Физическое волновое загрязнение среды - раздел Экология, Лауреат Всероссийского конкурса по созданию новых учебников ЭКОЛОГИЯ Под Общим Условным Названием Волнового Загрязнения Среды Здесь Объединена Бол...
Под общим условным названием волнового загрязнения среды здесь объединена большая группа разнородных физических явлений и воздействий, которые имеют колебательную, волновую природу и исходят от технических источников. Это вибрация, акустические и электромагнитные воздействия, охватывающие колоссальный диапазон частот - от долей герца до миллионов мегагерц. В общеэкологическом отношении они играют несравненно меньшую роль, чем химическое и радиационное загрязнение экосферы. Но в современной среде обитания человека они приобретают все большее значение и становятся заметным фактором его экологии.
Вибрация. Под вибрацией понимают малые механические колебания низкой частоты, возникающие в телах под воздействием переменного физического поля. Вибрация тел с частотой более 16-20 Гц сопровождается акустическим эффектом. Вибрацию характеризуют такие основные параметры: амплитуда Л (мм), виброскорость V (м/с), виброускорение а (м/с2), частота / (Гц). При оценке вибрационной нагрузки на человека учитываются виброускорение (виброскорость), диапазон частот и время воздействия вибрации. Для нормирования и контроля используются средние квадратические значения виброускорения или виброскорости, а также их логарифмические уровни, выраженные в децибелах (дБ). Последние рассчитываются по формулам:
или 
(6.4)
где La - логарифмический уровень виброускорения, дБ;
a - среднее квадратическое значение виброускорения, м/с2;
а0 - пороговое виброускорение, равное 10-6 м/с2;
LV - логарифмический уровень виброскорости, дБ;
V - среднее квадратическое значение виброскорости, м/с;
V0 - пороговая виброскорость, равная 5*10-8 м/с.
В зависимости от способа передачи на человека вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки. Предельно допустимый уровень общей вибрации регламентируется в частотном диапазоне от 1 до 63 Гц, локальной вибрации - от 8 до 1000 Гц.
К основным источникам вибрации в окружающей среде относят: городской и железнодорожный рельсовый транспорт, инженерное оснащение зданий (лифты, компрессоры, холодильные установки), тяжелые грузовые автомобили, строительные машины, технологическое оборудование ударного действия (молоты, прессы и т.п.).
Вибрация относится к вредным факторам, обладающим большим биологическим эффектом. Население страдает главным образом от общих вибраций, распространяющихся от сильных внешних источников по территории населенного пункта, достигая жилых и общественных зданий. В определенных условиях строго дозированная слабая вибрация может оказывать и лечебное действие на организм человека.
Акустические воздействия. Человек всегда жил в условиях природного акустического фона, который, как правило, не оказывал неблагоприятного воздействия. Техногенез привел к появлению большого числа искусственных акустических эмиссии, ставших одной из форм загрязнения окружающей среды.
Шум. С физической точки зрения, шум представляет собой неупорядоченное сочетание звуков различной частоты и интенсивности. Шум характеризуется звуковым давлением Р (Па), интенсивностью звука / (Вт/м2) и частотным диапазоном. Восприятие звука человеком зависит от частоты, интенсивности и звукового давления. Область слухового восприятия человека с нормальным слухом лежит в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц. Акустические колебания с частотой менее 16 Гц называют инфразвуком, выше 20 кГц - ультразвуком. Наименьшие значения интенсивности /о и звукового давления pq, воспринимаемые органами слуха, соответствуют порогу слышимости. Для частоты 1000 Гц/0 = 10-12 Вт/м2, P0 = 2*10-5 Па. При интенсивности звука 100 Вт/м2 и звуковом давлении 200 Па появляются болевые ощущения (болевой порог). При оценке воздействия, выражаемого в децибелах (дБ), обычно используется величина уровня звукового давления: L = 20 lg (Р/Р0).
В соответствии с логарифмической зависимостью каждое увеличение L на 20 дБ соответствует десятикратному увеличению звукового давления.
Таким образом, рост уровня с 30 дБА (сельская местность) до 70 дБА (громкий разговор) означает увеличение звукового давления на органы слуха в 100 раз, до 90 дБА (оживленная городская улица) - в 1000 раз. Для слуха человека наиболее неблагоприятным является высокочастотный шум (1000-4000 Гц). Поэтому при анализе шума учитываются частотные характеристики, или спектр шума. Для его ориентировочной оценки может быть принят уровень звука в дБА, который измеряется по шкале «А» шумомера. Нормируемым параметром непостоянного шума (например, шума транспортного потока) служит эквивалентный (по энергии) уровень звука LА экз. который измеряется специальными шумомерами или рассчитывается.
Основными техногенными источниками шума являются автомобильный, авиационный и железнодорожный транспорт, газотурбинные установки, компрессорные станции, шумные производства промышленных предприятий (табл. 6.8). Средние уровни звука на автомагистралях крупных городов составляют 73-83 дБА, а максимальные - 90-95 дБА. В жилых домах вдоль магистралей шум достигает 62-77 дБА при санитарных нормах 40 дБА в дневное время и 30 дБА ночью. По данным Минтранса России, в условиях шумового дискомфорта проживает 35 млн чел, примерно 30% городского населения страны. Кроме того, 3-4% горожан подвержено существенному воздействию авиационного шума.
Инфразвук - это область неслышимых акустических колебаний с частотами менее 16 Гц. В воздухе инфразвук поглощается мало и благодаря большой длине волны может распространяться на большие расстояния. Инфразвуковые источники могут быть как естественного, так и техногенного происхождения. Многие явления природы (землетрясения, морские бури, обдувание сильным ветром строительных конструкций) сопровождаются инфразвуковыми колебаниями. Техногенными источниками инфразвука являются тихоходные крупногабаритные машины и механизмы: виброплощадки с числом циклов менее 20 раз в секунду, ракетные двигатели, двигатели внутреннего сгорания большой мощности, газовые турбины, компрессоры, транспортные средства и т.п. Неслышимый инфразвук может вредно воздействовать на организм человека, особенно на его психическое состояние. Степень воздействия инфразвука зависит от частотного диапазона, уровня звукового давления и длительности. По санитарным нормам уровень инфразвука на территории жилой застройки не должен превышать 90 дБ.
Электромагнитные воздействия. Вся биота экосферы существует под воздействием магнитного поля Земли. За миллионы лет эволюции биологические системы приспособились к географическим особенностям, уровню и колебаниям магнитного поля и природных электромагнитных воздействий.
Известно, что на человека непрерывно действуют электрическое поле напряженностью 120-150 В/м и магнитное поле Земли напряженностью 24-40 А/м. Колебания этих значений связаны с электромагнитными явлениями в атмосфере и ионосфере Земли и зависят от солнечной активности. Предполагают, что на изменения геомагнитной активности в первую очередь реагируют центральная нервная и сердечно-сосудистая системы. Есть данные, что во время магнитных бурь увеличивается смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, возрастает число дорожно-транспортных происшествий и других аварий.
Электромагнитное поле Земли служит для биосферы своеобразным щитом и является важным экологическим фактором. Опыты над животными показали, что заметное уменьшение геомагнитного поля так же, как и экранировка от электрических полей, вызывают изменения процессов жизнедеятельности. Если естественное поле Земли необходимо для живого мира, то сильные электромагнитные излучения от искусственных источников способны оказать губительное воздействие на человека, растения, животных и привести к значительным функциональным нарушениям. Всемирная организация здравоохранения включила электромагнитное загрязнение среды обитания в число наиболее важных экологических проблем.
Основными техногенными источниками электромагнитных полей (ЭМП) и неионизирующих электромагнитных излучений служат воздушные линии электропередач (ЛЭП) высокого напряжения, радио- и телевизионные передающие станции, радиолокационные и навигационные средства. На значительных территориях, особенно вблизи высоковольтных ЛЭП, радио- и телецентров, радиолокационных установок, напряженности электрического и магнитного полей увеличены по сравнению с естественным электромагнитным фоном на 2 - 5 порядков.
Биологически значимыми являются электрические и магнитные поля частотой 50 Гц, создаваемые воздушными линиями и трансформаторными подстанциями. ЭМП промышленной частоты в основном поглощаются землей, поэтому на небольшом расстоянии от ЛЭП напряженность этого поля быстро падает. Тем не менее, под проводами ЛЭП с напряжением 750 кВ на уровне 1,8 м от поверхности земли создается магнитное поле напряженностью порядка 24-100 А/м. В местах провисания проводов эти значения увеличиваются в 3-5 раз, а напряженность электрического поля составляет от 10 до 100 кВ/м, что многократно превышает предельно допустимый уровень. Несмотря на это, в непосредственной близости и даже прямо под высоковольтными ЛЭП размещается большое количество садово-огородных участков населения.
Все темы данного раздела:
Акимова Т.А., Кузьмин A.П., Хаскин В.В.
А39 Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 343 с. ISBN 5-238-00191-6.
Учебник представляет современную экологи
Предмет экологии
В современном мире человек сталкивается с множеством разнообразных проблем. Однако существует целый ряд проблем, которые являются общими для всех людей вне зависимости от расовой, государственной,
Экология, природопользование и охрана окружающей среды
Практическая значимость экологии заключается в первую очередь в том, что она может и должна осуществлять научный контроль природопользования. Природопользование составляет ресурсную базу экономики.
Методы экологии
Методическую основу современной экологии составляет сочетание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования. Экология давно уже перестала быть чисто описательной дисц
Главные проблемы и задачи экологии
Безудержный экономический рост и техногенный тип мирового хозяйства привели к возникновению глобальных экологических проблем: опустыниванию, обезлесению, истощению природных ресурсов, разрушению оз
Принципы теории систем в экологии
Рассматривая в первой главе предмет современной экологии, мы сразу же сталкиваемся с понятием системы. Оно лежит в основе экологии. Экологическая система - главный объект экологии. Но в данном пара
Главные законы экологии
Современная экология располагает обширной аксиоматикой, относящейся ко всем уровням организации природных систем. Некоторые, достаточно общие постулаты, теоремы, правила заимствованы из смежных дис
Основные объекты экологии
Обычно выделяют шесть уровней организации живой материи, образующих иерархию: молекулярный, клеточный, организменный, популяционный (популяционно-видовой), экосистемный, биосферный.
Основн
Системные связи в экологии
Среди форм взаимоотношений между организмами разных видов в природе главное место занимают взаимодействия, которые обобщенно могут быть обозначены как «пища - потребитель пищи», или «ресурс - экспл
Модель экосферы
Перейдем теперь к причинным связям, описывающим взаимоотношения человека и природы. Задача чрезвычайно сложна и, вместе с тем, при некоторых условиях и оговорках может быть сведена к очень простой
Основные свойства живых систем
Для понимания структуры и функционирования экологических систем представляется целесообразным сформулировать наиболее общие свойства живых систем клеточного и организменного уровней организации в т
Надорганизменные биосистемы. Популяции
Организмы одного вида в природе всегда представлены не по отдельности, а определенным образом организованными совокупностями - популяциями*. Популяции могут быть монолитными или состоять из
Экосистемы
Популяция или часть популяции какого-либо вида растений или животных может входить в состав разных сообществ, где она сочетается с различными наборами представителей других видов. Многовидовые сооб
Биосфера
Пространство, занимаемое современной биосферой, охватывает приземный слой атмосферы, поверхностные горизонты земной коры континентов и гидросферу Земли. Верхняя граница основного слоя биосферы расп
Биомасса, продуктивность и основные функции биосферы.
Судя по оценкам биомассы и продуктивности биомов (табл. 3.1), суммарная биомасса биосферы (в расчете на сухое вещество) составляет около 2 трлн т, ежегодная продукция биомассы в 10 раз меньше. Живо
Биотическая регуляция окружающей среды
Поток энергии в биосфере. Правило 1%. Солнце дарит Земле колоссальное количество энергии. Достигающее биосферы излучение несет энергию около 2,5-Ю24 Дж в год. Только
Эволюция биосферы
Высокая степень замкнутости биотического круговорота и биологическая регуляция окружающей среды - закономерный результат эволюции биосферы.
Эволюция биосферы состоит из добиотической фазы,
Факторы среды
Под средой в экологии понимают всю совокупность тел и сил внешнего по отношению к живому организму мира. Термин среда обитания применяют, когда хотят обозначить характерные для какого
Закономерности абиотических воздействий
Диаграммы выживания. Каждый живой организм может нормально существовать и продолжать свой род только в определенной области значений какого-либо из существенных факторов среды.
Закономерности биотических воздействий
Типы биотических взаимодействий. Согласно закону всеобщей связи в живой природе различными взаимодействиями могут быть охвачены существа и очень близкие (например, две дочерние
Ресурсы биосферы
В этом параграфе приведены краткие характеристики наиболее важных экологических факторов, которые рассматриваются как ресурсы экосистем и биосферы с точки зрения приспособления к ним живых организм
Техногенез
Этапы техногенеза. Современному этапу общественного развития предшествовала длительная история становления средств производства, техники и технологий - техногенез.
Рост техносферы в XX веке
Показатель
Начало века
Конец века
Валовой мировой продукт, млрддолл./год
Техносфера
Объем и состав техносферы. Мировое хозяйство можно рассматривать как видовую реализованную экологическую нишу человечества. По многим пространственным и потоковым параме
Ресурсы техносферы
Понятие о природных ресурсах. В гл. 4 мы уже рассмотрели ресурсы биосферы как важнейшие факторы среды. Это солнечная энергия, свет, пища, вода, тепло, почва, т.е. все то, что н
Земля, вода, биоресурсы
Земельные ресурсы. Прикладная геоэкология рассматривает земельные ресурсы с нескольких точек зрения. Наиболее существенными являются:
§ размеры территории, с
Коэффициент антропогенного давления и доля (в %) ненарушенных территорий
Страны
Коэффициент антропогенного давления
Доля ненарушенных территорий
Нидерланды
Энергетические и минеральные ресурсы
Мировое потребление энергии неуклонно растет. За период с 1970 по 1990 гг. использование энергии в величинах нефтяного эквивалента возросло с 5 до 8,8 млрд т. По прогнозам Мировой энергетической ко
Удельные выбросы в атмосферу при работе ТЭС мощностью 1000 МВт на разных видах топлива, г/кВт *час
Выбросы
Топливо
Уголь
Мазут
Природный газ
Частицы
0,4 - 1,4
Состав отработавших газов автомобиля, % по объему
Компоненты
Двигатели
Карбюраторные
Дизельные
N2
72- 75
74-76
Загрязнение атмосферы
Состав, количество и опасность аэрополлютантов. Из 52 Гт глобальных антропогенных выбросов в атмосферу более 90% приходится на углекислый газ и пары воды, которые обычно не отн
Загрязнение природных вод
Загрязнение водоемов зависит от различных факторов миграции веществ в аквальных системах, среди которых важнейшими являются степень проточности водоема (река, озеро, водохранилище), масса и состав
Твердые и опасные отходы: количественные характеристики.
Поверхность земли испытывает самую значительную по массе и очень опасную антропогенную нагрузку. Если в атмосферу выбрасывается менее 1 млрд т вредных веществ (без СО2), а в гидросферу -
Загрязнение территорий особо опасными токсикантами.
С производством и применением пестицидов связано появление в окружающей среде еще одной группы крайне ядовитых веществ - диоксинов. Они оказались образовавшимися в процессе производства прим
Радиационное загрязнение
Техногенные добавки к радиационному фону. Научные открытия и развитие физико-химических технологий в XX в. привели к появлению искусственных источников радиации,
Радиационная обстановка на территории России и стран СНГ.
Средняя облучаемость населения на территории России и стран СНГ в 1,7 раза больше глобальной из-за более высокого естественного и технозависимого фона и воздействия ряда техногенных источников (таб
Техногенные поражения
Основные понятия. Классификация. Под экологическим поражением подразумевается значительное нарушение условий природной среды, которое приводит к деструкции экологических
Загрязнение среды и здоровье людей
Связь общих показателей состояния здоровья с загрязненностью окружающей среды. К общим показателям состояния здоровья населения относят общую и детскую заболеваемость, общую
Экологическая безопасность
Рассмотренные выше примеры антропогенных воздействий и экологических поражений - от локальных техногенных катастроф до глобального экологического кризиса - свидетельствует о том, что современное со
Оценка экологического риска
Оценки риска. Судя по данным, приведенным выше в этой главе, вся наша планета стала зоной экологического риска. Но он не всегда и не для всех очевиден, так как маскирует
Соизмерение производственных и природных потенциалов территории
В гл. 7 в качестве основного критерия экологической безопасности территориальных комплексов было введено главное условие: техногенная нагрузка на территорию (природоемкость производства) не должна
Экологическое нормирование
Необходимость смены техногенного типа развития требует введения экологических ограничений или экологических нормативов. Экологическая техноемкость территории и предельно допустимая техногенная нагр
Экологический мониторинг
Неотъемлемой частью экологизации является постоянное слежение за всеми составляющими природоемкости производства и состоянием окружающей среды - экологический мониторинг. Он включает в себя
Организационные формы контроля экологической регламентации
Важным направлением экологической регламентации является контроль за соблюдением установленных нормативов. Рассмотрим некоторые организационные формы экологического контроля, используемые в процесс
Экологическая обусловленность экономики
Современная эколого-экономическая ситуация указывает на необходимость замены сложившегося техноцентрического образа экономики на устойчивый экологически сбалансированный тип хозяйственного развития
Главные слагаемые экологизации экономики
Основные составляющие. Традиции и законы макроэкономики сложились в эпоху, когда общее воздействие человеческой деятельности на окружающую среду не превышало границ самовосстан
Экономические издержки и платность природопользования
Экономический ущерб и экологии. Включение экологических факторов в число экономических категорий предполагает и их экономическую оценку в соответствии с критерием предельной по
Необходимость структурных изменений экономики
Осуществление основных требований экологизации экономики, введение экологических функций в категории макроэкономики и полная реализация платности природопользования предполагают радикальные структу
Принципы и технологии экологизации производства
Основные направления. Начиная с 60-х годов экологическая ситуация и возрастание (в основном через экономику и законодательство) экологических требований к ведению хозяйства при
Проблемы отходности производства
Принципы малоотходных технологии. Экологизация и снижение природоемкости производства предполагают сокращение валового внесения в природную среду техногенных эмиссии. Сделать п
Биотехнологии
Одним из важных путей экологизации производства является расширение использования биологических технологий - применения живых организмов и биологических процессов для получения полезных прод
Средозащитная техника
Классификация средств экологической защиты. Под средозащитной техникой понимается совокупность технических средств и технологических методов, предназначенных для защиты
Технологии постиндустриальной цивилизации
Выше уже рассмотрены основные этапы техногенеза и важнейших технологических достижений человечества. Современный этап прогресса знаменуется переходом к постиндустриальной цивилизации, многие черты
Место и роль человека в экосфере
Заканчивая изучение современного состояния экосферы, мы переходим к рассмотрению возможных путей стабилизации взаимодействия техносферы и биосферы для того, чтобы определить общие черты стра
Демографический взрыв и его следствия
В 1999 г. численность человечества достигла 6 миллиардов. Это беспрецедентная видовая численность для крупных животных и вообще для видов наземных позвоночных животных в природе. «Законная» биол
Путь к новой парадигме развития
Назревание конфликта между человеком и природой предсказывалось с незапамятных времен, и в большинстве этих предсказаний конфликт должен был разрешиться в пользу природы. Иероглифический петроглиф
Концепция экоразвития
В основе концепции экоразвития заложена идея соизмерения природных и производственных потенциалов территории. В центре проблемы находится регламентация размещения и концентрации производительных си
П1. Применяемые единицы измерения и их соотношения
Масса: 1 т = 103 кг = 106 г = 109 мг = 1012 мкг
Время: 1 год = 365,25 сут = 8766 ч = 31 557 600 с
Площадь: 1 км2 = 100 га =
П2. Энергетика. Биоэнергетика
Таблица перевода единиц энергии
Дж
Кал
Кгс*м
КВт*ч
Т.у.т.*
Дж
П3. Предельно допустимые концентрации (пдк) некоторых веществ
В атмосферном воздухе, мг/м3
Вещество
Класс опасности
ПДКмр
ПДКсс
В воде, мг/л
Вещество
Хозяйственно-бытовые источники
Рыбохозяйственные водоемы
ПДК
ЛПВ*
ПДК
П4. Единицы радиоактивности и дозы радиоактивного облучения
Физическая величина и доза облучения
Наименование и обозначение единиц
Соотношение между единицами
Единиц
Рекомендуемая
1. Агаджанян НА; Торшин В.И. Экология человека. - М.: КРУК, 1994.
2. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ, 1998.
3. Арский Ю.М., Дан
Дополнительная
1. Агесс П. Ключи к экологии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986.
2. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Основы экоразвития: Учебное пособие. - М.: Изд-во Рос. экон. акад., 1994.
3.
Редактор Т.А. Балашова
Оригинал-макет изготовлен
в ИЗДАТЕЛЬСТВЕ ЮНИТИ-ДАНА
Художник А. В. Лебедев
Лицензия серия ИД № 03562 от 19.12.2000
Подписано в печать 09.0
Новости и инфо для студентов