Биосфера и человек: структуры, экосистемы, взаимоотношения организма и среды; экология и здоровье человека

          Влияние усиленного воздействия человека на природу и связанная с этим опасность экологического баланса.

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень  длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния  на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.

Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост.

Последствия антропогенной (производимой человеком) деятельности проявляются в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

            Загрязнение атмосферы сернистыми соединениями, свинцом и серой, влияние на организм человека в районах добычи нефти и газа.

Загрязнение атмосферы сернистыми соединениями, свинцом и серой, влияние  их на организм человека в районах добычи нефти и газа.

Загрязнение атмосферы оказывает  неблагоприятное воздействие не только на человека, но и на флору  и фауну, на различного рода сооружения, транспортные средства и др. На территорию Северной Швеции и Норвегии серы выпадает в 2-2,5 раза больше, чем выбрасывается в воздушный бассейн с этих территорий. В то же время во многих промышленных странах Западной Европы, в частности в Великобритании и Голландии, отношение выпадений серы к выбросам составляет лишь 10-20%, а в ФРГ, Франции и Дании - 20-45%. Следовательно, остальная часть выбросов переносится воздушными потоками. Опасность выбросов сернистых соединений заключается прежде всего в их массовости, токсичности и сравнительно большом общем "сроке жизни".

        Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется прежде всего в поражении верхних дыхательных путей. Лондонский смог (смесь дыма и тумана) 1952 г. за три-четыре дня погубил более 4 тыс. человек. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда чрезмерно загрязнен токсическими примесями. Главный действующий компонент смога лондонского типа - сернистый газ (5-10 мг/м3 и выше). У людей фотохимический смог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострение легочных и различных хронических заболеваний.

В России выбросы диоксида серы (сернистый  газа) составляют более 30% всех вредных  веществ. На предприятиях энергетической отрасли промышленности, черной и  цветной металлургии доля выбросов диоксида серы составляет примерно 40 и 50%. Меньше доля выбросов SO2 предприятиями нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, угольной и газовой отраслей промышленности – около 8% собственных выбросов загрязняющих веществ и около 5% суммарных выбросов и оксиды серы предприятиями России, хотя предприятия этих отраслей дают примерно пятую часть всех техногенных выбросов загрязняющих веществ.

К загрязнениям атмосферы относятся  и сернистые вещества (твердые  частицы), которые увеличивают канцерогенную опасность для человека из-за содержания в них вредных веществ.

          К факторам, оказывающим неблагоприятное влияние на организм человека, относятся также соединения свинца, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта. В атмосферном воздухе свинец содержится почти исключительно в виде неорганических соединений. Количество свинца в крови человека возрастает с увеличением его содержания в воздухе. Последнее ведет к снижению активности ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом, и, следовательно, к нарушению обменных процессов в организме.

        Обнаружена взаимосвязь содержания токсических веществ в крови,  моче, волосах и других тканях людей со степенью их вредного действия на  организм. Концентрация вещества в тканях  и выделениях служит  показателем степени неблагоприятного влияния на организм. Выявлены  зависимости между уровнями кадмия и свинца в волосах школьников  и их  умственным  развитием.  Самый распространенный из токсичных тяжелых металлов - свинец, так как он  входит в состав бензина. Переносимые по воздуху никель, кадмий,  бериллий  и  ртуть относительно редки, но в некоторых районах они представляют собой  серьезную угрозу.            Причем особенно опасно то, что накопление этих металлов в  организме начинается с уровня загрязнения, значительно меньшего ПДК.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ  – это максимальная концентрация вредного вещества, которая  за определенное время воздействия  не влияет на здоровье человека и его  потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

В атмосферу поступает множество  примесей от различных промышленных производств и автотранспорта. Для  контроля их содержания в воздухе  нужны вполне определенные стандартизированные  экологические нормативы, поэтому и было введено понятие о предельно допустимой концентрации. Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м3. Разработаны ПДК не только для воздуха, но и для пищевых продуктов, воды (питьевая вода, вода водоемов, сточные воды), почвы.

         Предельные концентрации для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Для воздуха различают максимальную разовую дозу и среднесуточную.

В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м3. Если ПДК составляет более 10 мг/м3, то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.

Для воздушной среды ПДК:

         ПДКрз - это предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны (мг/м3). Эта концентрация при ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 часов или при другой продолжительности рабочего дня (но не более 41 часа в неделю) в течение всего рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки настоящего и будущего поколений. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

         ПДКмр - предельно допустимая максимальная разовая концентрация вещества в воздухе населенных мест (мг/м3). Эта концентрация при вдыхании в течение 20 минут не должна вызывать рефлекторных (ощущение запаха, световой чувствительности и т.д.) реакций в организме человека.

           ПДКсс - предельно допустимая среднесуточная концентрация вещества в воздухе населенных мест (мг/м3). Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно долгом вдыхании.

         Загрязняющие вещества по степени воздействия на организм человека разделены по следующим классам опасности (ГОСТ 12.1.007-76):

I - чрезвычайно опасные (ПДКрз< 0,1 мг/м3);

II - высоко опасные (ПДКрз = 0,1 - 1,0 мг/м3);

III - умеренно опасные (ПДКрз = 1,0 - 10,0 мг/м3);

IV - мало опасные (ПДКрз> 10,0 мг/м3).

Другое объяснение -отрицательное влияние  на сердце окиси углерода.

    Обнаружена связь загрязнения  атмосферного воздуха с  ростом  заболеваний генетической  природы,  при  этом  уровень  врожденных  пороков  развития  в условиях  промышленных  городов   зависит   не   только   от   интенсивности загрязнения, но и от характера атмосферных выбросов. Ряд химических  веществ обладает  мутагенным  действием,  которое  может  проявляться  в  увеличении частоты  хромосомных  аберраций  в  соматических  и  половых  клетках,   что приводит  к  новообразованиям,  спонтанным  абортам,  перинатальной   гибели плода,  аномалиям  развития  и  бесплодию.  В  загрязненных   районах   чаще встречаются неблагоприятно протекающие беременности и роды. Дети, рожденные после патологической беременности,  в  загрязненных  атмосферными  выбросами районах, часто имеют низкие массу. тела и уровень  физического  развития,  а также функциональные отклонений сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

    Отмечено разнонаправленное  действие факторов различной  интенсивности  на человека. Так,  большая  степень  загрязнения  воздуха  вызывает  замедление процессов роста и развития, нарастание дисгармоничности  за  счет  повышения жироотложения, а малые  концентрации  вредных  веществ  активируют  процессы акселерации. Сравнение  антропометрических  данных  у  детей  показало,  что рост, масса тела  и  окружность  грудной  клетки  в  районе  с  загрязненным воздухом больше,  чем  в  районах  с  меньшей  степенью  загрязнения.  Такое явление  свидетельствует  о  возможной   стимуляции   физического   развития воздействием неблагоприятных внешних факторов малой  интенсивности  (рост  и масса тела наибольших  величин  достигают  в  районах  со  средней  степенью загрязнения). Однако такое  ускорение  физического  развития  сопровождается заметным ослаблением эффективности сердечно-сосудистой системы. Загрязнение   атмосферного   воздуха   пробудило   в    людях    большую озабоченность, чем любой другой вид разрушения окружающей  среды. 

Программы мероприятий  по  предотвращению  загрязнения  воздуха  в   крупных   городах решались медленно, стоили дорого  и  часто  нарушались.  Тем  не  менее  они принесли определенные результаты: так, лондонцы сейчас видят солнце  на  70% чаще, чем  в  1958  году.  В  настоящее  время большинство развитых  стран занялось  ликвидацией основных  источников  загрязнения воздуха.   Перевод энергетических установок с угля  на  нефть и природный газ значительно уменьшил выброс окислов серы.  Усовершенствование  конструкции автомобилей снизило выброс газов, содержащих окись углерода  и  углеводороды. Там,  где принимаются  меры  по  борьбе  с  загрязнением  воздуха,  можно  отметить  и улучшение состояния здоровья населения.

3. Глобальные проблемы окружающей  природной среды, экологические принципы использования природных ресурсов и охрана природы.

         Что понимается под охраной окружающей природной среды. Цели и задачи охраны окружающей среды.

        Охрана окружающей  среды (природоохранная деятельность) - деятельность государственных органов власти, органов местного самоуправления, юридических и физических лиц, направленная на обеспечение гармоничного взаимодействия общества и природы, сохранение и рациональное использование природных ресурсов, предупреждение и ликвидацию вредных последствий хозяйственной и иной деятельности и сохранение благоприятной окружающей природной среды.                    

Задачи охраны окружающей природной  среды, с точки зрения экономики  заключаются в том, что должно производиться:

     1.Планирование и финансирование природоохранительных мероприятий;

      2.Установление лимитов  использования природных ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющих  веществ в окружающую природную  среду и размещение отходов;

      3.Установление нормативов  платы и размеров платежей за использование природных ресурсов, выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду, размещение отходов и другие виды вредного воздействия;

      4.Предоставление  предприятиям, учреждениям и организациям, а также гражданам налоговых, кредитных и иных льгот при внедрении ими малоотходных и ресурсосберегающих технологий и нетрадиционных видов энергии, осуществлении других эффективных мер по охране окружающей природной среды;

      5.Возмещение в  установленном порядке вреда,  причиненного окружающей природной среде и здоровью человека.

Цель охраны окружающей природной  среды заключается в обеспечение  экологической безопасности.

        Наиболее эффективные меры по снижению вредных выбросов в районах добычи нефти и газа.

       Сопутствующим потоком при добыче нефти являются углеводородные газы, получаемые при снижении давления нефти. Эти газовые потоки до недавнего времени рассматривались как отходы (газовые выбросы)  и направлялись на факел, что оказывало негативное влияние на экологию районов добычи нефти. С другой стороны эти газовые выбросы являются энергоресурсом, используемым не по назначению, т.е. выбрасываемым в "трубу".

Для ликвидации неблагоприятных экологических  последствий и возврата в оборот ценного углеводородного сырья  посредством утилизации газа,  ставка должна быть сделана на выcoкoтеxнoлoгичнoе ocвoение меcтopoждений нефти и газа, включающее в себя утилизацию вcеx углеводородных coставляющих попутного газа.

В последнее время проблеме утилизации попутного нефтяного газа в мире и в России стало уделяться все больше внимания. С целью предупреждения и ликвидации аварийных разливов нефти предприятиями нефтедобычи проводится значительная работа. Для ликвидации аварий и их последствий созданы специализированные подразделения, систематически проводятся учения, ремонт и обновление средств сбора и локализации разливов нефти.

На предприятиях осуществляется и  постоянно совершенствуется экологический  мониторинг. Проводится контроль источников выбросов, сбросов, полигонов отходов, качества компонентов природной среды в соответствии с графиками, согласованными с контролирующими органами.

Разрабатываются  системы утилизации газа  внутри страны. Также ужесточаются  требования к недропользователям, призывающие  их заняться развитием собственной перерабатывающей базы. Создана система учёта использования недр и система экологических штрафов.