Виды и формы нарушений и загрязнений природной среды

Шумовое загрязнение

Шумовое загрязнение относится к категории основных видов вредных воздействий на ОПС и на самого человека. Единицы измерения шума - децибелы (дБ). Один децибел - это уровень звукового давления . для которого выполняется соотношение . где - пороговое звуковое давление, принимаемое равным . Территория, на которой уровень шума составляет менее 55 дБ, считается по данному показателю комфортной. Шум интенсивностью более 130 дБ может вызвать акустические травмы и негативно сказаться на здоровье.

Характеристики основных источников шумового загрязнения следующие (дБ):

• промышленные предприятия 80-110;
• железная дорога 85—100;
• трансформаторные подстанции 85—90;
• автотранспорт 80—88;
• буровая установка при бурении 104 дБ;
• буровая установка при операции подъема 120 дБ.

Человек воспринимает звук в широком интервале частот - от 16 Гц до 20 кГц. Шум одного уровня, но с различными частотами человек воспринимает по-разному: высокие звуки кажутся более громкими, чем низкие. Поэтому предельно допустимые уровни (ПДУ) постоянного шума устанавливаются в зависимости от частоты по девяти градациям.

Актуальность проблемы для России подтверждается тем. что около 10 млн населения подвержено постоянному шумовому воздействию высокой интенсивности. В целом 33% шумового загрязнения в городах приходится на автотранспорт и 27% - на промышленность. Шумовое воздействие приводит к неточностям при выполнении технологических операций. Производительность труда при работе в тишине на 9% выше.

ПДУ шумового воздействия для выполнения физической работы, связанной с точностью равен 80 дБ. умственная операторская работа требует 65 дБ, творческая работа и преподавание - 40 дБ.

Электромагнитное загрязнение

Электромагнитное поле (ЭМП) - это особая форма материи, которая характеризуется вектором напряженности электрического поля и магнитной индукцией. Мы все находимся в естественном ЭМП Земли (геомагнитное поле), интенсивность которого определяется солнечной активностью. В период солнечной активности воздействие ЭМП проявляется в увеличении количества сердечно-сосудистых заболеваний и в ухудшении самочувствия гипертоников.

Уровень электромагнитного загрязнения ОС выходит на уровень, характерный для нынешнего загрязнения ее вредными химическими веществами. Сформировался новый существенный фактор ОС - электромагнитные поля (ЭМП) антропогенного происхождения.

В РФ разработаны ПДУ воздействия для двух типов ЭМП:

• постоянно действующее на человека в производственных и бытовых условиях ЭМП промышленной частоты (50 Гц);
• ЭМП в радиочастотном диапазоне (0,06 — 300 МГц), возникающее при работе антенн передающих и радиолокационных станций.

Их физиологическое воздействие обусловлено индуцированными токами в тканях организма. Неблагоприятный диапазон частот для человека оценивается от 20 Гц до 60 кГц. Под воздействием ЭМП в организме человека измерены потенциалы до 15 мВ. Отмечены поведенческие эффекты воздействия переменного поля на людей и животных. Есть данные о канцерогенном воздействии ЭМП. Допускается пребывание в ЭП напряженностью до 5 кВ/м в течение рабочего дня, при напряженности 20 кВ/м - не более 10 мин.

В диапазоне ЭМП радиочастот 60 кГц - 300 МГц нормируется как напряженность электрического поля . так и напряженность магнитного поля . которая не нормируется для ЭМП промышленной частоты.

Для жилой зоны ПДУ электрической напряженности для радиочастот следующие:

Длинные волны (30-300 кГц) ... 20 В/м;

Средние волны (0,3-3 МГц) .... 10 В/м;

Короткие волны (3-30 МГц) .... 4 В/м;

УКВ (30-300 МГц) ............. 2 В/м;

Микроволны (300 МГц-300 ГГц) . 5 мкВ/м.

В последние годы активно осуществляется нормирование систем сотовой радиосвязи.

Радиационное загрязнение

Радиоактивность в биосфере Земли вызвана естественными радиоактивными элементами, космическими факторами, а также техногенными источниками излучения. При распаде радиоактивных элементов испускается излучение трех типов: -частицы. -частицы (электроны и позитроны), -излучение. К сильно проникающим излучениям относятся -кванты.

Одному ядерному превращению в секунду соответствует единица радиоактивности Беккерель (Бк). Внесистемной единицей активности является Кюри (Ки), соответствующая . Активность радионуклидов в почве, воде, в осадках измеряется в Бк/кг или Бк/л.

Для оценки опасности ядерных излучений необходимо знать количество энергии, поглощенной тканями облучаемого организма, или величину поглощенной дозы Гр (Грей). 1 Гр соответствует поглощению энергии 1 Дж на кг вещества.

Виды излучений неравноценны по радиобиологической эффективности. При одинаковой поглощенной дозе излучение -частиц вызывает больший эффект, чем -, - и рентгеновское излучение. Для учета этого фактора введено понятие эквивалентная поглощенная доза , измеряемая в единицах Зиверт (Зв) или внесистемных единицах Бэр (1 Бэр = 0,013 Зв).

Эквивалентная доза (Зв) равна поглощенной дозе (Гр), умноженной на коэффициент качества излучения. Для - и -излучения этот коэффициент равен единице, для нейтронов от 2 до 12, для -частиц - 20.

На уровне моря мощность дозы за счет космических лучей составляет .

Основной вклад во внешнее облучение вносят изотопы . которые активно вовлекаются в геохимический круговорот элементов и поступают во все объекты биосферы. Радиоактивность воды зависит от содержания растворимых соединений урана, тория и радия, поступающих с почвенными растворами, а также газообразных продуктов их радиоактивных превращений, например, радона. Минеральные воды обычно обогащены радиоактивными элементами.

Загрязнение экосистем радионуклидами возникает в районах добычи и переработки ядерного сырья, использования ядерного топлива. При аварии Чернобыльской АЭС было выброшено в биосферу примерно 50 МКи активности. Медленно выводятся из биосферы продукты испытаний ядерного оружия - особенно плутоний-239.

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) 70 мЗв. Доза выше 200 мЗв в течение года должна рассматриваться как потенциально опасная.

Классы опасности вредных веществ

Основным нормированным показателем количества вредных веществ, допустимых при обеспечении безопасности человека, является предельно допустимая концентрация (ПДК). На системе предельных концентраций построены все интегральные оценки состояния компонентов ОС, расчеты основных показателей антропогенных нагрузок (ПДС и ПДВ). На ПДК основана вся современная система платежей за загрязнение природной среды.

Известно несколько видов ПДК загрязняющих веществ в разных компонентах ОПС: в атмосферном воздухе, воде и почве. Гигиенические значения ПДК вредных веществ устанавливаются для пищевых продуктов.

При разработке ПДК используются единые принципы:

• в основу разработки закладывается только биологический принцип - воздействие на человека;
• используются экспериментальные и натурные исследования по системе "доза-время-эффект" с нахождением количественных порогов вредного воздействия;
• из всего комплекса эффектов выделяется лимитирующий.

По характеру действия на организм человека вредные химические вещества могут вызвать следующие эффекты: токсические, раздражающие, аллергические, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию.

Проникновение химических веществ в организм человека осуществляется:

• через органы дыхания - ингаляционный путь; динамика поступления определяется агрегатным состоянием вредного вещества, которое может содержаться в пыли, тумане, дыме, газе; это наиболее быстрый путь проникновения, что обусловлено огромной площадью поверхности легочных альвеол (до 120 );
• через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой;
• через кожные покровы и слизистые оболочки.

Вредное воздействие веществ на живые организмы и экосистемы изучает экологическая токсикология. При назначении ПДК используют принцип пороговости действия и принцип приемлемости риска. Определение пороговости действия - минимальной концентрации вредного вещества, вызывающей интоксикацию организма, является основой гигиенического нормирования. На этом построена система оценки результатов биологических исследований.

Принцип приемлемого риска используется для оценки мутагенного и канцерогенного действия с отдаленными последствиями, когда невозможно установить количественную связь между силой действия и эффектом. В этом случае определение основано на вероятностном подходе. Этот же принцип используется для оценки угрозы в аварийных ситуациях.

Одно и то же вещество может быть ядом, лекарством и необходимым средством для жизни. Еще в XIV в. естествоиспытатель Парацельс писал: "Все есть яд и ничего не лишено ядовитости". Все зависит от концентраций и условий взаимодействия с живыми организмами.

Вредные вещества в зависимости от степени их негативного влияния относятся к тому или иному классу опасности. Одно и то же вещество или химический элемент может иметь разные классы в зависимости от вмещающей среды (почва, вода, воздух, продукты питания). В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности" по степени воздействия на организм выделяют четыре класса опасности вредных веществ:

1-й класс - вещества чрезвычайно опасные;

2-й класс - вещества высоко опасные;

3-й класс - вещества умеренно опасные;

4-й класс - вещества малоопасные.

Таблица 3.1. Нормы для различных классов опасности вредных веществ

Показатели	1-й	2-й	3-й	4-й
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны,	<0,1	0,1-1,0	1,1-10,0	>10
Смертельная концентрация в воздухе,	<500	500-5000	5001-50000	>50000
Смертельная доза при введении в желудок,	<15	15-150	151-5000	>5000

Ежегодно в мире синтезируется до 25 тысяч новых соединений. Многообразие химических веществ предопределяет возможность комбинированного действия поллютантов на организм человека или животного. Химические вещества, внедряемые в хозяйственную деятельность, подлежат обязательной токсикологической оценке и гигиеническому регламентированию. Объем необходимых для этого сведений зависит от степени токсичности вещества, числа контактирующих с ним людей, актуальности для экономики страны и др. Основным методом разработки ПДК является эксперимент на животных.

Изменения, происходящие в ОС под влиянием человека, воздействуют на живые организмы и приводят к различным отклонениям в их развитии. Сбросы и выбросы загрязняющих веществ, изменение светового, водного и температурного режимов территорий, шумовое и радиационное загрязнения накладываются друг на друга, и их суммарное воздействие можно оценить только по реакциям животных. Биоиндикаторы дают точную характеристику качества среды обитания и ее пригодности или непригодности для живого. Тест-объектами (организмами) могут быть бактерии, водоросли, моллюски, рыбы, отдельные органы и клетки. Биотест ставится на определение общей токсичности, на мутагенность и канцерогенность.

Для контроля токсичности сточных вод часто используют тест-объект - рачок Daphnia magna. Широкую апробацию получили тесты на реакцию ухода рыбы из опасной зоны. Однако, реакция простейших организмов на изменения в водной среде несопоставима с реакцией многоклеточных. Так смертельные концентрации некоторых поллютантов для названного рачка на несколько порядков ниже пороговых концентраций для рыб.

Таблица 3.2. Максимальные разовые значения ПДК некоторых веществ в воздухе рабочей зоны и населенных пунктов

Вещество	Класс опасности
Аммиак	4	20	0,2
Барий	2	0,5	0,015
Бензапирен	1	0,00015	0,000001
Бензин	4	100	-
Керосин	4	300	-
Нефть	3	10	-
Ртуть	1	0,01	-
Свинец	1	0,01	0,001
Хлор	2	1,0	0,1
Циклогексан	4	80,0	1,4