Техногенное физическое загрязнение вызывается
опосредованным через искусственно создаваемые физические поля воздействием
человека на окружающую среду. Техногенные физические поля, о которых
идет речь, представляют собой своего рода " отходы " реализуемых
технологий, побочные продукты функционирования промышленных и энергетических
установок, горнопроходческих комплексов, используемых при разработке
месторождений полезных ископаемых, средств наземного, подземного
и воздушного транспорта, коммуникационных и электропередающих линий,
строительных машин и механизмов, а также агрегатов и механизмов,
обеспечивающих нормальные условия в жилых и производственных помещениях,
бытовой техники.
Из всех видов техногенного физического загрязнения
окружающей среды наиболее существенными с позиций оценки экологических
последствий и наиболее часто встречающимися являются шумовое (акустическое),
вибрационное (вынужденные механические колебания), тепловое, электрическое
(блуждающие токи и атмосферное электричество), электромагнитное,
а также радиационное, создаваемые полями соответствующей природы
(табл. 6.1).
Т а б л и ц а 6.1
| Вид физического поля | Единица измерения | Уровень поля |
| Фоновый | Достигаемый | Санитарный предел | Технический предел |
| Акустическое | дБ (А) | 25-30 | 80-120 | 45-60 | - |
| Вибрационное | мм*с | 0,02-0,50 | 0,02-16,0 | 0,12 | 0,20-0,40 |
| Температурное |  С | от -2 до +1 | от -160 до +1500 | 16-24* | - |
Электрическое:
блуждающие токи
атм. электричество |
мВ/м
+ион / -ион |
5-10
1,15-1,2 |
10-1600
1,0-1,5 |
-
- |
3-5
- |
| Электромагнитное | кВ/м | 10-6 | 2,5-10,0 | 5,0 | - |
| Радиационное | мР/ч** | 0,003-0,025 | 0,018 | 0,024 | - |
*Санитарные нормы для служебных и жилых помещений.
**1 мР/ч равен 0,01 мЗв/ч. |
Шумовое, или акустическое, загрязнение среды
относится к категории чисто экологических факторов (прямого экологического
воздействия), поскольку оказывает непосредственное и исключительное
воздействие на живые организмы. Основным и повсеместным источником
шума является наземный (автомобильный и железнодорожный) транспорт,
хотя и другие источники, такие как воздушный транспорт, промышленные
предприятия, строительные машины и механизмы, вносят свой вклад в
создание шумового поля. Уровень шума, создаваемый отдельными источниками
(измеряется в децибелах (дБ) - относительных единицах, показывающих
превышение звукового давления над пороговым значением этого параметра,
составляющим 2*10-5 Па), может значительно превышать
санитарный уровень, установленный для жилых и производственных помещений,
школ и лечебных учреждений, как это видно из табл. 6.1.
При социологических опросах в городах шум в качестве
раздражающего фактора фигурирует обычно приблизительно в 80% ответов
опрашиваемых. Шум вблизи городских магистралей устойчиво держится
примерно 15-18 часов в сутки, затухая лишь на короткое время ночью
с 2 до 4 часов. С санитарно-гигиенических позиций нормальным (по
градостроительной классификации - комфортным) считается акустический
режим при уровне звука 10-65 дБ и максимально дискомфортным - при
уровне звука выше 80 дБ. Для нервной системы человека вреден шум,
превышающий 50-60 дБ (уровень звука обычного аудиоплейера достигает
60-70 дБ). При уровне звука 80-90 дБ (железная дорога и промышленные
предприятия) возможны необратимые изменения в органах слуха, а при
уровне 120-140 дБ (железная дорога, реактивные авиалайнеры) - повреждения
этих органов.
Вибрация, или динамическое воздействие на
среду, проявляется в виде поля вынужденных механических колебаний,
которые воспринимаются и передаются ею от источников к различным
объектам, в том числе и к объектам живой природы. Поле вибрации создается
многочисленными и разнообразными источниками, наиболее значимыми
из которых являются движущиеся транспортные средства, оборудование
промышленных предприятий, строительные машины и механизмы, техническое
оборудование зданий и инженерных сооружений. Поле вибрации можно
квалифицировать как экологический фактор двойного действия - прямого,
если речь идет о непосредственном контакте с виброгенерирующими объектами,
например, при пользовании железнодорожным транспортом или при работе
с ручными перфораторами, и опосредованного, если непосредственный
контакт с создающим вибрацию объектом отсутствует, а вибрация воспринимается
через передающую среду, например, при нахождении в зданиях, расположенных
недалеко от железнодорожного пути или линий метрополитена неглубокого
заложения, а также на стройплощадках. Основная часть колебательной
энергии от виброгенерирующих объектов-источников переносится поверхностными
волнами, распространяющимися в пределах верхней части грунтовой толщи
(10-15 м). В силу этого в сфере воздействия поля вибрации оказываются
фундаменты зданий и инженерных сооружений, многие коммуникации.
Вибрационное загрязнение, т.е. воздействие поля
вибрации непосредственно на грунтовые массивы, может приводить к
изменению рельефа поверхности, снижению механической прочности пород
или, наоборот, к их уплотнению и улучшению прочностных характеристик.
Длительное вибрационное воздействие способно вызывать или активизировать
экзогенные геологические процессы, такие, например, как оползни и
обвалы на крутых склонах, карст, проседание поверхности, образование
полостей в насыпях на железнодорожных магистралях и т.п. При воздействии
через грунтовые массивы на фундаменты зданий вибрация может причинять
им серьезный урон. Так, при виброколебаниях со скоростью перемещения
частиц грунта 0,4*10-3 - 1,2*10-3 м/с
могут происходить сверхнормативные осадки фундаментов, возникать
повреждения в старых зданиях, а при скорости 5*10-3 - 8*10-3 м/с возможны серьезные повреждения зданий с деревянными и бетонными
перекрытиями.
Оценка вибрационного воздействия с экологических
позиций показывает, что виброколебания с частотой до 20 Гц и амплитудой
до 0,25*10-3 м (виброскорость до 0,01 м/c) хотя
и ощутимы, но не вызывают неприятных последствий, которые имеют место
при более высоких частотах и больших амплитудах. Так, при частотах
20-40 Гц и амплитудах 0,3*10-3 - 0,5*10-3 м (виброскорость до 0,04 м/c) вибрация оказывает раздражающее
действие, вызывая неприятное и даже болезненное состояние организма.
В табл. 6.1 показано соотношение указанных величин с параметрами
поля вибрации, создаваемого различными источниками.
Тепловое загрязнение среды, вызываемое
техногенным изменением температурного режима верхних слоев литосферы,
в настоящее время представляет собой серьезную геоэкологическую проблему.
Согласно прогнозам, уровень ежегодного прироста тепловой энергии
в больших городах к 2000 году может достичь величины 1010 Дж/м2 .
Источниками теплового загрязнения могут служить
горячие цеха и подземные газоходы металлургических предприятий, теплотрассы,
сборные коллекторы, коммуникационные туннели и туннели метрополитена,
обогреваемые подземные сооружения, а также сбросы горячих технологических
вод в реки и открытые водоемы. С другой стороны, в качестве охладителей
грунтовой толщи могут рассматриваться установки, используемые для
промораживания слабых и плывунных грунтов при строительстве, подземные
хранилища сжиженного газа. Оказываемое этими источниками тепловое
воздействие может быть охарактеризовано данными, приводимыми в табл.
6.1.
Концентрация большого числа источников тепловой
энергии в верхних частях литосферного пространства (например, под
большими городами-мегаполисами) создает предпосылки формирования
так называемых тепловых куполов - прогретых объемов геологического
пространства, частично или полностью охватывающих своими контурами
территории мегаполисов во многих районах земного шара. В пределах
территорий крупных городов на небольших глубинах (10-30 м) формируются
обширные геотермические аномалии с превышением температуры над фоновой
на 6-10С.
В регионах с сезонно промерзающими грунтами прогрев
скальных и дисперсных песчано-глинистых пород до температуры от 16-20
до 150-160С обычно не оказывает существенного влияния на
их прочностные свойства, вызывая лишь повышение фильтрующей способности
и уменьшение пластичности и влагоемкости. Вместе с тем даже при умеренном
нагревании пород увеличивается их агрессивность по отношению к бетону,
железобетону и металлу элементов конструкций, возрастает опасность
химической и биохимической грунтовой коррозии.
В регионах, где распространены многолетнемерзлые
породы, температура которых варьирует от -0,6 до -4,2С,
даже небольшие флуктуации температуры (всего на 2-3С) в
верхних частях грунтовой толщи могут приводить к заметным изменениям
прочностных и деформационных свойств грунтов, ухудшению их несущей
способности.
Искусственное промораживание грунтов при строительстве
в сложных гидрогеологических условиях приводит к формированию временных
криолитозон (массивов мерзлых пород) шириной до нескольких метров
или десятков метров. По мере оттаивания после остановки процесса
искусственного охлаждения грунтовый массив постепенно восстанавливает
свои качественные характеристики. Однако в период удержания грунта
в промороженном состоянии возможны нарушения сложившегося до начала
заморозки режима водонасыщения, массо- и теплообмена. Не исключены
также негативные реакции на холод со стороны растительного мира и
мира микробных сообществ.
Тепловое воздействие и воздействие холодом на грунтовую
толщу способствует проявлению таких экзогенных геологических процессов,
как термопросадки, термокарст, солифлюкция и деградация многолетней
мерзлоты (при тепловом воздействии), а также образование наледей,
морозное пучение (при воздействии холодом). В данном случае тепловое
воздействие может квалифицироваться как экзогенный (и техногенный)
геологический фактор.
Реальные техногенные вариации температурных полей
непосредственного влияния на человеческий организм не оказывают,
и в этом смысле роль теплового загрязнения как экологического фактора
относительно невелика. Экологические эффекты техногенного теплового
загрязнения проявляются прежде всего в особенностях взаимодействия
прогретого (или промороженного) грунта с растениями и микробными
сообществами, для которых грунтовая толща является средой обитания.
В этом выражается прямое экологическое действие фактора теплового
загрязнения. В то же время негативные проявления экзогенных геологических
процессов, вызываемых техногенными изменениями температурного режима,
могут ухудшать условия жизни и работы людей и даже таить в себе опасность
в случаях, например, возможного коррозионного повреждения тепло-
и газопроводов, канализации и т.п., и в этом выражается роль теплового
загрязнения в качестве экологического фактора опосредованного воздействия.
Назад| Вперед
|
