НС екологічного характеру

Екологічні НС (лиха) — це забруднення біосфери, руйнування озонового шару, опустинювання, кислотні дощі тощо.

Прояви і класифікація. Під екологічними небезпеками розуміються небезпеки для життєдіяльності людини, що виникають опосередковано, унаслідок зміни системних параметрів навколишнього природного середовища. Такі небезпеки мають ряд специфічних рис, зв'язаних, по-перше, з причинами їх походження і, по-друге, з системними особливостями навколишнього середовища.

Екологічні небезпеки можна розподілити на природні, що виникають як результат стихійних явищ, і антропогенні, які є наслідком господарської діяльності людства.

Головна особливість екологічних небезпек полягає в тому, що вони загрожують людині не тільки напряму, але і побічно, через зміну навколишнього природного середовища і біосфери в цілому. Забруднення навколишнього середовища можуть впливати локально, на місці їх утворення, переноситися в інші регіони або виявлятися в глобальному масштабі.

Екологічна безпека життєдіяльності. Екологічна безпека трактується як складова частина загальної безпеки життєдіяльності. Вона повинна розглядатися на глобальному, регіональному і локальному рівнях. Забезпечення екологічної безпеки є пріоритетною проблемою кожної держави, як і забезпечення її військової і економічної безпеки.

Взаємодія техніки з природою. Стрімке зростання техніки в якісному і кількісному відношенні ознаменувало собою так званий період науково-технічної революції. У взаємодії суспільства і природи техніка грає, як правило, двояку роль. З одного боку, з її допомогою людина задовольняє багато своїх потреб, але з іншого — вона виявляється головною причиною змін, що відбуваються в природі (антропогенні зміни), які є небажаними для всіх мешканців біосфери.

Промислові підприємства змінюють майже всі компоненти природи (повітря, воду, грунт, рослинний і тваринний світ тощо). В біосферу (атмосфера, водойми і ґрунт) викидаються тверді промислові відходи, небезпечні стічні води, гази, різні за розмірами і хімічним складом аерозолі.

Атмосферні забруднення прискорюють руйнування будівельних матеріалів, гумових, металевих, тканинних і інших виробів. При відповідному складі і концентрації вони можуть стати причиною загибелі рослин і тварин. Найбільшого збитку ці складні за хімічним складом речовини завдають здоров'ю людей.

Зважений в повітрі пил адсорбує отруйні гази, утворює щільний токсичний туман (смог), який збільшує кількість опадів. Насичені сірчистими, азотними та іншими речовинами, ці опади утворюють агресивні кислоти. З цієї причини швидкість корозійного руйнування машин і устаткування у багато разів збільшується.

Виробничі стічні води підрозділяються на умовно чисті і брудні. Умовно чистими є води від охолоджування технологічного устаткування і апаратури.

Ці води охолоджуються в заводських ставках або градирнях, очищуються від масел і важких забруднених частинок і потім повертаються у виробництво при обмеженому додаванні чистої води. Брудні стічні води різняться не лише на різних підприємствах, але і на одному підприємстві від різних цехів і ділянок.

Промислові тверді відходи окрім класифікації за токсичністю підрозділяються на металеві, неметалеві і комбіновані. До неметалевих відходів відносять хімічно інертні (відвали порожньої породи, зола тощо) і хімічно активні (пластмаси, гума тощо), до комбінованих — промислове і будівельне сміття.

Енергетичні забруднення навколишнього середовища включають промислові теплові викиди, а також всі види випромінювань і полів.

Теплове забруднення біосфери властиве більшою чи меншою мірою всім видам підприємств і виявляється у вигляді конвективного або радіаційного теплообміну між нагрітими викидами або нагрітими технологічними установками і навколишнім середовищем, що приводить до локального підвищення температури атмосфери, води або грунту. Особливо небажана дія теплових викидів на водоймища, оскільки це порушує водний екологічний режим.

Забруднення ксенобіотиками. Одним з великих недоліків багатьох діючих технологій полягає в тому, що вони засновані на процесах і речовинах, що є чужими для біосфери. У результаті неминуче виникають екологічні небезпеки у вигляді вогнищ забруднення ксенобіотиками (від грецького ксенос — чужий): радіоактивними речовинами, пестицидами і продуктами їх неповного розкладу, важкими металами (свинцем, кадмієм, ртуттю, нікелем тощо), іншими біологічно активними елементами (фтором, ванадієм, берилієм тощо).

У даний час науці відомо більше 10 млн. органічних сполук. Близько 100 тис. з них використовуються досить широко, і більше тисячі додаються до їх списку щороку. Деякі з них відомі як небезпечні токсиканти, мутагени, он-когени тощо. При накладенні дія їх, як правило, посилюється. Забруднення розповсюджується на безліч біологічних видів і помешкань, так що стає неможливим прослідкувати численні екологічні наслідки їх використання. Необхідно мати на увазі, що, не дивлячись на деякі відмінності в чутливості і реакції різних видів живої природи на ксенобіотики, в основі механізмів життєдіяльності лежать одні і ті ж клітинні структури і біохімічні механізми.

У процесі господарської діяльності біосфера збагачується металами в природі, що знаходяться в стані розсіювання. Локально виникають значні концентрації металів, неможливі для природних геохімічних процесів. При цьому об'єднуються метали, що знаходяться в природних умовах завжди роздільно.

Вільний стан більшості металів не типовий для біосфери, але в результаті технологічної обробки більшість їх переводиться в геохімічно нестійку форму, звичайно біологічно активну. В такому стані метали розсіваються в біосфері в результаті тертя, корозії, розпилювання, іноді цілком свідомо для досягнення певної мети — боротьби з бур'янами, руйнівниками органічних матеріалів, для формування штучних дощових хмар тощо.

Надлишок таких речовин в біосфері несе загрозу украй не передбачуваних наслідків для всього живого на Землі.

Прояв дії ксенобіотиків завжди має запізнювання (лаг-період) і певну ієрар-хічність. Можна чітко розрізнити декілька рівнів реакції на ксенобіотики:

— біохімічна і фізіологічна реакції (негайно або після недовгого терміну дії — до декількох годин);

— анатомічні, морфологічні, біоритмічні і поведінкові відхилення (години — тижні);

— популяційні — динамічні і хорологічні зміни ( місяці-роки);

— ценотичні зміни (зміни складу, будови і функції біоценозів — роки-деся-тиліття);

— еволюційні наслідки (десятиліття-тисячоліття).

Якщо початкові симптоми важко діагностувати, то результат останніх з перерахованих змін важко прогнозувати. Особливо невизначені еволюційні наслідки, які до того ж є необоротними.

Довготривала екологічна небезпека ксенобіотиків полягає в тому, що вони з розсіяного стану концентруються в біомасі, включаючи ту, яка служить їжею людині.

Розрізняють два механізми концентрації. Перший заснований на тому, що організми вибірково поглинають речовини з оточуючого їх середовища, наприклад, рослини з повітря і ґрунтового розчину. Цей механізм порівняно швидко «спрацьовує» і піддається прогнозу. Другий заснований на концентрації речовин за харчовими ланцюгами. При цьому концентруються лише ті ксенобіотики, які при потраплянні до організму слабко виводяться з нього і поволі розкладаються в біохімічних процесах. Прикладами подібних речовин можуть бути довгоживучі (з великим періодом напіврозпаду) радіоактивні ізотопи, важкі елементи (ртуть, нікель, кадмій), деякі пестициди і продукти їх неповного розкладання (хлормістячі органічні речовини, зокрема ДДТ і його аналоги). Додатковою умовою є наявність великої кількості ланок в харчовому ланцюзі. На найбільшу небезпеку наражаються ті популяції, які замикають харчовий ланцюг, оскільки у багатьох випадках концентрація ксенобіотика (з розрахунку на біомасу) збільшується на порядок з просуванням на одну ланку. Хижі птахи, наприклад, замикають довгі (до 7—9 ланок) харчові ланцюги. Зникнення без видимих причин хижаків є індикатором метаболічних отрут в навколишньому середовищі, здатних до біоакумуляції. Цей механізм працює повільніше ніж перший, але він невідворотний.

Концентрація ксенобіотиків приводить до вимирання деяких популяцій, спрощення біоценозів з втратою їх стійкості, а в деяких випадках являє пряму небезпеку для людини. Доводиться збільшувати коефіцієнт безпеки в 104 раз по відношенню до норм, встановлених на основі уявлень про пасивне розбавлення ксенобіотиків.

Антропогенні забруднення є могутнім чинником еволюції видів і екосистем. Прикладом подібного впливу є той факт, що число стійких до інсектицидів видів комах, що завдають збитку здоров'ю і господарській діяльності людини, постійно зростає. Постійна боротьба з новими хворобами сільськогосподарських культур, домашніх тварин і, нарешті, людини ще більш драматична за своїми наслідками: вона відволікає все більше ресурсів і, як правило, не досягає остаточних цілей. Комахи — «шкідники» і збудники інфекційних хвороб за порівняно короткі терміни можуть адаптуватися до нових для них чинників. В той же час для птахів, тварин і людини навантаження ксенобіотиків дуже швидко зростає, щоб можна було сподіватися на аналогічні процеси адаптації. Тому механізм природного відбору, елімінація непристосованих особин, сприймається в цьому випадку як екологічна катастрофа. Таким чином, при всій невизначеності наслідків насичення біосфери ксенобіотиками один результат, безумовно, можна передбачити: втрата видів і зменшення біологічної різноманітності продовжуватиметься.

У масштабах геологічного часу зростання антропогенного навантаження на біосферу в даний час можна вважати початком катастрофи, аналогічної відзначеним неодноразово в палеонтологічному літописі. При цьому еволюційне значення минулих катастроф полягає і в тому, що вимирали сильно спеціалізовані види, а зберігалися універсальні, значно примітивніші, які в екологічних нішах, що звільнилися, бурхливо еволюціонували. Катастрофи тим самим сприяли появі прогресивних і універсальних за пристосованістю гілок органічного світу.

Таким чином, роль екологічних катастроф в еволюції неоднозначна, і цей факт необхідно враховувати при прогнозуванні довготривалих наслідків антропогенного впливу.