Лекция 6. Экологические опасности

В начале 60-х гг. нашего столетия человечество впервые стало осознавать серьезность встающих перед ним экологических проблем. Реальностью стали глобальное потепление климата, возникновение озоновых дыр над полюсами, распространение токсикантов и загрязнение воды, воздуха, почв, продуктов питания вредными химическими веществами, вымирание многих видов растений и животных, снижение биоразнообразия в результате деятельности растущего народонаселения планеты.

Сегодня скорость увеличения вредного воздействия средовых факторов и интенсивность их влияния уже выходит за пределы биологической приспособляемости экосистем к изменениям среды обитания и создает прямую угрозу жизни и здоровью населения. В современных условиях нестабильной социально-экономической обстановки эти негативные тенденции особо проявляются и в нашей стране.

Принципиальный недостаток развиваемых до последнего времени технологий заключается в том, что они приводят к нарушению круговорота веществ в биосфере, при которой природные ресурсы превращаются в загрязнение окружающей среды (схема 1). Если очистительная способность окружающей природной среды недостаточна для нейтрализации загрязнений, то они неблагоприятно действуют на здоровье людей, технологические процессы в производстве и на возобновляемые ресурсы.

Схема 1

		Природный ресурс
		¯
		Добыча, заготовка
		¯
		Производство
		¯
Переработка сырья		Образование отходов
¯		¯
Средства производства и предметы потребления		Отходы
¯		¯
Распределение		ЗАГРЯЗНЕНИЕ
¯
Использование в производстве и быту		­
¯		Отходы
Образование отходов	¾®

Используя показатели темпов самовосстановления природных систем (если самовосстановление и качественно-количественного состояния биомассы и биологической продуктивности экосистем) можно выделить следующие градации:

1) естественное состояние – наблюдается лишь фоновое антропогенное воздействие, биомасса максимальна, биологическая продуктивность минимальна;

2) равновесное состояние – скорость восстановительных процессов выше или равна темпу нарушений, биологическая продуктивность больше естественной, биомасса начинает снижаться;

3) кризисное состояние - антропогенные нарушения превышают по скорости естественно-восстановительные процессы, но сохраняется естественный характер экосистем, биомасса снижена, биологическая продуктивность резко повышена;

4) критическое состояние – обратимая замена прежде существовавших экологических систем под антропогенным воздействием на менее продуктивные (частичное опустынивание, биомасса мала и как правило снижется;

5) катастрофическое состояние – труднообратимый процесс закрепления малопродуктивных экосистем (сильное опустынивание), биомасса и биологическая продуктивность минимальны;

6) состояние коллапса – необратимая утеря биологической продуктивности, биомасса стремится к нулю.

Помимо природно-экологической классификации угасания природы рассмотрим медико-социальную шкалу, так как мы должны учитывать не только изменения в биосфере, но и как эти изменения могут влиять на здоровье человека. Существуют следующие четыре традиции, учитывающие только что изложенную классификацию состояний природы.

Благополучная ситуация - происходит устойчивый рост продолжительности жизни, заболеваемость снижается.

Зона напряженной экологической ситуации (экологически проблемная зона): ареал, в пределах которого наблюдается переход состояния природы от кризисного к критическому, и территория, где отдельные показатели здоровья населения (заболеваемость детей, взрослых, чисто психологических отклонений и т.п.) достоверно выше нормы, существующей в аналогичных местах стран, не подвергающихся выраженному антропогенному воздействию данного типа, но это не приводит к заметным и статически достоверным изменениям продолжительности жизни населения и более ранней инвалидности людей, профессионально не связанных с источником воздействия. Учитывать необходимо различные группы населения – коренного, мигрантов и т.п.

Зона экологического бедствия: ареал, в пределах которого наблюдается переход от критического состояния природы к катастрофическому и территория, в пределах которой в результате антропогенного (реже природного) воздействия невозможно социально-экономически оправданное (традиционное или научно рекомендованное) хозяйство; показатели здоровья населения (детская смертность, заболеваемость, детей и взрослых, психические отклонения и т.п.), частота и скорость наступления инвалидности достоверно выше, а продолжительность жизни людей заметно и статически достоверно ниже, чем на аналогичных территориях, не подвергшихся подобным воздействиям или бывших в том же ареале до констатации рассматриваемых воздействий. Сопряженные изменения в показателях здоровья и смертности населения должны быть выше, чем естественно наблюдаемые колебания в пределах существующей в данном или аналогичном регионе нормы (сейчас или в прошлом).

Зона экологической катастрофы: переход состояния природы от катастрофической фазы к коллапсу, что делает территорию непригодной для жизни человека (например, некоторые районы Приаралья и Сахары); возникший в результате природных или антропогенных явлений ареал, смертельно опасный для постоянной жизни людей, там можно находится лишь короткое время (например, зона Чернобыльской катастрофы); ареал разрушительной природной катастрофы, например, мощного землетрясения, цунами и т.п. на основании приведенных критериев оценивается экологическое положение различных территорий и его воздействие в глобальном масштабе.

Источники экологических опасностей. Люди, стремясь к максимальному удовлетворению своих потребностей, создают новые вещества, производят огромное количество материалов, технических устройств, предметов бытового назначения. Как правило, эти искусственные предметы, химические вещества, различные отходы обладают особыми свойствами, несовместимыми с экологическими системами и характеристиками самого человека. Они имеют конечный срок полезного использования, не разлагаются или разлагаются очень медленно, загрязняют атмосферу, гидросферу, почву, непосредственно или косвенно оказывает отрицательное влияние на людей.

В настоящее время науке известны более 10 млн. органических соединений. Около 100000 из них используется довольно широко и более тысячи добавляется к их списку каждый год. На долю 1500 из них приходится 95% мирового производства. Некоторые из них известны как опасные токсиканты, мутагены, онкогены и тератогены. При накладке действие их, как правило, не суммируется, а усиливается. Загрязнение распространяется на многие биологические виды и места обитания, так что становится невозможно проследить многочисленные экологические последствия их использования. Чтобы оценит даже простейшие экологические эффекты, острую токсичность и биоконцентрирование каждого из этих веществ, требуется более 10 тыс. долларов, а стоимость всестороннего исследования увеличивается в десятки сотни раз.

Вещества и предметы искусственного происхождения которые вредят естественной среде обитания и человеку, называют ксенобиотиками, т.е. чуждыми жизни (от греч. «xenos» - чужой, «bios» - жизнь).

Долговременная экологическая опасность ксенобиотиков заключается в том, что они из рассеянного состояния концентрируются в биомассе, включая ту, которая служит пищей человеку. Различаются два вида механизма концентрирования. Первый основан на том, что организмы избирательно поглощают вещества из окружающей их среды, например растения из воздуха и почвенного раствора. Второй механизм основан на концентрировании веществ по пищевым цепям.

Наибольшей опасности подвергаются те популяции, которые «замыкают» пищевую цепь (находятся на вершине экологической пирамиды), так как во многих случаях концентрация ксенобиотика (в расчете на биомассу) увеличивается на порядок с продвижением на одно звено.

Концентрирование ксенобиотикой приводит к вымиранию некоторых популяций, упрощению биоценозов с потерей их устойчивости, а в некоторых случаях представляет прямую опасность для человека. Приходится увеличивать коэффициент безопасности в 10⁴ по отношению к нормам, установленным на основе представления о пассивном разбавлении ксенобиотикой.

В данном разделе в качестве примера рассматриваются лишь некоторые экологически опасные факторы, большинство из которых имеют приоритетное значение по степени опасности для окружающей среды и здоровья человека.

Среди химических веществ, загрязняющих внешнюю среду (воздух, воду, почву), тяжелые металлы и их соединения образуют значительную группу веществ, оказывающих существенное неблагоприятное воздействие на человека. Высокая токсичность и опасность для здоровья человека тяжелых металлов, возможность их рассеивания в окружающей среде диктуют необходимость контроля и разработки мер защиты от них.

Опасность тяжелых металлов обусловлена их устойчивостью во внешней среде, растворимостью в воде, сорбцией почвой, растениями, что в совокупности приводит к накоплению тяжелых металлов в среде обитания человека.

Тяжелые металлы являются факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний наряду с общепризнанными, традиционными факторами (избыточной массой тела, гиподинамией, нервно-эмоциональными нагрузками, курением, злоупотреблением алкоголем и др.)

Химический состав. Чистый воздух имеет следующий химический состав в % по объему: азот ~ 78,08; кислород ~ 20,94; аргон, неон, и другие инертные газы ~ 0,94; углекислый газ 0,03; прочие газы ~ 0,01. В воздухе могут находится вредные вещества различного происхождения в виде газов, паров, аэрозолей, в том числе радиоактивные.

Вредное вещество – вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Из данного определения следует, что все химические соединения потенциально являются вредными веществами. Вредные вещества можно классифицировать по разным признакам:

По характеру воздействия на организм: общетоксическое; раздражающие; сенсибилизирующие; канцерогенные; мутагенные; влияющие на репродуктивную функцию.

По классам химических соединений: органические; неорганические; элементоорганическое.

По степени токсичности: чрезвычайно токсичные; высокотоксичные; умеренно токсичные; малотоксичные.

По степени воздействия на организм: чрезвычайно опасные; высоко опасные; умеренно опасные; малоопасные.

Для предотвращения негативных последствий воздействия загрязняющих веществ на отдельные компоненты природной среды необходимо знать их предельные уровни, при которых возможна нормальная жизнедеятельность и функционирование организма, основной величиной экологического нормирования содержания вредных химических соединений в компонентах природной среды является предельно допустимая концентрация (ПДК).

ПДК – это такое содержание вредного вещества окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.

ПДКрз – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны.

ПДКмр – максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна вызывать рефлекторные реакции в организме человека.

ПДКсс – среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест.

В зависимости от происхождения принятого различать органические и неорганические пыли. К органическим относятся растительная и животная пыль, а также пыль некоторых синтетических веществ. К неорганичесик относятся металлическая и минеральная (кварц, асбест, цемент и др.) пыли.

Основная литература: 6 [210-300]

Дополнительная литература: 3 [101-150]

Контрольные вопросы:

1. Назовите источники экологических опасностей?

2. Классификация опасности.

3. Влияние эволюции человека на биосферу.

4. Источники экологических опасностей.

5. Классификация вредных веществ.

Дата добавления: 2014-01-11