Для изучения окружающей среды(среды обитания и производственной
деятельности человека)целесообразно выделить следующие ее ос-
новные составляющие:воздушную среду; водную среду(гидросферу);
животный мир(человек,домашние и дикие животные,в том числе рыбы
и птицы);растительный мир(культурные и дикие растения в том
числе растущие в воде);почву(растительный слой);недра(верхняя
часть земной коры,в пределах которой возможна добыча полезных
ископаемых); климатическую и акустическую среду.
Наиболее уязвимыми составляющими ,без которых невозможно
существование человека и которым наносится наибольший ущерб
человеческой деятельностью, связанной с развитием промышлен-
ности и урбанизации, являются воздушная среда и гидросфера.Их
загрязнение наносит также существенный вред природе(совокупнос-
ти естественных условий существования человеческого общества).
Рассмотрим составляющие окружающей среды, подвергающиеся
наибольшему воздействию вследствие развития урбанизации и пе-
рерабатывающей промышленности.
ВОЗДУШНАЯ СРЕДА.
______________________
Воздушная среда может быть наружной, в которой большинс-
тво людей проводят меньшую часть времени(до 10-15%), внутрен-
ней производствееной (в ней человек проводит до 25-30% своего
времени) и внутренней жилой, где люди пребывают большую часть
времени (до 60-70% и более).В соответствии со временем, кото-
рое проводят люди во внутренней жилой, производственной и на-
ружной воздушной сферах, ее состоянию (качеству) должно уде-
ляться особое внимание. Из этого не следует, конечно, что
можно недооценивать состояние наружной воздушной среды, так
как она, в частности, поддерживает внутренюю жилую и произ-
водственную воздушную среды.
Наружный воздух у поверхности земли содержит по обьему:
78,08% азота; 20,95% кислорода; 0,94% инертных газов и 0,03%
углекислого газа. На высоте 5 км содержание кислорода остает-
ся тем же, а азота увеличивается до 78,89%. Часто воздух у
поверхности земли имеет различные примеси, особенно в городах:
там он содержит более 40 ингридеентов, чуждых природной воз-
душной среде. Внутренний воздух в жилищах, как правило, имеет
повышенное содержание углекислого газа, а внутренний воздух
производственных помещений обычно содержит примеси, характер
которых определяется технологией проихводства.
Среди газов выделяется водяной пар,который попадает
в атмосферу в результате испарений с Земли. Большая его часть
(90%) сосредоточенав самом нижнем пятикилометровом слое
атмосферы , с высотой его количество очень быстро уменьшается .
Дело в том , что количество водяного пара зависит от температуры
воздуха : чем она ниже , тем пара меньше , а с высотой температура
воздуха понижается.
Когда количество водяного пара при данной температуре
достигает максимума , он насыщает пространство . Например ,
при +30 в кубометре воздуха может находится максимум 30г
водяного пара , а при -30 всего лишь 0,3г . Не насыщенный
водяным паром воздух может стать насыщенным , если его охладить.
Если количество пара достигает при данной температуре, то
при дальнейшем охлаждении воздуха пар превращается в маленькие
капельки воды ,т.е. конденсируется. Так образуются облака :
при восходящем движении воздух расширяется и охлаждается, а
содержащийся в нем водяной пар конденсируется.
Атмосфера содержит много пыли , которая попадает туда
с поверхности Земли и частично из космоса. при сильных волнениях
ветры подхватывают водяные брызги из морей и океанов. Так
попадают в атмосферу из воды частицы соли. В результате извержения
вулканов, лесных пожаров , работы промышленных обьектов и т.д.
воздух загрязняется продуктами неполного сгорания.Больше всего
пыли и других примесей в приземном слое воздуха. Даже после
дождя в 1 см содержится около 30 тыс. пылинок,а в сухую
погоду их в сухую погоду их в несколько раз больше.
Все эти мельчайшие примеси влияют на цвет неба.
Молекулы газов рассеивают коротковолновую часть спектра
солнечного луча , т.е. фиолетовые и синие лучи.Поэтому днем небо
голубого цвета. А частицы примесей , которые значительно
крупней молекул газов,рассеивают световые лучи почти всеч длин
волн.Поэтому, когда воздух запылен или в нем содержатся капельки
воды,небо становится белесоватым. На больших высотах небо
темно-фиолетовое и даже черное.
В результате происходящего на Земле фотосинтеза рас-
тительность ежегодно образует 100 млрд. т. органических
веществ (около половины приходится на долю морей и океанов),
усваивая при этом около 200 млрд. т.углекислого газа и вы-
деляя во внешнюю среду около 145 млрд.т. свободного кисло-
рода, полагают, что благодаря фотосинтезу образуется весь
кислород атмосферы. О роли в этом круговороте зеленых на-
саждений говорят следующие данные: 1 га зеленых насаждений
в среднем за 1 час очищает воздух от 8 кг углекислого газа
(выделяемого за это время при дыхании 200 человек). Взрос-
лое дерево за сутки выделяет 180 литров кислорода, а за
пять месяцев (с мая по сентябрь) оно поглощает около 44 кг
углекислого газа.
Количество выделяемого кислорода и поглощаемого угле-
кислого газа зависит от возраста зеленых насаждений, видо-
вого состава, плотности посадки и других факторов.
Не меньшее значение имеют и морские растения,--фито-
планктон(в основном водоросли и бактерии), высвобождаю-
щие путем фотосинтеза кислород.
ВОДНАЯ СРЕДА.
________________________
Водная среда включает поверхностные и подземные воды.
Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержа-
нием 1 млрд. 375 млн. кубических километров--около 98% всей
воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361
млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза больше
площади суши--территории, занимающей 149 млн. квадратных ки-
лометров. Вода в океане соленая,причем большая ее часть (бо-
лее 1 млрд. кубических километров) сохраняет постоянную со-
леность около 3,5% и температуру,примерно равную 3,7`С. За-
метные различия в солености и температуре наблюдаются почти
исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных
и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кис-
лорода в воде существенно уменьшается на глубине 50-60 мет-
ров.
Подземные воды бывают солеными, соленоватыми(меньшей
солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют
повышенную температуру(более 30`С).
Для производственной деятельности человечества и его
хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество
которой составляет всего лишь 2,7% общего обьема воды на Зем-
ле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легко-
доступных для добычи местах. Большая часть пресной воды со-
держится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в
районах в основном Южного полярного круга.
Годовой мировой рречной сток пресной воды составляет
37,3 тыс. кубических километров. Кроме того, может использо-
ваться часть подземных вод, равная 13 тыс. кубическим кило-
метрам. К сожалению, большая часть речного стока в России,
составляющая около 5000 кубических километров, приходится на
малоплодородные и малозаселенные северные территотии.
При отсутствии пресной воды используют соленую повер-
хностную или подземную воду, производя ее опреснение или ги-
перфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений че-
рез полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, за-
держивающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энерго-
емки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в
использовании в качестве источника пресной воды пресноводных
айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по
воде к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их
таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого пред-
ложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее
энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией.
Важным обстоятельством, присущим водной среде, яв-
ляется то, что через нее в основном передаются инфекционные
заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впочем, неко-
торые из них, например коклюш, ветрянка,туберкулез,передаются
и через воздушную среду. С целью борьбы с распространением
заболеваний через водную среду Всемирная организация здраво-
охранения (ВОЗ) обьявила текущее десятилетие десятилетием
питьевой воды.
ВОДНЫЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ.
______________________
Чтобы представить,сколько воды участвует в круговороте,
охарактеризуем различные части гидросферы.Более 94% ее составляет
Мировой океан . Другая часть(4%)-подземные воды.При этом следует
учесть ,что большая их часть относится к глубинным рассолам,а
пресные воды составляют 1/15 долю.Значителен также обем льда
полярных ледников:с пересчетом на воду он достигает 24 млн.км.,
или 1,6% объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше -230
тыс.км. , а в руслах рек содержится всего лишь 1200 км. воды,
или 0,0001% всей гидросферы. Однако , несмотря на малый объем
воды,реки играют очень большую роль :они,как и подземные воды,
удовлетворяют значительную часть потребностей населения ,
промышленности и орошаемого земледелия.
Воды на Земле довольно много . Гидросфера составляет
около 1/4180 части всей массы нашей планеты. Однако на долю
пресных вод,исключая воду, скованную в полярных ледниках,
приходится немногим более 2 млн.км., или только 0,15% всего
объема гидросферы.
КЛИМАТИЧЕСКАЯ СРЕДА.
_______________________________
Климатическая среда является важным фактором, опреде-
ляющим развитие различных видов животного, растительного ми-
ра и его плодородие. Характерной особенностью России являет-
ся то, что большая часть ее территории имеет значительно бо-
лее холодный климат, чем в других странах. Ддя подтвержления
этого рассмотрим средние температуры самого холодного меся -
ца, которым является в наиболее заселенном северном полушарии
январь, для некоторых городов мира (данные БСЭ):
ГОРОД. ТЕМПЕРАТУРА, `С.
Москва ................................-10,2
Нью-Йорк ..............................-0,8
Берлин ................................-0,3
Париж .................................+3,4
Лондон ................................+5,3
Вашингтон .............................+1
Рим ...................................+6,8
Стокгольм .............................-3
Рейкьявик .............................+1
Внутренняя температура большей части отапливаемых помещений
(жилых) равняется +18`С. Теплопотери помещений или количес-
тво теплоты, необходимое для отопления обьема здания, при-
ходящегося на одного человека, а также подогрева приточного
винтиляционного воздуха, прямо пропорциональны разности
температур внутреннего и наружного воздуха. Эта разность
температур, как видно, для Москвы в 2,5 раза больше, чем
для Рима; в 2,2 -- для Лондона; в 1,8 -- для Парижа; в 1,6-
-1,65 --для Нью-Йорка,Берлина и Вашингтона и в 1,35 --для
Стокгольма.
Иными словами, можно утверждать, что расход тепловой
энергии (или топлива) на отопление и вентиляцию зданий в
январе на 35-150% больше в Москве, чем в других названных
городах. В годовом разрезе, учитывая большую в Москве, чем
в указанных городах, продолжительнос отопительного сезона,
эта разница будет еще больше.
Приведенные данные, конечно, не исчерпывают разнообра-
зия климата разных стран, так как они не представляют кли-
мат таких стран и континентов, как Япония, Испания, Африка,
Австралия, Южная Америка и другие. Однако там климат преи-
мущественно теплее. Есть только одна страна, похожая по
климату на большую часть территории России--это Канада, но
ее население в 10 раз меньше. О холодном климате в России
свидетельствует тот факт, что 49% территории суши страны
занимает вечномерзлые грунты.
Косвенно о климате России сравнительно с климатом дру-
гих стран можно судить по количеству сжигаемого топлива: во
всем мире, например, в 1980 году было сожжено в пересчете на
условное топливо около 10 млрд. т.,из них 2 млрд. --в России,
при населении,составляющем 6,6% населения Земли. Следователь-
но, в среднем на 1 человека было сожжено в 3 раза больше топ-
лива, чем в среднем на 1 человека на Земле. Эта разница объяс-
няется климатическими условиями, развитостью промышленности и
транспорта в России. Она свидетельствует также о существенном
загрязнении воздушной среды, которое создает сжигание органи-
ческих видов топлива.
АКУСТИЧЕСКАЯ СРЕДА.
_____________________________
Акустическая среда является существенным фактором, влия-
ющим на самочувствие людей и животных. Поставлены опыты, ко-
торые доакзывают, что повышенный шум неблагоприятно влияет да-
же на развитие растений. Акустическая среда заполняется шумом.
Различают низкие, средние и высокие звуки.
Колебания охватывают большой диапозон частот: от 1 до 16
Гц--инфразвуковые, от 16Гц до 20кГц--звуковые, выше 20кГц--
ультразвуковые. Находящиеся в звуковой области шумы принято
делить на низкочастотные(ниже 350 Гц), среднечастотные(от 350
до 800Гц), высокочастотные(выше 800 Гц). Как правило,в спектре
шума присутствуют все частоты. Самое неблагоприятное действие
на человека оказывает шум, в спектре которого преобладают вы-
сокие частоты.
Нормируемыми параметрами шума являются уровни в децибелах
(дБ) среднеквадратичных звуковыхдавлений в октавных полосах
частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500,
1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Они допускаются большими для низ-
ких частот и меньшими для высоких частот, например, в квартир-
ных жилых домах--55 дБ для 63 Гц и 18 дБ для 8000 Гц, а на пос-
тоянном рабочем месте и на территории предприятий соответствен-
но-- 103 и 80 дБ.
Ультразвук и инфразвук не воспринимаются человеческим ухом,
но они также могут оказывать на человека неблагоприятное воздей-
ствие. Последствия его зависят от продолжительности, характера
шума (тональный, импульсный), а также от состояния человека.
Особенно неблагоприятно шумовое воздействие во время сна.
Люди по-разному воспринимают шум в зависимости от возрас-
та, эмоциональности, состояния нервной системы и другого. Он
мешает работе, отдыху, нарушает сон. Шум является не только при-
чиной развития глухоты, но и таких заболеваний, как гипертония,
расстройство центральной нервной системы, язва желудка и другие.
Сильный шум, длительное время воздействующий на человека, пони-
жает его способность к продолжению рода. Звук, равный 130 дБ,
воспринимается уже не как звук, а как давление, причиняющее боль.
По данным австралийских исследователей, "шумовое загрязнение",
характерное сейчас для больших городов, сокращает продолжитель-
ность жизни их жителей на 10-12 лет.
Все рассмотренные составляющие окружающей среды входят в
БИОСФЕРУ: оболочку Земли, включающую часть атмосферы, гидро-
сферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимно связанны слож-
ными биохимическими циклами миграции вещества и энергии, геоло-
гическую оболочку Земли, населенную живыми организмами. Верхний
предел жизни биосферы ограничен интенсивной концентрацией уль-
трафтолетовых лучей; нижний--высокой температурой земных недр
(свыше100`С). Крайних пределов ее достигают только низшие орга-
низмы--бактерии.
|