птиц, грызунов, крупных животных, трупы которых являются источником бактерий и вирусов. Атмосферные осадки, солнечная радиация и выделение тепла в связи с поверхностными, подземными пожарами, возгораниями, способствуют протеканию на полигонах ТБО не предсказуемых физико-химических и биохимических процессов, продуктами которых являются многочисленные токсичные химические соединения в жидком, твердом и газообразном состояниях. Биогенное воздействие ТБО выражается в том, что отходы благоприятны для размножения насекомых, птиц, грызунов, других млекопитающих, микроорганизмов. При этом птицы и насекомые являются разносчиками болезнетворных бактерий и вирусов на большие расстояния.

Не менее  опасны сточные воды и фекальные  стоки селитебных зон. Несмотря на строительство очистных сооружений и другие мероприятия, снижение негативного воздействия таких сточных вод на окружающую среду является важной проблемой всех урбанизированных территорий. Особая опасность в этом случае связана с бактериальным загрязнением среды обитания и возможностью вспышек различных эпидемических заболеваний.

Опасные отходы сельскохозяйственного производства - навозохранилища, оставшиеся на полях  остатки ядохимикатов, химических удобрений, пестицидов, а также не обустроенные кладбища животных, погибших в период эпидемий. Хотя эти отходы имеют "точечный" характер, их большое количество и высокая концентрация в них токсичных веществ могут оказать заметное отрицательное воздействие на окружающую среду⁶.

Результаты исследований, проведенных  на территории России, указывают на то, что одним из наиболее существенных природных факторов, негативно влияющих на безопасность условий хранения и захоронения твердых и опасных отходов, являются узлы сочленения активных глубинных разломов. В этих узлах наблюдаются не только крип и импульсные тектонические дислокации, но и интенсивный вертикальный водогазообмен, интенсивный разнос загрязняющих веществ в латеральном направлении, привнес в подземную гидросферу, зону аэрации, поверхностный сток и приземную атмосферу химически агрессивных соединений (сульфаты, хлориды, фториды, сероводород и другие газы). Наиболее эффективный, быстрый и экономичный метод выявления активных глубинных разломов - водногелиевая съемка, разработанная в России (ВИМС) и основанная на изучении распределения в подземных водах гелия как самого надежного и чувствительного индикатора современной флюидной активности Земли. Особенно это касается закрытых и промышленно-урбанизированных территорий с мощным чехлом обводненных осадочных отложений.

В связи с тем, что масштаб  и интенсивность воздействия  твердых и опасных отходов  на окружающую среду оказались более  значительными, чем представлялось раньше, а его характер и влияющие природные факторы слабо изученными, нормативные требования СНиП и ряда ведомственных инструкций, касающиеся выбора участков, проектирования полигонов и назначения зон санитарной охраны, следует признать недостаточно обоснованными. Нельзя признать удовлетворительным и такое положение, когда зона санитарной охраны полигона и применяемое оборудование выбираются по существу произвольно, без учета реальных процессов загрязнения и ответных реакций биосферы на функционирование свалок твердых и опасных отходов. Необходима комплексная, по возможности исчерпывающая оценка всех параметров воздействия отходов на все жизнеобеспечивающие природные среды, позволяющая выяснить пути и механизмы проникновения загрязняющих веществ в пищевую цепь и организм человека⁷.

Звук, ультразвук, СВЧ и электромагнитное излучение

При возбуждении колебаний в воздухе или каком-либо другом газе говорят о воздушном звуке (воздушная акустика), в воде - подводном звуке (гидроакустика), а при колебаниях в твердых телах - звуковой вибрации. В узком смысле под акустическим сигналом понимают звук, т.е. упругие колебания и волны в газах, жидкостях и твердых телах, слышимых человеческим ухом. Поэтому акустическое поле и акустические сигналы прежде всего рассматривают как средство коммуникативного общения

Однако акустические сигналы могут  вызывать и дополнительную реакцию. Она может быть как положительной, так и отрицательной, приводя в ряде случаев к необратимым отрицательным последствиям в организме и психике человека. Например, при монотонном труде с помощью человека можно достичь повышения производительности труда.

В настоящее время считается, что уровни действующего вредным образом на организм звука в диапазоне частот 60 - 20 000 Гц установлены относительно правильно. Введен стандарт на санитарные нормы допустимого шума в помещениях и на территориях жилой застройки в этом диапазоне (ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 12.1.036-81, ГОСТ 2228-76, ГОСТ 12.1.001-83, ГОСТ 19358-74).

Инфразвук может оказывать весьма существенное влияние на человека, в частности, на его психику. В  литературе неоднократно отмечались, например, случаи самоубийств под воздействием мощного источника инфразвука. Природными источниками инфразвука являются землетрясения, извержения вулканов, раскаты грома, штормы, ветры Немалую роль в их возникновении играет турбулентность атмосферы.

До сих пор проблема измерений  и регламентации уровней Госстандартом не решена. Существует значительный разброс в оценке допустимых норм на уровни инфразвука. Имеется ряд санитарных норм, например, санитарные нормы допустимых уровней инфразвука я низкочастотного шума на территории жилой застройки (СанПиН 42-128-4948-89), рабочих местах (3223-85), ГОСТ 23337-78 (методы измерения шума...), и др. ГОСТ 12.1.003-76, запрещает даже кратковременное пребывание в зонах с уровнем звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.

Ультразвук. Активное воздействие ультразвука (УЗ) на вещество, приводящее к необратимым изменениям в нем, обусловлено в большинстве случаев нелинейными эффектами. В жидкостях основную роль при воздействии УЗ на вещества и процессы играет кавитация.

Воздействие на биологические объекты УЗ различно в зависимости от интенсивности УЗ и длительности облучения.

Методы и средства защиты от воздействия  акустических шумов и вибраций. В  качестве способов защиты от акустического  воздействия следует рассматривать:

- Выявление источников шума антропогенного происхождения и снижение уровня шумоизлучения промышленных объектов, транспортных средств и различного типа устройств.

- Правильное планирование застройки территорий, предназначенных для размещения предприятий и жилых домов. Широкое использование при этом защитных озеленительных посадок (деревья, трава и пр.).

- Использование при конструировании зданий и отдельных помещений в них специальных звукопоглотителей и звукопоглощающих конструкций.

- Демпфирование звуковых вибраций. Использование индивидуальных средств защиты органов слуха при работе в условиях повышенной шумности (заглушки, вкладыши, I, шлемы и т.п.).

Электромагнитные поля (ЭМП) являются одним из элементов среды обитания человека и всех живых существ. Интенсификация производственной деятельности привела к резкому увеличению интенсивности ЭМП и к большому разнообразию (по форме, частотам, длительности воздействий и т.д.) их видов.

Возросло число людей, которые  в ходе своей производственной деятельности подвергаются (или могут подвергаться) воздействию интенсивных электромагнитных полей. В связи с этим многие исследователи считают фактор воздействия ЭМП на человека столь же значимым как, например, загрязнение воздушного бассейна.

Следует, к примеру, сказать, что  поля, создаваемые высоковольтными линиями электропередачи, распространяют свое влияние на большие территории. Достаточно сказать, что площадь полосы шириной 50 м под линиями с напряжением 300 кВ и выше для России и США, вместе взятых, составляет около 8 000 квадратных километров, что почти в восемь раз больше территории г. Москвы⁸.

Вырубка лесов

В процессе эволюции общества менялись характер и масштабы воздействия  человека на лес, как и на природу  в целом. Учёные полагают, что уже  на стадии собирательства, охоты и  рыболовства произошёл первый экологический кризис антропогенного происхождения. Равнинные леса Европы стали сокращаться в результате вырубки и применения огня. Значительно большие воздействия на лес проявились на стадии скотоводства и земледелия в развитии человеческого общества. По подсчётам, занимаемая площадь лесами за исторический период сократилось в 2 раза. Некоторые леса подвергались особенно сильному воздействию: уже сведено 40-50% первоначальной площади смешанных и широколиственных лесов, 85-90% - муссонных, 70-80% - средиземноморских сухих.

На великой Китайской и Индо-Гангской равнинах осталось менее 5% лесов. Темпы  рубки лесов не замедляются: ежегодно их площадь сокращается на 200 тыс. км². Особую тревогу вызывает состояние  тропических лесов, образно выражаясь «лёгких» нашей планеты, которые вырубаются со скоростью 15-20 га в минуту (этот вопрос более подробно будет рассмотрен далее).

Леса России также подвергались интенсивному уничтожению. Только в  Европейской части с конца  XVII по начало ХХ столетия было уничтожено около 40 млн. га леса. В результате лесистость снизилась с 50% до 33%, или в полтора раза.

Площадь лесов, подвергающихся рекреационной  нагрузке, в России и странах СНГ  составляет 320-400 тыс. км². На данной территории происходит существенное нарушение экосистем леса, экологических связей. Снижается лесистость территорий. Избирательность вырубок сказывается на породном составе леса. В наших лесах это приводит к снижению доли хвойных пород.

Самый страшный враг леса – огонь. Пожар сравнивают с эрозией почвы, и это правильно. Эрозия – бич земледелия, пожар – бич лесов. В 90-х годах ХХ столетия на территории России ежегодно возникало до 30 тыс. пожаров, охватывающих 2 и более млн. га.

Большой ущерб лесным ресурсам наносит  переувлажнение почвы, подтопление в результате строительства ГЭС (особенно в равнинной местности), водохранилищ, шоссейных и железных дорог и т. д. Гибель лесов по этим причинам можно наблюдать практически во всех областях России. Промышленные предприятия, выбрасывая в атмосферу, воду, почву различные химические соединения, вызывают угнетение и гибель деревьев, кустарников.

Площадь земель государственного фонда  России, загрязнённая долгоживущими  радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в 1991 году составляла около 1 млн. га. Здесь создались условия, при которых в течение многих десятилетий невозможно обычное ведение лесного хозяйства и многоцелевое использование леса.

Значительный ущерб лесам, растительности лугов и пастбищ наносит повышенное содержание в воздухе свинца, особенно вблизи крупных автомагистралей с интенсивным автомобильным движением, приводящее к накоплению его в тканях и как следствие вызывает угнетение, а нередко гибель.

Вредным для лесной растительности является пыль цементных заводов, известняка и кремниевых пород. От их действия забиваются устьица, разрушается хлорофилл, а на поверхности образуется корка.

Среди причин гибели лесов следует  назвать вредителей и болезни. Площадь  очагов действия вредных насекомых  в лесах России ежегодно достигает 2-3 млн. га. В 1991 году возросли с 4,2 до 61,4 тыс. га очаги особо опасного вредителя таёжных лесов – сибирского шелкопряда.