Физическое загрязнение связано с изменением физических свойств среды. Радиоактивное загрязнение характеризуется превышением естественного уровня содержания радиоактивных веществ в окружающей среде. Оно затрагивает все сферы географической оболочки и все ее компоненты. Отрицательное воздействие этот вид загрязнений сохраняет в течение десятков, сотен и тысяч лет. В связи с этим борьба с радиоактивным загрязнением является очень сложной и не всегда успешно решаемой проблемой. Естественный радиоактивный фон формируется под влиянием воздействия космических лучей, излучения горных пород, содержащих уран, торий, радий. Естественный радиоактивный фон в разных регионах различен, он зависит от географической широты, высоты над уровнем моря, тектонического строения, литологии коренных пород и осадочных толщ. Источниками загрязнения являются также испытания атомного и водородного оружия, атомные электростанции и суда, выбросы предприятий по добыче радиоактивных веществ.
Радиоактивные элементы отличаются различными периодами полураспада, отчего и зависит степень и продолжительность их отрицательного влияния на окружающую природу (см. табл. 1).
природа геоэкология загрязнение здоровье
Таблица 1 Период полураспада некоторых радиоактивных элементов
| Радиоизотопы | Период полураспада |
| Калий (К-42) | 12,4 часа |
| Йод (1-131) | 8 суток |
| Фосфор (Р-32) | 14,5 суток |
| Железо (Fe-59) | 45 суток |
| Стронций (Sr-90) | 27,7 года |
| Цезий (Се-137) | 32 года |
| Углерод (С-14) | 5568 лет |
| Плутоний (Ри-239) | 24 ООО лет |
| Уран (U-238) | 4,5 млрд Лет |
Радиоактивные вещества мигрируют в окружающей среде, накапливаясь в организмах растений и животных, а также человека, вызывают нарушения в их функционировании, приводят к раковым заболеваниям.
Основными районами радиоактивных загрязнений в мире являются территории испытаний атомного и водородного оружия многими странами: США, Россией, Францией, Китаем (Невада, Семипалатинск, Новая Земля, острова Тихого океана и пустынные районы Китая), а также места аварий на АЭС.
Отрицательное влияние на живые организмы оказывают различные шумы, которые являются побочными продуктами технической цивилизации. Тихий шелест деревьев и трав, журчанье ручья, пение птиц благоприятно воздействуют на состояние человека (до 20 децибел). А вот шумы в более чем 80 децибел вызывают болевые ощущения в органах слуха, в 150 – вызывают усталость металлов, в 190 – выбивают заклепки из металлических конструкций. Шум уличного транспорта составляет 80 – 100 децибел, реактивного самолета при взлете – 140 децибел. Уровень уличных шумов зависит от планировки города, высоты и плотности застройки, наличия зеленых насаждений. Шумы в больших городах сокращают продолжительность жизни людей, приводят к нервному истощению, расстройствам эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шумы мешают людям работать и отдыхать, снижают производительность труда.
С целью уменьшения влияния шумов самолетов в настоящее время аэропорты выносятся за пределы городов, запрещается посадка самолетов с высокими показателями шумов, регулируется график их полетов.
Значительное влияние на живые организмы оказывают искусственные электромагнитные поля (радиопередающие устройства, линии электропередач и др.). Они отрицательно влияют на обмен микроэлементов в организмах (медь, молибден, марганец, железо), на функциональные изменения, деятельность нервной системы и половую функцию у животных и человека. У человека это проявляется в ухудшении самочувствия и аппетита, в нарушении обмена веществ, состава крови, функционировании сердечно-сосудистой системы.
Электромагнитные излучения отрицательно влияют на природу в местах концентрации высоковольтных линий электропередач, расположения электросиловых установок и т. д.
На функционирование природных систем и отдельных компонентов оказывает влияние тепловое загрязнение среды (атмосферы, воды). В результате сгорания топлива в атмосферу выделяется огромное количество тепла, что приводит к повышению температуры воздуха. Не менее 2/ энергии, содержащейся в потребляемом топливе, не используется в производстве из-за низкого КПД и рассеивается в атмосфере в виде тепла. В среднем за год в атмосферу поступает 5 • 1016 ккал технического тепла, или 0,01 ккал/см2, что составляет около 0,006 % величины солнечной радиации, поглощаемой земной поверхностью и атмосферой. Это приводит к повышению температуры у земной поверхности на 0,01 °С. В крупных промышленных городах выделяемое тепло сравнимо с поступающей солнечной радиацией. Повышение температуры воды ведет к уменьшению содержания в ней растворенного кислорода (при температуре в 30 °С в 1л воды содержится в 2 раза меньше кислорода, чем при температуре 0 °С), азота и углекислого газа. Повышение температуры водной среды приводит к деградации естественных водных комплексов, доминированию сине-зеленых водорослей, что ведет к уменьшению численности многих видов животных (см. рис.). Тепловое загрязнение достигает наибольших показателей в городах (воздух и поверхностные воды), а также в местах расположения ТЭЦ, которые сбрасывают большие объемы теплых вод. (В некоторых случаях теплые воды используются человеком для своих потребностей. Например, в Белоозерске на основе сбрасываемых теплых вод с ГРЭС организовано круглогодичное прудовое хозяйство, где выращиваются толстолобик и белый амур.)
Основными источниками химического загрязнения атмосферного воздуха являются автотранспорт и промышленность. Ежегодно в мире сжигается до 9 млрд т условного топлива, что приводит к поступлениям в воздух более 200 млн т оксидов углерода, 150 млн т оксидов серы, свыше 50 млн т оксидов азота, более 250 млн т мелкодисперсных аэрозолей. Вместе со сжиганием угля в окружающую среду поступают ртуть, мышьяк, уран, кадмий, бериллий, олово, ванадий и др. Загрязненный воздух над крупными городами летом задерживает до 20 % солнечных лучей, а зимой – до 50 %.
В мире насчитывается до 550 млн автомобилей. Один автомобиль в среднем поглощает ежегодно 4 т кислорода и выбрасывает с выхлопными газами 800 кг оксидов углерода, около 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Автомобильные выхлопные газы – это смесь примерно 200 веществ, которые загрязняют воздух, воды, почвы, растительный и животный мир.
В Беларуси более 770 тыс. земель, что прилегают к шоссейным и железным дорогам, постоянно находятся под отрицательным воздействием автомобильного транспорта. На расстоянии 100 м вдоль шоссе концентрация свинца может достигать 50–55 мг на 1 кг почвы при норме 10 мг/кг.
Загрязнителями окружающей среды являются и многие отрасли промышленности, особенно черная и цветная металлургия, химическая и нефтехимическая. Так, состав промышленных выбросов химической промышленности очень разнообразен и включает оксид углерода, оксид азота, сернистый ангидрид, аммиак, хлористые и фтористые соединения. Наибольшей опасностью отличаются соединения серы. Во влажном воздухе сернистый ангидрид соединяется с водой и образует серную кислоту. Под влиянием сернистого газа и его производных происходит поражение верхних дыхательных путей (бронхит, бронхиальная астма), разрушается хлорофилл в листьях растений, замедляется рост, снижается продуктивность, а в отдельных случаях наблюдается гибель растений, особенно хвойных видов. Кислотные дожди повышают кислотность почв и вод, ускоряют процессы коррозии металлов, разрушают здания, памятники истории и культуры.
Очень опасно поступление в окружающую среду тяжелых металлов (свинец, ртуть). Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, передаваясь по цепи питания к высокоорганизованным животным. В результате этого у рыб, млекопитающих, птиц тяжелые металлы накапливаются в опасных концентрациях. Поступление тяжелых металлов с продуктами питания в организм человека вызывает нарушение психики, параличи, оказывает отрицательное влияние на наследственность. Автомобиль за год в среднем выбрасывает 1 кг свинца в виде аэрозоли, что требует ограничения до минимума интенсивной хозяйственной деятельности вдоль шоссейных дорог, куда поступает с выхлопными газами этот металл.
Самое разнообразное загрязнение окружающей среды наблюдается в городах.
Сильное загрязнение окружающей среды наблюдается в промышленных районах мира (Рур, Силезия, Лотарингия, Донбасс, Аппалачи, район американских Великих озер, Урал, КМА, Кольский полуостров). Загрязнение окружающей среды достигает наиболее высоких показателей в городах и местах добычи химического сырья (например, Соликамск, Солигорск), где накапливаются значительные объемы пород в отвалах. В странах СНГ насчитывается более 105 городов, в которых уровень загрязнения превышает допустимые нормы в несколько раз (Братск, Норильск, Челябинск, Кемерово, Мончегорск, Нижний Тагил, Кривой Рог, Днепродзержинск, Запорожье, Чимкент, Новополоцк, Светлогорск, Могилев, Бобруйск и др.). Загрязнены многие реки (например, Волга, Урал, Дунай) и озера.
Для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства люди изобрели химические средства – пестициды. Несмотря на все выгоды, которые человек получает при использовании пестицидов (повышение урожайности сельскохозяйственных культур, уничтожение многих переносчиков заболеваний), постепенно стали проявляться и негативные явления. Накопление их в природе вызывает отрицательное влияние на живые организмы. Установлено, что в организмах хищных животных третьего порядка концентрация ДДТ в 500 тыс. раз выше, чем в окружающей среде. Необходимо учитывать и тот факт, что многие пестициды сохраняются в окружающей среде десятки лет, участвуя в биологических круговоротах. Загрязнение организмов птиц пестицидами отрицательно влияет на образование скорлупы, снижает плодовитость, подавляет инстинкт гнездования, сказывается на наследственности.