Современное состояние среды обитания. Характеристика среды обитания человек Характеристика среды обитания человека

Жизнь зародилась на Земле приблизительно 3,7 миллиарда лет назад, по другому источнику около 4,1 млрд лет назад. Развитие продолжается и по сегодняшний день. По всем предположениям, и в дальнейшем жизнь будет продолжаться, приспосабливаясь к окружающей среде, и наличие или отсутствие человека не сможет ее прервать.

Ученые Австралии обнаружили признаки жизни на суше, и им 3,5 млрд лет. Их находки дали подтверждение, что жизнь образовалась в пресных водоемах, а не в соленых источниках. Ученые обратили внимание на эти факты и ищут подтверждение им и на других континентах.

Основные виды жизни

К основным средам жизни относятся:

Каждая из сред обладает своими особенностями и содержит различные организмы, которые проживают, размножаются и эволюционируют.

Наземно-воздушная среда

Эту среду представляет все разнообразие растительной и животной жизни на Земле. Развитие органической жизни на суше позволило возникнуть почве. Дальше пошло развитие растений, лесов, степей, тундры и различных животных, адаптирующихся к разным средам обитания. В результате дальнейшей эволюции органического мира, жизнь распространялась на все верхние оболочки Земли – гидросферу, литосферу, атмосферу. Все живое развивалось и приспосабливалось к резким колебаниям температур и различным средам обитания. Возникли теплокровные и хладнокровные представители животной фауны, разнообразные птицы и насекомые. В наземно-воздушной среде растения приспособились к различным условиям произрастания. Одни любят светлые теплые участки, другие произрастают в тени и влажности, а третьи выживают при низких температурах. Разнообразие этой среды представлено разнообразием жизни в ней.

Водная среда

Параллельно развитию наземно-воздушной среды шло развитие и водного мира.

Водная среда представлена всеми водоемами, которые есть на нашей планете, начиная от океанов и морей, заканчивая озерами и ручейками. 95% поверхности Земли относится к водной среде.

Различные гигантские обитатели водной среды менялись и приспосабливались под волнами эволюции, адаптировались к среде обитания и принимали вид, наиболее увеличивающий выживаемость популяций. Уменьшились размеры, поделились ареалы распространения разных видов их сосуществования. Многообразие жизни в воде удивляет и восхищает. Температура в водной среде не подвержена таким резким колебаниям как в наземно-воздушной среде и даже в самых холодных водоемах не понижается ниже +4 градусов по Цельсию. В воде живут не только рыбы и животные, также вода изобилует различными водорослями. Только на больших глубинах они отсутствуют, там, где царит вечная ночь, идет совсем другое развитие организмов.

Почвенная среда обитания

К почве относится верхний слой земли. Смешение различных пород почвы с горными породами, останками живых организмов, образует плодородную почву. В этой среде нет света, в ней живут, а вернее произрастают: семена и споры растений, корни деревьев, кустарников, трав. В ней также есть мелкие водоросли. Земля представляет собой дом для бактерий, животных и грибов. Это основные ее обитатели.

Организм как среда обитания

К организмам можно прибавить и симбиоз (совместная жизнь).

Симбиоз растений и животных не угнетает хозяина, а выступает партнером в жизни. Симбиотические отношения позволяют выживать определенным видам растений и животных. Симбиоз — промежуток между союзом и слиянием организмов.

Под средой человека в самом общем виде понимают «совокупность естественных и искусственных условий, в которых человек реализует себя как природное и общественное существо». Среда человека состоит из 2-х взаимосвязанных частей: природной и общественной; природная – это вся планета Земля, общественная – общество и общественные отношения.

Классификация среды человека, проделанная известным отечественным систематизатором в области экологии Н. Ф. Реймерсом, представляет наибольший интерес. Он выделил четыре взаимосвязанных компонента среды: природную; среду, порожденную агротехникой, так называемую «вторую природу» – квазиприродную; искусственную среду – «третью природу» или артеприроду; социальную среду (см. таблицу).

Природный компонент среды человека по Н. Ф. Реймерсу – это, собственно природная среда («первая природа»). Ее составляют факторы естественного и антропоестественного происхождения, прямо или косвенно воздействующие на человека. К их числу он относит энергетическое состояние среды (тепловое и волновое, включая магнитные и гравитационные поля); химический и динамический характер ; водный компонент ( , земной поверхности; химический состав вод); физический, химический и механический характер поверхности земли (равнинность, холмистость, гористость, к примеру); облик и состав биологической части экологических систем ( , животного, микробного населения) и их ландшафтных сочетаний, плотность населения и взаимовлияние людей на биологический фактор и др. Эта среда либо слабо измененная человеком или в той степени, что она не потеряла важнейшего свойства – самовосстановления и саморегулирования.

В абсолютном выражении большая часть таких территорий приходится на Российскую Федерацию, .

Среда «второй природы» (квазиприродная, от лат. языка «квази» – как будто) – это элементы природной среды, искусственно преобразованные, модифицированные с помощью агротехники. В отличии от природной не способны системно самоподдерживать себя длительное время. Она разрушаются без постоянного вмешательства со стороны человека. К ней относятся пахотные и иные преобразованные человеком угодья (культурные ландшафты), грунтовые дороги, пространство населенных мест с природными характеристиками и внутренней структурой (с заборами, постройками, различными и тепловыми режимами, зеленые полосы, пруды и т. п.). Н. Ф. Реймерс ко «второй природе» отнес также домашних животных, комнатные культурные растения.

Созданную человеком среду или «третью природу» (артеприродую, от лат. – искусственный) по Реймерс -это весь искусственно созданный человеком мир, не имеющий аналогов в естественной природе и без постоянного поддержания и обновления человеком неизбежно разрушается. К ней относит асфальт и бетон современных городов, пространство жизни и работы, транспорт, сферу обслуживания, технологическое оборудование, мебель и т. д. В качестве одного из элементов артеприродной среды называется также культурно-архитектурная среда. Человека в основном окружает именно артеприродная среда.

И последний элемент среды человека составляет общество и разнообразные общественные процессы – социальная среда.. Эта среда оказывает все большее и большее влияние на человека. Она включает взаимоотношения между людьми, психологический климат, уровень материальной обеспеченности, здравоохранение, общекультурные ценности, степень уверенности в завтрашнем дне и тому подобное.

Таким образом, среду человека образуют природная, квазиприродная, артеприродная и социальная, которые тесно взаимосвязаны и ни одна из них не может быть заменена другой. Л. В. Максимова предлагает другую классификацию среды человека, оригинальность которой состоит в исследовании «жизненной среды».

2.1. Понятие о среде обитания и условиях существования, характеристика сред жизни

Среда – это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, рост, выживаемость, размножение и т. д. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком, его деятельностью. При этом одни элементы могут быть необходимы организму, другие почти или полностью безразличны для него, третьи оказывают вредное воздействие. Среда обитания организма (организмов) представляет собой окружающую среду. Условия существования, или условия жизни, – это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может. Организмом является любое живое существо, обладающее совокупностью основных жизненных свойств. Главная и важная закономерность в системе «среда-организм» – это неразрывная связь и взаимное влияние среды и организма. Как организм испытывает воздействие среды (действие комплекса экологических факторов), так и среда претерпевает изменения в результате воздействия живых организмов. Облик нашей планеты был бы совсем иным, если бы на планете не было жизни (в атмосфере не было бы кислорода, не было бы такого явления как почва и др.). Указанная закономерность системы «среда-организм» была сформулирована В. И. Вернадским и получила название закона единства организма и среды его обитания: жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов. Из данного закона следует эволюционно-экологический принцип, согласно которому вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Воздействие вида на среду эволюционно возрастает, что является важной экологической закономерностью. Согласно ей, любая биологическая система, находясь в подвижном равновесии с окружающей ее природной средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Давление на среду растет до тех пор, пока не будет строго ограничено внешними факторами.

Различают абиотическую, биотическую, антропогенную среду. Абиотическая среда – совокупность факторов неживой природы (температура, влажность, радиация и др.), в которых существует данный организм. Биотическая среда – совокупность живых организмов, с которыми взаимодействует данный организм. Антропогенная среда – природная среда, непосредственно или косвенно измененная человеком. На Земле выделяют 4 среды жизни: водную, наземно-воздушную , почвенную (почву) и живые организмы (рисунок 2.1). В процессе длительного исторического развития живой материи и формирования все более совершенных форм живых существ организмы, осваивая новые места обитания, распределились на Земле соответственно ее минеральным оболочкам – гидросфере, литосфере, атмосфере и приспособились к существованию в строго определенных условиях. Первой средой жизни стала вода. Именно в ней возникла жизнь. По мере исторического развития организмы начали заселять наземно-воздушную среду. В результате появились наземные растения и животные, которые эволюционировали, адаптируясь к новым условиям существования. В процессе функционирования живого вещества на суше поверхностный слой литосферы постепенно преобразовался в почву. Ее стали заселять водные и наземные организмы, создавая специфический комплекс обитателей. Некоторые низкоорганизованные животные и все растения попадают в свою среду обитания пассивно и выживают, если они к ней приспособлены. Большинство же животных активно выбирают подходящую им среду или даже иногда сами ее создают (например, бобры строят плотины для повышения уровня воды).

Водная среда жизни имеет ряд особенностей. Характерной чертой ее является подвижность – она ясно выражена в проточных, быстро текущих реках, ручьях и даже в стоячих водоемах это имеет место. В морях и океанах наблюдаются приливы и отливы, мощные течения, штормы; в озерах вода перемещается под действием ветра и температуры. Движение воды обеспечивает снабжение водных организмов кислородом и питательными веществами, приводит к выравниванию температуры во всем водоеме.

Рисунок 2.1 – Основные среды жизни (по А.С. Степановских, 2003)

В жизни водных организмов большую роль играет вертикальное перемещение воды. В летнее время наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные – у дна. Зимой, с понижением температуры, поверхностные холодные воды с температурой ниже 4° С располагаются над сравнительно теплыми. В результате нарушается вертикальная циркуляция воды. Весной поверхностная вода вследствие нагревания до 4° С становится более плотной и погружается вглубь, а на ее место с глубины поднимается более теплая вода. В результате такой вертикальной циркуляции в водоеме на определенное время температура всей водной массы выравнивается. С дальнейшим повышением температуры верхние слои воды становятся все менее плотными и уже не опускаются, возникает температурное расслоение. Осенью поверхностный слой охлаждается, становится более плотным и опускается вглубь, вытесняя на поверхность более теплую воду. Это происходит до наступления осеннего вертикального выравнивания воды. При охлаждении поверхностных вод ниже 4° С они снова становятся менее плотными и опять остаются на поверхности. В результате прекращается циркуляция воды и вновь наступает температурное расслоение. В озерах тропических широт температура воды на поверхности не опускается ниже 4° С, и температурный градиент в них четко выражен до самых глубинных слоев. Перемешивание воды, как правило, происходит здесь нерегулярно в наиболее холодное время года.

Вода как среда жизни обладает особыми физико-химическими свойствами. Температурный режим ее коренным образом отличается от такового в других средах. В Мировом океане амплитуда колебаний (различия между крайними значениями) составляет примерно 38° С, при самой низкой около –2° С, а самой высокой +36° С. В пресных внутренних водоемах умеренных широт температура поверхностных слоев воды колеблется от –0,9 до +25° С. Особо благоприятные условия для жизни создают такие термодинамические свойства водной среды как высокая удельная теплоемкость, большая теплопроводность, расширение при замерзании. Эти условия обеспечиваются и высокой скрытой теплотой плавления воды, в результате чего подо льдом температура не бывает ниже точки замерзания ее (для пресных вод около 0° С). Так как наибольшей плотностью вода обладает при 4° С, а при замерзании расширяется, то зимой лед образуется лишь сверху, основная же толща воды не промерзает, что обеспечивает сохранение жизни в водоемах подо льдом. Воде свойственны значительная плотность (в 800 раз больше, чем воздушной среды), вязкость. На растениях эти особенности сказываются в том, что у них слабо или совсем не развивается механическая ткань, поэтому стебли их очень эластичны и легко изгибаются. Большое влияние на водные организмы оказывает свет и световой режим. Особенно он сказывается на распространении растений. Световой режим обусловливается закономерным убыванием с глубиной, так как вода поглощает свет. Он зависит от мутности воды, которая связана с количеством взвешенных в воде частиц. Световой режим изменяется по сезонам года. Существенную роль в жизни водных организмов играет соленость воды. Разные водоемы имеют определенный химический состав. Наибольшее значение имеют карбонаты, сульфаты, хлориды. Количество растворенных солей в 1 л воды в пресных водах не превышает 0,5 г, в океанах и морях оно достигает 35 г. Одним из важнейших газов, содержащихся в воде, является кислород. Основной источник кислорода – фотосинтетическая деятельность зеленых растений, он также поступает из атмосферы. Различные животные проявляют неодинаковую потребность в кислороде. Например, форель очень чувствительна к его дефициту, а плотва и сазан неприхотливы в этом отношении. Углекислый газ, содержащийся в воде, обеспечивает фотосинтез водных растений, а также принимает участие в формировании скелетных образований животных. Содержание углекислого газа в воде в 700 раз больше, чем в атмосфере. Большое значение в жизни водных организмов имеет концентрация водородных ионов (рН). Пресноводные бассейны с рН = 3,7–4,7 считаются кислыми, 6,95–7,30 – нейтральными, с рН больше 7,8 – щелочными. Концентрация водородных ионов играет важную роль в распределении гидробионтов. Большинство пресноводных рыб выдерживают рН от 5 до 9. Если водородный показатель меньше 5, наблюдается массовая гибель рыб, а при величине выше 10 погибают многие рыбы и другие животные. Водная среда заселена многими видами растений и животных – от микроскопических организмов до самых крупных, представленных в современную эпоху.

В водной среде обитает примерно 150 000 видов животных, или около 7% общего их количества (рисунок 2.2) и 10 000 видов растений (8%).

Рисунок 2.2 – Распределение основных классов животных

по средам обитания (по Г. В. Войткевич, В. А. Вронскому, 1989)

Особенностью наземно-воздушной среды является то, что организмы, обитающие здесь, окружены воздухом, который представляет собой смесь газов, а не их соединения. Воздух как экологический фактор характеризуется постоянством состава – азота в нем содержится 78,08%, кислорода – около 20,9%, аргона – около 1%, углекислого газа – 0,03%. За счет диоксида углерода и воды синтезируется органическое вещество и выделяется кислород. При дыхании происходит реакция, обратная фотосинтезу – потребление кислорода. Кислород появился на Земле примерно 2 млрд. лет назад, когда происходило формообразование поверхности нашей планеты при активной вулканической деятельности. Постепенное увеличение содержания кислорода происходило в течение последних 20 млн. лет. Главную роль в этом играло развитие растительного мира суши и океана. Без воздуха не могут существовать ни растения, ни животные, ни аэробные микроорганизмы. Большинство животных в этой среде передвигаются по твердому субстрату – почве, а растения укореняются в ней. Воздух как газообразная среда жизни характеризуется низкими показателями влажности, плотности и давления, а также высоким содержанием кислорода. Действующие в наземно-воздушной среде экологические факторы отличаются рядом специфических особенностей: свет здесь по сравнению с другими средами интенсивнее, температура претерпевает более сильные колебания, влажность значительно изменяется в зависимости от географического положения, сезона и времени суток. Воздействие почти всех этих факторов тесно связано с движением воздушных масс – ветра. Воздух, как и другие факторы среды, оказывает на организмы прямое и косвенное действие. При прямом воздействии он имеет небольшое экологическое значение. Косвенное влияние воздуха осуществляется через ветры, которые меняют характер таких важных факторов, как температура и влажность, оказывают механическое действие на организмы. Нередко сильные ветры, дующие в одном направлении, изгибают ветви и стволы деревьев в подветренную сторону, что служит причиной появления флагообразных форм кроны. Ветер вызывает изменение интенсивности транспирации у растений. Это особенно сильно проявляется при суховеях, иссушающих воздух и часто вызывающих гибель растений. Определенную роль играет ветер в опылении растений-анемофилов (ветроопыляемые растения), которые выработали для этого ряд приспособлений: цветочные покровы у них обычно редуцированы и пыльца не защищена от ветра. Восходящие и особенно нисходящие потоки в атмосфере нередко создают условия для застаивания и накопления у поверхности почвы холодного воздуха, что вызывает задержку в развитии растений и животных. Воздушные потоки выполняют определенную роль в расселении растений и животных. Плоды растений (анемохоров) имеют множество приспособлений, увеличивающих их парусность, и разносятся ветром на большие расстояния. Для наземно-воздушной среды, как и для водной, характерна четко выраженная зональность. При этом любые сочетания растительного покрова и животного населения соответствуют морфологическим подразделениям географической оболочки Земли – климатическим зонам. Каждая климатическая зона характеризуется своеобразной растительностью и животным населением.

Атмосфера способствует сохранению на планете тепла, которое в противном случае рассеивалось бы в холоде космического пространства. Сама же она благодаря силам притяжения Земли не улетучивается. Атмосфера не только поддерживает жизнь, она служит защитным экраном. На высоте 20–25 км от поверхности Земли под воздействием ультрафиолетовой радиации Солнца часть молекул кислорода расщепляется на свободные атомы кислорода. Последние могут вновь образовывать молекулу кислорода, его трехатомную форму, называемую озоном. Озон, образуя в высших слоях атмосферы тонкий слой – озоновый экран, обеспечивает хрупкой земной жизни дальнейшее ее существование.

Почва как среда обитания представляет собой совокупность выветренной материнской породы, живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Почва обладает специфическими физическими свойствами. Для нее характерна более или менее рыхлая структура, определенная водопроницаемость и аэрируемость. Она обладает также своеобразными биологическими особенностями, поскольку тесно связана с жизнедеятельностью организмов. Верхние слои ее содержат массу корней растений. В процессе роста, отмирания и разложения они разрыхляют почву и создают определенную структуру, а вместе с тем и условия для жизни других организмов. Роющие животные перемешивают почвенную массу, а после смерти становятся источником органического вещества для микроорганизмов. Благодаря специфическим свойствам почва выполняет одну из важных функций в жизни различных почвенных организмов и, прежде всего растений, обеспечивая им водоснабжение и минеральное питание.

Оптимальные запасы доступной для растений почвенной воды (рисунок 2.3) являются чрезвычайно существенным фактором. В почве различают биологически полезную и биологически бесполезную воду. Биологически полезной является вода, свободно передвигающаяся по капиллярам почвы и бесперебойно снабжающая растения влагой. Значение почвы в водоснабжении растений тем выше, чем она легче отдает им воду, что зависит от структуры почвы и степени набухаемости ее частиц. Различают физическую и физиологическую сухость почвы. При физической сухости почва испытывает недостаток влаги. Происходит это при атмосферной засухе, что обычно наблюдается в сухом климате и в местах, где почва увлажняется только за счет атмосферных осадков. Физиологическая сухость почвы – явление более сложное. Оно возникает в результате физиологической недоступности физически доступной воды. Растения даже на влажных почвах могут испытывать дефицит воды, когда низкая температура почвенного покрова, другие неблагоприятные условия препятствуют нормальному функционированию корневой системы. Так, на сфагновых болотах, несмотря на большое количество влаги, вода оказывается недоступной для многих растений из-за высокой кислотности почвы, плохой аэрации ее и наличия токсических веществ, нарушающих нормальную физиологическую функцию корневой системы. Физиологически сухими являются и сильно засоленные почвы. Из-за высокого осмотического давления почвенного раствора вода засоленных почв для многих растений оказывается недоступной. Почва играет важную роль в минеральном питании растений. Вместе с водой в растения через корневую систему поступает ряд минеральных веществ, находящихся в почве в растворенном состоянии. Однако корневое питание растений – это не простое всасывание веществ, а сложный биохимический процесс, в котором особую роль играют почвенные микроорганизмы, выделения которых усваиваются корневой системой. Поэтому большинство высших растений имеют микоризу, значительно увеличивающую активную поверхность корней. Важную роль в росте и развитии растений играет органическое вещество почвы. Перегной, или гумус, для почвенных обитателей является основным источником необходимых для жизни минеральных соединений и энергии. Он обусловливает плодородие почв и их структуру. Процессы минерализации органических веществ и перегноя обеспечивают постоянное поступление в почвенный раствор таких важнейших элементов питания растений, как азот, фосфор, сера, кальций, калий, микроэлементы. Гумус служит источником физиологически активных соединений (витамины, органические кислоты, полифенолы и др.), которые стимулируют рост растений. Перегнойные вещества обеспечивают также водоустойчивую структуру почв, что создает благоприятный для растений вводно-воздушный режим. Микроорганизмы, растения и животные, обитающие в почве, находятся в постоянном взаимодействии друг с другом, а также со средой обитания. Эти отношения очень сложны и многообразны. Животные и бактерии потребляют растительные углеводы, белки, жиры. Грибы разрушают целлюлозу, в частности древесину. Хищники питаются тканями своих жертв. Благодаря этим взаимоотношениям и в результате коренных изменений физических, химических и биохимических свойств горной породы в природе постоянно происходят почвообразовательные процессы.

Рисунок 2.3 – Типы почвенной воды, доступной корням растений

(по Н. И. Николайкину, 2004)

1 – частицы почвы; 2 – гигроскопическая вода; 3 – капиллярная вода;

4 – воздух или гравитационная вода

Рисунок 2.4 – Живые организмы как среда жизни

(по А. С. Степановских, 2003)

Общая характеристика среды обитания. Техносфера. Биосфера.

Одним из важнейших понятий экологии является среда обитания. Среда - это совокупность факторов и элементов, воздействующих на организм в месте его обитания.

Любое живое существо живет в сложном, постоянно меняющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями. Живые организмы существуют как открытые, подвижные системы, устойчивые при притоке к ним энергии и информации из окружающей среды. На нашей планете живые организмы освоили четыре основные среды обитания, каждая из которых отличается совокупностью специфических факторов и элементов, воздействующих на организм.

Техносфера - это часть биосферы в прошлом, преобразованная человеком посредством прямого или косвенного воздействия технических средств с целью наибольшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям.

Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды, к росту коммуникабельности, к обеспечению защиты от естественных отрицательных воздействий. Все это положительно повлияло на условия жизни и в совокупности с другими факторами (улучшение медицинского обслуживания и т.п.) на продолжительность жизни людей.

Но создание руками и умом человека техносферы, предназначенной максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, далеко не оправдала надежды людей. Нерациональная хозяйственная деятельность, многократно усиленная достижениями научно-технического прогресса, привела к повреждению и исчерпание природных ресурсов, изменения регенерационных механизмов биосферы, деформации сложившегося на протяжении многих миллионов лет естественного круговорота веществ и энергетических потоков на планете, нарушение динамического равновесия глобальной земной социоекосистемы.

В глобальной экосистеме, биосфере, которая является единым целым, ничто не может быть выиграно или потеряно, не может быть объектом общего улучшения. Все, что добыто из нее человеческим трудом, должно быть возвращено.

Оплаты этого «векселя» невозможно избежать, он может быть лишь отсрочен.

Техносфера включает в себя регионы, города, промышленные зоны, производственное и бытовое среду. К новым, техносферным, относятся условия обитания человека в городах и промышленных центрах, производственные, транспортные и бытовые условия жизнедеятельности.

Биосфера - оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера сформировалась 500 млн. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы.

Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в, а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.

• Верхняя граница в атмосфере: 15-20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
• Нижняя граница в литосфере: 3,5-7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
• Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10-11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества.

Состояние проблемы БЖД. Предмет БЖД.

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) - это наука, изучающая общие свойства и закономерности влияния опасностей и вредности на человека и разрабатывающая основы защиты его и среды обитания.

Цель изучения безопасности жизнедеятельности - формирование и пропаганда знаний, направленных на снижение смертности и потерь здоровья людей от внешний факторов и причин. Создание защиты человека в техносфере от внешних негативных воздействий антропогенного, техногенного и естественного происхождения. Объектом защиты является человек.

Предмет исследования безопасности жизнедеятельности - опасности и их совокупность, а также средства и системы защиты от опасностей.

БЖД решает три взаимосвязанных задачи:
1. Идентификация опасностей, т.е. распознание образа с указанием количественных характеристик и координат опасности
2. Защита от опасностей на основе сопоставления затрат и выгод.
3. Ликвидация возможных (исходя из концепции остаточного риска) отрицательных опасностей.

Аксиомы БЖД

Основные положения теории безопасности жизнедеятельности могут быть представлены в виде ряда аксиом.

Аксиома 1 . Любая деятельность потенциально опасна.

Эта аксиома предполагает следующее: создаваемые человеком технические средства, техника и технологии, кроме позитивных свойств и результатов, обладают способностью генерировать опасности. Например, создание двигателей внутреннего сгорания решило многие транспортные проблемы. Но одновременно привело к повышенному травматизму на автодорогах, породило трудноразрешимые задачи по защите человека и природной среды от токсичных выбросов автомобилей.

Аксиома 2. Для каждого вида деятельности существуют комфортные условия, способствующие ее максимальной эффективности.

Эта аксиома фактически декларирует принципиальную возможность оптимизации любой деятельности с точки зрения ее безопасности и эффективности.

Аксиома 3. Естественные процессы, антропогенная деятельность и объекты деятельности обладают склонностью к спонтанной потере устойчивости и (или) способностью к длительному негативному влиянию на среду обитания, т. е. остаточным риском.

Аксиома 4. Остаточный риск является первопричиной потенциальных негативных воздействий на человека, техносферу и природную среду (биосферу).

Аксиома 5 . Безопасность реальна, если негативные влияния на человека не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия.

Следующая аксиома фактически повторяет предыдущую, но относится к негативным воздействиям на окружающую среду.

Аксиома 6. Экологичность реальна, если негативные воздействия на биосферу не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия.

Аксиома 7. Допустимые значения техногенных негативных воздействий обеспечиваются соблюдением требований экологичности и безопасности к техническим системам, технологиям и их региональным комплексам, а также применением систем экобиозащиты.

Аксиома 8. Системы экобиозащиты на технических объектах и в технологических процессах должны обладать приоритетом ввода в эксплуатацию и средствами контроля режимов работы.

Аксиома 9. Безопасная и экологичная эксплуатация технических средств и производств реализуется при соответствии квалификации и психофизических показателей оператора требованиям разработчика технической системы и при соблюдении оператором норм и правил безопасности и экологичности.

Опасность

Опасность – свойство живой и неживой материи, способное причинить ущерб человеку, природной среде и материальным ценностям (ресурсам).

Все опасности по источникам их возникновения (происхождению) принято делить на естественные и антропогенные.

Естественные опасности возникают при стихийных явлениях в биосфере, таких как наводнения, землетрясения, цунами и т.п., а также обусловлены климатическими условиями и рельефом местности. Их особенностью является неожиданность возникновения, хотя некоторые из них человек научился предсказывать, например, ураганы, оползни. Естественные опасности, которые представляют угрозу жизни и здоровью человека, выделяют в природные опасности. Такие опасности как жара, холод, туман, естественные электромагнитные поля и излучения, обычно не рассматриваются, т.к. они не представляют непосредственной угрозы жизни человеку. Подразделяются на литосферные (горные обвалы, камнепады), гидросферные (водная эрозия, сели, приливы), атмосферные (ливни, снегопады), космические (солнечная радиация). Общие закономерности таких явлений следующие: чем больше интенсивность, тем реже такое явление; каждому виду опасности предшествуют определенные признаки; существует определенная пространственная приуроченность.

Антропогенные опасности, в основном, связаны с преобразующей деятельностью человека. Источниками антропогенных опасностей являются сами люди, а также технические средства, здания, сооружения – все, что создано человеком (элементы техносферы). Ущерб от антропогенных опасностей тем выше, чем больше плотность и энергетический уровень используемых техногенных средств (технических систем). Человек всегда взаимодействует с техническими средствами (орудия труда, бытовые приборы), которые помогают ему в труде и быту, а с другой стороны – являются источником так называемых техногенных опасностей. Техногенные опасности воздействуют и на человека, и на природу. Опасность для человека определяется характеристиками технических систем и длительностью пребывания человека в опасной зоне.

В особую группу опасностей выделяют экологические и социальные. Социальные опасности – это такие, которые распространены в обществе и угрожают жизни и здоровью людей. По природе социальные опасности делятся на связанные: с психическим воздействием на человека (шантаж, мошенничество, воровство и др.); с физическим насилием (разбой, бандитизм, террор, изнасилование, заложничество и др.); с употреблением веществ, разрушающих организм (алкоголизм, наркомания, табакокурение и т.д.); с социальными болезнями (спид, венерические и т.д.); с суицидом. По половозрастному признаку делятся на характерные для детей, молодежи, женщин, пожилых людей. По организации бывают случайные и организованные, по масштабу – локальные, региональные, глобальные. В своей основе эти опасности порождаются социально-экономическими процессами в обществе. Они противоречивы по характеру из-за несовершенства человеческой природы. Их распространению способствует развитие международных связей, туризма и спорта.

Экологические опасности будем рассматривать такие, которые непосредственно в повседневной жизнедеятельности оказывают влияние на здоровье человека через продукты питания, воду, воздух, почву. Эти опасности тем выше, чем больше загрязнение окружающей среды продуктами деятельности человека: пестицидами, тяжелыми металлами, диоксинами, пылью, сажей, гербицидами и др. Подробная классификация этих опасностей рассматривается в курсе «Экология».

Во всех случаях при воздействии любых опасностей основными мерами защиты от опасностей является: исключение опасностей; блокирование опасностей и проведение организационно-технических мероприятий, направленное на снижение этих опасностей до допустимых пределов.

Причины.

Дерево. Любая опасность реализуется, принося ущерб, как следствие какой-то причины или нескольких причин, поэтому предотвращение опасностей или защита от них возможны только при выявлении причин. Между реализовавшимися опасностями и причинами существует причинно-следственная связь: опасность есть следствие некоторой причины, которая, в свою очередь, является следствием другой причины и т. д. Таким образом, причины и опасности образуют иерархические, цепные структуры, или системы. Графическое изображение таких зависимостей напоминает ветвящееся дерево, поэтому в литературе, анализирующей безопасность объектов, используются такие термины, как «дерево причин», «дерево отказов», «дерево событий» и др. В строящихся деревьях имеются ветви причин и ветви опасностей, что отражает диалектический характер причинно-следственных связей. Разделение этих ветвей нецелесообразно, а иногда и невозможно, поэтому полученные в процессе анализа безопасности объектов графические изображения называют «деревьями причин и опасностей». Построение «деревьев» является эффективной процедурой выявления причин различных нежелательных событий (аварий, травм, пожаров, ДТП и т.п.). Границы ветвления определяются логической целесообразностью получения новых ветвей и определяют разрешающую способность дерева.

Риск

Риск- это отношение числа тех или иных неблагоприятных проявлений опасностей к их возможному числу за опреде­ленный период времени.

R-риск (1/год), n- число неблагоприятных проявлений опасности за определенный промежуток времени (год), N- возможное число проявлений опасности за тот же период

Виды риска : А) Индивидуальный и социальный риск.

Индивидуальный риск характеризует реализацию опасности определенного вида деятельности для конкретного индивидуума. Коэффициент частоты несчастных случаев.

Кч = Т*1000/Р, Т – количество несчастных случаев (травм), произошедших за определенный период времени. Р – среднесписочное число трудящихся за тот же период.

Индивидуальный риск характеризует опасность для отдельного человека.

Групповой, или социальный, риск представляет собой зависимость между частотой происшествий (аварий, катастроф) и числом пострадавших в них людей.

Б) Различают также прямой и косвенный риск.

Прямой риск связан с непосредственным действием на человека той или иной опасности, например подвижных частей оборудования. Загрязняя ОС отходами своей деятельности, человек подвергает себя косвенному риску, поскольку измененная человеком среда может, в конечном счете, стать непригодной для его существования в ней.

Концепция приемлемого риска . В современных условиях от тезиса абсолютной безопасности перешли к концепции допустимого (приемлемого) риска, суть которой в стремлении к такой опасности, которую примет общество в данный период времени.

Приемлемый риск В настоящее время по международной договоренности принято считать, что действие техногенных опасностей (технический риск) должно находиться в пределах от 10 -7 … 10 -6 (1/год -1), а величина 10 -6 является максимально приемлемым уровнем индивидуального риска. В национальных правилах эта величина используется для оценки пожарной безопасности и радиационной безопасности. В некоторых странах, например в Голландии, приемлемые риски установлены в законодательном порядке.

Пренебрежимо малым считается индивидуальный риск гибели 10 -8 в год.

Для экосистем максимально приемлемым риском считается тот, при котором может пострадать 5 % видов биогеоценоза.

Мотивированный (обоснованный) и немотивированный (необоснованный) риск. В случае производственных аварий, пожаров, в целях спасения людей и материальных ценностей человеку приходится идти на риск, превышающий приемлемый. В этом случае риск считается обоснованным (мотивированным) . Для ряда опасных факторов, например возникающих в случае радиационных аварий, установлены величины мотивированного риска, превышающего приемлемый риск, – «планируемое повышенное облучение», допускаемое в исключительных случаях длялиц, участвующих в ликвидации последствийрадиационных аварий.

немотивированным (необоснованным) риском называют риск, превышающий приемлемый и возникающий в результате нежелания работников на производстве соблюдать требования безопасности, использовать средства защиты и т.д., что, как правило, приводит к травмам и формирует предпосылки аварий на производстве.

Помимо коллективной приемлемости существует также и индивидуальная приемлемость , установленная для себя сознательно или неосознанно и являющаяся балансом между риском и выгодой. В определённых случаях люди готовы добровольно идти на риск, в 1000 раз больший, чем приемлемый. Решающая роль в принятии такого решения лежит в психологии человека.

Методы

Средства обеспечения безопасности

Средства коллективной защиты - вентиляция, заземление, зануление ограждения.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) - специальная одежда, противогазы, беруши, каски.

Повышение надежности систем. Под надежностью понимается свойство системы выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных показателей.

Показатели надежности: а) среднее время безотказной работы; б) вероят­ность безотказной работы; в) интенсивность отказов. Показатели ремонтопри­годности: вероятность восстановления; среднее время восстановления; интенсивность восстановления.

Психология бжд

Психология - это наука о психологическом отражении действительности в процессе деятельности человека. В психологии выделяют несколько отраслей, в том числе психология труда, инженерная психология, психология безопасности.

Психология труда - изучает психологические аспекты трудовой деятельности. Психология труда, возникшая на рубеже 19-20вв., первоначально называлась психотехникой.

Инженерная психология - изучает процессы взаимодействия человека с техническими системами, а также требования, предъявляемые к конструкции машин и приборов с учетом психологических свойств человека.

Психология безопасности - изучает психологические аспекты деятельности. Предметом психологии безопасности являются психологические процессы, состояние и свойства человека, влияющие на условия безопасности.

Иными словами, психология безопасности изучает психологические, т.е. зависящие от человека, причины несчастных случаев и разрабатывает методы и средства защиты от них.

Психология безопасности является основополагающим аспектом антропогенных опасностей, который затрачивает проблему роли человека как основного участника несчастных случаев и аварий.

Основной задачей психологии безопасности является выяснение психологических причин несчастных случаев.
Причины производственных аварий и травм, связанных с человеческим фактором, объединяются трех основных направлениях

Антропогенные причины несчастных случаев

Степень опасности в процессе труда зависит от характера производственной деятельности. Автоматизация производства, устраняя физический труд, заменяет его высокой нервно-психической нагрузкой на человека. В связи с повышенной нагрузкой на психическую деятельность у людей могут возникать острые затяжные и хронические нервно-психические расстройства.

Многолетний опыт показывает, что при каждой аварии и несчастном случае прослеживают ошибки человека, способствующие трагическим последствиям.

Под ошибочными действиями понимают поступки, отклоняющиеся от предусмотренных нормативных действий или от правильных решений пр нормальных ситуациях.Ошибки делятся на систематические и случайные.

Социальные опасности.

Социальные опасности – это действия одних классов, групп, слоев, личностей, направленные (преднамеренно или бессознательно) на уничтожение других. А также лишение их жизненно важных условий и объектов, причинение ущерба, ведущего к физической и духовной деградации, разрушению личности, этноса, общества, государства.
Условно социальные опасности можно свести в три группы:
1. исходящие из других сфер общественной жизни - политики, экономики, военно-оборонных дел и т.п.;
2. вытекающие из социальной сферы для экономики, политики, военной и экологической безопасности и др.;
3. заключенные в самой социальной сфере.
Особенно разрушительные опасности для социальной сферы исходят в первую очередь от политики и экономики. Реальные и потенциальные удары политики "шоковой терапии" по национальному промышленному комплексу (утрачено около 50% экономической мощи), системах здравоохранения, образования, отдыха и т.д. больно отзываются на положении и здоровье людей, ведут к утрате продовольственной, медико-фармацевтической, духовно-культурной независимости, к подчинению России Западу в важнейших вопросах жизнеобеспечения народа. Некоторые политики Запада считают, что тот, кто обладает продовольствием - обладает оружием, равнозначным атомной бомбе и может разговаривать с миром силой продовольствия. Продовольственная и товарная интервенция нанесли непоправимый урон сельскому хозяйству страны: более 50% потребностей населения страны удовлетворяется импортными поставками.
Вторая группа социальных опасностей связана с антагонизацией, утверждением несовершенной социальной структуры и отношений. Формирование и рост агрессивных, экспансионистских, экстремистских социальных групп и слоев (крупных собственников, финансовых, торговых и мафиозных дельцов), разделение общества на бедных и богатых путем ограбления большинства меньшинством (что, как говорил еще Платон, равнозначно появлению двух враждебных государств внутри одного), возникновение униженных и притесняемых групп, усиление потенциала вражды внутри социальной структуры рождают целый сонм социальных опасностей для общества в целом, а также его основных сфер - политики, экономики, науки и техники, военной безопасности. Социальные причины лежат в основе многих, в том числе вооруженных конфликтов.
В выдвинутой Генеральным секретарем ООН Б.Гали в 1992 г. "Программе мирного развития" глубинными причинами вооруженных конфликтов, идущих в мире, названы экономические неурядицы, социальная несправедливость и политический диктат.
Радикальные реформы привели к тому, что более 50 млн. (одна треть населения) живет за чертой бедности, а скрытая безработица составляет 7-9 млн. человек. Долговременное нарастание бедности для большинства народа рождает массовое недовольство политикой и властями, которое может вылиться в непредсказуемые действия.
Социальные угрозы классифицируются по следующим признакам:
· > по направленности против социальных интересов (потребностей) граждан, групп, слоев и всего общества;
· > по объектам, институтам, областям социальной сферы, которым они угрожают (системы продовольственного снабжения и питания, здравоохранения, коммунальных услуг и т.д.);
· > по масштабам (разрушительный потенциал опасностей, пространственно-временные характеристики - общие, региональные, местные, краткосрочные, долгосрочные и т.п.);
· > по формам проявления (преднамеренно организованные, стихийные и т.п.);
· > по источникам и причинам;
· > по средствам (насильственные, ненасильственные, военные и т.д.).
Источниками социальных опасностей являются:
· > несправедливое распределение собственности, доходов, жизненных благ, власти;
· > реставрация антагонистической социальной структуры, состоящей из классов, групп, слоев и политических сил, имеющих непримиримо противоположные интересы и цели, среди которых выделяются агрессивные, экспансионистские по своей природе;
· > резкое снижение социальных возможностей государства вследствие падения производства, а также крупные просчеты и изначальная антисоциальная направленность политики "радикальных реформ", их принудительный характер;
· > ухудшение глобальной социальной обстановки, а также стремление Запада усилить влияние на Украину ради своих эгоистических интересов.
Социальные опасности проявляются в виде массовых протестов, волнений, социальных взрывов и т.п. Главными показателями социальных угроз являются темпы нарастания неблагоприятных процессов в социальной структуре и отношениях субъектов, сфере социального обеспечения жизнедеятельности людей.
Целями социальной безопасности являются:
· > обеспечение прочного гражданского мира, основанного на справедливости, свободе, равенстве возможностей и солидарности людей; целеустремленное формирование социально безопасного государства, общества, личности;
· > сохранение и развитие социума: надежная охрана жизни, восстановление и улучшение здоровья и быта людей, создание условий и стимулов для высокоэффективного творческого труда, совершенствования способностей и талантов, утверждения высокой духовности и культуры;
· > формирование и осуществление социально ориентированной политики модернизации общества, призванной восстановить и обеспечить в будущем устойчивое социально-экономическое развитие страны во имя общего блага народа и каждой личности;
· > соразмерное возможности государства содействие улучшению глобальной социальной обстановки, участие в формировании мировой политики и строительстве международных структур, призванных преодолеть несправедливость, эксплуатацию, бедность, голод, массовые эпидемии, социальные болезни и т.п.
Все виды безопасности (военная, политическая экологическая и т.д.) в решающей степени зависят от спасения и оздоровления производства, повышения жизненного уровня народа, восстановления и укрепления его здоровья, развития культуры, повышения его социальной активности, особенно в сферах экономики и политики.
В целом вряд ли вызовет возражение утверждение, что социальная безопасность человека, среды его обитания - важнейшая характеристика качества жизни и важнейшая составляющая национального богатства.

Примеры социальных опасностей:
1. Алкоголизм.

2. Военные действия.

3. Террор по почте.

Природные опасности

Природные опасности - стихийные явления, представляющие непосредственную угрозу для жизни и здоровья людей, например, землетрясения , наводнения , цунами , ураганы , бури , смерчи .

Землетрясение – это подземные колебания или толчки, которые возникают в результате смещения земной коры или верхней части мантии.

Наводнение - затопление местности в результате подъёма уровня воды.

Цунами – это огромная волна.

Ураганы - это циклоны, которые возникают в тропических широтах, при этом сила ветра достигает 64 узлов (74 миль в час).

Буря - это ливень, сопровождающийся сильным ветром шквального характера, что может легко вызвать паводок в реке, наводнение или сель. Буре часто предшествует гроза, сильные электрические разряды молнии.

Смерч - это атмосферное явление, которое возникает в грозовом облаке. Он представляет собой воздушный вихрь, распространяющийся из облака вниз.

Литосферные опасности.

Литосферная опасность – это опасное природное явления геофизического происхождения, который характеризуются внезапным нарушением жизнедеятельности населения, разрушениями уничтожением материальных ценностей травмами и жертв среди людей. К литосферным опасностям относятся: землетрясение, оползни, сели, вулканы и т.д. Они нередко оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду.

Землетрясение – это подземные колебания или толчки, которые возникают в результате смещения земной коры или верхней части мантии. Упругие колебания землетрясения могут передаваться на очень большие расстояния, достигающие иногда сотен километров. Здесь, как мы понимаем, все зависит от силы землетрясения.

Оползень - сползание и отрыв масс горных пород вниз по склону под действием силы тяжести.

Сель - поток с очень большой концентрацией минеральных частиц, камней и обломков горных пород (до 50-60 % объёма потока), внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек и сухих логов и вызванный, как правило, ливневыми осадками.

Вулканы - геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки.

Гидросферные опасности.

Основные понятия о наводнении

Наводнение - значительное затопление водой местности в результате подъёма уровня воды в реке, озере или море, вызываемого различными причинами. Наводнение на реке происходит от резкого возрастания количества воды вследствие таяния снега или ледников, расположенных в её бассейне, а также в результате выпадения обильных осадков. Наводнения нередко вызываются повышением уровня воды в реке вследствие загромождения русла льдом при ледоходе (затора) или вследствие закупоривания русла под неподвижным ледяным покровом скоплениями внутриводного льда и образования ледяной пробки (зажора). Нередко наводнения возникают под действием ветров, нагоняющих воду с моря и вызывающих повышение уровня за счёт задержки в устье приносимой рекой воды. Наводнения такого типа наблюдались в Ленинграде (1824, 1924), Нидерландах (1953). На морских побережьях и островах наводнения могут возникнуть в результате затопления прибрежной полосы волной, образующейся при землетрясениях или извержениях вулканов в океане (см. Цунами). Подобные наводнения нередки на берегах Японии и на других островах Тихого океана. Наводнения могут быть обусловлены прорывами плотин, оградительных дамб. Наводнения случаются на многих реках Западной Европы - Дунае, Сене, Роне, По и других, а также на реках Янцзы и Хуанхэ в Китае, Миссисипи и Огайо в США. В СССР большие наводнения наблюдались на р. Днепре (1931) и Волге (1908 и 1926).

Классификация наводнений

Заторные, зажорные наводнения (заторы, зажоры) Большое сопротивление водному потоку на отдельных участках русла реки, возникающее при скоплении ледового материала в сужениях или излучинах реки во время ледостава (зажоры) или ледохода (заторы). Заторные наводнения образуются в конце зимы или начале весны. Они характеризуются высоким и сравнительно кратковременным подъёмом уровня воды в реке. Зажорные наводнения образуются в начале зимы и характеризуются значительным (но менее, чем при заторе) подъёмом уровня воды и более значительной продолжительностью наводнения.

Нагонные наводнения (нагоны) Ветровые нагоны воды в морских устьях рек и на ветреных участках побережья морей, крупных озёр, водохранилищ. Возможны в любое время года. Характеризуются отсутствием периодичности и значительным подъёмом уровня воды.

Наводнения (затопления), образующиеся при прорывах плотин Излив воды из водохранилища или водоёма, образующийся при прорыве сооружения напорного фронта (плотины, дамбы и т. п.) или при аварийном сбросе воды из водохранилища, а также при прорыве естественной плотины, создаваемой природой при землетрясениях, оползнях, обвалах, движении ледников. Характеризуются образованием волны прорыва, приводящей к затоплению больших территорий и разрушению или повреждению встречающихся на пути её движения объектов (зданий, сооружений и др.)

Причины наводнения

Продолжительные дожди.

Продолжительные дожди являются одной из самых распространенных причин наводнений. В зависимости от рельефа местности, вида грунта создается опасность накопления излишних водных масс. Смещение воды, объединение нескольких потоков создают серьезную угрозу для жителей и их имущества.

В случаях при длительной продолжительности, высокой интенсивности дождя повышается уровень воды в водоемах (чаще всего реках). Это взывает противоестественные разливы, провоцирует большое скопление воды на участках с рельефными впадинами, затопление большой площади водными массами.

Таяние снегов.

В настоящее время наблюдается изменение климатических условий в различных местностях. Резкие перепады температуры вызывают резкое замерзание большого количества воды и также резкого ее таяния. Это становиться причиной многих стихийных бедствий, в том числе и наводнений. В отдельных районах, например в горной местности, где снега могли храниться и накапливаться достаточно продолжительное время, ввиду изменения климатических условий (резкое потепление, сейсмическая активность) начинают таять и смещаться, что становиться источником оползней, селей и наводнений.

Волна цунами

После поражения суши несколькими огромными волнами цунами, остаются не только многочисленные жертвы и разрушения, но большой объем воды, который на протяжении еще долгого времени остается на ее поверхности, чем причиняет серьезный ущерб.

Цунами – это огромная волна. Причины образования цунами

Подводное землетрясение (около 85 % всех цунами). При землетрясении под водой образуется вертикальная подвижка дна: часть дна опускается, а часть приподнимается. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню, - среднему уровню моря, - и порождает серию волн. Далеко не каждое подводное землетрясение сопровождается цунами. Цунамигенным (то есть порождающим волну цунами) обычно является землетрясение с неглубоко расположенным очагом. Проблема распознавания цунамигенности землетрясения до сих пор не решена, и службы предупреждения ориентируются на магнитуду землетрясения. Наиболее сильные цунами генерируются в зонах субдукции.

Оползни. Цунами такого типа возникают чаще, чем это оценивали в ХХ веке (около 7 % всех цунами). Зачастую землетрясение вызывает оползень и он же генерирует волну. 9 июля 1958 года в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 1100 м. Образовалась волна, достигшая на противоположном берегу бухты высоты более 500 м. Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона. Но намного чаще происходят подводные оползни в дельтах рек, которые не менее опасны. Землетрясение может быть причиной оползня и, например, в Индонезии, где очень велико шельфовое осадконакопление, оползневые цунами особенно опасны, так как случаются регулярно, вызывая локальные волны высотой более 20 метров.

Вулканические извержения (около 4,99 % всех цунами). Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются не только волны от взрыва, но вода также заполняет полости от извергнутого материала или даже кальдеру в результате чего возникает длинная волна. Классический пример - цунами, образовавшееся после извержения Кракатау в 1883 году. Огромные цунами от вулкана Кракатау наблюдались в гаванях всего мира и уничтожили в общей сложности 5000 кораблей, погибло 36 000 человек. Человеческая деятельность. В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вызывать сотрясения, раньше доступные лишь природе. В 1946 году США произвели в морской лагуне глубиной 60 м подводный атомный взрыв с тротиловым эквивалентом 20 тыс. тонн. Возникшая при этом волна на расстоянии 300 м от взрыва поднялась на высоту 28,6 м, а в 6,5 км от эпицентра ещё достигала 1,8 м. Но для дальнего распространения волны нужно вытеснить или поглотить некоторый объём воды, и цунами от подводных оползней и взрывов всегда несут локальный характер. Если одновременно произвести взрыв нескольких водородных бомб на дне океана, вдоль какой-либо линии, то не будет никаких теоретических препятствий к возникновению цунами, такие эксперименты проводились, но не привели к каким-либо существенным результатам по сравнению с более доступными видами вооружений. В настоящее время любые подводные испытания атомного оружия запрещены серией международных договоров.

Благоприятные условия для жизни человека на нашей планете весьма ограниченны, область его обитания занимает по объему лишь небольшую часть биосферы, однако путем изменения, как окружающей природной среды, так и создания новых, специфических сред, в настоящее время человек населяет практически все природные зоны Земли.

Для благоприятной жизни имеют значения следующие компоненты человека: воздух, вода, почва, содержимое недр, животный и растительный мир, климат, компоненты энергетической среды. Рассмотрим их подробнее

При дыхании через наши легкие ежегодно проходят тысячи кубометров воздуха, поэтому именно загрязнение воздушной среды сказывается, прежде всего, на организме человека.

Воздушная среда для человека может быть:

¾ наружной (outside), расположенной вне помещений (улица, парк, лес), в которой большинство людей в среднем проводят до 10-15 % времени в течение суток;

¾ внутренней производственной (рабочее место), на котором обычно проводят примерно 30 % времени(8 часов);

¾ внутренней жилой (inside) – жилые помещения (дома, квартиры). В них обычно человек проводит до 70% времени.

Воздух чистой наружной среды наиболее благоприятен для дыхания по составу и свойствам, однако в настоящее время его качество по различным причинам снижается. Основные проблемы, связанные с состоянием наружной среды, будут рассмотрены ниже (см. раздел 2.4). Качество воздух внутренней производственной среды, является одним из основных предметов рассмотрения дисциплины «Безопасность жизнедеятельности», являющейся обязательным компонентом образования по направлению «Техносферная безопасность»

Внутренний воздух в жилых помещениях имеет, как правило, повышенное содержание углекислого газа и другие химические вещества: формальдегид (источники - мебель, фанера, пенопласт), асбест (изоляционный материал), различные продукты сгорания, например СO, NO и др.

Водная среда. Человек не живет в водной среде, однако качество воды имеет для него огромное значение. Для человека водная среда включает поверхностные и подземные воды.

- Поверхностные воды сосредоточены большей частью в Мировом океане, поверхность которого составляет 361 млн. км 2 (2,4 раза больше площади суши (149 млн. км 2)).

- Подземные воды бывают: солеными, солоноватыми (меньшей солености)и пресными.

Наибольшее значение для человека имеет пресная вода, которая составляет всего лишь 2,7 % общего объема воды на Земле, причем всего 0,36 %, ее имеется в легкодоступных местах.

Наибольшее практическое значение для человека представляют речные воды. Вода озер используется в меньшей степени, а ледниковые воды пока практически не используются. Значительные запасы воды сосредоточены в водоносных слоях горных пород (подземные воды).

Формально Российская Федерация является одной из двух водоизбытычных стран (наряду с Бразилией). На одного жителя России приходится 28,5 тыс. м 3 /год пресной воды, однако распределение речного стока крайне неравномерно. Среднемноголетний суммарный сток рек России 4270 км 3 /год, однако, более 90 % его приходится на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает 80 % населения России и сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится меньше 8 % общего годового стока.

Например, недостаточно обеспечены собственными водными ресурсами Ростовская, Астраханская, Липецкая, Воронежская, Белгородская, Курская области, Республика Калмыкия и некоторые другие регионы. Кроме того, наблюдается прогрессирующее снижение водных ресурсов южных рек страны под влиянием хозяйственной деятельности. Уменьшение годового стока в среднем составляет от 10 (Волга) до 50 % и более (Кубань, Терек, Урал и др.), что превышает уровень экологически допустимого забора воды.

Почва представляет собой поверхностный плодородный слой земной коры. От нее напрямую зависит количество произведенного продовольствия. В биосфере она выполняет две основные функции, которые имеют огромное значение для человека:

· производство органического вещества;

· минерализация отмерших органических остатков.

В настоящее время почва стала еще и биологическим фильтром, поглощающим и обезвреживающим промышленные и бытовые отходы.

Чаще всего почву рассматривают, как земельные ресурсы, т.е. земли, систематически используемые или пригодные к использованию для конкретных хозяйственных целей. Земельные ресурсы ограничены. Они не заменимы другими средствами производства. Различаются они по агропроизводственным свойствам, плодородию и расположению. Земельный фонд мира распределяется следующим образом:

1. обрабатываемые земли - 11,3%, из них - пахотные 10,4%;

2. необрабатываемые земли - 88,7%, из них луга и пастбища - 25,8%; лесные земли - 29,6%; прочие земли - 33,3%.

Качество продуктивных земель в разных районах Земли может очень сильно различаться. На значительной части суши землепользование вообще и земледелие в частности ограничивается различными природными факторами:

28% поверхности суши занимают пустыни и полупустыни, т.е. территории подверженные сильной аридизации

На 23% земель в почвах наблюдается либо дефицит биофильных элементов, резко снижающий продуктивность, либо накопление токсичных соединений (засоление почвы);

22% земель приходится на горы, в этих районах земледелие сдерживается высокими уклонами поверхности, высоким риском развития эрозии и маломощностью почв;

10% земель испытывают избыточное увлажнение с застоем грунтовых вод и заболачиванием;

На 6% земледелие ограничено в результате развития вечной мерзлоты.

Таким образом, лишь на 11% земель серьезные лимитирующие факторы отсутствуют и возможно более-менее полноценное земледелие.

В начале 21-го века на одного человека в среднем приходилось около 0,3 га пашни (в Японии 0,04га, в США 0,63 га, в России 0,88 га). С 1970 годов это количество непрерывно сокращается, несмотря на постоянное вовлечение в сельскохозяйственный оборот новых земель. Связано это, прежде всего, с ростом населения.

Необходимо отметить, что в связи с интенсивным земледелием качество земель снижается. В сухом и жарком климате это часто приводит к опустыниванию. Такое явление наблюдается с древнейших времен. Так, в настоящее время пустыней является большая часть территории Передней Азии (Иран, Ирак, Сирия), на которой в свое время (приблизительно 10 тысяч лет назад) появилось земледелие.

Основные причины снижения количества и качества сельскохозяйственных земель: загрязнение почв, зарастание лесом и кустарником мелкоконтурных и удаленных участков, развитие эрозионных процессов, подтопление и заболачивание земель.

Почвы вокруг больших городов и промышленных центров на несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями фтора.

Эрозия – это процесс разрушения почвенного покрова и сноса частиц почвы потоками воды (водная эрозия) или ветром (ветровая эрозия). В России площадь пашни, подверженной водной и ветровой эрозии, составляет 82 млн. га, или 64 % к общей ее площади. Ежегодно площадь эродированных земель возрастает на 0,4-0,5 млн. га, а потери плодородной почвы составляют 1,5 млрд. т. Значительная часть орошаемых и осушенных сельхозугодий требует комплексной реконструкции, необходимо переустройство и коллекторно-дренажной сети. Несмотря на осушительные мелиорации, площади переувлажненных и заболоченных земель постоянно возрастают. Из всех сельхозугодий 7,3 % имеют в различной степени засоленные земли. Хотя постоянно проводятся работы по раскислению почв, их площадь практически не сокращается и составляет ныне около 5 млн. га. Состояние аридных территорий в России повсеместно ухудшается, опустынивание приобретает все более значительные масштабы. Темпы рекультивации нарушенных земель также неудовлетворительны.

Состояние земельных ресурсов во всем мире, и прежде всего в развивающихся странах, вызывает серьёзные опасения в связи с задачами увеличения производства продуктов питания.

Недра - часть земной коры, расположенной ниже почвенного слоя, а при его отсутствии - ниже земной поверхности и дна водоемов и водостоков, простирающейся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения. Основным компонентом недр являются минерально-сырьевые ресурсы - совокупность полезных ископаемых, содержащихся в недрах земли, являющихся основой для развития отраслей народного хозяйства. В составе минерально-сырьевых ресурсов выделяют: цветные и редкие металлы, благородные металлы, энергетическое сырье, нерудные полезные ископаемые, сырье для строительной индустрии, лечебные источники и грязи.

Недра дают сырье не только промышленности, но и сельскому хозяйству (для производства минеральных удобрений). На земном шаре каждые 15-18 лет происходит удвоение объема добычи полезных ископаемых. Доля России в общемировом горно-промышленном производстве составляет 14%. В нашей стране ежегодно извлекается 9-10 % мировой добычи нефти, 20-25% природного газа, 5-7% угля, 7-8% железных руд, 12-20% никеля и кобальта, более 10% вольфрама, 26% алмазов, 12% калийных солей, 6% фосфорного концентрата, значительна часть других цветных и редких металлов, золота, серебра, платины и платиноидов. Минерально-сырьевая продукция продолжает оставаться главной составляющей российского экспорта, обеспечивающей около 70% всех валютных поступлений России.

По объему разведанных запасов Россия занимает ведущее положение в мире. В недрах России, территория которой составляет 12% суши Земли, сосредоточено 14% мировых запасов нефти, 35% газа, 11% угля, 26% железных руд, значительная часть мировых запасов золота, алмазов, цветных и редких металлов.

В целом проблема количественного роста добычи касается лишь ограниченного круга полезных ископаемых (марганца, хрома, сурьмы, ртути, мусковита, плавикового шпата). Однако следует отметить, что уровень потерь достаточно высок при подземном способе добычи угля (23,5 %), хромовой руды (27,7 %), калийных солей (62,5 %). Серьезный ущерб государство несет от потерь ценных компонентов в период их переработки и транспортировки. Наиболее острыми остаются вопросы комплексного использования минерального сырья. В настоящее время горнопромышленный комплекс превратился в один из самых крупных источников загрязнения окружающей среды.

Растительный покров играет в жизни человека огромную роль. Растения участвуют в образовании гумуса почвы, в формировании газового состава атмосферного воздуха. Важнейшим растительным ресурсом земного шара служит лес, который производит более 60 % биологически активного кислорода (одно дерево за 24 ч восстанавливает такое количество кислорода, которое необходимо для нормального дыхания трех человек в течение суток). Зеленые растения континентов составляют 99,2 % биомассы организмов Земли, а на леса приходится более 90% всей растительной биомассы суши. Поэтому леса занимают самое важное место в жизни человека и природы. Лес как составная часть биосферы является мощным регулятором климата и водного баланса. Высока его роль в очищении атмосферного воздуха от вредных примесей и болезнетворных микробов, восполнении запасов кислорода, поддержания равновесия химического состава атмосферы, особенно балансов кислорода, углерода и азота; в поддержании гидрологического режима рек; предупреждении эрозии почв; борьбе с засухами и суховеями. 1 гектар леса, в зависимости от его видового состава, способен в течение года поглотить 5-10 т диоксида углерода и выделить 10-20 т кислорода. Кроме того, лес - среда обитания разнообразных видов диких животных, место произрастания грибов и ягод, поставщик древесины - ценнейшего сырья для хозяйственной деятельности человека. Доказано, что только рекреационная ценность лесов в десятки раз выше стоимости всей древесины.

Роль древесных насаждений заключается не только в удержании пыли, поглощении углекислого газа, но и в замечательном качестве растений выделять в окружающую среду фитонциды биологически активные вещества, подавляющие рост и развитие болезнетворных микроорганизмов. Лесные полосы являются лучшим средством оптимального снегораспределения на полях. К сожалению, во многих регионах России, как и во всем мире, отмечаются увеличение скорости негативных изменений растительного покрова и снижение флористического разнообразия. От 8 до 21 % видов дикой флоры нуждается в защите.

Несмотря на прирост в последние годы лесопокрытой площади, качество леса ухудшается за счет уменьшения полноты и снижения возрастного состава насаждений.

Животный мир к возобновимым природным ресурсам. Он имеет большое значение для почвообразовательных процессов, участвует в формировании газового состава атмосферы, водного режима и растительного мира биосферы.

Науке известны две причины исчезновения животных: естественные процессы, обусловленные изменениями окружающей среды, и деятельность человека. Когда темпы изменения окружающей среды превосходят адаптационные способности видов, последние вымирают. Сейчас отмечается тенденция к обеднению фауны примерно на 10 % от мировой фауны.

Фаунистическое многообразие диких животных на территории России оценивалось на 1991 г. следующими показателями: насекомые до 80 тыс. видов, водные бсзпозвоночные до 12 тыс., пресноводные рыбы около 400, морские рыбы около 2400, земноводные 26, пресмыкающиеся 66, птицы 720, млекопитающие328 видов. Ныне отмечается тенденция к обеднению фауны, особенно в районах с высокой концентрацией промышленности и населения в среднем примерно на 10 % от мирового фаунистического разнообразия.

Климат. Климатическая среда является важным фактором, определяющим развитие различных видов живых организмов. Не меньшее значение имеет климат как для развития человеческого общества в целом, так для экономического развития отдельных стран.

Характерной особенностью России является то, что на большей части ее территории климат более холодный, чем в других странах. Для примера приведем средние значения температуры января в разных городах мира: Москва – -6,5°С; Вашингтон – +2,2°С; Нью-Йорк– +0,3°С; Рим – +8,1°С; Стокгольм – -2,3°С; Париж – +4,2°С. Стоит также отметить, что холодный период в нашей стране в среднем на 2-3 месяца длиннее, чем, например, в Европе.

49 % территории страны занимают вечномерзлые грунты. С точки зрения экологии климатические условия России наименее благоприятные: во-первых, повышенные расходы топлива для отопления приводят к дополнительному загрязнению воздушной среды в холодное время года, а, во-вторых, северные районы более чувствительны к загрязнению и менее устойчивы к внешним воздействиям.

Энергетическая среда как компонент среды обитания человека формируются под воздействием шума, вибрации, ультразвука, инфразвука, электромагнитных полей, ионизирующих излучений. Они могут быть естественного и искусственного происхождения.

Шумом являются любые звуки, выходящие за рамки звукового комфорта. Чаще всего это неупорядоченные звуковые колебания; но бывают и упорядоченные, мешающие восприятию нужных звуков либо вызывающие неприятное ощущение и повреждающие органы слуха. Уровни шума можно характеризовать интенсивностью звука. Шум измеряется в децибелах, слышимый диапазон в укладывается в 140 децибел.

Чем выше частота звука в области ультразвука и слышимого звука, тем тяжелее вынести шум. Особенно тяжело переносятся внезапные резкие звуки высокой частоты. Ухо человека воспринимает звуки с частотой 16-20000 Гц. Неслышимые человеком колебания с частотой менее 16 Гц инфразвук, а с частотой более 20000 Гц ультразвук и гиперзвук. Адаптация к шуму невозможна. С шумом 30-40 дБ ощущается легкий дискомфорт. 50-60 дБ негативно воздействует на нервную систему человека, особенно занятого умственным трудом (отвлекающее, раздражающее действие).

Вибрацией называют сложные колебания в механических системах, которые передаются через грунт и воспринимаются лишь при контакте с вибрирующим телом; при частоте 1-100 Гц они воспринимаются как сотрясения.

Основные источники вибрации технологическое оборудование ударного действия (молоты, прессы), мощные энергетические установки (насосы, компрессоры, двигатели), рельсовый транспорт. Вибрации распространяются по грунту и достигают фундаментов общественных и жилых зданий, часто вызывая и звуковые колебания, которые разрушающе действуют на конструкции и сооружения.

Электромагнитное загрязнение (по Н.Реймерсу) возникает в результате изменений электромагнитных свойств среды, приводящих к нарушениям работы электронных систем и изменениям в тонких клеточных и молекулярных биологических структурах. Естественные изменения в электромагнитном фоне (при изменении солнечной активности, магнитных "бурях" и др.) называют электромагнитными аномалиями. В последнее время, в связи с широчайшим развитием электронных систем управления, передач, связи, электроэнергетических объектов на первый план вышло антропогенное электромагнитное загрязнение – создание искусственных электромагнитных полей (ЭМП). Их влияние на нашу жизнь многообразно, но недостаточно изучено.

Таким образом, электромагнитное загрязнение возникает в результате изменений электромагнитных свойств среды. В последнее время уделяется большое внимание искусственным электромагнитным полям (ЭМП), источником которых является радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные средства, линии электропередач и др.

Ионизирующее излучение это вид излучения, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов. Несколько десятилетий назад оно исходило лишь от естественных источников радиоактивности. С началом использования ядерной энергии к естественному излучению прибавилась искусственная, обусловленная цивилизацией радиационная нагрузка. Воздействие ионизирующих излучений на живые организмы в зонах радиоактивного загрязнения может вызвать тяжелые поражения, в том числе генетические.

Основными видами ионизирующих излучений являются:

α лучи, тяжелые, положительно заряженные частицы, движущиеся со скоростью 107 м/с и поглощающиеся алюминиевой фольгой толщиной несколько микрон (миллионная часть метра). Этими частицами являются ядра гелия.

β – легкие , отрицательно заряженные частицы, двигающиеся со скоростью, близкой к скорости, и поглощаемые слоем алюминия толщиной 1мм. Этими частицами являются электроны.

γ лучи – сильно проникающее излучение, не отклоняющееся ни в электрическом, ни в магнитном полях. Природа γ лучей – жесткое э/м излучение, имеющее еще более короткую волну, чем рентгеновское излучение.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений.

Главной характеристикой степени опасности ионизирующих излучений является доза излучения (порция энергии, переданная излучением веществу). Выделяют несколько групп доз. Например, экспозиционная доза – количество g-излучения, способного к ионизации сухого воздуха. Экспозиционная доза характеризует потенциальную опасность g-излучения. Поглощенная доза количество энергии любого вида излучения, поглощенное в единице массы вещества. Это физическая доза излучения.

Эквивалентная доза количество энергии любого вида излучения, поглощенное в единице массы вещества с учетом качества излучения. Это наиболее важная с точки зрения биологического эффекта доза. Она не может быть измерена, а должна быть рассчитана.

Проблема воздействия на природную среду и здоровье человека энергетической среды заслуживает самого пристального внимания.