Среды (водная, воздушная, климатическая, акустическая)

 
ПЛАН:
1) ВВЕДЕНИЕ;
2) ВОЗДУШНАЯ СРЕДА;
3) ВОДНАЯ СРЕДА;
4) КЛИМАТИЧЕСКАЯ СРЕДА;
5) АКУСТИЧЕСКАЯ СРЕДА;
 
Для изучения окружающей среды (среды обитания и производственной деятельности человека) целесообразно выделить следующие ее основные составляющие:
воздушную среду; водную среду(гидросферу) ;
животный мир (человек, домашние и дикие животные, в том числе рыбыи птицы) ;
растительный мир (культурные и дикие растения в том числе растущие в воде) ;
почву (растительный слой) ;
недра (верхняя часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезныхископаемых) ;
климатическую и акустическую среду.
Наиболее уязвимыми составляющими, без которых невозможно существование человека и которым наносится наибольший ущерб человеческой деятельностью, связанной с развитием промышленности и урбанизации, являются воздушная среда и гидросфера. Их загрязнение наносит также существенный вред природе (совокупности естественных условий существования человеческого общества) .
Рассмотрим составляющие окружающей среды, подвергающиеся наибольшему воздействию вследствие развития урбанизации и перерабатывающей промышленности.
ВОЗДУШНАЯ СРЕДА.
Воздушная среда может быть наружной, в которой большинство людей проводят меньшую часть времени (до 10-15 %) , внутренней производственной (в ней человек проводит до 25-30 % своего времени) и внутренней жилой, где люди пребывают большую часть времени (до 60-70 % и более) . В соответствии со временем, которое проводят люди во внутренней жилой, производственной и наружной воздушной сферах, ее состоянию (качеству) должно уделяться особое внимание. Из этого не следует, конечно, что можно недооценивать состояние наружной воздушной среды, так как она, в частности, поддерживает внутреннюю жилую и производственную воздушную среды.
Наружный воздух у поверхности земли содержит по объему: 78,08 % азота; 20,95 % кислорода; 0,94 % инертных газов и 0,03 % углекислого газа. На высоте 5 км содержание кислорода остается тем же, а азота увеличивается до 78,89 %. Часто воздух у поверхности земли имеет различные примеси, особенно в городах: там он содержит более 40 ингредиентов, чуждых природной воздушной среде. Внутренний воздух в жилищах, как правило, имеет повышенное содержание углекислого газа, а внутренний воздух производственных помещений обычно содержит примеси, характер которых определяется технологией производства.
Среди газов выделяется водяной пар, который попадает в атмосферу в результате испарений с Земли. Большая его часть(90 %) сосредоточена в самом нижнем пятикилометровом слое атмосферы, с высотой его количество очень быстро уменьшается.
Дело в том, что количество водяного пара зависит от температуры воздуха: чем она ниже, тем пара меньше, а с высотой температура воздуха понижается.
Когда количество водяного пара при данной температуре достигает максимума, он насыщает пространство. Например, при +30 в кубометре воздуха может находиться максимум 30 г водяного пара, а при -30 всего лишь 0,3г. Не насыщенный водяным паром воздух может стать насыщенным, если его охладить.
Если количество пара достигает при данной температуре, то при дальнейшем охлаждении воздуха пар превращается в маленькие капельки воды, т.е. конденсируется. Так образуются облака: при восходящем движении воздух расширяется и охлаждается, а содержащийся в нем водяной пар конденсируется.
Атмосфера содержит много пыли, которая попадает туда с поверхности Земли и частично из космоса. При сильных волнениях ветры подхватывают водяные брызги из морей и океанов. Так попадают в атмосферу из воды частицы соли. В результате извержения вулканов, лесных пожаров, работы промышленных объектов и т.д. воздух загрязняется продуктами неполного сгорания. Больше всего пыли и других примесей в приземном слое воздуха. Даже после дождя в 1 см содержится около 30 тыс. пылинок, а в сухую погоду их в сухую погоду их в несколько раз больше.
Все эти мельчайшие примеси влияют на цвет неба.
Молекулы газов рассеивают коротковолновую часть спектра солнечного луча, т.е. фиолетовые и синие лучи. Поэтому днем небо голубого цвета. А частицы примесей, которые значительно крупней молекул газов, рассеивают световые лучи почти всех длин волн. Поэтому, когда воздух запылен или в нем содержатся капельки воды, небо становится белесоватым. На больших высотах небо темно-фиолетовое и даже черное.
В результате происходящего на Земле фотосинтеза растительность ежегодно образует 100 млрд. т. органических веществ (около половины приходится на долю морей и океанов) , усваивая при этом около 200 млрд. т. углекислого газа и выделяя во внешнюю среду около 145 млрд. т. свободного кислорода, полагают, что благодаря фотосинтезу образуется весь кислород атмосферы. О роли в этом круговороте зеленых насаждений говорят следующие данные: 1 га зеленых насаждений в среднем за 1 час очищает воздух от 8 кг углекислого газа (выделяемого за это время при дыхании 200 человек) . Взрослое дерево за сутки выделяет 180 литров кислорода, а запять месяцев (с мая по сентябрь) оно поглощает около 44 кг углекислого газа.
Количество выделяемого кислорода и поглощаемого углекислого газа зависит от возраста зеленых насаждений, видового состава, плотности посадки и других факторов.
Не меньшее значение имеют и морские растения, --фитопланктон(в основном водоросли и бактерии) , высвобождающие путем фотосинтеза кислород.
ВОДНАЯ СРЕДА.
Водная среда включает поверхностные и подземные воды.
Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. кубических километров - около 98 % всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши--территории, занимающей 149 млн. квадратных километров. Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд. кубических километров) сохраняет постоянную соленость около 3,5 % и температуру, примерно равную 3,7`С. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшается на глубине 50-60  метров.
Подземные воды бывают солеными, соленоватыми (меньшей солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру(более 30`С) .
Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет всего лишь 2,7 % общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36 %) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в основном Южного полярного круга.
Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. кубических километров. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. кубическим километрам. К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 кубических километров, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территории.
При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов (или их части) , которые с этой целью буксируют поводе к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией.
Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80 % всех заболеваний) . Впрочем, некоторые из них, например, коклюш, ветрянка, туберкулез, передаются и через воздушную среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную средуВсемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.
ВОДНЫЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ.
Чтобы представить, сколько воды участвует в круговороте, охарактеризуем различные части гидросферы. Более 94 % ее составляет Мировой океан. Другая часть(4 %) -подземные воды. При этом следует учесть, что большая их часть относится к глубинным рассолам, а пресные воды составляют 1/15 долю. Значителен также объем льда полярных ледников: с пересчетом на воду он достигает 24 млн. км., или 1,6 % объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше - 230 тыс. км., а в руслах рек содержится всего лишь 1200 км. воды, или 0,0001 % всей гидросферы. Однако, несмотря на малый объем воды, реки играют очень большую роль: они, как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения, промышленности и орошаемого земледелия.
Воды на Земле довольно много. Гидросфера составляет около 1/4180 части всей массы нашей планеты. Однако на долю пресных вод, исключая воду, скованную в полярных ледниках, приходится немногим более 2 млн. км, или только 0,15 % всего объема гидросферы.
КЛИМАТИЧЕСКАЯ СРЕДА.
Климатическая среда является важным фактором, определяющим развитие различных видов животного, растительного мира и его плодородие. Характерной особенностью России является то, что большая часть ее территории имеет значительно более холодный климат, чем в других странах. Для подтверждения этого рассмотрим средние температуры самого холодного месяца, которым является в наиболее заселенном северном полушарии январь, для некоторых городов мира (данные БСЭ) :

ГОРОД.	ТЕМПЕРАТУРА, `С.
Москва	-10,2
Нью-Йорк	-0,8
Париж	+3,4
Лондон	+5,3
Вашингтон	+1
Рим	+6,8
Стокгольм	-3
Рейкьявик	+1
Берлин	-0,3

Внутренняя температура большей части отапливаемых помещений (жилых) равняется +18`С. Теплопотери помещений или количество теплоты, необходимое для отопления объема здания, приходящегося на одного человека, а также подогрева приточного вентиляционного воздуха, прямо пропорциональны разности температур внутреннего и наружного воздуха. Эта разность температур, как видно, для Москвы в 2,5 раза больше, чем для Рима; в 2,2 -- для Лондона; в 1,8 -- для Парижа; в 1,6-1,65 --для Нью-Йорка, Берлина и Вашингтона и в 1,35 --для Стокгольма.
Иными словами, можно утверждать, что расход тепловой энергии (или топлива) на отопление и вентиляцию зданий в январе на 35-150 % больше в Москве, чем в других названных городах. В годовом разрезе, учитывая большую в Москве, чем в указанных городах, продолжительность отопительного сезона, эта разница будет еще больше.
Приведенные данные, конечно, не исчерпывают разнообразия климата разных стран, так как они не представляют климат таких стран и континентов, как Япония, Испания, Африка, Австралия, Южная Америка и другие. Однако там климат преимущественно теплее. Есть только одна страна, похожая по климату на большую часть территории России — это Канада, но ее население в 10 раз меньше. О холодном климате в России свидетельствует тот факт, что 49 % территории суши страны занимает вечномерзлые грунты.
Косвенно о климате России сравнительно с климатом других стран можно судить по количеству сжигаемого топлива: во всем мире, например, в1980 году было сожжено в пересчете на условное топливо около 10 млрд. т., из них 2 млрд. — в России, при населении, составляющем 6,6 % населения Земли. Следовательно, в среднем на 1 человека было сожжено в 3 раза больше топлива, чем в среднем на 1 человека на Земле. Эта разница объясняется климатическими условиями, развитостью промышленности и транспорта в России. Она свидетельствует также о существенном загрязнении воздушной среды, которое создает сжигание органических видов топлива.
АКУСТИЧЕСКАЯ СРЕДА.
Акустическая среда является существенным фактором, влияющим на самочувствие людей и животных. Поставлены опыты, которые доказывают, что повышенный шум неблагоприятно влияет даже на развитие растений. Акустическая среда заполняется шумом.
Различают низкие, средние и высокие звуки.
Колебания охватывают большой диапазон частот: от 1 до 16 Гц — инфразвуковые, от 16 Гц до 20к Гц — звуковые, выше 20к Гц-ультразвуковые. Находящиеся в звуковой области шумы принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц) , среднечастотные(от 350 до 800 Гц) , высокочастотные(выше 800 Гц) . Как правило, в спектре шума присутствуют все частоты. Самое неблагоприятное действие на человека оказывает шум, в спектре которого преобладают высокие частоты.
Нормируемыми параметрами шума являются уровни в децибелах (дБ) среднеквадратичных звуковых давлений в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63,125,250,500,1000,2000,4000 и 8000 Гц. Они допускаются большими для низких частот и меньшими для высоких частот, например, в квартирных жилых домах — 55 дБ для 63 Гц и 18 дБ для 8000 Гц, а на постоянном рабочем месте и на территории предприятий соответственно-- 103 и 80 дБ.
Ультразвук и инфразвук не воспринимаются человеческим ухом, но они также могут оказывать на человека неблагоприятное воздействие. Последствия его зависят от продолжительности, характера шума (тональный, импульсный) , а также от состояния человека.
Особенно неблагоприятно шумовое воздействие во время сна.
Люди по-разному воспринимают шум в зависимости от возраста, эмоциональности, состояния нервной системы и другого. Он мешает работе, отдыху, нарушает сон. Шум является не только причиной развития глухоты, но и таких заболеваний, как гипертония, расстройство центральной нервной системы, язва  желудка и другие.
Сильный шум, длительное время воздействующий на человека, понижает его способность к продолжению рода. Звук, равный 130 дБ, воспринимается уже не как звук, а как давление, причиняющее боль.
По данным австралийских исследователей, "шумовое загрязнение", характерное сейчас для больших городов, сокращает продолжительность жизни их жителей на 10-12 лет.
Все рассмотренные составляющие окружающей среды входят в БИОСФЕРУ: оболочку Земли, включающую часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимно связанны сложными биохимическими циклами миграции вещества и энергии, геологическую оболочку Земли, населенную живыми организмами. Верхний предел жизни биосферы ограничен интенсивной концентрацией ультрафиолетовых лучей; нижний — высокой температурой земных недр(свыше 100`С) . Крайних пределов ее достигают только низшие организмы--бактерии.
ЛИТЕРАТУРА:
1) И. Ф. Ливчак, Ю. В. Воронов "Охрана окружающей среды".
2) Н. М. Чернова, А. М. Былова "Экология".
3) журнал "ЗНАНИЕ" (народный университет естественно научный факультет) , "Земля людей".