Уровни и масштабы воздействий негативных факторов постоянно нарастают и в ряде регионов техносферы достигли таких значений, когда человеку и природной среде угрожает опасность необратимых деструктивных изменений.
Тема 2. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания
1. Вредные вещества, классификация, агрегатное состояние, пути поступления в организм человека
Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызвать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Химические вещества (органические, неорганические, элементорганические) в зависимости от их практического использования классифицируются на:
1. промышленные яды, используемые на производстве: органические растворители и топливо, красители;
2. ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды, инсектициды и др.;
3. лекарственные средства;
4. бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок, средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;
5. биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах, у животных и насекомых;
6. отравляющие вещества: зарин, иприт, фосген и др.
К ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно не больших количествах.
К промышленным ядам относятся большая группа промышленных веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются в производстве.
В организм промышленные и химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу.
Бытовые отравления возникают при попадании яда в желудочно-кишечный тракт. Возможны острые отравления и заболевания при попадании яда непосредственно в кровь (при укусе змеями, насекомыми, при инъекциях лекарственных веществ).
Токсическое действие вредных веществ характеризуется показателями токсикометрии, в соответствии с которыми вещества классифицируют на чрезвычайнотоксичные, высокотоксичные, умереннотоксичные и малотоксичные. Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества попавшего в организм вещества.
Яды обладают избирательной токсичностью:
1. сердечные с преимущественным кардиотоксическим действием (лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов);
2. нервные, вызывающие нарушение психической активности (угарный газ, алкоголь, наркотики, снотворные лекарственные препараты);
3. печеночные (хлорированные углеводороды, ядовитые грибы, фенолы и альдегиды);
4. почечные – соединения тяжелых металлов этиленгликоль, щавелевая кислота;
5. кровяные – анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород;
6. легочные – оксид азота, озон, фосген и др.
2. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания
Основными источниками загрязнения атмосферы являются естественные (вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары, природный метан, окисление серы и сульфатов, рассеянных в море и т. п.) и антропогенные (сжигание топлива в промышленных и бытовых установках, промышленность, автотранспорт, теплоэлектростанции, промышленные энергоустановки, предприятия черной металлургии, испарения нефтепродуктов и т. п.) источники. В результате чего возникают следующие негативные последствия:
1. превышение предельно-допустимых компонентов многих токсичных веществ в городах и населенных пунктах;
2. образование смога при интенсивных выбросах оксида азота и углеводородов;
3. выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах оксидов серы и азота;
4. появление парникового эффекта при повышенном содержании вышеперечисленных химических веществ и пыли в атмосфере способствует повышению средней температуры Земли;
5. разрушение озонового слоя при поступлении оксида азота и соединений хлора в него, что создает опасность УФ-облучения.
6. Источниками загрязнения гидросферы являются биологические, химические и физические источники. Антропогенное воздействие на гидросферу приводит:
7. к снижению запасов воды;
8. изменению состояния и развитию фауны и флоры водоемов;
9. нарушению круговорота многих веществ в биосфере;
10. снижению биомассы планеты и как следствие воспроизводству кислорода.
Нарушение верхних слоев земной коры происходит при добыче полезных ископаемых и их обогащении; захоронении бытовых и промышленных отходов, при проведении военных учений или испытаний и т. п. Также почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли загрязняются пери внесении удобрений и применении пестицидов.
Источниками и веществами, загрязняющими почву являются: тяжелые металлы и их соединения, циклические углеводороды, бензапирен, радиоактивные вещества, нитраты, нитриты, фосфаты, пестициды и т. п.
Антропогенное воздействие на почву сопровождается:
1. отторжением пахотных земель ли уменьшением их плодородия;
2. чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания растительного и животного происхождения;
3. нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;
4. загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса сточных вод.
3. Механические колебания
Механические колебания – это периодически повторяющиеся движения, вращательные или возвратно-поступательные. Любой процесс механических колебаний можно свести к одному или нескольким гармоническим синусоидальным колебаниям, которые характеризуются: амплитудой, равной максимальному отклонению от положения равновесия; скоростью колебаний; ускорением; периодом колебаний, равным времени одного полного колебания; частотой колебаний, равной числу полных колебаний за единицу времени.
Так одной из разновидностей механических колебаний является вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил, которые идеально уравновесить практически невозможно. Например, вибрация по земле распространяется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.
Вибрация машин может приводить к нарушению функционирования техники и вызвать серьезные аварии. Так она является причиной 80 % аварий в машинах, так как приводит к накоплению усталостных эффектов в металлах, появлению трещин. При воздействии вибрации на человека наиболее существенно то, что тело человека в данном случае является сложной динамической системой, которая меняется в зависимости от позы человека, его состояния – расслабленности или напряженности – и других факторов. Для такой системы существуют опасные, резонансные частоты, и если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний, как всего тела, так и отдельных его органов. Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4–6 Гц, для головы 20–30 Гц, для глазных яблок 60–90 Гц. При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин вызвать преждевременные роды. Колебания вызывают в тканях организма переменные механические напряжения, которые улавливаются множеством рецепторов и трансформируются в энергию биоэлектрического и биохимического процессов. Информация о действующей на человека вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом, который располагается в височной кости черепа и состоит из преддверия и полукружных каналов, расположенных во взаимоперпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц и поддержание равновесия тела.
4. Акустические колебания
Механические колебания в упругих средах вызывают распространение упругих волн, называемых акустическими колебаниями. Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Энергия от источника колебаний передается частицам среды. По мере распространения волны частицы вовлекаются в колебательные движение с частотой, равной частоте источника колебаний, и с запаздыванием по фазе, зависящим от расстояния до источника и от скорости распространения волны. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле. Расстояние между двумя ближайшими частицами среды, колеблющимися в одной фазе, называется длиной волны. Длина волны – это путь, пройденный волной за время, равное периоду колебаний. Скорость распространения волны зависит плотности среды, в которой она распространяется, расстояния от источника волны и ряда других факторов.
