Классификация техногенных воздействий на ПС и принципы сохранения равновесия в природно-социотехногенных средах ( ПСТС).

Воздействие социотехногенеза (СТГ) на природную среду (ПС).

Классификация техногенных воздействий на ПС и принципы сохранения равновесия в природно-социотехногенных средах (ПСТС).

В обобщенном виде воздействие социотехногенеза на природную среду согласно общей модели ПСТС сводится к двум видам: - первое, извлечение из природной среды материальных природных ресурсов, необходимых человеку для его жизнеобеспечения, и второе, внесение в природную среду отработанных (использованных) в социотехногенезе вещественных и энергетических субстанций, именуемые в дальнейшем загрязнением природной среды, поскольку при этом все такого рода вещества и энергия наносят вред окружающей среде.

К категории воздействий «Извлечения из природной среды» относятся:

- извлечение пространственно-территориального ресурса, необходимого для размещения объектов техносферы и протекающих в них процессов. Это приводит к уменьшению биосферы, за счет перехода ее в техносферу и соответственно к уменьшению биосферного ресурса, понимаемого как возможность реализация природного гомеостазиса;

- извлечение из атмосферы воздуха для хозяйственного потребления, качественно лучшего, чем возвращаемого, что приводит к образованию тренда ухудшения осредненного состояния атмосферы в целом в процессе техногенеза;

- извлечение из гидросферы воды для хозяйственного потребления, качественно лучшей, чем возвращаемая, что приводит к образованию тренда ухудшения осредненного состояния гидросферы в целом в процессе техногенеза;

- извлечения биоресурсов из гидросферы;

- извлечение почвенно-земельных ресурсов для нужд агропромышленного комплекса, приводящее к уменьшению биоразнообразия экологических систем и уменьшению их устойчивости;

- извлечение из недр земли топливно-энергетических полезных ископаемых;

- извлечение из недр земли минерально-сырьевых ресурсов;

- вырубка лесов на поделочную древесину;

- извлечение биоресурсов леса;

Все эти извлечения приводят к истощению невозобноовляемых природных ресурсов и к снижению потенциала природных защитных механизмов, когда речь идет биоресурсах экологических систем.

К категории воздействий «Внесения в природную среду» относятся:

- химические загрязнения во всех агрегатных состояниях;

- биологическое загрязнение;

- физические загрязнения.

Укрупненное разделение воздействий СТГ на ПС может быть дополнено следующей их классификацией:

- по природе происхождения: физические, химические, биологические;

- по времени проявления отрицательных последствий: импульсивные (в виде кратковременных воздействий) и кумулятивные (накопление и суммирование действия);

- по направленности воздействия на окружающую среду: связанные с атмосферой, гидросферой, литосферой, комплексные;

- по сфере деятельности человека: при строительстве, при производстве, при эксплуатации, при техническом обслуживании, при утилизации и др.;

- по локализации на территории: сконцентрированные (например, место захоронения отходов) и рассеянные (например, загрязнение почвы осаждаемыми из атмосферы выбросами).

- по приносимому ущербу: социальный, технический, экономический, экологический и др.;

- по силе воздействия на экосистему: - допустимое, кризисное.

- по откликам обратной реакции и возможным последующим состояниям экологических систем: - адаптационное восстановление, восстановление с помощью специальных программ, частичное восстановление, восстановление невозможно

Последние два критерия взаимосвязаны между собой, что может быть проиллюстрировано следующим рисунком (рис.2.8)

Для оценки уровня воздействия техногенеза на окружающую среду используют следующие интегральные характеристики:

- абсолютные потери окружающей среды, измеряемые в конкретных единицах измерения состояния биоценозов (флоры, фауны);

- компенсационные возможности экосистем, характеризующие их восстанавливаемость в естественном или искусственном режиме, создаваемом принудительно.

Эти характеристики и их соотношения позволяют определить экологическую безопасность в регионах расположения техносистем.

Виды загрязняющих воздействий СТГС и их влияние на биосферу и здоровье людей.

Загрязнение пестицидами.

Пестициды (лат. Pestis – зараза, caedo – убиваю) (ядохимикаты) – химические препараты для борьбы:

– с сорняками – гербициды

– с вредными насекомыми – инсектициды, аккарициды

– с болезнями сельскохозяйственных растений – фунгициды, бактерициды

В группу пестицидов включают дефолианты, десиканты, ренуляторы роста. Систематическое загряненеи окружающей среды приводит к уничтожению полезных насекомых, птиц, рыб, зверей, а также отравлению людей непосредственно пестицидами или продуктами в которых они способны накапливаться.

Пестициды применяются при химических методах борьбы с вредителями и болезнями растений. Зная фенологию насекомых можно совместить борьбу с несколькими видами вредителей, а различное сочетание химических веществ дает возможность провести ее одновременно против насекомых и возбудителей заболеваний растений.

Пестициды различают по степени токсичности. Показатели токсичности обозначают буквенными символами, например ЛД – летальная доза, СД₅₀ – доза, вызывающая смертность в 50% случаев.

Приготовление рабочего пестицидного состава на основе заводских концентратов осуществляется по следующей формуле:

Н = а*В/К,

где: Н – искомое количество исходного препарата;

а – требуемая концентрация рабочей жидкости;

В – требуемое количество рабочей жидкости;

К – концентрация заводского препарата.

Пестициды, являясь мощным средством, сдерживающим массовое размножение вредных для зеленых насаждений организмов, оказывают на окружающую среду вредное влияние, загрязняют остатками препарата растения, почву, воздух, воду; отравляют птиц и полезных насекомых; способствуют возникновению устойчивых популяций вредных организмов и др. Поэтому применение пестицидов должно быть крайне осторожным и ограниченным. Химическая обработка насаждений прекращается при выкорме птицами птенцов и при наличии полезной численности энтомофагов. Предпочтение должно отдаваться выборочным, очаговым обработкам растений.

Гербициды. Являются средством борьбы с сорной растительностью. Эти препараты должны достаточно полно уничтожать сорные растения, не обладать длительным сроком разложения в растениях и почве и быть малотоксичными для человека и теплокровных животных. По принципу действия на растения гербициды делят на две группы:

1. Гербициды сплошного действию, общеистреболяющие, которые применяют для уничтожения растительности вокруг промышленных объектов, под линиями электропередач, на железнодорожных и шоссейных дорогах, для борьбы с зарастанием дренажных систем, (сульфат аммония, трихлорацетат натрия, симазин, атразин).

2. Гербициды избирательного действия (линурон, далапон, карагарда и др.)

Гербициды обладают теми же вредными свойствами, что и пестициды, их применение оказывают отрицательное воздействие на окружающую природную среду и, поэтому, должно быть крайне осторожным и осмотрительным.

 

Шумовое загрязнение.

Шумовое загрязнение окружающей среды в последние десятилетия становится одной из самых актуальных проблем мегаполисов. Вызывает беспокойство снижение слуха у подростков и увеличение количества психических заболеваний у людей, работающих на производствах, связанных с сильным шумом.

Фактически нет ни одной отрасли производства, где бы шум не был в числе ведущих негативных производственных факторов. Литейное и металлообрабатывающее производство, лесозаготовительные и строительные работы, добыча полезных ископаемых, текстильная и обрабатывающая промышленности, производство строительных материалов и транспорт –везде шум оказывает вредное влияние на слух и весь организм человека, его психическое и физическое здоровье..

Шумом принято считать любой нежелательный звук или совокупность беспорядочно сочетающизся звуков различной частоты и интенсивности, оказывающих неблагоприятное воздействие на организм человека, мешающих его работе и отдыху.

Слуховой аппарат человека устроен очень сложно. Звук - это волновое колебание, передающееся через воздух и другие компоненты атмосферы. Эти колебания воспринимаются сначала барабанной перепонкой человеческого уха, потом передаются в среднее ухо и через него в мозг. Звуки проходят через 25 тысяч клеток, прежде чем осознаются.

Человеческое ухо способно воспринимать звуки в диапазоне от 15 до 20000 колебаний в секунду. Меньшая частота называется инфразвуком, а более высокая - ультразвуком.

Многие живые существа прекрасно воспринимают и используют инфразвуки и ультразвуки. Например, в диапазоне ультразвуков общаются дельфины и летучие мыши, а в диапазоне инфразвуков – слоны и некоторые рыбы.

Основными характеристиками звуковых волн являются: частота, длина волны, скорость и интенсивность.

Первые три параметра связаны между собой следующей формулой:

где:

λ – длина волны, м;

c - скорость волны, м/с;

f – частота волны, 1/с.

Интенсивность генерируемых волн определяется звуковой мощностью источника, Вт.

Плотность потока звуковой энергии, приходящейся на единицу площади, перпендикулярной к направлению волны, называется интенсивностью или силой звука:

 

), [Вт/м²],

где:

Р – звуковое давление, оцениваемое как разность возмущенной и невозмущенной среды, Па;

ρ – плотность среды, кг/м³.

В современной акустике для целей измерения звука принято использовать относительные логарифмические единицы - децибелы (дБ), называемые:

- уровнем интенсивности звука - L_j-

 

, [дБ],

где:

 - уровень интенсивности звука, дБ;

J – интенсивность звука в конкретной точке, Вт/см^2;

J₀ - интенсивность звука, едва воспринимаемая человеком на частоте 1000 Гц (порог слышимости), принята стандартной – 10^-12Вт/м²;

- уровнем давления звука -

, [дБ];

где:

 - уровень давления звука, дБ;

P – давление звука в конкретной точке, Па;

P₀ – давление звука на пороге его слышимости частотой 1000 Гц, принятое стандартным – 2*10^-5 Па.

Порог слышимости - минимальная величина звукового давления, при которой звук данной частоты может быть ещё воспринят ухом человека. Величину порога слышимости принято выражать в децибелах, принимая за нулевой уровень звукового давления 2·10⁻⁵Н/м² или 20·10⁻⁶Н/м² при частоте 1 кГц (для плоской звуковой волны), что соответствует интенсивности звука 1·10⁻¹²Вт/м². Порог слышимости зависит от частоты звука.

Вследствие зависимости восприимчивости уха человека к различным частотам, воспринимаемые ухом как одинаковые по уровню громкости сигналы различной частоты имеют, как правило, различные уровни звукового давления. Наибольшая чувствительность наблюдается на частоте, близкой к 1 кГц. На рис. 2.9 представлен приближенный вид кривой слухового диапазона человека.

 

Рис. 2.9. Приближенная кривая слухового диапазона человека.

 

Для определения уровня шумности в диапазоне звуковых частот используются шумомеры с коррекцией частотной амплитудной характеристики, приближающей выходной сигнал к регистрируемому среднестатистическим ухом. Результаты измерений приводят к дБ относительно частоты 1 кГц с учетом такой корректировки. В таком случае обычно указывается условное наименование такой корректировки – шкалы А,В, D. Наиболее часто это шкала А, а соответствующие уровни записывают в виде... дБ(А) или... дБА.

Вред шума для человека:

Длительное воздействие звуков даже невысокой интенсивности может вызвать повышение давления и расстройство деятельности сердечно-сосудистой системы.

Сильно действует загрязнение шумовое на мозговую деятельность. Постоянный шум вызывает агрессивность, раздражительность, нарушение сна и угнетение центральной нервной системы.

Длительный шум повреждает зрительный и вестибулярный аппарат. Чем выше интенсивность звуков, тем хуже человек реагирует на происходящие события. Шум около 90 дБ приводит к потере слуха, а более 140 дБ может вызвать разрыв барабанных перепонок.

При длительном воздействии интенсивного шума на уровне 110 дБ у человека возникает чувство опьянения, похожее на алкогольное.

Влияние шума на окружающую среду

Постоянные громкие звуки разрушают растительные клетки. Растения в городе быстро засыхают и гибнут, деревья живут меньше. Пчелы при интенсивном шуме теряют способность ориентироваться. Дельфины и киты выбрасываются на берег из-за сильных звуков работающих сонаров. Шумовое загрязнение городов приводит к постепенному разрушению сооружений и механизмов.

(http://fb.ru/article/162492/zagryaznenie-shumovoe-shumovoe-zagryaznenie-okrujayuschey-sredyi)

 

Гигиеническое нормирование шума

Степень вредного воздействия шума зависит от его интенсивности, спектрального состава, времени воздействия, места нахождения человека, характера выполняемой им работы и индиви­дуальных особенностей.

При гигиеническом нормировании в качестве допустимого устанавливается такой уровень шума, действие которого в течение длительного времени не вызывает изменений комплекса физиологических показателей, отражающих реакции наиболее чувствительных к шуму систем организма.

Нормативные уровни звукового давления и уровни звука для помещений жилых и общественных зданий, территорий микрорайонов, мест отдыха устанавливаются в соответствии с санитарными нормами допустимого шума (табл. 2.24).

 

 

Таблица 2.24

Допустимые уровни шума на территориях различного хозяйственного назначения

 

Наименование территории	Эквивалентный уровень шума, дБА
	днем с 7 до 23 часов	ночью с 23 до 7часов
Селитебная зона населенных мест	55	45
Реконструируемая жилая застройка	60	50
Территории жилой застройки вблизи аэропортов и аэродромов	65	55
Зоны массового отдыха и туризма	50	30-35
Санитарно-курортная зона	40-45	30-35
Территории заповедников и заказников	До 25	До 20

 

Допустимый шум уличного движения у стен домов не должен превышать днем 50 дБ и ночью 40 дБ, а общий уровень шума в жилых помещениях - 40 дБ днем и 30 дБ ночью.

В качестве допустимых параметров авиационного шума на местности в условиях жилой застройки могут быть приняты максимальные уровни звука 75 дБ ночью и 85 дБ днем и эквивалентные уровни звука 55 дБА ночью и 65 дБА днем.

В России приняты нормы шума, которые основываются на спектральной и интегральной оценке; за рубежом применяются нормы, устанавливающие ПДУ звука в акустических децибелах.

Для шума, создаваемого автомобильным и железнодорожным транспортом, а также для авиационного шума на расстоянии 2 м от ограждающих конструкций первого эшелона шумозащитных типов жилых зданий, обращенных в сторону образца, допускается превышение эквивалентного и максимального уровней звука на 10 дБА.

 

Воздействие социотехногенеза (СТГ) на природную среду (ПС).

Классификация техногенных воздействий на ПС и принципы сохранения равновесия в природно-социотехногенных средах (ПСТС).

В обобщенном виде воздействие социотехногенеза на природную среду согласно общей модели ПСТС сводится к двум видам: - первое, извлечение из природной среды материальных природных ресурсов, необходимых человеку для его жизнеобеспечения, и второе, внесение в природную среду отработанных (использованных) в социотехногенезе вещественных и энергетических субстанций, именуемые в дальнейшем загрязнением природной среды, поскольку при этом все такого рода вещества и энергия наносят вред окружающей среде.

К категории воздействий «Извлечения из природной среды» относятся:

- извлечение пространственно-территориального ресурса, необходимого для размещения объектов техносферы и протекающих в них процессов. Это приводит к уменьшению биосферы, за счет перехода ее в техносферу и соответственно к уменьшению биосферного ресурса, понимаемого как возможность реализация природного гомеостазиса;

- извлечение из атмосферы воздуха для хозяйственного потребления, качественно лучшего, чем возвращаемого, что приводит к образованию тренда ухудшения осредненного состояния атмосферы в целом в процессе техногенеза;

- извлечение из гидросферы воды для хозяйственного потребления, качественно лучшей, чем возвращаемая, что приводит к образованию тренда ухудшения осредненного состояния гидросферы в целом в процессе техногенеза;

- извлечения биоресурсов из гидросферы;

- извлечение почвенно-земельных ресурсов для нужд агропромышленного комплекса, приводящее к уменьшению биоразнообразия экологических систем и уменьшению их устойчивости;

- извлечение из недр земли топливно-энергетических полезных ископаемых;

- извлечение из недр земли минерально-сырьевых ресурсов;

- вырубка лесов на поделочную древесину;

- извлечение биоресурсов леса;

Все эти извлечения приводят к истощению невозобноовляемых природных ресурсов и к снижению потенциала природных защитных механизмов, когда речь идет биоресурсах экологических систем.

К категории воздействий «Внесения в природную среду» относятся:

- химические загрязнения во всех агрегатных состояниях;

- биологическое загрязнение;

- физические загрязнения.

Укрупненное разделение воздействий СТГ на ПС может быть дополнено следующей их классификацией:

- по природе происхождения: физические, химические, биологические;

- по времени проявления отрицательных последствий: импульсивные (в виде кратковременных воздействий) и кумулятивные (накопление и суммирование действия);

- по направленности воздействия на окружающую среду: связанные с атмосферой, гидросферой, литосферой, комплексные;

- по сфере деятельности человека: при строительстве, при производстве, при эксплуатации, при техническом обслуживании, при утилизации и др.;

- по локализации на территории: сконцентрированные (например, место захоронения отходов) и рассеянные (например, загрязнение почвы осаждаемыми из атмосферы выбросами).

- по приносимому ущербу: социальный, технический, экономический, экологический и др.;

- по силе воздействия на экосистему: - допустимое, кризисное.

- по откликам обратной реакции и возможным последующим состояниям экологических систем: - адаптационное восстановление, восстановление с помощью специальных программ, частичное восстановление, восстановление невозможно

Последние два критерия взаимосвязаны между собой, что может быть проиллюстрировано следующим рисунком (рис.2.8)

Для оценки уровня воздействия техногенеза на окружающую среду используют следующие интегральные характеристики:

- абсолютные потери окружающей среды, измеряемые в конкретных единицах измерения состояния биоценозов (флоры, фауны);

- компенсационные возможности экосистем, характеризующие их восстанавливаемость в естественном или искусственном режиме, создаваемом принудительно.

Эти характеристики и их соотношения позволяют определить экологическую безопасность в регионах расположения техносистем.