В жизненном процессе взаимодействие человека со средой обитания и ее составляющих между собой основано на передаче между элементами системы потоков масс вещества, энергии всех видов и информации. Человеку эти потоки необходимы для удовлетворения своих потребностей в пище, воде, воздухе, солнечной энергии, информации об окружающей среде.
В то же время человек выделяет в жизненное пространство потоки энергии, связанные с его сознательной деятельностью (механической, интеллектуальной энергии), а также потоки масс вещества в виде отходов биологического процесса, потоки тепловой энергии и т.д..
Характерные потоки масс, энергии и информации в техносфере следующие:
1. Потоки сырья, энергии.
2. Потоки продукции отраслей экономики.
3. Отходы отраслей экономики.
4. Бытовые отходы.
5. Информационные потоки.
6. Транспортные потоки.
7. Световые потоки (искусственное освещение).
8. Потоки вещества и энергии при техногенных авариях.
Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и/или природную среду. В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены её элементами и действиями человека. Результат влияния фактора воздействия потока на объект зависит от свойств и параметров потока, а также от свойств объекта. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно выделить ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек – среда обитания»:
• комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия, создают оптимальные условия деятельности и отдыха;
• допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека;
• опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и/или приводят к деградации природной среды;
• чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде.
Человек, решая задачи достижения комфортного и материального обеспечения, генерирует в среде обитания техногенные антропогенные опасности – негативные воздействия, внезапно возникающие, периодически или постоянно действующие в системе «человек – среда обитания».
В условиях современного мира появляются факторы техногенного происхождения.
Процесс проявления техногенной опасности связан с усилением влияния на природную систему сверх допустимого уровня, что может вызвать трансформацию системы в целом или ее отдельных элементов, в нашем случае объектов системы ПТК.
Выделены три группы техногенных факторов: физические, химические, биологические.
Под физическими техногенными факторами понимают совокупность факторов, оказывающих на организм энергетическое воздействие (механическое, термическое, акустическое, электрическое, электромагнитное, радиационное и др.).
Химические факторы – это различные химические вещества, входящие в состав воздуха, воды, пыли, пищи, а также загрязнители (сбросы и выбросы предприятий).
Биологические факторы могут встречаться во всех средах – в воде, воздухе, почве, продуктах питания, на производстве, в быту. Их источником являются предприятия пищевой, фармацевтической промышленности, сельскохозяйственные предприятия и животноводческие комплексы, очистные сооружения.
По длительности воздействия выделяют постоянные, переменные, периодические и кратковременные техногенные факторы.
Регионы техносферы и природные зоны, примыкающие к очагам техносферы, постоянно подвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями. Основными источниками загрязнения являются: энергетика, промышленность, транспорт, сельское хозяйство и другие виды общественно-хозяйственной деятельности человека.
Критериями безопасности являются ограничения, вводимые на концентрации веществ и потоки энергий в жизненном пространстве:
1. Предельно допустимые уровни (ПДУ) нежелательных воздействий на человека различного рода потоков энергии (механической, электромагнитной, тепловой, ионизирующей).
2. Предельные дозы (ПД) нежелательных воздействий, полученных организмом человека за время активного влияния на него негативных техногенных факторов (электромагнитных, ионизирующих).
3. Предельно допустимые концентрации (ПДК) нежелательных для человека токсических и (или) загрязняющих веществ.
4. Предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу, а также предельно допустимые сбросы (ПДС) в гидросферу нежелательных для человека и окружающей природной среды объемов токсических и (или) загрязняющих веществ.
5. Предельно допустимое время воздействия на человека негативных факторов техносферы без угрозы для его безопасноти.
6. Предельно допустимый риск воздействия негативных факторов техносферы без ущерба для безопасности человека и состояния окружающей природной среды.
Техногенными причинами ЧС являются опасные техногенные явления:
1. Транспортные аварии (катастрофы) — крушения, аварии, сходы грузовых и пассажирских поездов; аварии грузовых и пассажирских судов; авиационные катастрофы; крупные автомобильные катастрофы (дорожно-транспортные происшествия, в которых пострадало более 4 человек); аварии на магистральных трубопроводах, внутрипромысловых нефтепроводах;
2. Пожары, взрывы в зданиях, на коммуникациях, технологическом оборудовании промышленных объектов, в зданиях и сооружениях жилого, социально - бытового и культурного назначения;
3. Аварии с выбросом (угрозой выброса) аварийно химически опасных веществ;
4. Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ — аварии на АЭС, атомных энергетических установках производственного и исследовательского назначения с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ; аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ на предприятиях ядерного топливного цикла; аварии транспортных средств и космических аппаратов с ядерными установками или грузом радиоактивных веществ на борту; аварии при промышленных или испытательных ядерных взрывах с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ; аварии с ядерными боеприпасами в местах их эксплуатации;
5. Аварии с выбросом (угрозой выброса) опасных биологических веществ;
6. Внезапное обрушение производственных зданий, сооружений, пород, обрушение зданий и сооружений жилого, социально-бытового и культурного назначения;
7. Аварии в электроэнергетических системах;
8. Аварии в коммунальных системах жизнеобеспечения;
9. Аварии на очистных сооружениях;
10. Гидродинамические аварии — прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.) с образованием волн прорыва и катастрофических затоплений; прорывы с образованием прорывного паводка; прорывы, повлекшие смыв плодородных почв или отложение наносов на обширных территориях.
Основные причины аварий и катастроф:
Просчеты при проектировании и недостаточный уровень безопасности современных зданий.
Некачественное строительство или отступление от проекта.
Непродуманное размещение производства.
Нарушение требований технологического процесса из-за недостаточной подготовки или недисциплинированности и халатности персонала.
В зависимости от вида производства, аварии и катастрофы на промышленных объектах и транспорте могут сопровождаться взрывами, выходом ОХВ, выбросом радиоактивных веществ, возникновением пожаров т.п.
Одним из источников экологических бедствий являются техногенные аварии и катастрофы, так как при них, как правило, происходят наиболее значительные выбросы и разливы загрязняющих веществ. Зонами наиболее высокого риска загрязнения окружающей среды вследствие техногенных аварий и катастроф являются промышленные районы, а также крупные города и мегаполисы.
К основным экологическим проблемам относятся сокращение озонового слоя, глобальное потепление, загрязнение атмосферы, парниковый эффект, загрязнение Мирового океана, сокращение многообразия биологических видов, живущих на Земле.
Первая экологическая проблема:
1. Глобальное потепление — это, по сути, побочный процесс существования огромной численности человеческого населения. Говоря максимально просто, это общее повышение температуры нашей планеты из-за действий человека (сжигания ископаемого топлива, например). Как следствие — таяние ледников, повышение уровня моря, выпадение аномального количества осадков, закисление океана. Подобные масштабные вмешательства рушат эту систему и приводят к неприятным последствиям — к сейсмической активности и исчезновению целых видов животных.
2. Загрязнение мирового океана. мировой океан находится в опасности из-за постоянных техногенных катастроф (крушений танкеров и прочих), сточных вод и выбросов в океан промышленных отходов.
3. Разрушение озонового слоя. Человечество пагубно влияло на озоновый слой столетиями. Как результат — дыры в озоновом слое из-за дефицита вещества. Среди причин этого явления:
- Международная космическая программа. Запуск ракет и спутников;
- Авиаполёты на высоте от двенадцати километров и выше;
- Промышленные и бытовые выбросы фреона.
4. Под загрязнением атмосферного воздуха подразумевают увеличение концентраций физических, химических, биологических компонентов сверх уровня, который выводит природные системы из состояния равновесия.
К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относят предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, разные машиностроительные предприятия, предприятия тяжелой промышленности.
Из главных элементов, загрязняющих атмосферу, можно выделить:
- Выбросы во время деятельности промышленных предприятий;
- Выхлопы автомобилей и другого транспорта с двигателем внутреннего сгорания;
- Радиоактивные объекты;
- Отходы (бытовые и промышленные).
5. Загрязнение почвы. Среди причин загрязнения почв:
- Локализованные свалки, которые используются для утилизации пищевых отходов, стройматериалов, материалов, оставшихся после ремонтных работ;
- Тяжёлая промышленность — металлургическая и машиностроительная, деятельность которых подразумевает выброс солей тяжёлых металлов: бериллия, мышьяка, цианидов, кадмия, ртути и свинца;
- Транспорт, выбрасывающий в окружающую среду оксиды свинца, азота, углеводорода;
- Сельское хозяйство с использованием ядохимикатов и минеральных удобрений.
6. Вырубка лесов и опустынивание. Возникла проблема обезлесивания.
7. Под термином «кислотные дожди» наука подразумевает любые метеорологические осадки (в том числе снег и град), во время которых происходит сильнокислотная реакция. Среди источников этого явления — деятельность предприятий тяжёлой промышленности (особенно металлургической), выбрасывающие в атмосферу серьёзный объём оксида азота и серы. Кроме того, к кислотным дождям приводит деятельность тепловых электростанций и выхлопной газ автомобилей.
8. Сокращение биоразнообразия.
- Существует несколько причин этой проблемы, и, что характерно, каждая из них связана с деятельностью человека:
- Облесение планеты, вырубка деревьев;
- Расширение территории населённых пунктов, появление новых;
- Вредные химические выбросы в атмосферу;
- Приспособление природных территорий под сельскохозяйственные нужды;
- Использование химических реагентов в земледелии;
- Рост населения планеты, и, как следствие, увеличивающийся спрос на продовольствие растительного и животного происхождения;
- Незаконная охота, браконьерство;
- Экологические, техногенные катастрофы.
Пути решения экологических проблем
1. Правовые — создание и внедрение административных, государственных и международных законов и правовых актов об охране окружающей среды.
2. Экономические — минимизация или полная ликвидация негативного техногенного воздействия на природу при помощи денежных вливаний, создание финансируемых программ и фондов.
3. Технологические — изобретение и внедрение новых технологий, позволяющих сократить вредное воздействие на природу, в металлургической, транспортной и добывающей отраслях. Разработка в популяризация экологически чистых источников энергии.
4. Организационные — равномерное распределение автомобильной нагрузки, чтобы не допустить критическое скопление машин в одном месте;
5. Архитектурные — проектировка и строительство «экологически дружелюбных» городов, озеленение населённых пунктов.