Конспект лекций по Экологии Лекция 1

Вид материала

Конспект

Содержание Радиоактивное загрязнение водных систем Радиоактивные отходы Влияние малых доз радиации на здоровье детей. Не стохастические эффекты. Стохастические эффекты Влияние транспорта на окружающую среду 1. Автомобильный транспорт Влияние на человека отработавших газов автомобилей Состав отработавших газов (ОГ) Оксид углерода— Оксиды азота Соединения свинца Соединения свинца

Подобный материал:

• Предлагаемый конспект опорных лекций отражает традиционный набор тем и проблем курса, 1047.31kb.
• Конспект лекций 2008 г. Батычко В. Т. Административное право. Конспект лекций. 2008, 1389.57kb.
• Конспект лекций 2010 г. Батычко Вл. Т. Муниципальное право. Конспект лекций. 2010, 2365.6kb.
• Конспект лекций 2011 г. Батычко В. Т. Семейное право. Конспект лекций. 2011, 1718.16kb.
• Конспект лекций 2011 г. Батычко Вл. Т. Конституционное право зарубежных стран. Конспект, 2667.54kb.
• Конспект лекций 2010 г. Батычко В. Т. Уголовное право. Общая часть. Конспект лекций., 3144.81kb.
• Конспект лекций для студентов по специальностям 190302 «Вагоны», 783.17kb.
• Конспект лекций бурлачков в. К., д э. н., проф. Москва, 1213.67kb.
• Конспект лекций по курсу «Основы права» Кафедра экологии, 1252.59kb.
• Конспект лекций для студентов специальности 080504 Государственное и муниципальное, 962.37kb.

Радиоактивное загрязнение водных систем

1. В водах рек, протекающих по загрязненным территориям Европейской части России, наблюдались повышенные концентрации цезия-137 и стронция – 90.

2. На Южном Урале в р.Теча, куда в 40-50-х гг. производились сбросы жидких радиоактивных стоков ПО "Маяк", концентрации стронция-90 в речной воде в 100-1000 раз превышали фоновые.

3. Уровни загрязнения морской воды стронцием-90 также не изменились по сравнению с 1993 г. В водах Каспийского, Охотского, Карского и Баренцева морей, а также в водах Тихого океана, омывающих берега Камчатки, концентрация стронция-90 колебалась в пределах (0,03-0,6)410-12 Ки/л.

Радиоактивные отходы

Предприятия Минатома России, на которых сосредоточены
радиохимические производства (ПО "Маяк", Сибирский химический
комбинат, Горно-химический комбинат), продолжают оставаться
потенциальными источниками радиоактивного загрязнения прилегающих
территорий. В ходе их эксплуатации накоплено большое количество
жидких и твердых радиоактивных отходов, суммарная активность которых
достигает 1,5 млрд. Ки. Особую озабоченность вызывает сосредоточение
средне- и низкоактивных жидких отходов в открытых водоемах-
хранилищах радиоактивных отходов на указанных предприятиях. В оз.Карачай. служившем до последнего времени приемником среднеактивных отходов, находится около 120 млн.Ки активности, преимущественно за
счет стронция-90 и цезия-137. В каскаде промышленных водоемов,
созданных в пойменной части верховьев р. Теча после прекращения
сбросов в нее отходов радиохимического производства, накоплено 350
,- млн. мЗ загрязненной воды, являющейся по сути своей низкоактивными отходами с суммарной активностью около 200 тыс. Ки. Наличие поверхностных водоемов-хранилищ жидких отходов приводит к проникновению радиоактивных веществ в грунтовые и подземные воды. Под оз. Карачай сформировалась линза загрязненных подземных вод объемом около 4 млн. мЗ и площадью до 10 км2. Скорость пространственного перемещения загрязненных подземных вод достигает 80 м/год. Существует возможность проникновения этих вод в другие водоносные структуры и выноса радионуклидов в гидрографическую сеть.

В настоящее время на 29 энергоблоках АЭС страны хранится 140 тыс. мЗ жидких отходов общей активностью 29 тыс. Ки, 8 тыс. мЗ отвержденных отходов активностью 2 тыс. Ки и 120 тыс. мЗ твердых отходов (оборудование,строительный мусор).

К настоящему времени в хранилищах пунктов накоплено около 200 тыс. мЗ отходов общей активностью около 2 млн. Ки.

К настоящему времени из эксплуатации выведено 121 АПЛ (СФ -70,ТОФ - 51), активные зоны выгружены на 42 ПЛА (СФ - 18, ТОФ - 24). В большинстве случаев отработавшее топливо находится в реакторах 15 и более лет.

В составе выведенных из эксплуатации АПЛ - 4 лодки с аварийными реакторами, способы утилизации которых до сих пор не разработаны.

Хранилища отработавшего ядерного топлива Мурманского морского пароходства (плавтехбазы "Лотта", "Лепсе" и "Имандра"), береговые и * плавучие хранилища ОЯТ ВМФ - 4 береговых технических базы (БТБ) и 9 плавучих (ПТБ) - полностью загружены.

Влияние малых доз радиации на здоровье детей.

Воздействие различных видов ионизирующего излучения в больших дозах вызывает соматические эффекты у облученного индивидуума и генетические эффекты у потомства. Соматические эффекты подразделяются на ранние — нестохастические и поздние — стохастические. К нестохастическим эффектам относят развитие острой и хронической лучевой болезни, местные радиационные поражения (лучевые катаракта, ожоги), функциональные и морфологические изменения органов и систем. Стохастические эффекты включают развитие лейкозов, новообразований различной локализации и врожденной патологии, обусловленной тератогенным влиянием радиации на плод.

Не стохастические эффекты. Облучение в малых дозах радиации не вызывает острой и хронической лучевой болезни, а также местных радиационных поражений. Влияние допороговых доз на функциональное состояние и морфологию органов во многом зависит от величины дозы. При дозах, близких к пороговым (50—100 бэр общего облучения), возможны следующие соматические эффекты.

1.В костно-мышечной системе происходит замедление роста, зависящее от возраста в момент облучения (чувствительность к облучению обратно пропорциональна возрасту ребенка.

2. Сердце: также является радиорезистентным органом в отличие от сосудистой системы, которая реагирует на радиационное воздействие развитием синдрома вегетососудистой дистонии, связанным с повышенной возбудимостью высших вегетативных отделов нервной системы, вызывающей изменения в нейрогуморальных механизмах регуляции гемодинамики.

3. Морфологических изменений ЦНС, как правило, не отмечается, но возможно замедление созревания высших отделов головного мозга, что отрицательно сказывается на психическом развитии ребенка.

4. Желудочно-кишечный тракт поражается одним из первых при облучении в дозе свыше 100 бэр, но практически не страдает при допороговом лучевом воздействии.

5. Наиболее радиочувствительными элементами организма являются кроветворные клетки. При одномоментном облучении в дозе 50—100 бэр могут происходить нерезко выраженные изменения гемограммы (снижение количества тромбоцитов, лейкоцитов, эритроцитов). При хроническом облучении в суммарной дозе 50—100 бэр возможно развитие нарастающей нейхтропении, лимфоцитопении, тромбоцитопении, реже анемии.

6. Общее облучение до 100 бэр не вызывает изменений деятельности эндокринных желез. Локальное воздействие на щитовидную железу дозы 30—200 бэр может вызвать функциональные изменения, а дозы свыше 200 бэр — такие заболевания, как узловой зоб, аутоиммунный тиреоидит, приобретенный гипотиреоз, рак щитовидной железы.

В то же время у детей встречаются различные отклонения в состоянии здоровья. В настоящее время не установлена их прямая связь с радиоактивным воздействием. У большинства детей выявляются различные заболевания: хронический тонзиллит, хронические воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта (хронический гастродуоденит, хронический холецистохолангит), множественный кариес, гиперплазия щитовидной железы I—II степени без нарушения ее функции, расстройства вегетативной нервной системы (вегетососудистая дистония, астеновегетативный синдром). Для детей раннего возраста характерно наличие рахита, паратрофии, аллергодерматозов.


Стохастические эффекты. Увеличение числа онкологических заболеваний (и соответственно их проявлений в клинической практике) возможно через 2—4 года после облучения. Лейкозы являются одним из наиболее характерных радиационных стохастических эффектов. Не отмечено четкой зависимости увеличения частоты лейкозов, связанных с радиационным воздействием, у детей, проживающих вблизи ядерных производств и полигонов, и у взрослых участников ядерных испытаний. Среди детей, облученных в период внутриутробного развития в Хиросиме и Нагасаки, также не обнаружено повышенной склонности к заболеванию раком. При этом существует риск увеличения случаев лейкозов у детей, отцы которых работают на ядерных производствах. Отсутствует в настоящее время рост лейкозов или сблидных опухолей у детей из радиационого загрязненных областей.


Лекция 7.


ВЛИЯНИЕ ТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ


Наряду с энергетикой, промышленностью, сельским хозяйством и строительством на окружающую среду существенное воздей­ствие оказывает транспорт. Транспорт всегда играл важную роль в жизни человечества, но особенно его роль возросла в XX в. Рассто­яние между любыми двумя точками земного шара можно преодо­леть за несколько часов.

Различают следующие основные виды транспорта: автомобиль­ный, воздушный, железнодорожный, морской, речной, магист­ральный трубопроводный (нефтепроводы и газопроводы).

В настоящее время земной шар покрыт густой сетью путей сооб­щения. Протяженность магистральных автомобильных дорог мира с твердым покрытием превышает 11,5 млн км, воздушных линий — 5,3 млн км, железных дорог — 1,3 млн км, трубопроводов — около 1 млн км, внутренних водных путей — 600 тыс. км. Транспорт стал одной из крупнейших отраслей народного хозяйства. На транспор­те занято 9 % всех работающих в народном хозяйстве, транспор­том потребляется примерно 13% топливно-энергетических ресур­сов, расходуемых в народном хозяйстве. Большую долю транспорт­ной работы выполняет промышленный транспорт, в составе ко­торого примерно 30 — 35% перевозок совершают железные доро­ги и около 60% — автомобили, а оставшиеся 5 — 10% — конвей­ерные виды (трубопроводы, транспортеры, канатные дороги), а также речные и морские суда.

Воздействие различных видов транспорта на окружающую сре­ду происходит различными путями.

Современным крупным аэропортам тре­буется, как правило, 25 — 50 км² площади. Аэропорт в Далласе (штат Техас в США) занимает 70 км². Добавим к этому, что примерно 120 км² в зоне современного аэропорта становятся непригодными для заселения в основном по условиям безопасности полетов и чрезмерного шума.


Кардинально решает проблему экономии площадей строитель­ство железных и автомобильных дорог на эстакадах и особенно под землей. Но такие сооружения существенно повышают сто­имость транспортных сооружений: на эстакадах — в 1,5 — 2 раза, под землей — $ 3 — 4 раза. Во многих городах мира на эстакады подняты автомобильные и железные дороги, а также линии мет­рополитена. На эстакаду поднята скоростная железная дорога между Токио и Осака. С целью экономии площадей сооружаются также многоэтажные и подземные* гаражи и стоянки автомобилей. В Же­неве, например, подземный гараж размещен даже под частью площади озера. Строятся подземные железнодорожные вокзалы. Примером грандиозного подземного вокзала может служить но­вый вокзал в Токио. Уже давно практикуется использование тер­риторий, отвоеванных у моря. Наибольший опыт в этом отноше­нии накопили Нидерланды, примерно 1/3 территории которой когда-то была дном моря. Сегодня в Нидерландах изучаются и ре­ализуются возможности строительства новых островов в Север­ном море для размещения аэродромов, причалов для погрузки и разгрузки супертанкеров, а также мусоросжигательных станций и заводов по переработке отходов производства и быта.

В Японии значительная часть эстакады монорельсовой дороги, связывающей центр Токио с аэропортом, проходит не над бере­гом, а непосредственно над морем вдоль берега. Там же созданы искусственные острова. Токио и Осака частично стоят на земле, отвоеванной у моря. Голландский метод осушения территории с помощью дамб был использован в США при сооружении аэро­дрома в Чикаго на берегу озера Мичиган, а также в Великобрита­нии на ряде островов.

Все виды транспорта в той или иной степени вызывают загряз­нение водного бассейна. Наиболее распространенными загрязни­телями, которые вводятся транспортом в гидросферу, являются нефть и нефтепродукты. Эти загрязнения усиливаются из-за ава-

рий танкеров, перевозящих нефть. К 70-м годам XX в. многие круп­ные реки и озера оказались в той или иной степени загрязненны­ми. Загрязнена нефтью вода многих морей, особенно в бассейне Средиземного моря, в частности в районах Неаполя, Венеции, Генуи, Марселя. Нефтяная пленка задерживает на 35 — 40% ульт­рафиолетовое излучение и тем самым снижает фотосинтез и образо­вание биомассы в океане. Она же затрудняет обмен кислородом меж­ду гидросферой и атмосферой, а находящаяся в воде 1 т нефти по­глощает почти весь кислород, растворенный в 400 тыс. т воды. Нефть не только плавает, но и тонет, отравляя глубинные массы воды. Уже сегодня ущерб по объему морепродуктов, которыми пользуется че­ловек, оценивается в 20 млн т в год, или около 25%.

Транспорт вместе с промышленностью являются в настоящее время главными источниками загрязнения воздушного бассейна. Особую ответственность несет автомобильный транспорт. По аме­риканским данным, в 1960 г. на его долю приходилось более 55 % общей массы загрязнителей, при этом особенно много выбрасы­вается окиси углерода (81 %). Иными словами, транспорт выделя­ет значительную часть загрязнителей, приходящихся на энергети­ку, промышленность и прочие сферы экономики.

Современный автомобиль для сгорания 1 кг бензина расходует около 200 л кислорода. Это больше объема кислорода, вдыхаемого человеком на протяжении суток. В среднем при пробеге 15 тыс. км за год автомобиль сжигает 1,5 — 2 т топлива и 20 — 30 т кислорода. Реактивный пассажирский самолет при перелете из Парижа в Нью-Йорк тратит 35 т кислорода.


1. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

Автомобильный транспорт относится к основным источникам загрязнения окружающей среды [38]. В крупных городах на долю автотранспорта приходится более половины объема вредных вы­бросов в атмосферу. В мегаполисах эта величина еще больше: Санкт-Петербург — 71 %, Москва — 88%. Несоответствие транспортных средств экологическим требованиям при продолжающемся увеличении транспортных потоков и плохих дорожных условиях при­водит к постоянному возрастанию загрязнения атмосферного воз­духа, почв и водных объектов. Уровни загрязнения воздуха оксида­ми азота и углерода, углеводородами и другими вредными веще­ствами на большинстве автомагистралей в 5 —10 раз превышают предельно допустимые концентрации.

Большинство сортов применяемого ныне бензина содержит в качестве антидетонационной присадки тетраэтилсвинец (0,41 — 0,82 г/л). Бензин с такой присадкой называют этилированным. При­менение этой присадки позволяет сократить потребление топли­ва, но загрязняет атмосферу соединениями свинца.

В России в 1997 г. эксплуатировалось 22,5 млн единиц автомо­бильной техники, в том числе более 17,6 млн легковых автомоби­лей. В стране насчитывается около 4 тыс. крупных и более 200 тыс. мелких предприятий, занятых непосредственно перевозками.

Низкий технический уровень отечественных автомобилей и эксплуатацию, не соответствующую требованиям национальных стандартов, подтвердили результаты операции «Чистый воздух», проведенной в 1997 г. Практически во всех субъектах Российской Федерации отмечено, что доля автомобилей, эксплуатируемых с превышением действующих нормативов по токсичности и дым-ности, в среднем составляет 20 — 25 % и в отдельных регионах стра­ны достигает 40 %.

Основными причинами сложной экологической обстановки в городах, связанной с эксплуатацией автотранспорта, являются:

• отсутствие надлежащего контроля на предприятиях за со­блюдением нормативов государственных стандартов по токсично­сти и дымности отработавших газов транспортных средств;
  
• выпуск этилированных автомобильных бензинов, не позво­ляющих исключить выбросы соединений свинца и использовать каталитические нейтрализаторы;
  
• слабый контроль за качеством реализуемого моторного топ­лива;
  
• недостаточное внимание, уделяемое переводу автотранспор­та на менее токсичные виды топлива;
  
• въезд на территорию городов большегрузного транспорта;
  
• отсутствие достаточной нормативной базы, низкий эффект экономического механизма управления охраной окружающей сре­ды на транспорте.
  

В 2000 г. мировой парк автомобилей достиг примерно 1 млрд единиц, из которых 83 — 85 % приходится на легковые автомоби­ли, а 15—-17% — на грузовые автомобили и автобусы. Из общего числа легковых автомашин примерно 40 % сосредоточено в США, 10% — в Японии и 20% — в четырех европейских странах: ФРГ, Франции, Италии и Великобритании. На каждую 1000 жителей в 2001 г. в среднем приходилось: в США — 534 автомобиля, Фран­ции — 454, в Великобритании — 322, в России — 167 автомашин.

Если поставить все существующие сегодня в мире автомобили бампер к бамперу, они составят ленту в 4 млн км, которой 100 раз можно обмотать земной шар по экватору. Специалисты Массачу-" сетского технологического института (США) считают, что и по­сле 2000 г., несмотря на развитие сети общественного транспор­та, личные автомашины будут составлять примерно 75% всего транспортного парка.

Влияние на человека отработавших газов автомобилей

По воздействию на организм человека компоненты отработав­ших газов (табл. 4) подразделяются на:

токсичные — оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды, альдегиды, свинцовые соединения;

канцерогенные — бенз(а)пирен;

раздражающего действия — оксиды серы, углеводороды.

Влияние перечисленных компонентов отработанных газов на организм человека зависит от их концентрации в атмосфере и продолжительности воздействия.


Состав отработавших газов (ОГ)

Двигатели	Состав отработавших газов, %
			н2о (пар)	со2	СО		СХНУ	Сажа
Бензиновые	74—77	0,3—0,8	3-5,5	5-12	5-10	До 0,8	0,2-3	До 0,4
Дизельные	76-78	2—18	0,5-4	1-10	0,02-5	До 0,5	До 0,5	До 1,1
Состав выбросов	75	3	5	11	5	0,15	0,5	-
Масса выбросов при пробеге 15000 км за год	15т	0,6 т	1т	2,275 т	1т	30 кг	100 кг	-

Оксид углерода— газ без цвета и запаха.При вдыхании проника­ет в кровь и образует комплексное соединение с гемоглобином — карбоксигемоглобин. Оксид углерода реагирует с гемоглобином в 210 раз быстрее, чем кислород, что приводит к развитию кисло­родной недостаточности. Признаками кислородной недостаточно­сти являются нарушения в центральной нервной системе, пора­жение дыхательной системы, снижение остроты зрения. Увели­ченные среднесуточные концентрации оксида углерода способ­ствуют возрастанию смертности лиц с сердечно-сосудистыми за­болеваниями.

Оксид углерода в воздухе в зависимости от степени концентра­ции вызывает:

• слабое отравление через 1 ч (С = 0,05 об. %);
  
• потерю сознания через несколько вдохов (С = 1 об. %).
  Оксиды азота — смесь различных оксидов: NO₂, N₂O₃, N₂O₄.
  Наибольшую опасность представляет NO₂.
  

Воздействие оксидов азота на человека приводит к нарушению функций легких и бронхов. Воздействию оксидов азота в большей степени подвержены дети и люди, страдающие сердечно-сосуди­стыми заболеваниями.

Оксиды азота в воздухе в зависимости от концентрации вызы­вают:

• раздражение слизистых оболочек носа и глаз (С = 0,001 об.%);
  
• начало кислородного голодания (С = 0,001 об. %);
  
• отек легких (С = 0,008 об. %).
  

Сернистый ангидрид— бесцветный газ с резким запахом, хоро­шо растворяется в воде, образуя сернистую кислоту. Длительное воздействие даже относительно низких концентраций сернлеваний, способствует возникновению бронхитов, астмы и дру­гих респираторных заболеваний.

Сернистый ангидрид в воздухе в зависимости от степени кон­центрации вызывает:

• раздражение слизистой оболочки глаз, кашель (С = 0,001 % об.);
  
• раздражение слизистой оболочки горла (С = 0,002 об. %);
  
• отравление через 3 мин (С = 0,004 об. %);
  
• отравление через 1 мин (С = 0,01 об. %).
  

Углеводороды — группа соединений типа С_ХН_У. Обладают не­приятным запахом. В результате фотохимических реакций углево­дородов с оксидами азота образуется смог.

Бензапирен — полициклический и ароматический углеводород (ПАУ). При нормальных атмосферных условиях — кристалличес­кий продукт, плохо растворимый в воде. Попадая в организм че­ловека, ПАУ постепенно накапливается до критических кон­центраций и стимулирует образование злокачественных опухолей.

Сажа — твердый фильтрат отработавших газов, состоящий в основном из частиц углерода. Непосредственной опасности для человека не представляет. Влияние сажи проявляется в неприят­ном ощущении загрязненности воздуха. Сажа является адсорбен­том канцерогенных веществ (ПАУ до 2 %) и способствует усиле­нию влияния других токсических компонентов, например серни­стого ангидрида.

Соединения свинца появляются в отработавших газах в случаях применения тетраэтилсвинца — антидетонационной присадки к бензинам. Свинец способен накапливаться в организме, попадая в него через дыхательные пути, с пищей и через кожу. Поражает центральную нервную систему и кроветворные органы.

истого ангидрида увеличивает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, способствует возникновению бронхитов, астмы и дру­гих респираторных заболеваний.

Сернистый ангидрид в воздухе в зависимости от степени кон­центрации вызывает:

• раздражение слизистой оболочки глаз, кашель (С = 0,001 % об.);
  
• раздражение слизистой оболочки горла (С = 0,002 об. %);
  
• отравление через 3 мин (С = 0,004 об. %);
  
• отравление через 1 мин (С = 0,01 об. %).
  

Углеводороды — группа соединений типа С_ХН_У. Обладают не­приятным запахом. В результате фотохимических реакций углево­дородов с оксидами азота образуется смог.

Бензапирен — полициклический и ароматический углеводород (ПАУ). При нормальных атмосферных условиях — кристалличес­кий продукт, плохо растворимый в воде. Попадая в организм че­ловека, ПАУ постепенно накапливается до критических кон­центраций и стимулирует образование злокачественных опухолей.

Сажа — твердый фильтрат отработавших газов, состоящий в основном из частиц углерода. Непосредственной опасности для человека не представляет. Влияние сажи проявляется в неприят­ном ощущении загрязненности воздуха. Сажа является адсорбен­том канцерогенных веществ (ПАУ до 2 %) и способствует усиле­нию влияния других токсических компонентов, например серни­стого ангидрида.

Соединения свинца появляются в отработавших газах в случаях применения тетраэтилсвинца — антидетонационной присадки к бензинам. Свинец способен накапливаться в организме, попадая в него через дыхательные пути, с пищей и через кожу. Поражает центральную нервную систему и кроветворные органы.

Для многих крупных городов характерно превышение предель­но допустимой концентрации оксида углерода в 20 — 30 раз, с чем врачи связывают высокую смертность от инфаркта миокарда.

Концентрация оксидов азота в городах увеличивается в 10 — 100 раз. Поступающие в атмосферу оксиды азота сохраняются в ней в течение 3 — 4 дней. В результате фотохимических реакций на солнечном свету оксида азота образуется диоксид азота NO₂, ко­торый вместе с углеводородами является причиной образования токсических туманов, называемых смогами.

Продолжительность существования сернистого газа в атмос­фере — в пределах 10 ч. Выбросы SO₂ являются причиной выпаде-