Негативные факторы техносферы

                                                                                           Таблица 1.

      Источники и вещества, загрязняющие почву 

      Энергетические  загрязнения среды обитания. Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

      Вибрации  в городской среде и жилых  зданиях, источником которых является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту и конструкциям зданий.

      Шум в городской среде и жилых  зданиях создается транспортными  средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др. На городских магистралях и в прилегающих к ним территориях уровни звука могут достигать 70...80 дБа, а в отдельных случаях 90 дБА и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше. Источники инфразвука в техносфере (подвижные механизмы с большой поверхностью — виброплощадки, экскаваторы и т. п.) в отдельных случаях излучают уровни звукового давления, превышающие нормативные значения на значительных расстояниях от источника.

      Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям). Воздействие ЭМП промышленной частоты чаще всего связано с высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач и с источниками магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях. Зоны с повышенными уровнями ЭМП, источниками которых могут быть РТО и РЛС, имеют размеры до 100... 150 м. При этом даже внутри зданий, расположенных в этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.

      Значительную  опасность представляют магнитные  поля, возникающие в зонах, прилегающих к электрифицированным железным дорогам. Магнитные поля высокой интенсивности обнаруживаются и в зданиях, расположенных в непосредственной близости от этих зон.

      В быту источниками ЭМП и излучений  являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ  и другие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности (менее 70 %) создают паласы, накидки, занавески и т. д.

      Микроволновые печи в промышленном исполнении не представляют опасности, однако неисправность их защитных экранов может существенно повысить утечки электромагнитного излучения. Экраны телевизоров и дисплеев как источники электромагнитного излучения в быту не представляют большой опасности даже при длительном воздействии на человека, если расстояния от экрана превышают 30 см.

      Тепловые  загрязнения среды обитания возникают  в местах использования различных энергоносителей. Наиболее значительными источниками теплового загрязнения среды являются ТЭС и АЭС. Основная доля тепловых сбросов приходится на системы конденсации отработавшего пара турбин. Потребление воды в системе конденсации пара на ТЭС составляет до 150 л/(кВт • ч), что объясняется ограничением нагрева охлаждающей воды на величину не более 10 °С. При этом нагрев воды в естественных водоемах, куда сбрасывается теплота, не должен превышать 5 зимой и 3 °С летом.

      Основные  источники ионизирующего облучения человека в окружающей среде и средние эквивалентные дозы облучения приведены ниже (в скобках указаны доза для населения РФ на равнинной местности):

              мкЗв/год

      Естественный  фон:

      космическое облучение ………………….320(300)

      облучение от природных источников: 

      внешнее                                   350(320)

      внутреннее                               2000(1050)

      Антропогенные источники:

      медицинское обслуживание…………..  400...700(1500)

      ТЭС в радиусе 20 км………..                                     3…5

      АЭС в радиусе 10км …………………..                      1.35                 

      радиоактивные осадки (главным образом 

      последствия испытаний ядерного

      оружия  в атмосфере)                       75…200

      телевизоры, дисплеи          250...500 при 1< 10 см

      керамика, стекло                          10

      авиационный транспорт на высоте 12 км….             5кмЗв/ч

      Для человека, проживающего в промышленно  развитых регионах РФ, годовая суммарная эквивалентная доза облучения из-за высокой частоты рентгенодиагностических обследований достигает 3000...3500 мкЗв/год (средняя на Земле доза облучения равна 2400 мкЗв/год). Для сравнения предельно допустимая доза для профессионалов (категория А) составляет 50 • 10³ мкЗв/год.

      Доза  облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фоном ионизирующего облучения, что достигается применением средств коллективной защиты. В тех случаях, когда на объектах экономики нормативные требования и правила радиационной безопасности не соблюдаются, уровни ионизирующего воздействия резко возрастают.

      Миграция  радионуклидов в водоемах и грунте значительно сложнее, чем в атмосфере. Это обусловлено не только параметрами процесса рассеивания, но и склонностью радионуклидов к концентрации в водных организмах, к накоплению в почве. Ниже приведено распределение (%) отдельных радиоизотопов между составляющими пресноводного водоема: 

            Изотоп           Вода       Грунт     Биомасса 

      ³² P_{……………………………….}10            28          62

      ⁶⁰  O…………………….21           58          21

      ⁹⁰ Sr ……………………48            27          25

      ¹³¹ I …………………….58            13          29

      ¹³⁷С_{S……………………………….} 6              90          4

      Эти данные свидетельствуют о том, что  вода, составляющая 85 % массы Земли, содержит лишь 27 % радиоизотопов, а биомасса, составляющая 0,1 %, накапливает до 28 % радиоизотопов.

      Миграция  радиоактивных веществ в почве  определяется в основном ее гидрологическим  режимом, химическим составом почвы  и радионуклидов. Меньшей сорбционной емкостью обладают песчаная почва, большей — глинистая, суглинки и черноземы. Высокой способностью удержания в почве обладают ⁹⁰ Sr    и   ¹³⁷ Cs  Ориентировочные значения радиоактивного загрязнения сухой массы культурных растений следующие (Бк/кг):

                                           

                                                       ⁹⁰ Sr               ¹³⁷ Cs

      Пшеница…………………    2,849          10,730

      Морковь 0,555              1,887

      Капуста  0,469               2,109

      Картофель  1,185               1,406

      Свекла  0,666                1,702

      Яблоки  0,333                1,998

      Эти загрязнения, обусловленные глобальными  поступлениями радиоактивных веществ в почву, не превышают допустимые уровни. Опасность возникает лишь в случаях произрастания культур в зонах с повышенными радиоактивными загрязнениями.

      Уровень радиоактивности в жилом помещении  зависит от строительных материалов: в кирпичном, железобетонном, шлакоблочном доме он всегда несколько выше, чем в деревянном.

      Газовая плита приносит в дом не только токсичные газы N0_{x. .} CO и другие, включая канцерогены, но и радиоактивные газы. Поэтому уровень радиоактивности на кухне может существенно превосходить фоновый при работающей газовой плите. В закрытом, непроветриваемом помещении человек может подвергаться воздействию радона-222 и радона-220, которые непрерывно высвобождаются из земной коры. Поступая через фундамент, пол, из воды или иным путем, радон накапливается в изолированном помещении. Средние концентрации радона обычно составляют (кБк/м³): в ванной комнате 8,5, на кухне 3, в спальне 0,2. Концентрация радона на верхних этажах зданий обычно ниже, чем на первом этаже. Избавиться от избытка радона можно проветриванием помещения.

      В этом отношении поучителен опыт Швеции: с начала 50-х годов XX столетия в стране проводится кампания по экономии энергии, в том числе путем уменьшения проветривания помещений. В результате средняя концентрация радона в помещении возросла с 43 до 133 Бк/м³ при снижении воздухообмена с 0,8 до 0,3 м³/ч. По оценкам, на каждый I ГВт/год электроэнергии, сэкономленной за счет уменьшения проветривания помещений, шведы получили дополнительную коллективную дозу облучения в 5600 чел-Зв.

      Определенную  опасность представляют радионуклиды, поступающие в окружающую среду от объектов ядерного топливного цикла (ЯТЦ). По сообщению Центра общественной информации по атомной энергии (1993, № 5) годовая коллективная эквивалентная доза облучения, получаемая населением вблизи АЭС, составляет 2,5 чел-ЗвДГВт • год). Для сравнения, около ТЭС на мазуте — 0,5; на газе — 0,03; на угле — 4.

      95 % от всех ионизирующих загрязнений  ЯТЦ приходится на операции  по переработке облученного ядерного  топлива. Значительные проблемы существуют в переработке и захоронении высокоактивных ядерных отходов, количество которых в мире составляет ежегодно около 10 тыс. т.

      Из  рассмотренных энергетических загрязнений  в современных условиях наибольшее негативное воздействие на человека оказывают радиоактивное и акустическое загрязнения. 

2. Критерии безопасности и экологичности техносферы при её загрязнении отходами

      Критериями  безопасности техносферы при загрязнении ее отходами являются предельно допустимые концентрации веществ (ПДК) и предельно допустимые интенсивности потоков энергии (ПДУ) в ее жизненном пространстве.

      Текущие концентрации веществ регламентируют, исходя из предельно допустимых значений концентраций этих веществ в жизненном пространстве, соотношением:

                    Ci    ≤ ПДК                  (1)

      где с, — концентрация iго вещества в жизненном пространстве; ПДК, — предельно допустимая концентрация /-го вещества в жизненном пространстве.

      Для потоков энергии их текущие значения устанавливаются соотношениями:

      Ii  ≤ ПДУ или ∑  Ii  ≤ ПДУ           (2

      где Ii, — интенсивность i-го потока энергии; ПДУ — предельно допустимая интенсивность потока энергии; я — количество источников излучения энергии.