Антропогенные источники воздействия на окружающую среду

Развитие человечества в течение последних 150 лет сопровождалось колоссальным скачком в применении разнообразных технологий, назначение которых — повысить уровень жизни человека. Однако применение новых машин и механизмов, достижения в области химического синтеза привели к очень высокому уровню загрязнения окружающей среды— воздуха, вод, почв. Развитие промышленности и сельского хозяйства, транспорта привело как к повышению уровня жизни людей, так и к деградации окружающей среды из-за появления большого количества промышленных и бытовых отходов.

Основные антропогенные источники:

В природной сфере: аномальные изменения ряда параметров биосферы; повышенная урбанизация территорий; ведение хозяйственной деятельности в зонах потенциальной опасности; низкая достоверность прогнозирования опасных природных явлений; плохое состояние гидротехнических, противооползневых, противоселевых и других защитных инженерных сооружений; свертывание мероприятий по предупреждению (предотвращению) некоторых опасных природных явлений (предупредительный спуск лавин, сбрасывание селевых озер, предупреждение градобития и др.)

В техногенной сфере (см. табл. приложения): увеличение антропогенного воздействия на окружающую среду; изношенность и старение значительной части основных производственных фондов; падение технологической и производственной дисциплин; распад техносферы СССР; недостаточная необходимая нормативная база; отсталость и несоответствия применяемых технологий современным требованиям; ослабление органов государственного надзора.

Особо опасные загрязнители: диоксины, полихлорбифенилы, бенз(а)пирен.

В последние годы мир столкнулся с такой экологической проблемой, как стойкие органические загрязнители (СОЗ). Они образуются и выделяются в окружающую среду преимущественно в результате деятельности человека. Даже в малых дозах они могут нарушить нормальные биологические функции и представляют реальную угрозу здоровью человека и окружающей среде. Стойкие органические загрязнители провоцируют развитие онкологических заболеваний, вызывают расстройство нервной и иммунной систем, аллергические заболевания, нарушения репродуктивной функции.

СОЗ — это хлорорганические соединения, которые включают в себя пестициды, такие как ДДТ (дуст), гексахлорбензол и другие. Эти химические вещества уже давно запрещены к производству и применению, но большое их количество до сих пор находится в старых складских запасах и загрязненной почве. Вторая группа стойких органических загрязнителей включает индустриальные химические вещества типа полихлорированных бифенилов (ПХБ), которые все еще используются в технических устройствах (трансформаторы и конденсаторы), различных материалах и оборудовании. В состав третьей группы СОЗ входят побочные продукты промышленности — диоксины и фураны, которые постоянно образуются в процессе производства с использованием хлора и при сжигании материалов (металлургическое производство, производство цемента, сжигание отходов и различных видов топлива).

Диоксины - экологически опасные вещества. Источниками диоксинов, являются потенциально опасные производства: металлургическая промышленность, целлюлезно-бумажное производство, нефтепереработка, индустриальные аварии. Опасность представляет использование химической и иной продукции, содержащей примеси диоксинов (хлорорганические соединения, бумага, энергоносители, антипирены, питьевая вод, уничтожение, захоронение и преобразование отходов (термическое уничтожение отходов, циркуляция и распределение диоксинов в живой и неживой природе).

(Полихлорбифенилы относятся к классу хлорорганических соединений. Большинство хлорорганических веществ сохраняются в окружающей среде десятки и даже сотни лет. Некоторые аккумулируются в тканях живых организмов, увеличивая концентрацию по мере следования по пищевой цепи. Известно, что хлорорганические соединения очень токсичны, часто в ничтожных концентрациях. Их действие проявляется в нарушении репродуктивной и гормональной систем, в генетических мутациях, в появлении врожденных дефектов, в нарушениях развития, в снижении иммунного статуса, а также в появлении различных раковых заболеваний и других заболеваний органов и тканей человека.
От всех других токсичных загрязнителей хлорорганические соединения отличаются тем, что они образуются при работе более чем половины химических и других промышленных производств, обладают большой устойчивостью.

Полихлорбифенилы (ПХБ) в биологическом отношении являются одним из самых страшных ядов среди хлорорганических инсектицидов, еще более эффективным, чем ДДТ, и что самое главное, они практически не разрушаются.

ПХБ используют в качестве диэлектрических жидкостей в трансформаторах и больших конденсаторах, в качестве пластификаторов для пластмасс, лаков и лакокрасочных материалов и как материалы-носители и растворители для пестицидов).

Военные чрезвычайные ситуации:обстановка на определенной территории, акватории, сложившаяся в результате воздействия средств вооруженной борьбы сторон, при которой нарушаются нормальные условия жизнедеятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу и окружающей природной среде.

Современные обычные средства поражения включают ракеты, снаряды, бомбы и мины различного предназначения и калибра, снаряженные обычными взрывчатыми веществами, зажигательными смесями, и могут применяться как самостоятельно, так и в комбинации с другими средствами поражения. К современным средствам поражения относятся:

Зажигательное оружие. Включает зажигательные боеприпасы и огнесмеси, а также средства их доставки к цели. В зависимости от химического состава они делятся на горящие с использованием кислорода (напалмы, пирогели) и горящие без доступа кислорода (термит). Характерной особенностью напалма является то, что он не только воздействует как зажигательное средство, но и как химическое оружие, поскольку в ходе горения выделяет большое количество углекислого газа.

Боеприпасы объемного взрыва. Для снаряжения таких боеприпасов используются жидкие или желеобразные рецептуры углеводородных горючих веществ, которые при распылении в воздушной среде в виде аэрозоля образуют взрывчатые топливно-воздушные смеси, подрываемые специальными взрывателями. Энергия взрыва боеприпасов объемного взрыва в 4–6 раз, а в перспективе в 10–12 раз больше, чем у равных по массе фугасных боеприпасов, поэтому они сопоставимы с ядерными боеприпасами сверхмалого калибра.

Кассетные боеприпасы — это авиационные кассеты, реактивные снаряды, снаряженные боевыми элементами, которые выбрасываются вышибным зарядом над целью. Боевые элементы имеют различное предназначение: осколочные (шариковые), кумулятивные, зажигательные и другие.

В последнее время большое внимание уделяется разработке управляемых и самонаводящихся на цель средств поражения: управляемые бомбы, ракеты различных классов с вероятным отклонением от цели не более 3–10 м.

Ядерное оружие. При ядерном взрыве в атмосфере возникают следующие поражающие факторы: воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс, радиоактивное заражение местности.

Распределение общей энергии взрыва зависит от типа боеприпаса и вида взрыва. При взрыве в атмосфере до 50% энергии расходуется на образование воздушной ударной волны, 35% — на световое излучение, 4% — на проникающую радиацию, 1% — на электромагнитный импульс. Еще около 10% энергии выделяется не в момент взрыва, а в течение длительного времени при распаде продуктов деления взрыва. При наземном взрыве осколки деления ядер выпадают на землю, где и происходит их распад. Так происходит радиоактивное заражение местности.

Радиоактивное заражение местности.Его источником являются продукты деления ядерного горючего, радиоактивные изотопы, образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов — наведенная активность, а также неразделившаяся часть ядерного заряда. Радиоактивные продукты взрыва испускают три вида излучения: альфа, бета и гамма. Время их воздействия на окружающую среду будет весьма продолжительным.

Поскольку при наземном взрыве в огненный шар вовлекается значительное количество грунта и других веществ, то при охлаждении эти частицы выпадают в виде радиоактивных осадков.

Виды взрывов: в зависимости от положения центра ядерного взрыва относительно поверхности земли (или воды) различают воздушный, наземный, подземный, надводный, подводный и высотный ядерные взрывы. Наиболее сильное заражение местности происходит при наземных ядерных взрывах, когда площади заражения с опасными уровнями радиации во много раз превышают размеры зон поражения ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией. Полоса местности с радиоактивным заражением в результате выпадения радиоактивных веществ (пыли) из радиоактивного облака ядерного взрыва - радиоактивный след ядерного взрыва.

Форма следа радиоактивного облака зависит от направления и скорости среднего ветра. На равнинной местности при неменяющемся направлении ветра радиоактивный след имеет форму вытянутого эллипса. Распределение радиоактивного вещества на территории следа неравномерно: максимальные уровни загрязнения наблюдаются вблизи центра взрыва и на оси следа.

Степень радиоактивного заражения и размеры зараженной территории (радиоактивного следа) при ядерном взрыве зависят от мощности и вида взрыва, метеорологических условий, характера местности и типа грунта и времени после взрыва.

Поражающие факторы ядерного взрыва:

Проникающая радиация представляет собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. Время действия проникающей радиации составляет 15–20 секунд. Поражающее действие проникающей радиации на материалы характеризуется поглощенной дозой, мощностью дозы и потоком нейтронов.

Радиус поражающего действия проникающей радиации при взрывах в атмосфере меньше, чем радиусы поражения от светового излучения и воздушной ударной волны. Однако на больших высотах, в стратосфере и космосе — это основной фактор поражения.

Проникающая радиация может вызывать обратимые и необратимые изменения в материалах, элементах радиотехнической, оптической и другой аппаратуры за счет нарушения кристаллической решетки вещества, а также в результате различных физико-химических процессов под воздействием ионизирующих излучений.

Поражающее действие на людей характеризуется дозой излучения. Степень тяжести лучевого поражения зависит от поглощенной дозы, а также от индивидуальных особенностей организма и его состояния в момент облучения.

Доза облучения в 1 Зв (100 бэр) не приводит в большинстве случаев к серьезному поражению человеческого организма, а 5 Зв (500 бэр) — вызывает очень тяжелую форму лучевой болезни.

Радиоактивное поражение людей и животных на следе радиоактивного облака может вызываться внешним и внутренним облучением. Последствием облучения может быть лучевая болезнь.

Лучевая болезнь первой степени возникает при однократной дозе облучения 100–200 Р (0,026–0,052 Кл/кг). Скрытый период болезни может длиться две-три недели, после чего появляется недомогание, слабость, головокружение, тошнота. В крови уменьшается количество лейкоцитов. Через несколько дней эти явления проходят. В большинстве случаев специального лечения не требуется.
Лучевая болезнь второй степени возникает при дозе облучения 200–400 Р (0,052–0,104 Кл/кг). Скрытый период продолжается около недели. Затем наблюдается общая слабость, головные боли, повышение температуры, расстройство функций нервной системы, рвота. Количество лейкоцитов снижается наполовину. При активном лечении выздоровление наступает через полтора-два месяца. Возможны смертельные исходы — до 20% пораженных.
Лучевая болезнь третьей степени наступает при дозах облучения 400–600 Р (0,104–0,156 Кл/кг). Скрытый период длится несколько часов. Отмечается общее тяжелое состояние, сильные головные боли, озноб, повышение температуры до 40 °С, потеря сознания (иногда — резкое возбуждение). Болезнь требует длительного лечения (6–8 месяцев). Без лечения до 70% пораженных погибают.
Лучевая болезнь четвертой степени возникает при однократной дозе облучения свыше 600 Р (0,156 Кл/кг). Болезнь сопровождается затемнением сознания, лихорадкой, резким нарушением водно-солевого обмена и заканчивается смертельным исходом через 5–10 суток.

Лучевые болезни у животных возникают при более высоких дозах облучения. Внутреннее облучение людей и животных обусловливается радиоактивным распадом изотопов, попавших в организм с воздухом, водой или пищей. Значительная часть изотопов (до 90%) выводится из организма в течение нескольких дней, а остальные всасываются в кровь и разносятся по органам и тканям.

Световое излучение представляет собой поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров конструкционных материалов боеприпаса и воздуха, а при наземных взрывах и испарившегося грунта. Размеры и формы светящейся области зависят от мощности и вида взрыва. При воздушном взрыве — это шар, при наземном — полусфера.

Максимальная температура поверхности светящейся области примерно 5700–7700 °С. Когда температура снижается до 1700 °С, свечение прекращается.

Результатом действия светового излучения может быть оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах, а также воспламенение и возгорание.

Поражение людей световым импульсом выражается в появлении ожогов открытых и защищенных одеждой участков тела, а также в поражении глаз. Независимо от причин ожогов, поражение делится на четыре степени:

Ожоги первой степени выражаются поверхностным поражением кожи: покраснением, припухлостью и болезненностью. Они не представляют опасности.
Ожоги второй степени характеризуются образованием пузырей, наполненных жидкостью. Требуется специальное лечение. При поражении до 50–60% поверхности тела обычно наступает выздоровление.
Ожоги третьей степени характеризуются омертвлением кожи и росткового слоя, а также появлением язв.
Ожоги четвертой степени сопровождаются омертвлением кожи и поражением более глубоких тканей (мышц, сухожилий и костей).

Поражение ожогами третьей и четвертой степени значительной части тела может привести к смертельному исходу. Поражение глаз проявляется в ослеплении от 2 до 5 минут днем, до 30 и более минут ночью, если человек смотрел в сторону взрыва. Защитой от светового излучения может служить любая непрозрачная преграда.

Воздушная ударная волна — это область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Источником возникновения воздушной волны являются высокое давление в области взрыва (миллиарды атмосфер) и температура, достигающая миллионов градусов.

Раскаленные газы, стремясь расшириться, сильно сжимают и нагревают окружающие слои воздуха, в результате чего от центра взрыва распространяется волна сжатия или ударная волна. Вблизи центра взрыва скорость распространения воздушной ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе. С увеличением расстояния от центра взрыва скорость снижается и ударная волна трансформируется в звуковую волну.

Для характеристики разрушений зданий, сооружений приняты четыре степени разрушения: полные, сильные, средние и слабые.

Полные разрушения — когда разрушаются все основные элементы здания, в том числе и несущие конструкции. Подвальные помещения могут частично сохраняться.
Сильные разрушения — когда разрушаются несущие конструкции и перекрытия верхних этажей, деформируются перекрытия нижних этажей. Использование зданий невозможно, а восстановление нецелесообразно.
Средние разрушения — когда разрушаются крыши, внутренние перегородки и частично перекрытия верхних этажей. После расчистки часть помещений нижних этажей и подвалы могут быть использованы. Восстановление зданий возможно при проведении капитального ремонта.
Слабые разрушения — когда разрушаются оконные и дверные заполнения, кровля и легкие внутренние перегородки. Возможны трещины в стенах верхних этажей. Здание может эксплуатироваться после текущего ремонта.

Степень разрушения техники (оборудования):

Полные разрушения — объект не может быть восстановлен.
Сильные повреждения — повреждения, которые могут быть устранены капитальным ремонтом в заводских условиях.
Средние повреждения — повреждения, устраняемые силами ремонтных мастерских.
Слабые повреждения — это повреждения, существенно не влияющие на использование техники и устраняются текущим ремонтом.

При оценке воздействия воздушной ударной волны на людей и животных различают непосредственные и косвенные поражения. Непосредственные поражения возникают в результате действия избыточного давления и скоростного напора, в результате чего человек может быть отброшен, травмирован. Косвенные поражения могут быть нанесены в результате действия обломков зданий, камней, стекла и других предметов, летящих под воздействием скоростного напора.

Воздействие ударной волны на людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми поражениями.

Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20–40 кПа. Они характеризуются временным нарушением слуха, легкими контузиями, вывихами, ушибами.
Поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении 40–60 кПа. Они проявляются в контузиях головного мозга, повреждении органов слуха, кровотечении из носа и ушей, вывихах конечностей.
Тяжелые поражения возможны при избыточных давлениях от 60 до 100 кПа. Они характеризуются сильными контузиями всего организма, потерей сознания, переломами; возможны повреждения внутренних органов.
Крайне тяжелые поражения наступают при избыточном давлении свыше 100 кПа. У людей отмечаются травмы внутренних органов, внутреннее кровотечение, сотрясение мозга, сильные переломы. Эти поражения часто приводят к смертельному исходу.

Защитой от ударной волны являются убежища. На открытой местности действие ударной волны снижается различными углублениями, препятствиями. Рекомендуется лечь на землю головой по направлению к взрыву, лучше в углубление или за складку местности.

Химическое оружие. Основу химического оружия составляют отравляющие вещества (ОВ) — токсические химические соединения, поражающие людей и животных, заражающие воздух, местность, водоемы и различные предметы на местности. Некоторые ОВ предназначены для поражения растений.

В химических боеприпасах и приборах ОВ находятся в жидком или твердом состоянии, В момент применения химического оружия ОВ переходят в боевое состояние — пар, аэрозоль или капли и поражают людей через органы дыхания или при попадании на человека — через кожу. ОВ классифицируются по физиологическому воздействию на организм человека, тактическому назначению, быстроте поступления и длительности поражающего действия, токсическим свойствам и пр.

По физиологическому действию ОВ делятся на группы:

ОВ нервно-паралитического действия. К ним относятся — зарин, зоман. Они вызывают расстройство функций нервной системы, мышечные судороги, параличи и смерть;
ОВ кожно-нарывного действия — иприт. Поражает кожу, глаза, органы дыхания и пищеварения (при попадании внутрь);
ОВ общеядовитого действия — синильная кислота и хлорциан. При отравлении появляется тяжелая отдышка, чувство страха, судороги, паралич;
ОВ удушающего действия — фосген. Поражает легкие, вызывает их отек, удушье;
ОВ психохимического действия — BZ (Би-Зет). Поражает через органы дыхания. Нарушает координацию движений, вызывает галлюцинации и психические расстройства;
OB раздражающего действия — хлорацетофенон, адамсит. Эти ОВ вызывают раздражение органов дыхания и зрения.

Нервно-паралитические, кожно-нарывные, общеядовитые и удушающие ОВ являются ОВ смертельного действия. ОВ психохимического и раздражающего действия — временно выводят из строя людей. По быстроте наступления поражающего действия различают быстро действующие ОВ (зарин, зоман, синильная кислота, Си-Эс, Си-Ар) и медленно действующие (Ви-Икс, иприт, фосген, Би-Зет).

По длительности действия ОВ делятся на стойкие и нестойкие. Стойкие сохраняют поражающее действие несколько часов или суток. Нестойкие — несколько десятков минут. Токсодоза — количество ОВ, необходимое для получения определенного эффекта поражения.

При применении химического боеприпаса образуется первичное облако ОВ. Под действием движущихся масс воздуха облако ОВ распространяется на некотором пространстве, образуя зону химического заражения.

Зоной химического заражения называют район, подвергшийся непосредственному воздействию химического оружия, и территорию, над которой распространилось облако, зараженное ОВ с поражающими концентрациями. В зоне химического заражения могут возникать очаги химического поражения.

Очаг химического поражения — это территория, в пределах которой в результате воздействия химического оружия произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений.

Защита от отравляющих веществ достигается использованием средств индивидуальной защиты органов дыхания и кожи, а также коллективные средства.

К особым группам химического оружия можно отнести бинарные химические боеприпасы, представляющие собой две емкости с различными газами — не ядовитыми в чистом виде, но при их смешении во время взрыва получается ядовитая смесь, которая обладает большим диапазоном воздействия по характеру, степени и длительности поражения.

Биологическое (бактериологическое) оружие. Основу поражающего действия бактериологического оружия составляют болезнетворные микроорганизмы — бактерии, вирусы, риккетсии, грибки и бактериальные яды (токсины).

Биологические (бактериологические) средства применяются в виде биологических рецептур — смесей биологического агента и специальных препаратов, обеспечивающих благоприятные условия биологическому (бактериологическому) агенту в условиях хранения и применения.

Возможные способы применения биологического (бактериологического) оружия:

аэрозольный способ — заражение приземного слоя воздуха частицами аэрозоля путем распыления биологических (бактериологических) рецептур;
трансмиссивный способ — рассеивание искусственно зараженных кровососущих переносчиков заболевания — клещей, блох, комаров и т.п.;
диверсионный способ — преднамеренное скрытное заражение биологическими (бактериологическими) средствами замкнутых пространств воздуха, воды, а также продовольствия в заранее выбранных районах.

В качестве биологических (бактериологических) агентов могут использоваться возбудители чумы, натуральной оспы, сибирской язвы, холеры, туляремии. К опасным заболеваниям животных относятся ящур, чума крупного рогатого скота, сап, чума овец, свиней и др.

Опасными заболеваниями растений являются фитофтороз картофеля, ржавчина злаковых культур и др.

Бурное развитие молекулярной генетики, расшифровка в 2000 г. генома человека обусловливает возможности создания принципиально новых типов бактериологического оружия. С помощью генной инженерии можно получить сильнодействующие токсины и, включая генетический материал с токсическими свойствами в вирулентные бактерии или вирусы человека, можно получить бактериологические средства, способные вызвать тяжелые эпидемии.

В результате применения биологического (бактериологического) оружия образуются зоны и очаги биологического (бактериологического) поражения.

Зона биологического (бактериологического) заражения — это район местности и воздушного пространства, зараженный биологическими (бактериологическими) возбудителями заболевания.

Очагом биологического (бактериологического) поражения называется территория, на которой в результате воздействия биологического (бактериологического) оружия противника произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений. Очаг может образоваться как в зоне заражения, так и за ее пределами за счет перемещения зараженных людей и животных. Для предотвращения распространения инфекционных заболеваний устанавливается карантин или обсервация.

Биолого-социальная чрезвычайная ситуация (ГОСТ Р22.0.04-95) - состояние, при котором в результате возникновения источника биолого-социальной чрезвычайной ситуации на определенной территории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, существования сельскохозяйственных животных и произрастания растений, возникает угроза жизни и здоровью людей, широкого распространения инфекционных болезней, потерь сельскохозяйственных животных и растений.

Источник биолого-социальной чрезвычайной ситуации (ГОСТ Р22.0.04-95) - особо опасная или широко распространенная инфекционная болезнь людей, сельскохозяйственных животных и растений, в результате которой на определенной территории произошла или может возникнуть биолого-социальная чрезвычайная ситуация: инфекционные заболевания людей (эпидемии) и сельскохозяйственных животных (эпизоотии), поражения сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями (эпифитотии).

Террористические акты - непосредственное совершение преступления террористического характера в форме взрыва, поджога, применения или угрозы применения ядерных взрывных устройств, радиоактивных, химических, биологических, взрывчатых, токсических, отравляющих, сильнодействующих, ядовитых веществ; уничтожения, повреждения или захвата транспортных средств или других объектов; посягательства на жизнь государственного или общественного деятеля, представителя национальных, этнических, религиозных или иных групп населения; захвата заложников, похищения человека; создания опасности причинения вреда жизни, здоровью или имуществу неопределенного круга лиц путем создания условий для аварий и катастроф техногенного характера либо реальной угрозы создания такой опасности; распространения угроз в любой форме и любыми средствами;

Использованная литература:

1. Бондин В.И., Лысенко А.В. «Безопасность жизнедеятельности», Серия «Высший балл». Ростов н/Д: «Феникс», 2003. – 352с.

2. «Поражающие факторы орудия массового поражения» Институт риска и безопасности (ИРБ); Сайт: http://www.irb.ru

ЛЕКЦИЯ 4