Размеры твердых частиц пылей превышают 1 мкм (1 мкм (1 микрометр) = 10-5 м). Различают крупнодисперсную (размер твердых частиц более 50 мкм), среднедисперсную (от 10 до 50 мкм) и мелкодисперсную (размер частиц менее 10 мкм) пыль. Размер жидких частиц, образующих туманы, обычно лежит в пределах от 0,3 до 5 мкм, а размеры твердых частиц дыма меньше 1 мкм.
Пыль, попадая в организм человека, оказывает фиброгенное воздействие, заключающееся в раздражении слизистых оболочек дыхательных путей. Оседая в легких, пыль задерживается в них. При длительном вдыхании пыли возникают профессиональные заболевания легких – пневмокониозы. При вдыхании пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO;), развивается наиболее известная форма пневмокониоза – силикоз. Если диоксид кремния находится в связанном с другими соединениями состоянии, возникает профессиональное заболевание – силикатоз. Среди силикатозов наиболее распространены асбестоз, цементоз, талькоз.
Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям, поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли. Например, смоги в крупных южных городах (Мехико – 22 млн. жителей и др.) снижают прозрачность атмосферы в 2-5 раз.
Пожары (неконтролируемое горение), на промышленных предприятиях, на транспорте, в быту представляют большую опасность для людей, причиняют огромный материальный ущерб, загрязняют атмосферу продуктами горения. Поэтому вопросы обеспечения пожарной и взрывной безопасности имеют государственное значение. Пожарная и взрывная безопасность – это система организационных и технических средств, направленная на профилактику и ликвидацию пожаров и взрывов, ограничение их последствий. Пожары, по происхождению (причинам), следует относить или к природным (молния, самовозгорание торфа и др.), или к социогенным (неосторожное обращение с огнем, замыкание в электропроводке и др.).
Различают полное и неполное горение. Процессы полного горения протекают при избытке кислорода, а продуктами реакции являются вода, диоксиды серы и углерода, т.е. вещества, не способные к дальнейшему окислению. Неполное горение происходит при недостатке кислорода, продуктами реакции в этом случае являются токсичные и горючие (т.е. способные к дальнейшему окислению) вещества, например, оксид углерода, спирты, альдегиды, кетоны и др. По скорости распространения пламени различают следующие виды горения: дефлаграционное (скорость распространения пламени – десятки м/с), взрывное (сотни м/с) и детонационное (тысячи м/с). Для пожаров характерно дефлаграционное горение. При пожаре на людей воздействуют следующие опасные факторы: повышенная температура воздуха или отдельных предметов, открытый огонь и искры, токсичные продукты сгорания (например, угарный газ), дым, пониженное содержание кислорода в воздухе, взрывы и др.
Взрыв – быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей.
При осуществлении различных технологических процессов, проведении ремонтных работ, в быту и т.д. широко распространены различные системы повышенного давления, к которым относится следующее оборудование: трубопроводы, баллоны и емкости для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, паровые и водяные котлы, газгольдеры и др. Основной характеристикой этого оборудования является то, что давление газа или жидкости в нем превышает атмосферное. Это оборудование принято называть сосудами, работающими под давлением. Любые сосуды, работающие под давлением, всегда представляют собой потенциальную опасность, которая при определенных условиях может трансформироваться в явную форму и повлечь тяжелые последствия. Разгерметизация (потеря герметичности) сосудов, работающих под давлением, достаточно часто сопровождается возникновением двух групп опасностей.
Первая из них связана со взрывом сосуда или установки, работающей под давлением. При взрыве может произойти разрушение здания, в котором расположены сосуды, работающие под давлением, или его частей, а также травмирование персонала разлетающимися осколками оборудования.
Вторая группа опасностей зависит от свойств веществ, находящихся в оборудовании, работающем под давлением. Так, обслуживающий персонал может получить термические ожоги, если в разгерметизировавшейся установке находились вещества с высокой или низкой температурой. Если в сосуде находились агрессивные вещества, то работающие могут получить химические ожоги; кроме того, при этом возникает опасность отравления персонала. Радиационная опасность возникает при разгерметизации установок, содержащих различные радиоактивные вещества.
Основные виды загрязнения литосферы – твердые бытовые и промышленные отходы. Детальное изучение четырех индустриально развитых стран показало, что общее количество естественных ресурсов или сырья, требующихся для поддержания их экономического уровня, составляет от 45 до 85 тонн на человека в год. При этом значительное количество этих ресурсов импортируется из развивающихся стран.
На одного жителя в городе в среднем приходится в год примерно по 1 т твердых отходов, причем эта цифра ежегодно увеличивается. В городах под складирование бытовых отходов отводятся большие территории. Во многих городах действуют заводы по переработке бытовых отходов, однако мусоросжигающие заводы сами могут загрязнять окружающую среду.
Основные виды промышленных отходов – шлаки тепловых электростанций и металлургических заводов; породные отвалы горнодобывающих предприятий и горно-обогатительных комбинатов, строительный мусор и т.д. В особую группу выделяют загрязнение почвы нефтепродуктами и другими химическими веществами (в авиационной и других технологиях – это твердые осадки гальванованн и продукты травления металлов), которые пагубно воздействуют на почвенные микроорганизмы и корневую систему растений.
Объем извлекаемой из недр горной массы, а нашей стране составляет свыше 15 млрд. т/год. В хозяйственный оборот вовлекается около трети всего минерального сырья, а на производство готовой продукции расходуется менее 7% добытых полезных ископаемых. Очевидно, что нельзя без конца наращивать и без того колоссальные потоки отходов и попутных продуктов. В железосодержащих шламах аглофабрик черной металлургии, например, содержится больше железа, чем в добываемой руде. Вместе с тем промышленность стройматериалов и стройиндустрия добывают и потребляют ежегодно 3,5 млрд. т. нерудного сырья, большая часть которого может быть заменена отходами.
Эрозия почв выступает комплексным экологическим фактором – в зависимости от причин ее возникновения, она может быть социогенной, порожденной деятельностью общества или природной, вызываемой абиотическими (а также, частично – биотическими) воздействиями, или и теми, и другими. Из 605 млн. га площади сельхозугодий 113 млн. га эрозированы, свыше 40% находятся под угрозой эрозии. Скорость эрозии сейчас превышает скорость естественного формирования и восстановления почвы. В России ежегодно теряется около 165 млрд. т. почвы в результате различных форм эрозии. Ежегодно из-за эрозии из сельскохозяйственного оборота выпадает 6-7 млн. га. Южный край Сахары смешается к югу со скоростью 5 км в год. Под угрозой распространения пустыни (6 млн. га в год) находится 19-20 % площадью 30 млн. км2 (столько же, сколько занимают на земле существующие пустыни).
Здесь же следует упомянуть о таких факторах, как употребляемые удобрения и ядохимикаты, которые оказываются вторым после промышленности загрязнителем природной среды, а также засоление и закисление почв.
Быстрый рост промышленности привел к увеличению технических отходов, загрязняющих гидросферу. Многие из этих сложных синтетических химикатов, кислот и пестицидов не поддаются обычным методам очищения и длительное время сохраняют токсический эффект. Загрязнители, сбрасываемые в водоемы в настоящее время, можно классифицировать по следующим категориям: органические загрязнители, для расщепления которых требуется кислород (в первую очередь бытовые и промышленные отходы); возбудители инфекционных заболеваний, содержащиеся в бытовых отходах животного происхождения; искусственные удобрения; синтетические органические вещества (моющие средства, пестициды и другие промышленные химикаты); неорганические химические и минеральные вещества (соли металлов, кислоты и твердые частицы), попадающие в воду с шахт и заводов, нефтеочистительных предприятий и сельскохозяйственных угодий; радиоактивные вещества, которые попадают в воду при добыче радиоактивных руд, из атомных реакторов, сточных вод промышленных предприятий, научно-исследовательских институтов и больничных учреждений, в которых они используются. Большинство отходов, поступающих в реки крупных городов, представляют собой смесь перечисленных загрязнителей, что весьма затрудняет очистку воды и контроль ее чистоты. Ежегодно в Мировой океан попадает до 50 млн. т. нефти и нефтепродуктов (25 % водной поверхности покрыто нефтяной пленкой), 6 млн. т. фосфора, свыше 2 млн. т. свинца, 5 тыс. т. ртути. 50 тыс. т. пестицидов, огромное количество вредных для морской среды веществ и материалов. Повысилась заболеваемость населения в результате отравления токсическими веществами, поступающими в питьевую воду из загрязненных водоемов. Описаны болезни, связанные с загрязнением воды нитратами (тяжелая метагемоглобинемия у детей, гипертензия), свинцом (свинцовая интоксикация), урохромом (заболевания, по клинической картине напоминающие эндемический зоб), фтором (флюороз). Одной из наиболее серьезных форм речных загрязнений является высокая концентрация стоков минеральных удобрений. В 60% больших городов отмечается чрезмерное использование (истощение) подземных водных источников.