ECOLOGY (741238), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Шумовое загрязнение представляет собой еще одну серьезную угро­зу качеству среды обитания человека. Если определить шум как «неже­лательный звук», то шумовое загрязнение — это нежелательные звуки, «выбрасываемые» в атмосферу без учета возможных вредных последст­вий. Термин «шум» применяется также в электронике и связи для обоз­начения нарушений, которые препятствуют связи. Этот шум возрастает по мере увеличения сложности и информационной емкости систем всех видов. Так возникла новая проблема «электронного загрязнения», кото­рая все возрастает по мере развития радиосвязи. Поэтому в самом ши­роком смысле шумовое загрязнение — еще один «непредвиденный про-

счет», порождаемый чрезмерной концентрацией промышленных пред­приятий,

Как сейчас стало ясно, сильный шум, вызываемый, например, мно­гими промышленными установками и самолетами, продолжаясь долгое время, не просто беспокоит человека (и, вероятно, других позвоночных), но и постепенно ухудшает слух. Даже сравнительно несильный шум, например шум толпы, шум транспорта или звуки радио, мешает разгово­ру людей, вызывает эмоциональный и поведенческий стресс и нарушает «домашний покой», который необходим человеку. В соответствии с этим звук нужно рассматривать как потенциально' серьезный загрязнитель и сильную угрозу «здоровью» окружающей среды. Поэтому измерение, уменьшение, регуляция и ограничение в законодательном порядке шу­мового загрязнения следует поставить в один ряд с мероприятиями, ко­торые проводятся по борьбе с «химическими» компонентами загрязне­ния воздуха.

Единицей измерения громкости звука служит децибел (дб). Это не абсолютная, а относительная единица, основанная на использовании логарифма отношения данной интенсивности звука (/} к 'пороговой ин­тенсивности (/о); за этот порог .принимается интенсивность, соответст­вующая звуковому давлению в 0,0002 мкбар {0,0002 дины на 1/см2) или мощность около 10~16 Вт. Первоначально считалось, что это минималь­ная интенсивность, воспринимается человеческим ухом.

Величину lg-7~~ называют громкостью звука, выраженной в белах.

Основной единицей служит децибел, т. е. 0,1 бела. Таким образом, зву­ки громкостью 10, 20 и 100 дб превышают порог слышимости соответ­ственно в 10, 100 и 1010 раз. Важно помнить, что эта шкала логарифми­ческая!

Человек воспринимает звуки с частотой от примерно 20 до 20 000 Гц (колебаний в секунду) и интенсивностью от 0 до более чем 120 дб (при такой интенсивности звук вызывает болевые ощущения); диапазон ин­тенсивности составляет 1012. Обычный разговор, который ведется на частотах 250—10000 Гц, происходит при интенсивности 30—60 дб, тогда как шум взлетающего реактивного самолета может превышать 160 дб. Влияние на человека меняется в зависимости от частоты или высоты звука. Считается, что при одном и том же уровне звукового дав­ления более высокие звуки кажутся «громче», чем более низкие звуки. На.пример, шум от реактивного самолета интенсивностью 100 децибел воспринимается большинством людей как вдвое более сильный и не­приятный, чем шум от винтового самолета, имеющий такую' же интен­сивность. В первом случае в области высоких частот сосредоточено боль­ше звуковой энергии.

Воспринимаемая людьми громкость выражается в единицах, назы­ваемых фонами. Это также относительная единица — 1 фон соответст­вует звуку интенсивностью 40 дб при частоте 1000 Гц; звуки интен­сивностью 40 дб на частоте 5000 Гц кажутся вдвое громче, и, таким об­разом, эту громкость оценивают в 2 фона. По этой шкале 50 фон и вы­ше при любой частоте слишком громки для комфорта. В общем интен­сивность 50 дб (10—50 фон в зависимости от частоты) можно рассмат­ривать как пороговый уровень, превышение которого небезопасно для уха. Значительно более слабый, чем этот физически опасный, уровень шума оказывает более тонкие воздействия и вызывает даже большее беспокойство. Люди начинают жаловаться, когда уровень нежелатель­ного шума в жилом районе достигает 35—40 дб, и начинают прибегать к административным мерам, когда шум достигает 50 дб! Серьезные за­труднения при борьбе с шумом возникают при оценке комплексного

шума, спектр которого занимает несколько октав, а именно такой шум чаще всего вызывает раздражение. Наконец, неожиданный резкий звук, например выстрел, в силу «эффекта (внезапности» может вызвать боль­шее замешательство, чем непрерывный шум. Очень резкий звук может также .нанести физический ущерб (разбитые окна и т. д.).

Угроза шума — еще одна дополнительная причина к тому, чтобы предоставить человеку большее жизненное пространство (Lebensraum), чем то .минимальное пространство, которое необходимо для обеспечения повседневных физиологических и психологических нужд. Необходимость зонального планирования, при котором промышленные предприятия, шоссейные дороги и т. п. отделены от жилых массивов, а также повыше­ние внимания к техническим мерам борьбы с шумом совершенно очевид­ны. К 1970 г. лишь несколько городов и штатов приняли законы по борь­бе с шумом и совсем немногие предприняли хоть какие-то шаги для из­мерения и ограничения шума. Говорят, что в южной части Калифорнии вдоль шоссейных дорог устанавливают измерители уровня шума и оста­навливают автомашины за превышение не только скорости, но и шума (выше 82 дб). Еще более важное значение имеют законы, требующие обеспечения звуконепроницаемости при строительстве промышленных, административных и жилых зданий. Люди не могут жить в мире, если они скучены в городах, где их отделяет друг от друга только стенка толщиной в лист бумаги!

В центральных районах больших городов зеленые полосы и откры­тые пространства могут иметь не меньшее значение для снижения шума, чем для очищения воздуха. Растения эффективно поглощают шум, осо­бенно звуки высокой частоты (Робинет, 1969). Густая живая изгородь из вечнозеленых растений может на 10 дб (т. е. в 10 раз) уменьшить шум, производимый машинами для сбора мусора. Посадка деревьев вдоль шоссе и улиц может быть эффективной, если высота их меньше со стороны, обращенной к источнику шума, и больше со стороны, обра­щенной к воспринимающим шум людям, так как при этом шум не толь­ко поглощается, но и рассеивается вверх. Достаточно эффективна за­щитная полоса шириной 15—20 м, где по самому краю посажен густой кустарник, а за ним — деревья (что-то вроде лесной опушки, где :могут даже поселиться некоторые дикие птицы и животные).

Как и в большинстве других сложных ситуаций в нашей современ­ной жизни, здесь трудно дать какие-либо четкие рекомендации. Звуки неразрывно связаны с жизнью людей; многие звуки, как природные (пе­ние -птиц), так и производимые человеком (музыка), приятны и нужны. Опять-таки, как и во всех прочих аспектах загрязнения, проблема воз­никает, когда какое-то благо оказывается в избытке. При этом обычно двумя величайшими преградами на пути к разрешению проблемы яв­ляются: 1) неосведомленность общественности относительно существую­щей опасности и 2) .медлительность или бездействие, в основе которых лежит «сиюминутная» экономическая выгода. Для того чтобы действи­тельно справиться с такой проблемой, как шум от аэропорта, нужно одновременно и притом постоянно делать две вещи: I) снижать, на­сколько это технически возможно, шум у самого его источника и 2) установить вокруг аэропорта 15-километровую зону, в пределах ко­торой категорически запрещено строительство жилых домов или пред­приятий.

Обширный «зеленый пояс» ферм и лесов вокруг аэропортов для ре­активных самолетов служил бы не только для поглощения шума, но также для очистки воздуха, производства пищи и волокна и как зона отдыха! Подобное двойное наступление на проблему соответствует тому, что экологи называют «экосистемным мышлением».

Борьба с шумом — хорошее занятие для молодого поколения не только потому, что оно само невольно способствует повышению уровня шума (например, пропущенная через усилители рок-музыка), но, что более важно, потому, что окружающая среда, свободная от ненужного шума, вероятно, была бы лучше и в других отношениях.

Другие виды загрязнения

РАДИАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Радиационная экология занимается радиоактивными веществами и ра­диоактивным излучением в связи с окружающей средой. Существуют два разных аспекта радиационной экологии, требующие различных под­ходов: I) воздействие излучения на особей, популяции, сообщества и экосистемы; 2) судьба радиоактгданых веществ, лопавших в 'окружающую среду, и механизмы, посредством которых экологические сообщества и популяции регулируют распространение радиоактивности. Испытания атомного оружия добавили в глобальном масштабе искусственную ра­диоактивность к естественной, которая существует в природе. Хотя на­чиная с 1962 г. испытания ядерного оружия были значительно сокраще­ны, опасность атомной войны сохранилась. Непрерывное развитие ядер­ной энергетики в мирных целях, которое должно ускоряться по мере ис­черпания запасов горючих ископаемых, будет сопровождаться увеличе­нием количества радиоактивных отходов, за которыми нужно непрерыв­но наблюдать и с которыми нужно бороться, как и с другими опасными загрязнителями. Вместе с тем нельзя забывать, что радиоактив­ные индикаторы представляют собой очень ценный метод исследования. Подобно тому (как все типы микроскопов расширили наши возможности исследовать структуру, все виды меток расширили наши возможности в смысле исследования функций. О пользе меток много говорилось в первой части.

КРАТКИЙ ОЧЕРК ВАЖНЫХ ДЛЯ ЭКОЛОГИИ КОНЦЕПЦИЙ И ТЕРМИНОВ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

Типы ионизирующего излучения

Излучение с очень высокой энергией, которое способно отнимать электроны от атомов и присоединять их к другим атомам с образовани­ем пар положительных и отрицательных ионов, называется ионизирую­щим излучением в отличие от света и большей части солнечной радиа­ции, которые не обладают способностью к ионизации. Полагают, что ионизация является основной причиной радиационного повреждения цитоплазмы и что степень повреждения пропорциональна числу пар ионов, образовавшихся в поглощающем веществе. Источником ионизи­рующего излучения служат радиоактивные вещества, содержащиеся в горных породах; кроме того, оно поступает из космоса. Те изотопы

элементов, которые испускают ионизирующее излучение, называются радиоактивными изотопами.

Из трех видов ионизирующего излучения, имеющих важное эколо­гическое значение, два представляют собой корпускулярное излучение (альфа- и бета-частицы), а третье — электромагнитное (гамма-излу­чение и близкое ему рентгеновское излучение). Корпускулярное излуче­ние состоит из потока атомных и субатомных частиц, .которые передают свою энергию всему, с чем они сталкиваются. Альфа-частицы, или ядра атома гелия, имеют огромные по сравнению с другими частицами раз­меры. Правда, длина их пробега в воздухе составляет всего несколько •сантиметров, их можно остановить листком бумаги или слоем омертвев­шей кожи человека. Однако, будучи остановленными, они вызывают сильную локальную ионизацию. Бета-частицы — это быстрые электро­ны. Их размеры гораздо меньше, длина их пробега в воздухе равна не­скольким метрам, а в ткани — нескольким сантиметрам. Свою энергию они отдают на протяжении более длинного следа. Что касается ионизи­рующего электромагнитного излучения, то оно сходно со световым, толь­ко длина волны у него короче (фиг. 48). Оно проходит в воздухе боль­шие расстояния и легко проникает в вещество, высвобождая энергию на протяжении длинного следа (рассеяние излучения). Гамма-лучи, на­пример, легко проникают в живые ткани; они могут .пройти сквозь орга­низм, не оказав никакого воздействия, или же могут вызвать ионизацию на большом отрезке своего пути. Действие гамма-лучей зависит от их числа и энергии, а также от расстояния между организмом и источни­ком излучения. Важные свойства альфа-, бета- и гамма-излучения схе­матически показаны на фиг. 222. Таким образом, в последовательности: альфа-, бета- и гамма-излучение, проницаемость возрастает, а плотность ионизации и локальное повреждение уменьшаются. Поэтому биологи нередко называют радиоактивные вещества, испускающие альфа- и бе­та-частицы, «внутренними излучателями», так как они обладают наи­большим эффектом, будучи поглощены, заглочены или оказавшись

Фиг. 222. Сравнение трех типов ионизирующего излучения, представляющих наиболь­ший экологический интерес.

Показана относительная проникающая способность и специфический ионизационный эффект. Это чисто качественная схема, совершенно не отражающая количественных соотношений. А. Источ­ник излучения снаружи. Б. Источник излучения внутри.

каким-то иным способом внутри или вблизи живой ткани. Радиоактив­ные вещества, испускающие преимущественно гамма-лучи, относят к «внешним излучателям», так как это проникающее излучение, которое может оказывать действие, когда ее источник находится вне организма. Некоторые другие типы излучения также представляют хотя бы косвенный интерес для эколога. Нейтроны — это крупные незаряжен­ные частицы, которые сами по себе не вызывают ионизации, но, выби­вая атомы из их стабильных состояний, создают наведенную радиоак­тивность в нерадиоактивных материалах или тканях, сквозь которые они проходят. При равном количестве поглощенной энергии «быстрые» нейтроны вызывают в 10, а «медленные» — в 5 раз большие поражения, чем гамма-лучи. С нейтронным излучением можно встретиться вблизи реакторов и в местах ядерных взрывов, но, как указано выше, они игра­ют главную роль при образовании радиоактивных веществ, которые за­тем широко распространяются в природе. Рентгеновские лучи представ­ляют собой электромагнитное излучение, очень близкое гамма-лучам, но образующееся на внешних электронных оболочках, а не в ядре атома и не испускаемое радиоактивными веществами, рассеянными в окру­жающей среде. Так как действие рентгеновских и гамма-лучей одина­ково и так как рентгеновские лучи легко получать на специальной уста­новке, их удобно применять при экспериментальном изучении особей, популяций и даже небольших экосистем. Космические лучи — это излу­чение, приходящее к нам из космического пространства и состоящее из корпускулярной и электромагнитной компонент. Интенсивность косми­ческих лучей в биосфере мала, однако они представляют собой основную опасность при космическом путешествии. Космические лучи и ионизирующее излучение, испускаемое природными радиоактивными веществами, содержащимися в воде и почве, образуют так называемое! фоновое излучение, к которому адаптирована ныне существующая биота. Возможно, что поток генов в биоте поддерживается благодаря нали­чию этого фонового излучения. В разных частях биосферы естественный фон различается в три-четыре раза. В этой главе мы сосредоточим вни­мание главным образом на искусственной радиоактивности, которая до­бавляется к фону.

Характеристики

Список файлов реферата