Человек и окружающая среда

Взаимодействие человека с окружающей средой – одна из актуальнейших проблем нашего времени. Все более усиливающееся воздействие на окружающую среду – характерная черта происходящей в мире научно-технической революции. Противоречия между техногенным характером развития общества и окружающей среды привели к формированию и развитию кризиса природопользования. Основные направления развития кризиса:

- рост населения Земли и продовольственная проблема;

- исчерпание природных ресурсов (в т.ч. энергетических);

- загрязнение биосферы.

Таким образом, целью изучения дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» является изучение проблем безопасного взаимодействия человека и техносферы, вопросов защиты от воздействия негативных факторов.

В текстах лекций рассматриваются вопросы взаимодействия человека и техносферы, чрезвычайные ситуации техногенного и природного характера, основы промышленной безопасности.

Среда обитания – это окружающая человека среда, обусловленная совокупностью факторов (физических, химических, биологических, информационных, социальных), способных оказать прямое или косвенное, немедленное или отдалённое воздействие на жизнедеятельность человека, его здоровье и потомство.

Основным направления изменения среды обитания на настоящем этапе является:

Рост численности населения Земли.

Рост потребления и исчерпания ресурсов (в т.ч. энергетических).

Загрязнение среды обитания.

Негативные факторы окружающей среды:

природные;

техногенные;

социальные.

Техногенные риски (более 100 – Белов С.В.) –запылённость, загазованность, шум, вибрация, электромагнитные поля, ионизирующее излучение, повышенные или пониженные параметры атмосферы воздуха, электрический ток, движущиеся машины и др.

Сегодня Биосфера подвергается химическому, энергетическому, биологическому загрязнению. В РФ загрязнение характеризуется следующими статистическими данными:

Стационарные источники – 18, 7 млн.т.;

В т.ч. промышленность – 15, 8 млн.т.;

ЖКХ – 0, 917 млн.т.;

Сельское хозяйство – 0, 083 млн.т.;

Транспортные средства – 13, 2 млн.т.;

В т.ч. СО – 74 %, NO – 13%, SO₂ – 1.5%.

В Москве уровень загрязнения составляет 131, 4 т/км², Петербург 47, 5 т/км², Челябинская область 10, 9 т/км².

В РФ увеличиваются акустические и электромагнитные воздействия.

Производственная среда – часть биосферы, обладающая повышенной концентрацией негативных факторов.

К негативным факторам производственной среды относятся:

Физические – вибрации, акустические колебания, ЭМИ, ИИ, электрический ток и т.п.

Химические – загазованность, запыленность, попадание токсичных веществ в организм человека.

Психофизиологические – физические и нервно-психические перегрузки.

Источником природной ЧС является опасное природное явление или процесс, причиной возникновения которого может быть: землетрясение, вулканическое извержение, оползень, обвал, сель, карст, просадка в лёсовых грунтах, эрозия, переработка берегов, цунами, лавина, наводнение, подтопление, затор, штормовой нагон воды, сильный ветер, смерч, пыльная буря, суховей, сильные осадки, засуха, заморозки, туман, гроза, природный пожар (ГОСТ РФ 22.0.06–95). Большинство Чрезвычайных ситуаций природного характера можно, условно, разделить на виды: геологического (землетрясение, вулканическое извержение, оползень, обвал, сель, карст, просадка в лёсовых грунтах, эрозия,), метеорологического (сильный ветер, смерч, пыльная буря, суховей, сильные осадки, засуха, заморозки, туман, гроза, природный пожар) и гидрологического (переработка берегов, цунами, сель, лавина, наводнение, подтопление, затор, штормовой нагон воды, сильные осадки, туман) происхождения. Рассмотрим некоторые из них, наиболее часто встречающиеся в пределах нашей страны.

Землетрясения – одни из самых опасных и разрушительных стихийных бедствий. Памятное катастрофическое землетрясение 7 декабря 1988 г. в Армении привело к разрушению трех городов, 58 поселков и крупным человеческим жертвам. Только в спасательных работах участвовало свыше 70 тыс. человек.

При землетрясениях в окружающем пространстве наблюдается сейсмический удар, происходит деформация горных пород, возможно извержение вулканов, нагон воды (цунами), смещение горных пород, снежных масс, ледников и т. д. Силу землетрясения на поверхности земли принято характеризовать балльностью, а воздействие землетря­сения на объект его интенсивностью. Ниже приведена 12 балльная шкала интенсивности землетрясений Института физики Земли АН СССР (ИФЗ).

Сила землетрясения от 1 до 4 баллов не вызывает повреждений зданий и сооружений, а также остаточных явлений в грунтах и изменения режима фунтовых и наземных вод. Землетрясение силой в 1 балл вызывает незаметные сотрясения почвы, колебания которой регистри­руются только приборами. Землетрясения силой 2 балла отмечаются некоторыми, очень чуткими лицами, находящимися в полном покое. При землетрясении 3 балла внимательными наблюдателями замечается очень легкое покачивание висячих предметов. При землетрясении 4 балла наблюдается легкое раскачивание висячих предметов и неподвижных автомашин; слабый звон плотно поставленной неустойчивой посуды. Землетрясение в 4 балла распознается большинством людей находящихся внутри здания.

Землетрясение силой 5 баллов вызывает легкий скрип полов и перегородок; дребезжание стекол, осыпание побелки, движение незакрытых дверей и окон, на поверхности непроточных водоемов образуются небольшие волны. Заметно качаются висячие предметы, наблюдается выплескивание воды из наполненных сосудов, возможна остановка маятниковых часов.

Землетрясения силой 6 баллов вызывают легкие повреждения многих зданий, в одноэтажных кирпичных, каменных и саманных домах наблюдаются значительные повреждения. В сырых грунтах образуются трещины шириной до 1 см, отмечается небольшое изменение дебита источников и уровня воды в колодцах. В помещениях качаются висячие предметы, иногда падают книги, посуда, легкая мебель сдвигается, передвижение людей неустойчиво.

Землетрясения силой 7 баллов вызывает значительные повреждения зданий, в некоторых случаях их разрушения. На дорогах появляются трещины, наблюдается нарушение стыков трубопроводов, повреждение каменных оград. В сухих грунтах образуются тонкие трещины, возможны оползни и обвалы. Изменяется дебит источников и уровней грунтовых вод. Возникают новые и пропадают старые источники воды. В помещениях сильно качаются висячие предметы, легкая мебель сдвигается, падают книги, посуда и вазы. Передвижение людей без дополнительной опоры затруднено. Все люди покидают помещение.

Землетрясения силой 8 баллов вызывают значительные повреждения большинства зданий. В некоторых полные разрушения. Образуется большое количество трещин на склонах гор и в сырых грунтах; наблюдаются осыпи, оползни и горные обвалы. Вода в водоемах мутная; меняется дебит источников и уровней воды в колодцах. В помещениях сдвигается и частично опрокидывается мебель, легкие предметы подскакивают и опрокидываются. Люди с трудом удерживаются на ногах. Все выбегают из помещений.

Землетрясения силой 9 баллов вызывают искривление железнодо-

рожных путей, повреждение насыпей дорог, разрушение дымовых труб, башен. Большинство зданий обрушивается. В грунтах образуются трещины до 10 см; наблюдаются горные обвалы, оползни, небольшие грязевые извержения, в водоемах большое волнение. В помещениях опрокидывается и ломается мебель. Наблюдается большое беспокойство животных.

Землетрясения силой 10 баллов вызывают обрушение многих зданий, дамбы и насыпи получают значительные повреждения, на дорожном полотне трещины и деформации, обрушение труб, башен, памятников, оград. Возникают трещины в грунтах до 1 м. Наблюдаются обвалы скал и морских берегов. Наблюдается возникновение новых озер, прибоя и выплескивания воды в водоемах и реках. В помещениях многочисленные повреждения предметов домашнего обихода. Животные мечутся и воют.

Землетрясения силой в 11 баллов вызывают общее разрушение зданий, разрушение насыпей на больших протяжениях. Трубопроводы приходят в полную негодность. На больших протяжениях железнодорожные пути приходят в полную непригодность. На поверхности земли наблюдаются многочисленные трещины и вертикальные перемещения пластов. Большие обвалы, оползни. Сильно меняется режим водоисточников и водоемов и уровень грунтовых вод. В помещениях наблюдается гибель значительной части населения, животных и имущества под обломками зданий.

Землетрясения силой 12 баллов вызывает общее разрушение зданий и сооружений. Значительная часть населения гибнет от оползней. В грунте наблюдаются вертикальные и горизонтальные разрывы и сдвиги. Образуются озера, водопады, изменяются русла рек. Растительность и животные погибают от обвалов и осыпей в горных районах.

Вулканические извержения представляют собой достаточное опасное геологическое явление. Процессы, происходящие в земной толще и вызывающие извержения, еще не до конца изучены. Принято считать, что верхняя часть мантии находится в состоянии, близком к расплав­ленному, поэтому даже незначительное понижение давления (например, при раздвижении тектонических плит) приводит к полному ее расплавлению. Расплавленная порода (магма), будучи более легкой, чем окружающие породы, медленно поднимается к поверхности земли. Чаще всего это происходит по разломам земной коры. Второй причи­ной, вызывающей извержения, является наличие локальных радиоактивных источников. Немногочисленные материковые вулканы, расположенные вдали от границ литосферных плит, вызваны как раз такими локальными источниками радиоактивной теплоты или горячими точками в мантии.

При извержениях чаще всего наблюдается: деформация и сотрясения земной поверхности; выброс, выпадение продуктов извержения; движение лавы, грязевых, каменных потоков; гравитационное смещение горных пород. В атмосферу вырывается большое количество паров и газов, приводящее к химическому загрязнению атмосферы. Раскаленная лава приводит к тепловому загрязнению окружающей среды, с потенциальной опасностью образования крупномасштабных пожаров. Нередко в кратерах в период покоя образуются озера, тогда в период извержения водогрязевые потоки представляют основную опасность, даже большую, чем потоки лавы (из-за больших скоростей перемещения по склонам).

Чаще всего извержения вулканов начинаются выбросом из кратера столба черного дыма или пепла высотой до 5 км, который быстро расплывается в воздухе в виде огромной тучи; на склонах и на кратере появляются трещины, через которые выделяются удушливые газы или горячая вода.

Вслед за этим обычно начинается ливневый грозовой дождь. Одновременно из кратера выбрасываются крупные и мелкие раскаленные обломки горных пород, из туч выпадает пепел, который покрывает склоны вулкана и окрестности. Затем начинается извержение лавы из жерла вулкана.

Сели (от араб, «сайль» – бурный горный поток) – это внезапно возникающий в руслах горных рек временный поток, характеризующийся резким подъемом уровня воды и высоким содержанием продуктов разрушения горных пород.

Возникновение грязевого потока в основном способствуют три условия: интенсивный ливень или очень дружное снеготаяние; значи­тельная крутизна склонов речных долин и балок, т. е. большие уклоны водных потоков; наличие на склонах больших масс легко смываемого рыхлого мелкообломочного грунта.

Грязекаменные сели движутся вдоль склонов дискретно из-за постоянно образующихся заторов. Скорость селей может достигать 10 м/с.

Оползень – скользящее смещение горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Оползни возникают на каком-нибудь участке склона или откоса вследствие нарушения равновесия пород, вызванного: увеличением крутизны склона в результате подмыва водой; ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами; воздействием сейсмических толчков, хозяйственной деятельностью, проводимой без учета геологических условий местности.

Селевые потоки и оползни способны вызвать крупные завалы и обрушения автомобильных и железных дорог, разрушение зданий и сооружений, населенных пунктов, затопление территорий, поражение и гибель людей. Оползни обычно возникают неожиданно и приносят большие бедствия, накрывая населенные пункты или их части плотным, высоким слоем обломочных пород, глиной и песком, что крайне затрудняет проведение спасательных работ.

Наводнения – затопление значительных территорий, возникающее в результате разлива рек во время половодья и паводков, ливневых дождей, ледяных заторов рек, обильного таянья снегов и других природных причин. При наводнении происходят разрушение зданий, сооружений, размыв участков дорог, повреждение гидротехнических и дорожных сооружений.

Грозовые разряды. На земном шаре ежегодно бывает более шестнадцати миллионов гроз, причем ежесекундно в атмосфере происходит около ста грозовых разрядов. Атмосферные электрические разряды могут происходить как между отдельными облаками, так и между грозовым облаком и поверхностью земли. Протяженность грозовых каналов может достигать нескольких километров, а сила тока в них – сотен тысяч ампер. Такие грозовые каналы представляют значительную опасность для промышленных, гражданских и военных объектов. Они могут явиться причиной как пожаров, так и механических повреждений оборудования, нарушений на линиях связи и энергоснабжения отдельных территорий, взрывов технологического оборудования. Разряд ста­тического электричества между грозовым облаком и поверхностью земли происходит в два основных этапа. На первом этапе образуется разряд, движущийся от облака к поверхности земли. При приближении этого разряда к поверхности земли у ее поверхности формируется встречный разряд. При слиянии этих зарядов образуется разрядный канал, который за несколько микросекунд достигает диаметра в несколько сантиметров, причем температура газа и его давление могут достигать соответственно значений 25 000 К и 4 МПа. Давление в канале быстро убывает и в течение 300 мкс обычно снижается до 0, 05 МПа. Таким образом, разряд молнии подобен взрыву длинного шнурового заряда с удельной энергией 1 кДж/см.