Экологическая безопасность

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

экологический безопасность окружающий среда

Введение

1. Источники глобальной экологической опасности

2. Источники региональной экологической опасности

3. Роль транспорта в загрязнении окружающей среды

4. Загрязнение водоемов. Очистка стоков

5.Транспортный шум и другие физические воздействия

Библиографический список

Введение

Экологическая безопасность в настоящее время играет важную роль при обеспечении жизнедеятельности современного человека и созданных им элементов искусственной среды. Для того чтобы обеспечить максимально возможный уровень экологической безопасности на глобальном, региональном и локальном уровнях требуется в первую очередь выявить источники экологической опасности, дать им подробную характеристику и обозначить методы снижения их негативного влияния. Под источником опасности следует понимать условия и факторы, которые потенциально таят в себе и при определенных условиях сами по себе либо в различной совокупности обнаруживают враждебные намерения, вредоносные свойства, деструктивную природу.

1. Источники глобальной экологической опасности

Развитие современной цивилизации начинается с переходом человечества от присваивающей к производящей экономике, т.е. от собирательства, охоты и рыболовства к сельскому хозяйству и скотоводству. Это было обретение «свободы» от природы: человек стал свободен в разрушении природы и присвоении ее ресурсов, действуя стихийно и строя на «развалинах» экосистем свою искусственную среду. Внутри этой антропогенной системы, называемой цивилизацией, человек также стремился к свободе, но здесь он не был свободен, во всяком случае, на протяжении исторического времени большая часть людей не была свободной. Путь к свободе оказался долгим. Это слово было начертано на знаменах американской революции, французской революции и Октябрьской революции. Однако подлинный переход к свободе начался только во второй половине ХХ века вместе с построением либеральной экономики и гражданского общества. Права человека были закреплены во Всеобщей декларации прав человека. Однако и сейчас есть еще много территорий, где человек далек от свобод, декларированных в этом документе. Вместе с тем он по-прежнему свободен в отношении природы, что рассматривается как естественное право. Реализация права свободы в отношении природы после неолитической (сельскохозяйственной) революции выражалась в последовательном расширении сельскохозяйственных территорий (пахотных земель и пастбищ), в первую очередь в районах возникновения основных аграрных центров древности: на Ближнем Востоке и в Египте, в Индии, в восточной части Китая. Уже пять тысяч лет назад начинает складываться единая область сельскохозяйственной цивилизации в Старом Свете, которая простирается от Китая через Индию и Центральную Азию до Ближнего Востока и охватывает побережье Средиземноморья почти до Гибралтара. К началу новой эры, т.е. 2000 лет назад, распространение в пределах Ойкумены того времени сельскохозяйственных технологий привело к ряду локальных экологических кризисов, связанных с эрозией и засолением земель, что послужило, в свою очередь, причиной ослабления и гибели ряда государств на Ближнем Востоке. Вырубка лесов для расширения сельскохозяйственных территорий, их использования в качестве топлива, сооружения домов и строительства кораблей привела на территории Древней Греции к эрозии земель на горных склонах, сокращению производства пшеницы и необходимости перестройки хозяйства ряда городов-государств, которые должны были диверсифицировать свою экономику, развивать ремесла и производить товары для обмена их на зерно, заниматься колонизацией и на новых землях организовывать сельскохозяйственное производство. На огромных пространствах от Средиземноморья до Китая были вырублены леса и, по всей видимости, в результате изменилась интенсивность круговорота воды над частью континента Евразии, поэтому начался процесс опустынивания и цепочка климатически обусловленных пустынь, протянувшаяся от Северной Африки до Внутренней Монголии, стала расширяться, формируя практически единое пространство, нарушаемое только горными системами. Таким образом, формировался региональный экологический кризис. Можно полагать, что этот кризис, сопровождавшийся сокращением и иссушением степей, привел в движение скотоводческие племена, которые устремились на запад континента Евразии и известны как Великое переселение народов. Земледелие, уничтожившее леса на больших площадях, можно назвать матерью пустыни. Оценивая деятельность человека - агрария и скотовода в древности, К. Дорсет писал: «Конечно, трудно упрекнуть наших далеких предков за то, что они непреднамеренно изменяли окружающую среду в целях обеспечения своего существования и существования своих потомков. Но вместе с тем нельзя умолчать о том, что уже в эту отдаленную эпоху человек приступил к самому настоящему разрушению природы, открыв путь ускоренным процессам эрозии и деградации естественных сообществ без всякой для себя выгоды», и далее: «Еще на заре своего существования человечество уже несло в себе зачатки разрушения, даже саморазрушения, получившее драматическое развитие на последующих фазах его истории». В средние века началось уничтожение лесных массивов Европы, которые образовывали густую, почти непрерывную зону. Оно было связано с быстрым распространением технологий хлебопашества и скотоводства. Уничтожение лесов началось с юга континента и продолжалось на север и восток. Ж. Дорсет сообщает, что Карл Великий (742-814) издал указ, который жаловал участок леса под распашку любому, кто мог справиться с этой работой. В период его правления в результате интенсивного сведения лесов 2/5 всей территории Франции были распаханы. Время с Х по XIII век называют в Европе Великим корчеванием или Великой распашкой. Уже в XVI веке стала ощущаться нехватка древесины, особенно с постепенным развитием металлургии и кузнечного дела, где широко использовался древесный уголь, а также в связи с кораблестроением. Таким образом, сельскохозяйственные технологии за 2000 лет превратили Европу за пределами России в зону преимущественно распаханных земель, пастбищ, осушенных болот, живых изгородей и рощ с кое-где сохранившимися (преимущественно в горах) участками леса. Но до эпохи Великих географических открытий значительная часть суши земного шара осталась не затронутой сельскохозяйственной деятельностью. За пределами Евразии исключения составляли небольшие анклавы сельскохозяйственных цивилизаций инков и майя в Америке. Европейцы, открывшие новые земли и совершившие первое кругосветное путешествие, устремились во вновь открытые районы и принесли туда сельскохозяйственные технологии, которые в Европе уже достигли высокого уровня. Эта волна эмиграции из Европы была связана с возникшей к тому времени перенаселенностью, возросшей нищетой народа, появлением большого числа безземельных дворян. Первой ареной заселения стала Северная Америка, где европейцы поселились уже в XVII веке, а затем Австралия, Африка и Южная Америка. Освоение Северной Америки, в основном территории нынешних Соединенных Штатов, происходило «взрывным» образом. Описывая освоение территории США У.О. Дуглас - доктор права, старейший член Верховного суда США, назвал свою книгу «Трехсотлетняя война. Хроника экологического бедствия» (1975). Если в Европе понадобилось около 2000 лет, чтобы разрушить естественные экосистемы, то в США для этого потребовалось всего около 200 лет. Ко времени прихода европейцев весь восток США до реки Миссисипи был покрыт густыми лесами. В 1754 г. на каждого жителя штата Массачусетс приходилось 9,71 га леса, а в 1830 г. только 3,24 га. К середине ХХ века из 170 млн. га лесов Атлантического побережья сохранилось только 7-8 млн. га, в основном вследствие повторных облесений и искусственных преобразований. Затем были освоены Великие равнины за рекой Миссисипи, и прерии превращены в зону экстенсивного земледелия. Естественные экосистемы сохранились только высоко в горах и в засушливых районах. На территории России процесс сведения лесов для нужд сельского хозяйства, строительства и получения топлива начался вместе с появлением сельскохозяйственных технологий, т.е., по крайней мере, 2000 лет назад. Однако этот процесс шел вначале довольно медленно и интенсифицировался только в последнее тысячелетие. По имеющимся оценкам, площадь лесов Европейской части на Русской равнине с 1696 по 1914 г. сократилась на 18%. Оценивая вклад сельскохозяйственных технологий в уничтожение естественных лесных экосистем, а также использование леса в других целях, можно утверждать, что они привели к драматическим изменениям лика планеты. Если 10 тыс. лет назад, перед началом сельскохозяйственного освоения суши человеком, лесные экосистемы занимали 62 млн. км2, то к началу XXI века их площадь сократилась до 36 млн. км2, т.е. более чем на 40%. Если к этому добавить освоение человеком степи, саванны и полупустыни, то получится, что человек освоил 63% поверхности суши. Такие драматические изменения лика планеты не могли не сказаться на климатических процессах. Расширение пустынь, изменение растительности, без сомнения, меняли альбедо (отражательную способность), поверхности суши, нарушали интенсивность континентального влагооборота за счет снижения транспирации и, наконец, влияли на концентрацию углекислого газа в атмосфере. Леса служат крупнейшим резервуаром углерода, в них сосредоточено от 475 до 825 Гт углерода. Это означает, что на каждый миллион км2 из сохранившихся 36 млн. км2 лесов приходится от 13,2 до 22,9 Гт углерода. Учитывая, что за время существования цивилизации леса были уничтожены на площади 26 млн. км2, легко оценить, сколько углерода было выброшено в окружающую среду - от 340 до 595 Гт, или, в среднем, около 470 Гт. Скорость выброса углерода в окружающую среду была неравномерной, она резко возросла с распространением сельскохозяйственных технологий после Великих географических открытий на всю доступную территорию. Используя приведенные оценки удельного выброса углерода с единицы площади, можно подсчитать, что на Атлантическом побережье США за счет уничтожения лесов с 1750 по 1950 г. было выброшено в окружающую среду от 22,4 Гт до 38,9 Гт углерода, или, в среднем, 30,7 Гт. Последняя цифра соответствует средней скорости выброса порядка 123 млн. т в год. Подобный же расчет для Русской равнины показывает, что с 1850 по 1980 г. в окружающую среду было выброшено от 16,6 до 28,8 Гт углерода, или, в среднем, 22,7 Гт, что соответствует скорости выброса 174 млн. т углерода в год. Это свидетельствует о более интенсивной в эти годы вырубке леса в России, чем в США. Если же взять период сведения лесов на Русской равнине за первую половину ХХ века, когда леса были уничтожены на 0,62 млн. км2, то скорость выброса углерода в окружающую среду составляла 224 млн. т. углерода в год. Вклад эмиссии углерода в рост концентрации СО2 в атмосфере за счет сведения лесных экосистем в глобальном масштабе составляет от 35 до 50% в общем увеличении концентрации углекислого газа с 275 частей на миллион в доиндустриальный период до 350 в настоящее время. Эмиссия углекислого газа в атмосферу за счет сельского хозяйства была основной до 1950 г. В 1980 г. доля этой эмиссии снизилась до 25% (в обшей величине эмиссии) за счет роста сжигания ископаемого топлива, которое обусловило к этому времени выброс 5,3 Гт углерода в год. Очень важно также то, что при уничтожении лесов, особенно при их сжигании, на каждую 1 Гт углекислого газа в окружающую среду поступает 80-120 млн. т СО, который быстро трансформируется в СО2, 8-16 млн. т метана (СН4), 1,016 млн. т неметановых углеводородов, 2 млн. т окислов азота и другие соединения. Современные оценки чистой эмиссии углекислого газа в атмосферу за счет вырубки леса колеблются от 1,5 до 2,4 Гт углерода в год. Но чистая эмиссия углерода в атмосферу за счет разрушения естественных экосистем (включая лесные) представляет собой разницу между полным выбросом углерода в результате разрушения биоты и поглощения его еще сохраняющимися на суше и в океане естественными экосистемами. По современным оценкам, общий выброс углерода из разрушающихся естественных экосистем в настоящее время ежегодно составляет 6,2 Гт углерода, из которых 5,1 Гт поглощают сохранившиеся естественные экосистемы суши и океана. Следовательно, чистая эмиссия углерода в атмосферу равняется 1,1 Гт. Выброс СО2 в атмосферу за счет сжигания ископаемого топлива в начале ХХI века составляет величину порядка 5,9 Гт углерода в год. Таким образом, суммарный выброс углерода в атмосферу за счет антропогенной деятельности достигает 12,2 Гт углерода в год, из которых 2,5 Гт поглощают сохранившиеся естественные экосистемы суши и 7,3 Гт - экосистемы океана, а 2,2 Гт углерода накапливается ежегодно в атмосфере. Тотальное уничтожение естественных экосистем, в особенности самых продуктивных лесных экосистем, от которых зависит круговорот биогенов, почти на всем протяжении существования цивилизации оставался вне поля зрения не только большинства людей, но и тех, кто занимается сельским хозяйством. Хотя уже во второй половине XIX века создаются первые лесные службы в Европе, лесоводство с начала и до сегодняшнего дня своей главной задачей рассматривает получение максимальной продукции стволовой древесины при минимальных затратах на воспроизводство леса, совершенно не уделяя внимания его экологической роли. Удивительно, что до сих пор не только множество людей, но и большинство «экологов» не замечают и не понимают, в чем заключаются основные глобальные изменения окружающей среды, которые произвел человек за время существования цивилизации, в особенности в ХХ веке. Эта не масса загрязнений, воздействие которых люди стали особенно сильно ощущать в наши дни. Это не изменение климата в сторону потепления, связь которого с антропогенным воздействием пока не обоснована достоверно. Самое главное изменение, которое произвел человек, - это нарушение естественных экосистем, прежде всего лесных, на огромных пространствах суши. Если к 1900 г. было нарушено только 20% территории с естественными экосистемами, то к концу ХХ века естественные экосистемы были практически разрушены и уничтожены на 63% поверхности континентов без учета поверхностей суши, покрытых льдами. Такое поведение человека в отношении естественной биоты, естественных экосистем произошло в силу глубокого невежества, незнания законов функционирования биоты как системы. К сожалению, биология, достигнув больших успехов в познании отдельных организмов, популяции, физиологии, генов, клеточного строения, уйдя в глубины, не сумела посмотреть на биоту как на единую систему. Опоздание с естественнонаучным познанием законов биоты стало одной из причин, которые привели человечество к ситуации экологического кризиса и высокому уровню глобальной экологической опасности. Такой наивно-прагматический подход господствует и сейчас в умах большинства людей, не позволяя адекватно оценивать те основные изменения, которые совершил человек в историческое время. Еще одна причина неумения правильно оценить основные экологические изменения связана со стереотипами модерна, который поставил человека и его свободу в центр мира и сформировал вседозволенность по отношению к природным экосистемам. Иногда, в противовес модернистскому мышлению, говорят о «восточных» миропониманиях, религиозно-философских концепциях, в которых человек не ставился выше природы. Однако хозяйственная практика восточных народов ничем не отличалась и не отличается сейчас от практики западного модерна: они также успешно разрушили свои естественные экосистемы. Так, в Индии остался только 1 % территорий с ненарушенными экосистемами, в Китае - 20%, но это в основном Тибет, пустыни и часть лесов в Маньчжурии. В других странах Юго-Восточной Азии таких территорий осталось существенно менее 10% и сейчас они варварски уничтожаются. Это показывает, что восприятие «природы» в восточных концепциях - это нечто отличное от понимания необходимости сохранения естественных экосистем. Между тем, исследования конца ХХ века показали, что жизнь, материализованная в биоте, и биота, структурированная специальным образом, - это механизм, который регулирует и стабилизирует как себя, так и окружающую среду, и разрушение этого механизма сначала порождает экологическую опасность на локальном уровне, а затем, с ростом разрушения, - на региональном. На рубеже XIX и ХХ веков возникла глобальная экологическая опасность, которая реализовалась в виде потери устойчивости окружающей средой.

2. Источники региональной экологической опасности

К региональным аспектам экологической опасности относится трансграничный перенос загрязнений, когда с естественными воздушными и водными потоками загрязнения из источников в пределах одного государства переносятся на территорию другого, или других государств и образуется единое, т.е. совместно с территорией государства-реципиента, поле загрязнения, которое может охватывать большой регион, а в ряде случаев весь земной шар. Химический состав атмосферы всегда находился в равновесии с устойчиво развивающейся жизнью, которая материализована в биоте. Глобальные изменения естественного характера, как, например, наступление и отступание ледников, крупные извержения вулканов, естественные экосистемы обычно быстро выводят на новый уровень равновесия, или очень быстро возвращают окружающую среду к норме. Человек выбрасывает в атмосферу загрязнения, которые представляют так называемые малые составляющие атмосферы, или минорные газы. Тем не менее эти выбросы, как показывают данные наблюдений и исследования древнего воздуха, заключенного в пузырьках в ледяных кернах из скважин в Антарктиде и Гренландии, с рубежа XIX и ХХ веков накапливаются в атмосфере со все большей скоростью и дестабилизируют ее. В. свою очередь, дестабилизация атмосферы ведет к дестабилизации экосистем, здоровья человека и климата, а также разрушению сооружений. Приземные воздушные массы, с которыми перемещаются атмосферные загрязнения, в зависимости от размера территории страны - источника загрязнения обеспечивают трансграничный перенос, а, следовательно, региональное загрязнение при времени жизни поллютанта от 1 дня до недели. Если же время жизни химических веществ превышает 1 месяц, то обеспечивается полушарный уровень загрязнения атмосферы. Глобальный уровень обеспечивается при времени более 6 месяцев. Если время жизни поллютанта в атмосфере превышает 12 месяцев, то такое вещество может вступать в обмен между тропосферой и стратосферой, поэтому такие вещества, как фреоны (хлорфторуглероды) и окислы азота, могут воздействовать на стратосферный озоновый слой. Перенос атмосферных загрязнений тесно связан с высотой труб предприятий - источников загрязнения. Чем выше трубы (а сейчас нередко они достигают 300 м), тем дальше переносятся загрязнения. Важнейшую роль в их переносе играют и крупномасштабные (синоптического масштаба) циркуляционные явления - циклоны и антициклоны, продолжающиеся в среднем около недели, которые перемещаясь за это время на тысячи километров и имея региональные масштабы, могут формировать случаи повышенного загрязнения на территориях, весьма удаленных от источников загрязнения. Ведущими атмосферными поллютантами регионального масштаба служат следующие вещества: двуокись серы, окислы азота и аммиак. Ежегодный выброс этих поллютантов в Европе (включая Европейскую часть России) составляет, соответственно, 35,18 и 5 Мт.

При этом с 1980 г. в мире и в России выброс двуокиси серы сокращается, приостановлен рост выброса аммиака, но продолжается рост выброса окислов азота. Основными источниками их выброса являются промышленность и сельское хозяйство. С этими поллютантами связаны следующие региональные экологические опасности: образование кислотных дождей, закисление почве и водных объектов, формирование смога, воздействие на органы дыхания людей, разрушение зданий и коммуникаций. Главным источником двуокиси серы служит сжигание ископаемого топлива: угля, нефти, лигнита. В Европе оно дает 70% эмиссии SO2. Естественная эмиссия двуокиси серы не превышает в общей эмиссии 4%. Окислы азота также появляются в результате сжигания ископаемого топлива, но в основном автотранспортом. Естественная эмиссия окислов азота также не превышает 4% от общей эмиссии. Аммиак является результатом интенсивного животноводства, возникает при разложении навоза. Ароматические органические соединения представляют другую группу региональных поллютантов. Это смесь органических соединений, которые, кроме непосредственного воздействия на здоровье человека, участвуют в образовании тропосферного озона и фотооксидантов, которые ведут к нарушению функций органов дыхания человека. Аэрозоли также служат источниками региональной экологической опасности. Они представлены твердыми или жидкими частицами, взвешенными в воздухе, и по размерам меняются от 0,1 до нескольких сотен микрон. Частицы менее 10 микрон считаются самыми опасными для человека. Атмосферный антропогенный аэрозоль состоит из первичного аэрозоля, возникающего в основном при сжигании ископаемого топлива и на других производствах (например, цементного и химических), а также вторичного аэрозоля, формирующегося из двуокиси серы, окислов азота, аммиака и летучих органических соединений. Обычно двуокись серы и окислы азота при влажности воздуха 70-80% образуют жидкие капельки и растворы кислот. Наконец, региональную опасность формирует эмиссия тяжелых металлов при сжигании ископаемого топлива, при работе металлургической промышленности и сжигании автомобильным транспортом бензина со свинцовыми добавками. Перенос попавших в атмосферу свинцовых соединений происходит на большие расстояния. Так, в отложениях снега и фирна в Гренландии четко прослеживается рост концентрации свинца антропогенного происхождения за последнее столетие, когда появился автомобильный транспорт. Важнейшим фактором региональной экологической опасности, связанной с распространением атмосферных поллютантов, является закисление окружающей среды в результате сухих и мокрых выпадений двуокиси серы и окислов азота из атмосферы. Когда в результате закисления среды увеличивается концентрация ионов водорода (т.е. понижается величина рН), то начинается нарушение существующего естественного баланса веществ во всех средах. Одни соединения преобразуются в другие, малоподвижные вещества трансформируются в подвижные и включаются в системы круговорота и трофические цепи, нетоксичные вещества преобразуются в токсичные. Водные организмы при закислении элиминируются, так как погибают при рН меньше 4, они также заболевают и элиминируются в результате выщелачивания из почвы и поступления в водоемы токсичных металлов, особенно алюминия. Закисление окислами азота вызывает также эвтрофикацию водоемов и прибрежных морских вод. Растения, особенно деревья, в результате закисления почв и изменений химических процессов и биоты почв заболевают, хвоя и листва изменяют цвет, деревья становятся менее устойчивыми к другим заболеваниям и паразитам и засыхают. 3акисление сказывается на здоровье человека при употреблении закисленной питьевой воды, получаемой из поверхностных и подземных источников, в которой при понижении рН возрастает концентрация металлов. Закисление среды вызывает разрушение строительных материалов и коррозию металлов, содержащих железо. В закисленных почвах коррозируют стальные трубы, сваи, цементные фундаменты, свинцовые кабели. Окислы азота и ароматические органические соединения, которые выбрасываются преимущественно автотранспортом, служат главной причиной образования фотохимических оксидантов (окислителей) и озона в приземном слое атмосферы. При этом окислы азота при фотохимических реакциях играют роль катализатора. Озон - наиболее важный оксидант (окислитель) в воздействии на здоровье людей. Он поражает дыхательные пути и считается одним из основных факторов заболевания астмой. При повышении концентрации озона до 75-100 частей на миллиард в воздухе о течение часа отчетливо ощущаются неприятные явления в глазах, горле и носе, а также в груди. Озон разрушает картины, текстиль, резину, пластик, поэтому в соответствующие материалы нередко добавляют антиоксиданты. На клеточном уровне озон увеличивает проницаемость клеточных мембран растений, активирует энзимы и стимулирует продукцию этилена как ответ на стресс. На уровне растений озон обесцвечивает листву, пигментирует ее и вызывает появление некротических пятен, снижает рост листьев и других органов растения, снижает урожай и качество продукции, создаст предрасположенность к болезням и паразитам, наконец, он пролонгирует летний рост и повышает чувствительность к заморозкам. Озон в сочетании с закислением среды усиливает эффект поражения растений, особенно лесов. Фекальное загрязнение, его начало относится ко времени возникновения и развития городов, т.е. 5-6 тыс. лет назад. Активное загрязнение органическими веществами относится ко времени 1-0,5 тыс. лет назад. В ХХ веке появляются следующие виды загрязнений и связанных с ними процессов:

засоление появилось в самом начале ХХ века;

загрязнение металлами относится к периоду между 1910 и 1920 гг.;

органические микрозагрязнители появляются после 1930 г.;

эвтрофикация проявляется с 1940 г.;

нитраты начинают поступать после 1940 г.;

в районе 1950 г. появляются радионуклиды;

после 1960 г. появляется закисление водных объектов.

Другой характер имеет региональная экологическая опасность, связанная с трансграничным переносом загрязнений водными потоками и течениями. Человек начал загрязнять реки очень давно, со времени формирования первых городов, когда сточные канавы и канализационные системы заканчивались в водных объектах и основным источником загрязнения были фекалии. С быстрым развитием сельского хозяйства росло загрязнение рек органическими веществами, но только в ХХ веке разнообразие и объемы загрязняющих веществ стали катастрофически возрастать. Региональная экологическая опасность, возникающая при трансграничном перемещении водой загрязнений, привязана к линейным объектам - рекам или строго очерченным водоемам - озерам, которые находятся на границе государств, наконец, она привязана к морским акваториям, но результаты трансграничного переноса загрязнений через водные объекты всегда сказываются на обширной территории, так как эти объекты используются в качестве источника питьевого и хозяйственного водоснабжения, орошения, источника рыбной продукции или морепродуктов, а также как зоны рекреации. На реках, протекающих через несколько государств, возможны и антропогенные физические изменения, которые оказывают существенное влияние на водный режим на всем протяжении реки: создание систем орошения или осушения, строительство плотин и создание водохранилищ, системы переброски воды, обвалование. Следует отметить тесную связь загрязнения водных объектов и развивающихся в них процессов, связанных с эвтрофикацией и закислением, с загрязнением атмосферы, так как, в конце концов, все атмосферные загрязнения рано или поздно осаждаются на поверхности речных водосборов, а затем талыми и дождевыми водами смываются в реки, озера, а далее поступают в Мировой океан. Водные загрязнения в отличие от атмосферных не создают глобальной экологической опасности, поэтому Мировой океан в целом сохраняет свои естественные экосистемы, а поток антропогенных загрязнений, по крайней мере, на 9-10 порядков меньше массы воды в Мировом океане. Однако загрязнение поверхностных пресных вод на суше уже достигает континентальных масштабов.

3. Роль транспорта в загрязнении окружающей среды

Существенна роль транспорта в загрязнении водных объектов. Кроме того, транспорт является одним из основных источников шума в городах и вносит значительный вклад в тепловое загрязнение придорожные полосы и водные объекты окружающей среды.

Пути решения.

Вредные вещества при эксплуатации подвижных транспортных средств поступают в воздух с отработавшими газами, испарениями из топливных систем и при заправке, а так же с картерными газами. На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомашины. Так, например, при ускорении и торможении в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч. Выбросы оксидов азота максимальны при отношении воздух - топливо 16:1. Таким образом, значения выбросов вредных веществ в отработавших газах автотранспорта зависят от целого ряда факторов: отношения в смеси воздуха и топлива, режимов движения автотранспорта, рельефа и качества дорог, технического состояния автотранспорта и др. Состав и объёмы выбросов зависят также от типа двигателя .Выбросы основных загрязняющих веществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки топлива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмосферу недопустимы. В связи с тем, что отработавшие газы автомобилей поступают в нижний слой атмосферы, а процесс их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных источников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей. Загрязнение воздуха ухудшает качество среды обитания всего населения придорожных территорий и контрольные санитарные, и природоохранные органы обоснованно обращают на него первоочередное внимание. Однако распространение вредных газов имеет все же кратковременный характер и с уменьшением или прекращением движения также снижается. Все виды загрязнения воздуха через сравнительно короткое время переходят в более безопасные формы. Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости от числа проходов транспортных средств и сохраняется очень долго даже после ликвидации дороги. Для будущего поколения, которое, вероятно, откажется от автомобилей в их современном виде, транспортное загрязнение почвы останется тяжелым наследством прошлого. Не исключено, что при ликвидации построенных нами дорог загрязненную неокислившимися металлами почву придется убирать с поверхности. Накапливающиеся в почве химические элементы, особенно металлы, охотно усваиваются растениями и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть их растворяется и выносится стоковыми водами, попадает затем в реки, водоемы и уже через питьевую воду также может оказаться в организме человека. Действующие нормативные документы требуют пока сбора и очистки стоков только в городах и водоохранных зонах. Учет транспортного загрязнения почвы и водоемов на территории, прилегающей к дороге, необходим при проектировании дорог 1 и 2 экологического класса для оценки состава загрязнения почвы сельскохозяйственных и селитебных земель, а также для проектирования очистки дорожных стоков. Исследований загрязнений почвы до сих пор выполнено немного: процесс выброса и распределения загрязняющих частиц на поверхности почти также сложен, как и в воздухе, а натурные измерения с использованием методов микроанализа не всем доступны и дороги. Поэтому данные натурных измерений представляют особую ценность. Наиболее полные исследования на высоком для того времени уровне были проведены в Институте биологии Латвии в конце 70-х годов. Их авторы Дз.Ж. Бериня, И.М. Лапиня, Л.В. Карелина и др. получили большой объем данных о наличии в придорожной почве и растениях тяжелых металлов и других элементов с учетом различных влияющих факторов. В отношении выбросов свинца получили известность исследования Р.Х. Измайлова, выполненные в МАДИ в конце 70-х годов, работы В.И. Пуркина, Т.С. Самойловой. Наиболее распространенным и токсичным транспортным загрязнителем, считается свинец. Он относится к распространенным элементам: его среднемировой кларк (фоновое содержание) в почве считается 10 мг/кг. Примерно такого же уровня достигает содержание свинца в растениях (на сухую массу). Общесанитарный показатель ПДК свинца в почве с учетом фона - 32 мг/кг. По некоторым данным содержание свинца на поверхности почвы на краю полосы отвода обычно составляет до 1000 мг/кг, но в пыли городских улиц с очень большим движением может быть в 5 раз больше. Большинство растений легко переносят повышенное содержание в почве тяжелых металлов, только при содержании свинца более 3000 мг/кг возникает заметное угнетение. Для животных опасность вызывает уже 150 мг/кг свинца в пище. В США в конце 70-х годов были опубликованы данные исследований, свидетельствующие, что в каждом погонном метре защитной полосы шириной 100 м дороги с интенсивностью движения 90 тыс. авт./сут. за 10 лет эксплуатации аккумулировалось 3 кг свинца. Это послужило действенным аргументом в пользу ограничения применения свинцовых добавок. По данным, полученным в Голландии, при общем фоновом содержании свинца в траве 5 мг/кг сухого веса, на обочинах его оказалось в 40 раз, а на разделительной полосе - в 100 раз больше. Эти данные дали основание запретить использование дня фуража травы в полосе 150 м от автомагистралей. Согласно выполненных латвийскими учеными замеров концентрация металлов в почве на глубине 5-10 см вдвое меньше, чем в поверхностном слое до 5 см. Наибольшее количество отложений обнаружено на расстоянии 7-15 м от края проезжей части. Установлено, что через 25 м концентрация снижается примерно вдвое и через 100 м приближается к фоновой. Учитывая, однако, что до половины свинцовых частиц не выпадает сразу на землю, разносится с аэрозолями, выбросы свинца, хоть и в меньшей концентрации, могут откладываться на больших расстояниях от дороги. Выше было отмечено, что контроль за отложениями выбросов других металлов, вследствие их не токсичности (железо, медь) или малого содержания нормативными документами, не установлен. При необходимости, имея данные об эмиссии, можно без большой ошибки использовать изложенную методику и для других тяжелых металлов. Реальное распределение загрязнений в основном подтверждает возможность применения упрощенных способов расчета, основанных на статистической обработке натурных замеров. Но из-за неучета многих влияющих факторов объективная точность таких расчетов невелика и для случаев, когда назначение защитной полосы или строительство специальных защитных сооружений связано со значительными затратами; следовало бы применять более надежные методы. По данным ряда наблюдений из общего количества выбросов твердых частиц, включая металлы, примерно 25 % остается до смыва на проезжей части, 75 % распределяется на поверхности прилегающей территории, включая обочины. В зависимости от конструктивного профиля и площади покрытия в сточные дождевые или смывные воды попадает от 25 % до 50 % твердых частиц. В странах с высоким уровнем автомобилизации озабоченность вызывает загрязнение придорожной полосы остатками аварий, выброшенными старыми автомобилями. Только во Франции их число в 70-х годах достигало 1-1,5 млн. в год. Наряду с уборкой придорожной полосы за счет эксплуатационного финансирования установлены высокие штрафы за покинутый автомобиль. Введение компьютерного учета всех транспортных средств сделало невозможным сокрытие их владельцев и проблема после этого потеряла актуальность. Очень жестко наказывается и выбрасывание на дорогах банок, бутылок и другого мусора. Конечно, результативность борьбы с загрязнением придорожных земель пользователями дороги зависит от общего порядка и качества содержания. Известно, например, что в США средние по штатам расходы на уборку дорог от мусора достигают 1 млн. долларов в год.

4. Загрязнение водоемов. Очистка стоков

Загрязнение водных объектов происходит вследствие попадания транспортных выбросов на поверхность земли в бассейнах стока, в подземные воды и непосредственно в открытые водоемы. Вероятно, сбросы неочищенных стоков промышленных предприятий намного опаснее, но без учета дорожных воздействий на качество воды невозможно обеспечить должное качество среды обитания в целом. Органы санитарного надзора обоснованно требуют от дорожных эксплуатационных организаций нормального содержания водоемов, находящихся в зоне непосредственного воздействия (защитной полосе) дороги. Из распространенных выбросов наибольшее беспокойство вызывает попадание в воду нефтепродуктов. Первые признаки в виде отдельных цветных пятен появляются уже при разливе 4 мл/м2 (толщина пленки - 0,004-0,005 мм). При наличии 10- 50 мл/м2 пятна приобретают серебристый отблеск, а более 80 мл/м2 - яркие цветные полосы. Сплошная тусклая пленка возникает при разливе более 0,2 л/м2, а при 0,5л/м2 - она приобретает темный цвет. По приведенным признакам можно ориентировочно подсчитать количество попавшей в водоем нефти, например, для определения ущерба от дорожной аварии.

5. Транспортный шум и другие физические воздействия

Наряду с загрязнением воздуха шум стая не менее распространенным следствием технического прогресса и развития транспорта. Физическая сущность звука заключается в возбужденном каким-либо источником колебании атмосферы (или иной проводящей среды). Ухо реагирует на колебательные процессы с частотой от 20 Гц до 20 кГц. За этими пределами возникает инфразвук и ультразвук, при определенной силе опасные для людей. Музыкальные тона для первой октавы имеют от 440 до 361 Гц. Сочетание чистых тонов создает музыку, а беспорядочная смесь звуков разной частоты - шум. Сила звука - давление звуковых колебаний (сверх атмосферного), как и любого другого физического действия может измеряться мощностью. Используя терминологию физики можно сказать, что большегрузный дизельный автомобиль с полезной мощностью более 200 кВт является источником акустического излучения мощностью примерно 10 Вт. Изменение уровня звука на 5 дБа соответствует звуковому давлению на 0,01 Па. Такое изменение достаточно резко ощущается дня низких звуков, меньше - для высоких. Уровень шума измеряют в специальных единицах - децибелах (дБа), соответствующих логарифму отношения данной величины звука к порогу слышимости. Это означает, что увеличение уровня шума на 10 дБа соответствует ощущению роста в два раза. Существует шкала уровней шума от разных источников: 90 дБа - предел нормального физиологического восприятия человека, дальше уже начинаются болезненные явления. Ведь 120 дБа - это избыточное давление в 20 Па. Воздействие транспортного шума на окружающую среду, в первую очередь, на среду обитания человека, стало проблемой. Около 40 млн. населения России проживает в условиях шумового дискомфорта, причем половина из них испытывает воздействие шума более 65 дБа. Общий уровень шума на наших дорогах выше, чем в западных странах. Это объясняется большим относительным числом грузовых автомобилей в составе транспортного потока, для которых уровень шума на 8-10 дБа (т.е. примерно в 2 раза) выше, чем легковых. Ниже у нас и нормативные требования к выпускаемым автомобилям. Но главная причина заключается в отсутствии контроля за уровнем шума на дорогах. Требование ограничения шума отсутствует даже в Правилах дорожного движения. Неудивительно, что неправильное обустройство грузовых машин, прицепов к ним, небрежная укладка и плохое крепление грузов стало массовым явлением на дорогах. Порой тяжелый грузовик с одноосным прицепом, везущий два десятка газовых труб, создает шума больше, чем самый крутой поп-оркестр, работающий на пороге болевых ощущений и психического расстройства. Считается, что в городских условиях 60-80% шума создает движение транспортных средств. Источниками шума в движущемся автомобиле являются поверхности силового агрегата, системы впуска и выпуска, агрегаты трансмиссий, колеса в контакте с дорожным покрытием, колебания подвеска и кузова, взаимодействие кузова с потоком воздуха. В шумовых характеристиках проявляется общий технический уровень и качество автомобиля и дороги. Основными мероприятиями по снижению транспортного шума, которые следует сравнивать по затратам, являются:

- исключение пересечений транспортных потоков, обеспечение равномерного свободного движения;

- снижение интенсивности движения, запрет грузового движения в ночное время;

- устройство шумозащитных сооружений и (или) зеленых насаждений;

- создание на придорожной территории защитных полос вдоль дорог, застройка которых допустима только для сооружений без санитарных ограничений шума.

Запрет грузового движения дает снижение уровня шума примерно на 10 дБа. Аналогичный эффект дает исключение движения мотоциклов. Ограничение скорости движения ниже 50 км/час, как правило, не дает снижения шума. Транспортные факторы: интенсивность, состав, скорость движения, эксплуатационное состояние автомобилей, вид перевозимых грузов оказывают наибольшее влияние на уровень шума. Немалое значение имеют и дорожные факторы. Для грузовых машин наибольший шум создает двигатель, особенно когда ему приходится работать на пониженных передачах. Но для легковых машин важнее шум качения. Конечно, вряд ли можно ожидать, что в целях сокращения шума будут ограничивать мощность грузовиков или снижать сцепление шин с покрытием, уменьшая этим безопасность движения на высоких скоростях. Проведенные в ФРГ исследования не выявили особого преимущества пористых или очень гладких покрытий, хотя по данным МАДИ шероховатые покрытия, особенно в мокром состоянии, могут увеличивать шум на 5-7,5дБа. Для оценки уровня транспортного шума используют ГОСТ 20444-85 «Шум. Транспортные потоки. Методы измерения шумовой характеристики» и ГОСТ 27436-87 «Внешний шум транспортных средств. Допустимые уровни и методы измерений». СНиП 2-12-77 «Защита от шума» приводит допустимые величины эквивалентного звукового давления (уровни шума) в соответствии с действующими санитарными нормами. В рассматриваемых нами задачах имеют значение предельные показатели для следующих условий: Территории больниц, санаториев, непосредственно примыкающих к зданию...35 дБа. Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам (2 м от ограждающих конструкций), площадки отдыха микрорайонов и групп жилых домов, площадки детских дошкольных учреждений, участки школ ... 45 дБа. Для шума, создаваемого транспортными средствами, допускается принимать эквивалентный уровень звука на 10 дБа выше, 5 дБа допускается добавлять при прокладке дорог в существующей застройке. В дневное время суток с 7 до 23 часов предельная величина увеличивается еще на 10 дБа. К этому отрезку времени относится и расчетная максимальная интенсивность движения. Таким образом, расчетная величина допустимого уровня эквивалентного звука составляет 70 дБа для жилых территорий и 60 дБа для лечебных учреждений.

Библиографический список

1. Данилов-Данильян В.И. Экологическая безопасность. Общие принципы и российский аспект / В.И. Данилов-Данильян, М.Ч. Залиханов, К.С. Лосев. - М.:МНЭПУ, 2001. - 332 с.

2. Садовникова Л.К. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении: учеб. пособие/ Л.К. Садовникова, Д.С. Орлов, И.Н. Лозановская. - М.: Высш. шк., 2006. - 334 с.

3. Сынзыныс Б.И. Экологический риск: учеб. пособие для вузов/ Б.И. Сынзыныс, Е.Н. Тянтова, О.П. Мелехова, под ред. Г.В. Козьмина. - М.: Логос, 2005. - 168 с.

4. Хоружая Т.А. Оценка экологической опасности. - М.: Книга сервис, 2002. - 208 с.

5. Шицкова А.П. Гармония или трагедия? Научно-технический прогресс, природа и человек. Шицкова Ю.В. Новиков. - М.: Наука, 1989. - 270 с.

Размещено на Allbest.ru