Антропогенні фактори. Вплив виробничої діяльності людини на біосферу. Основні антропогенні фактори, що виникають внаслідок будівництва міст.

Антропогенні фактори – це сукупність різних типів дії людини на живу й неживу природу. Під час історичного розвитку людства природа збагатилася якісно новими явищами. Тільки своїм фізичним існуванням людина помітно впливає на середовище мешкання: в процесі дихання населення Землі щорічно вивільнює в атмосферу 1 х 10¹² кг СО₂, а з харчем споживає 5 х 10¹⁵ ккал.

В значно більшій мірі на біосферу впливає виробнича діяльність людини. Згідно з геологічними явленнями людина існує надзвичайно короткий час (усього 0,00001% від тривалості існування біосфери). Проте, за цей короткий проміжок часу кругообіг речовин в біосфері змінився радикально. На сьогодні людина є найважливішим геологічним фактором. В античні часи люди використовували лише 18 хімічних елементів, у XVIII – 29, 1 Х1Х – 62. Нині використовуються всі 89 елементів, що є в земній корі, крім того одержані ще й такі, яких в природі немає зовсім, наприклад, плутоній, технецій, тощо.

Родовища заліза,міді, цинку, свинцю й багатьох інших елементів, які природа накопичувала протягом мільйонів років, швидко вичерпуються. Подекуди, навпаки, відбувається концентрація елементів у таких пропорціях, яких не було в природі – наприклад, на великому заводі. де сконцентровані залізо, мідь, алюміній, свинець.

Людина дуже швидкими темпами використовує сонячну енергію, накопичену у вугіллі, нафті, природному газі, вона вивільнює енергію, що міститься в урані. Все це сприяє порушенню рівноваги в біосфері.

Велику шкоду наносить біосфері технічне перетворення й руйнування природних екосистем в процесі будівництва міст, доріг, промислових підприємств. Наприклад, забудова й асфальтування все більших площ поверхні Землі не тільки виключає з природного обігу певну частину грунту, але й змінює режим грунтових вод, випаровування.

Стрімка урбанізація – зростання міст в останні півстоліття – змінила обличчя планети сильніше, ніж багато видів інших діяльності за всю історію людства. Найбільш відоме проявлення антропогенного впливу на біосферу – забруднення навколишнього середовища, зокрема, атмосфери і поверхневих вод.

Забруднення повітряного басейна у містах має три різних джерела і його величина змінюється залежно від розміру міста, клімату, географічного розташування міста та періоду року. У великих містах середнього поясу взимку опалення житла постачає в атмосферу до 50% усіх забруднювачів у вигляді твердих частинок (пил, сажа, зола) і газоподібних (оксиди вуглецю, азоту, сірки у співвідношеннях, які залежать від виду палива); два інших джерела – промислові підприємства та автомобільний транспорт – поділяють останні 50% майже рівно.

В південних великих містах відповідні цифри набагато відрізняються і основний внесок у забруднення атмосфери вносить автомобільний транспорт. У містах з підвищеною вологістю повітря, які розташовані поблизу великих мас води, забруднювачи атмосфери – продукти згоряння палива в котельних – всмоктуються краплинами води і утворюють отруйний туман – смог. Головний діючий компонент смогу – сірчаний ангідрид в кількості 5-10мг/м³, а іноді й вище. В такому смозі практично не утворюється ніяких нових хімічних речовин. Його токсичність цілком визначається вихідними забруднювачами і виникає він при згорянні достатньо великих кількостей органічного палива.

Що стосується ролі урбанізації в забрудненні вод, то тут слід розглядати два аспекта: по-перше, скид стічних вод; по-друге – забезпечення питною водою. Обидві проблеми перебуваються у прямій залежності одна від одної, тому що забезпечення питною водою здійснюється з річок, в які скидаються стічні води населених пунктів, промислових і сільськогосподарських підприємств.

Основною причиною забруднення водних басейнів є скид у водоймища неочищених або недостатньо очищених вод промисловими підприємствами, комунальним та сільським господарством. Підраховано, якщо місто споживає за добу 600 тис. м³ води, то воно дає біля 500 тис. м³ стічних вод.

Слід звернути особливу увагу ще на один антропогенний фактор, тісно пов’язаний з великими містами. Це вплив досить недавно відкритих суперекотоксикантів, універсальних клітинних отрут – диоксинів. Диоксини – це група органічних речовин, які в останні роки вважають найбільш небезпечною, співставимою з дією жорсткого іонізуючого випромінювання. Диоксини не виробляються промисловістю, вони – це породження сучасного міста і надходять в атмосферу з вихлопними газами автомобілів, при хлоруванні питної води, згорянні техногенної деревини (наприклад, залізничних шпал). Постійним джерелом надходження диоксинів є спалювання твердих побутових відходів, в яких міститься велика кількість полімерних матеріалів.

Зараз ми ще не уявляємо реальних масштабов диоксинової небезпеки. Для знищення її потрібно створення нормативно-правової бази, формування мережі аналітичних центрів з контроля над вмістом диоксинів, розробка рекомендацій з локалізації і зниження надходження цих токсикантів від відомих джерел. Вже існують технології з вилучення диоксинів з питної води сорбцією на гранульованому активному вугіллі, які вже використовуються у деяких країнах світу.

Сучасне місто – це ще й джерело потужного енергетичного забруднення середовища. Воно постачає теплове забруднення, яке пов’язано з працею теплоенергетичного устаткування, різноманітних двигунів, в тому числі й автомобільних. Додаткове тепло постачає сама промисловість будівельних матеріалів. Можна нарахувати ряд джерел такого постачання тепла:

-виробництво асфальтобетону для дорожного будівництва, де тепло вивільнюється в атмосферу при сушінні мінеральних компонентів асфальтобетону, а також при розігріванні в’яжучих та в самих процесах виробництва асфальтобетону та будівництві дорожних покрить;

-обжиг керамічних будівельних матеріалів (цегла керамічна, цегла клінкерна, фасадні керамічні вироби, плитка для полу), при якому розвивається температура до 1100-1300⁰С;

-пропарювання залізобетонних будівельних виробів (фундаментні блоки, стінові панелі, плити-перекриття, тощо) у пропарювальних камерах;

-обжиг кальцієвих та кальцієво-магнієвих порід в процесах виробництва вапна та гіпсу для будівництва, який здійснюється при температурах 900-1200⁰С.

Шляхи боротьби з тепловим забрудненням – утилізація тепла, вторинне використання його для побутових потреб міста.

Ще один вид енергетичного забруднення міст – це шумове забруднення. Рівень шуму вимірюється в децибелах. Поріг чутливості людини – 20-120 дБ. Реактивний літак при старта на відстані 25 м дає рівень шуму 140 дБ; вантажівка – 90 дБ; потяг – 90-93дБ; багатоквартирний будинок в годину-пік – 54-59 дБ. Нешкідливим є рівень 20-30дБ; допустима межа – 80дБ; 130 дБвикликають біль, а 150 дБ – непереносимі.

Зараз у великому місті проблема шуму загострилася у зв’язку з великою кількістю автотранспорту – в годину-пік рівень шуму досягає на шляхах 75 дБ.

Головними засобами боротьби з шумом є:

- вірне планування міської забудови – віддалення будинків від великих шляхів на 200м знижує рівень шуму до 20дБ;

- створення шумових екранів – спеціальних стін, зелених насаджень;

- будівництво шумозахищених будинків з вікнами всередину кварталу;

-створення глушильних засобів на двигунах внутрішнього згоряння.

І, нарешті, ще один з найважливіших видів енергетичного забруднення в містах – це радіоактивне забруднення. Радіоактивність – це природне явище, коли здійснюється розпад ядра атомів, при якому виникають випромінювання. Ці випромінювання мають велику енергію, їх загальною властивістю є здатність іонізувати речовину, середовище, в якому вони розповсюджуються: воду, повітря, метали, організми. Іонізація речовини завжди супроводжується зміною її основних фізико-хімічних властивостей, а для біологічної тканини – порушенням життєдіяльності. Тому радіоактивні випромінювання і шкідливі для живих організмів.

Одною з найважливіших характеристик радіоактивності є доза опромінювання. Дозою опромінювання називається енергія випромінювання, що поглинається одиницею об’єма або маси речовини за весь час дії випромінювання. Енергія поромінювання. що поглинається речовиною, використовується на її іонізацію. Отже, доза опромінювання характеризує ступінь іонізації речовини: чим більша доза, тим більший ступінь іонізації. Тому саме доза є мірою вражаючої дії радіоактивного випромінювання на людину. тварини та рослини. Одна й та ж доза може нагромаджуватися за різний час, при цьому біологічний ефект опромінювання залежить не тільки від величини дози, але й від часу її нагромадженн.я. Чим швидше одержана доза, тим більш вона вражаюча. В системі СИ одиницею дози опромінювання є зиверт (зВ).

На протязі свого життя і всього біологічного розвитку людина опромінювалася і зараз продовжує опромінюватися від дією радіоактивного випромінюваня від природного фону. Природні джерела. що формують цей фон, можна розділити на дві категорії: зовнішнє та внутрішнє опромінювання. До зовнішнього належать космічні промені, сонячна радіація, випромінювання від гірських порід земної кори і від повітря.

Опромінюють нас і власні стіни, тобто будівельні матеріали, з яких побудовані споруди. Наприклад, в Швеції був заміряний фон випромінювання майже в 1000 квартир в домах, що були побудовані з різних матеріалів: дерев’яні, цегляні, бетонні та кам’яні. Усі вони були побудовані до 1946 року, тобто до початку випробувань атомної зброї. Наслідки вимірювань показали, що в дерев’яних будівлях опромінювання людини приблизно в 2 рази нижце, ніж на відкритих місцевостях, в цеглянихі бетонних – також, а в гранітних – в 4 рази вище, ніж на відкритих місцевостях. Природні радіонукліди, що вміщені в будівельних матеріалах, можуть бути джерелом опромінювання людини. Вони створюють як зовнішнє опромінювання. так і опромінювання тканини легенів продуктами розпаду ізотопів радона, що вивільнюється з надр землі під час будівництва фундаментів. Доза опромінювання від радону складає 7-50 мкзВ нарік.

Найбільшу частину дози за рахунок радіонуклідів будівельних матеріалів людина одержує під час перебування в житлових приміщеннях.

Серед промислових відходів з високою радіоактивністю, що використовуються у будівництві, слід назвати кальцій-сілікатний шлак та фосфогіпс, що одержуються при переробці фосфорних руд, а також цеглу з червоної глини – відходу у виробництві алюмінія, доменний шлак – відход чорної металургії та зольний пил, що утворюється при спалюванні кам’яного вугілля. Значення рівней радіації, що створюють деякі будівельні матеріали, наведені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 - Значення рівня радіації,

створеної деякими будматеріалами

(фонова доза – 0,18мкзВ; гранічна – 0,35 зВ)

Отже, як показує огляд антропогенних факторів, природу Землі неможливо повернути до того стану, в якому вона була до початку розвитку людини. На сучасному етапі завдання полягає не в тому, щоб залишити все, як було – це неможливо, а в тому, щоб діяти розумно, науково обгрунтовано, з максимальною обережністю, бо нічого з того, що робимо ми з живою природою, виправити неможливо.

Питання для самоконтролю.

Питання 3.13.

Чи можна сказати, що завдяки людській діяльності багато мінеральних ресурсів не тільки вичерпуються, але й нагромаджуються у великих кількостях?

Так.

Ні.

Питания 3.14.

Чи можна вважати, що основний внесок у забруднення атмосфери великих міст помірного кліматичного поясу вносить теплопостачання житла?

Так.

Ні.

Питання 3.15.

Чи можна віднести побудовий мотлох до відходів, які нетоксичні і не впливають на здоров’я людини?

Так.

Ні.

Питання 3.16.

Чи можна сказати, що перебуваючи всередині житла, людина одержує меншу дозу радіоактивного випромінювання?

Так.

Ні.

Загальний тест-контроль за темою

Запитання 3.1.

Що таке едафічні фактори ?

“А”. Властивості земної поверхні – грунтові води, концентрація солей у воді, кислотність, товщина родючого шару грунту.

“Б”. Розмір та кількість популяцій в екосистемі.

“В”. Кліматичний режим – сонячна радиація, напрямок вітру, тиск, вологість повітря.

Запитання 3.2.

Які з наведених нижче взаємовідносин між організмами в екосистемі можна віднести до антагоністичних?

“А”. Конкуренція.

“Б”. Коменсалізм.

“В”. Мутуалізм.

Запитання 3.3.

Коли найбільш поширені антагоністичні взаємовідносини між організмами в екосистемі?

“А”. На початку розвитку екосистеми.

“Б”.В клімаксній екосистемі.

“В”. Наприкінці розвитку екосистеми.

Запитання 3.4.

Що таке екологічна ніша?

“А”. Це сукупність кліматичних характеристик середовища мешкання.

“Б”. Це сукупність теріторіальних і функціональних характеристик середовища мешкання.

“В”. Це сукупність всіх живих організмів, що можуть мирно існувати разом на одній теріторії.

Запитання 3.5.

Проміння якої частини електромагнітного спектру необхідні для здійснення фотосинтезу?

“А”.Ультрафіолетове.

“Б”. Інфрачервоне.

“В”. Видиме.

Запитання 3.6.

Що таке фотопериодизм?

“А”. Це реакція організмів на зміни температури літнього і зимового періодів року.

“Б”. Це реакція організмів на сезонні зміни довжини дня.

”В”. Це реакція організмів на зміну дощового періоду року на засуху.

Запитання 3.7.

Де кисень буде лімітуючим фактором?

“А”. В наземних екосистемах.

“Б”. На великих теріторіях, зайнятих лісними масивами.

“В”. В водних екосистемах.

Запитання 3.8.

Що є лімітуючим фактором для рослин?

“А”. Вуглекислий газ.

“Б”. Вода.

”В”. Бор.

Запитання 3.9.

Де межі толерантності ширше?

“А”. В природних умовах.

“Б”.В штучних умовах.

“В”. Однакові в обох випадках.

Запитання 3.10.

Від чого залежать організми в природі більше?

“А”. Вмісту необхідних речовин і стану критичних фізичних факторів середовища.

“Б”. Диапазона толерантності самих організмів до цих чи інших компонентів середовища.

“В”. Від обох цих характеристик в рівній мірі.

Тема 4.