 |
Характерной особенностью современной жизни явился стремитель-ный рост урбанизации. К концу столетия преобладающим в мире станет городское население.
|
|
|
|
Характерной особенностью современной жизни явился стремитель-ный рост урбанизации. К концу столетия преобладающим в мире станет городское население.
Заботой экологов и архитекторов должны быть программы по про-ектированию городов с учетом всех особенностей геологической и биологи-ческой среды. Такова программа «Экополис», идеализированный объект, где сбалансированы взаимоотношения города и окружающей среды.
Контрольные вопросы:
1. Какими средствами достигалась независимость человека от среды?
2. Каковы плюсы и минусы промышленной революции?
69 70
3. Почему идет процесс урбанизации, несмотря на ухудшение жизни в больших городах?
4. В сходство и различие экологических и экосоциальных связей?
5. Каким образом человек преодолевает дефицит пищевых ресурсов и тем самым расширяет социально-экологическую ёмкость среды своего обитания?
6. Назовите основные причины ускоренного роста численности населе-ния Земли?
Лекция 9. Влияние шума, электромагнитного излучения и радиации
на организм человека. Проблемы отходов
- Проблемы шума в городах.
- Иммунитет и радиация.
- Отрицательное влияние электромагнитных полей.
- Промышленные и твердые бытовые отходы.
Влияние шума на организм человека. Серьезным фактором, ухудшаю-щим жилищную среду большого города, является шум. Шумы городской среды воздействуют на человека на производстве, на улицах городов, дома.
|
|
|
Уровни шума (звукового давления) измеряются в децибелах (дБ). Напри-мер, обычный разговор на расстоянии 1 м создает шум в 65 дБ, звон будильни-ка — 80 дБ, поезд на расстоянии 7м — 90—93 дБ, взлетающий реактивный са-молет с 25 м — 140 дБ. Средний уровень шума в 50-тысячном городе составля-ет 55 дБ.
Неприятные ощущения у человека возникают при уровне шума от 60 до
90 дБ. При 129 дБ появляются болевые ощущения, а при 150 дБ возникает не-обратимая потеря слуха.
В настоящее время в крупных городах интенсивность шума увеличилась на 10—15 дБ за счет трамваев, троллейбусов, автобусов. Самым шумным горо-дом считается Рио-де-Жанейро, уровень шума в районе Капакабана — более 80 дБ. Это грозит его обитателям нарушениями слуха и заболеваниями сердца.
Основным источником шума в городах является транспорт. На шумовой режим жилой среды оказывают влияние промышленные и коммунальные объ-екты. Уровни шума этих объектов обычно ниже транспортных, но физические характеристики производственных шумов (тотальный, ударный, импульсный и т. д. ) создают неблагоприятные условия для проживания. В совокупности все эти источники создают постоянный звуковой фон, сопровождающий людей и когда они трудятся, и в нерабочее время. Особенностью шумов является их не-периодичность, т. е. усиления и спады их уровней наступают внезапно и по продолжительности сильно варьируют.
При открытых окнах квартир люди подвергаются 10-кратному воздейст-вию шума по сравнению с квартирами, оборудованными кондиционерами и стеклопакетами. Вследствие длительного воздействия этого фактора на окру-
жающую среду современный городской человек потерял слуховую чувстви-тельность. Так, например, аборигены Африки в состоянии слышать звук часто-той до 28 тыс. герц, а жители Нью-Йорка воспринимают звуки частотой только до 8 тыс. герц. Возникают опасения, что в урбанизированных районах под воз-действием все возрастающего шума могут рождаться глухие дети. Шум спосо-бен привести клетки органов слуха и нервную систему к деградации и гибели.
|
|
|
Из древней истории сохранился пример, когда император, живший в III веке до н. э., издал указ, гласивший: «Повелеваю не вешать преступников: пусть флейты, барабаны и колокольчики непрерывно звучат до тех пор, пока приго-воренный не упадет бездыханным; и это будет самая мучительная смерть, ка-кую только можно себе представить. Звоните беспрерывно в колокольчики, по-ка преступник не потеряет рассудок и не умрет».
Организм часто реагирует на шум на бессознательном уровне, но все рав-но такое воздействие вызывает повышенное психическое напряжение. Громкий звук, отрицательно действуя не только на слух, приводит к нарушениям дея-тельности нервной системы, повышенной утомляемости, ослабляет внимание. Страдает и сердечнососудистая система. Наиболее чувствительны к шуму дети. Но даже и воины могут быть сломлены «звуковой атакой». Известен случай взятия таким образом пещерного города Чуфут-кале в Таврии. Город-крепость, расположенный на обрыве, был практически неприступен. И тогда атакующие татарские воины решили взять город шумом - они много дней и ночей создава-ли сокрушительный шум; одни отряды сменяли другие, а те, кто был в крепо-сти, не знали сна и покоя. Они не выдержали этой изнурительной психической атаки и сдали город.
Длительное воздействие городского шума на человека ведет к снижению производительности труда. Общая заболеваемость рабочих шумных цехов в среднем на 25% выше, чем у рабочих тихих цехов. Однако разные звуки по-разному действуют на организм. Например, гнетущая тишина плохо действует на работоспособность. Звуки определенной силы стимулируют мышление, осо-бенно счет. Звуки капель дождя, падающих в ритме человеческого пульса, на-вевают сон. Каждый человек воспринимает шум по-своему, но в условиях го-рода происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Человек на-чинает хуже слышать сначала высокие звуки, а потом низкие, постепенно мо-жет произойти потеря слуха.
Шумовые раздражители вызывают перенапряжение нервной системы, способствуют возникновению вегетососудистой дистонии. Авиационный шум ведет к возникновению сердечнососудистых заболеваний. Шум нарушает сон, вызывает головную боль, испуг, тревогу; развиваются неврозы, проявляется повышенная агрессивность; инфразвуки могут вызывать растерянность и сла-бость, вплоть до полной прострации.
|
|
|
Для того чтобы уберечь здоровье от шумовых воздействий, необходимо принимать определенные меры: строительство квартир с малой акустикой (ра-мы с тройным остеклением), озеленение, строительство домов по «замкнутой
71 72
системе». Автострады должны пролегать в выемке, т. е. ниже уровня жилых зданий.
В настоящее время, кроме шумовых воздействий, человек подвергается физическому действию и других факторов: радиации, электромагнитных полей.
Иммунитет и радиация. Одним из мощных факторов, разрушающихздоровье человека, является повышенное радиоактивное излучение. Оно вызы-вается превышением естественного уровня содержания радиоактивных веществ
в среде. Человек привык жить в условиях естественного фонового радиоактив-ного облучения. Однако повышенное облучение приводит к снижению имму-нитета, раковым заболеваниям, лучевой болезни. Еще сильнее влияет на здоро-вье употребление пищи, зараженной радиоактивными веществами.
К радиоактивному, или ионизирующему, излучению относят рентгенов-ское и гамма-излучение.
Радиоактивные атомы вызывают ионизацию других атомов и молекул. При взаимодействии их с другими молекулами возникают свободные радикалы
— молекулы или атомы, имеющие неспаренные электроны, которые атакуют биологические макромолекулы — белки, ДНК, т. е. вносят нарушения и изме-нения в генную программу организма. Это может проявляться в мутациях или предмутационных изменениях. Свободные радикалы нарушают белково-липидные структуры. Ионизирующее излучение ведет к нарушению структуры и функций иммунной системы, возникают иммунодефицитные состояния. В ре-зультате резко увеличивается число инфекционных, аутоиммунных и онколо-гических заболеваний.
|
|
|
Иммунитетом называют способность иммунной системы к отторжению чужеродных тел. Макрофаги и лимфоциты — основные клетки иммунной сис-темы. Иммунный ответ проходит две стадии: 1) узнавание чужеродных молекул и выработка белков-интерлейкинов; 2) разрушение чужих клеток и макромо-
лекул. На этих двух стадиях работают разные виды клеток иммунной системы. При интенсивном радиоактивном облучении погибают любые делящиеся
клетки. Таким образом, может погибнуть много быстро делящихся лимфоцитов
— это выведет из строя иммунную систему.
Лучевая болезнь возникает, когда гибнут все интенсивно делящиеся клет-ки и обновляющиеся ткани. К ним относятся кроветворная, иммунная, генера-тивная ткани, слизистые ткани кишечника. При лучевой болезни они поража-ются первыми.
В зависимости от дозы облучения, которая измеряется в греях, могут раз-виваться церебральная, кишечная, костно-мозговая форма лучевой болезни, иммунодефицитные состояния или канцерогенез.
Кроме того, после облучения начинает активизироваться как патогенная, так и облигатная (безвредная и полезная) микрофлора, и последняя начинает проявлять патогенные свойства. Условно-патогенные микробы становятся па-тогенными. Наступает снижение устойчивости к инфекционным заболеваниям. Полное выздоровление облученных клеточных популяций наступает редко.
Так, проводились медицинские наблюдения за населением Чернобыля и Семипалатинска. Иммунная система людей, находившихся в то или иное время
в районе катастрофы, оказалась существенно нарушенной, особенно у детей. Острее и продолжительнее стали хронические неспецифические заболевания. Участились заболевания дыхательных путей, ОРЗ, увеличились размеры щито-видной железы.
Если радиацией поражается тимус (вилочковая железа), это вызывает преждевременное старение, так как снижается уровень тимусных гормонов. Ес-ли радиоактивные изотопы попадают внутрь, они становятся источником по-стоянного излучения. Например, стронций-90 концентрируется в костях и по-стоянно действует на кроветворную систему, убивая все ее молодые элементы. Изотоп йода накапливается в щитовидной железе, сильнее всего действует на близлежащий тимус. Селен-75 нарушает циркуляцию лимфоцитов.
Вещества, способные защищать от губительного воздействия радиации, называются радиопротекторами.
|
|
|
Радиопротекторы типа антиоксидантов могут ослабить действие радиа-ции в два и более раз (цистеин, цистеамин, дибунал, медин).
Для того чтобы предотвратить канцерогенез, снижают калорийность пи-щи и проводят витаминизацию в течение всего года.
Пектин и пектиносодержащие продукты способны связывать и выводить из организма металлы (стронций, цезий, свинец, ртуть) и уменьшают всасыва-ние радионуклидов. Это салаты, соки из овощей и фруктов. В рацион надо вво-дить щавелевую кислоту, лимоннокислый натрий, глюконат кальция, насыщать организм солями кальция и фосфора.
Один из эффективных радиопротекторов — витамин А или его провита-
мин бетакаротин. Более желателен комплекс: витамин А, витамины Е и С.
Для лечения применяют иммуномодулирующие вещества — препараты тимуса: тималин, тактивин, тимоптин, тимоген.
Основным источником радиоактивного заражения в помещениях является инертный радиоактивный газ радон. Он образуется при распаде радиоактивных веществ, содержащихся в почвах и многих минералах. Просачиваясь через фундамент и пол из грунта или высвобождаясь из материалов, использованных при строительстве, радон накапливается в помещениях. В результате возникают довольно высокие уровни радиации. Медицинские последствия этого выража-ются в росте числа раковых заболеваний. Поэтому необходима оценка радиоак-тивной обстановки в помещениях.
Отрицательное влияние электромагнитных полей. Магнитное полеЗемли — это естественное электромагнитное поле. Под влиянием корпускуляр-ных потоков (движущихся частиц) в магнитном поле Земли наступают кратко-временные изменения. Это называется магнитной бурей.
Изменения в геомагнитном поле (ГМП) Земли связаны в основном с сол-нечной активностью. Если на Солнце произошла вспышка, то в сторону Земли вырывается быстрый поток солнечной плазмы, вызывая «солнечный ветер», ко-торый и вносит изменения в геосферу Земли. ГМП действует на все живое, в
73 74
том числе и на человека. В периоды магнитных бурь увеличивается количество сердечнососудистых заболеваний, ухудшается состояние людей, страдающих гипертонической болезнью (повышением кровяного давления). Действие элек-тромагнитных полей выводит человека из состояния устойчивого равновесия. Так, ученым А. Л. Чижевским было установлено, что вспышки эпидемий гриппа связаны с солнечной активностью. Чем больше пятен на Солнце, тем больше вероятностей вспышек гриппа. Частота гипертонических кризов также зависит от геомагнитных бурь. Геомагнитые возмущения увеличивают число дорожно-транспортных происшествий, у больных шизофренией увеличивается количе-ство приступов.
Геофизические аномалии могут привести к утрате навигационных спо-собностей у птиц — у них наступает полная дезориентация; у животных на-блюдается нарушение условных рефлексов. В годы «спокойного» Солнца отме-чено меньше инфарктов миокарда, мозговых инсультов.
Кроме естественного электромагнитного поля, в современных условиях появились искусственные электромагнитные поля (ЭМП), которые в отдель-ных районах к сотни раз выше среднего естественного поля. Источники ЭМП
— радиопередающие устройства, линии электропередач, городской электро-
транспорт. В настоящее время большая часть населения живет в условиях по-вышенной активности ЭМП. За последние годы в городах число разнообразных источников ЭМП во всем частотном диапазоне резко увеличилось. Это и ра-диотелефоны, радары ГАИ, микроволновые печи, компьютеры и так далее. Ис-точники электромагнитных полей приводят к нарушениям в системах, органах и тканях, а также к функциональным изменениям в сердечнососудистой и эн-докринной системах человека. Чаще встречаются электрические поля промыш-ленной частоты (ЭППЧ), вызывающие головную боль, чувство усталости, ухудшение аппетита, раздражительность, ухудшение оперативной памяти, из-менение кардио- и энцефалограммы, катаракту хрусталика глаза.
По мнению врачей, наиболее чувствительными к ЭМП являются нервная, иммунная, эндокринная и половая системы.
У подопытных животных при действии ЭМП наблюдается угнетение ус-ловно-рефлекторной деятельности, реакции запаздывают, бывает выпадение условных рефлексов и полное отсутствие двигательной активности.
СВЧ-волны малой интенсивности действуют на репродуктивную функ-цию животных. Радиочастоты влияют на морфологический состав крови и об-мен веществ. Происходит перераспределение жизненно важных микроэлемен-тов: меди, цинка, железа, кобальта.
Резкие нарушения под действием слабых ЭМП наблюдаются в период роста и развития организмов. Особенно велика чувствительность организмов к многократному действию ЭМП. При этих условиях наблюдается кумулятивный эффект (эффект накопления).
Как должна быть налажена защита от ЭМП радио-и телепередающих уст-ройств?
Основные источники высокочастотной энергии - радио- и телепередаю-щие центры и радиолокаторы. Поэтому такие центры должны быть размещены за пределами населенных мест. Антенны устанавливают на насыпях. Не допус-кается их размещение вблизи жилых и общественных зданий, должны сущест-вовать санитарно-защитные зоны, где нет строений.
Промышленные и твердые бытовые отходы. Одними из основных ис-точников загрязнения городских территорий являются промышленные, обра-зующиеся в результате производственного процесса, и твердые бытовые отхо-ды (ТБО), возникающие в процессе жизни человека в жилище и в результате амортизации предметов быта.
Еще в V веке до н. э. в Афинах был издан первый (из известных) эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривалась организация специальных свалок, и мусорщикам предписывалось сбрасывать отходы далеко за городом.
В крупных городах России ежегодно накапливается до 1 и более тонн от-ходов на 1 жителя. В целом же промышленными методами перерабатывается только 3—5% ТБО, остальное вывозится на свалки и полигоны.
Избавиться от твердого мусора можно тремя способами: закапывать, сжи-гать и утилизировать.
Под свалки в пригородах отводятся большие площади земель. Скопления мусора резко изменяют характер естественных природных процессов на об-ширных пространствах на долгие годы. Вся площадь мусорного полигона пред-ставляет опасность для здоровья людей и животных. Грунтовые воды и почвы вокруг свалок оказываются загрязненными ядовитыми веществами и болезне-творными микроорганизмами.
Объемы свалок в наших городах удваиваются примерно каждые 10 лет. Так, только в Москве для складирования промышленных и бытовых отходов требуется ежегодно 30 га новых территорий.
Твердые утилизируемые бытовые отходы (ТУБО) современного города представляют собой не только эпидемиологическую, но и токсикологическую проблему. Обычные ТУБО содержат более 100 наименований токсичных со-единений: красители, пестициды, ртуть, растворители, свинец, лекарства, кад-мий, соединения мышьяка, формальдегид, соли таллия и др. Серьезную про-блему представляют также пластмассы и синтетические материалы, так как они не подвергаются процессам биологического разрушения и могут десятки лет находиться в окружающей среде. При горении пластмасс и синтетических ма-териалов выделяются многочисленные токсины, в том числе диоксиды, фтори-стые соединения, кадмий и др.
В Москве ежегодно образуется 2, 5 млн. тонн ТУБО. Основная их часть (до 90%) утилизируется на специальных полигонах Тимохово, Хметьево и дру-гих, площадь которых варьирует от 10 до 100 га, а мощность толщи отходов достигает 20 м и более. Найти новые свалки трудно из-за недостатка земли и протестов местных жителей. Но и простое захоронение отходов — мероприятие достаточно дорогое. Поскольку стоимость захоронения на свалках высока, то
75 76
растет число несанкционированных свалок, которые продолжают отравлять грунтовые воды, почву и воздух вокруг столицы. Поэтому так актуально для городов строительство специальных заводов полной переработки отходов в ор-ганические удобрения и вторичное сырье.
В густонаселенных районах Европы используют сжигание мусора. Пер-вое систематическое использование мусорных печей было опробовано в Нот-тингеме, Англия, в 1874 году. Сжигание сократило объем мусора на 70— 90%. Тепло, выделенное при сжигании мусора, стали использовать для получения электроэнергии. Многие города, которые применяли эти печи, вскоре отказа-лись от них из-за ухудшения состава воздуха. Немецкие «зеленые» считают, что мусоросжигательные заводы лишь переводят одну форму загрязнения в другую, но не ликвидируют ее.
Сегодня в Москве эксплуатируются два мусоросжигательных (в Бескуд-никове и в Бирюлеве) и один мусороперерабатывающий (в Коровине, произво-дительностью 500 тыс. м3 мусора в год) заводы, использующие импортное тех-нологическое оборудование. Мусоросжигательные заводы из-за невозможности соответствовать экологическим требованиям работают со сниженной произво-дительностью и перерабатывают лишь 1/10 часть городского мусора.
В последнее время делается ставка на плазменное сжигание мусора (тем-пература около 3000 °С), но этот процесс очень энергоемкий и пока низкорен-табельный.
Наиболее перспективным способом решения проблемы становится ком-плексная переработка городских отходов. Органическая масса используется для получения удобрений и биогаза; текстильная и бумажная макулатура — для получения новой бумаги, металлолом направляется в переплавку. Основной проблемой в переработке является сортировка мусора и разработка технологи-ческих процессов переработки.
Большую перспективу имеет переработка ТБО, после их сортировки, в биогаз. Переработка тонны органического остатка ТБО может дать до 500 м3 биогаза. Процесс протекает непрерывно при 30-50°С в реакторах. Полученный газ состоит на 60-70% из метана и окиси углерода и имеет теплотворную спо-собность 4000-6000 ккал/м3. Образующиеся твердые отходы могут быть ис-пользованы как органические удобрения.
Запасы вторичного сырья сопоставимы с разведанными геологическими запасами. Выплавка стали из металлолома требует в 7 раз меньше трудовых за-трат, чем производство из железной руды. Затраты энергии при выплавке меди из вторсырья снижаются почти в 8 раз. При переплавке алюминиевого лома вместо руды экономится до 95% энергии и соответственно на столько же сни-жается загрязнение воздуха. Повторная переработка 1 тонны макулатуры эко-номит 2, 5 м3 пространства на свалке, более 30 тысяч литров воды, необходимой при изготовлении бумаги из целлюлозы, и спасает от вырубки примерно 20 де-ревьев.
|
|
|
