В наше время загрязнение окружающей среды происходит ежеминутно. Источники изменений экологической системы могут быть механического, химического, биологического, физического характера. Каждый из них вносит необратимый вклад в атмосферу Земли и ухудшает её состояние.
Что такое механическое загрязнение среды?
Механическое загрязнение провоцируется засорением окружающей среды разнообразными отходами, которые, в свою очередь, неблагоприятно воздействуют на среду обитания. Последствий физического или химического характера нет, но ситуация от этого не меняется к лучшему. Элементами загрязнения могут быть различные упаковки и тары, полимерные материалы, строительный и бытовой мусор, автопокрышки, аэрозоли и отходы промышленного производства твердого характера.
Источники механических загрязнений
Механические отходы являются трудноразлагаемыми. В результате они изменяют ландшафт, сокращают ареолы представителей флоры и фауны, отчуждают земли.
Аэрозоли как основные загрязнители воздуха
На сегодняшний день аэрозоли содержатся в атмосфере в количестве 20 млн т. Они делятся на пыли (частицы твердого характера, которые диспергируются в воздухе и образуются в процессе дезинтеграции), дымы (высокодисперсные частицы веществ твердого характера, которые возникают в результате горения, испарения, проведения химических реакций, расплава и в др. случаях) и туманы (частицы, которые скапливаются в газообразной среде). Способность проникновения аэрозолей в организм человека зависит от дозы воздействия. Её проникновение может быть поверхностным или глубоким (сосредотачивается в бронхиолах, альвеолах, бронхах). Вредные вещества также могут накапливаться в организме.
Помимо дезинтегрирующих аэрозолей воздух загрязняется конденсациями и вторичными взвешенными веществами, которые образуются в процессе сжигания топлива жидкого и твердого типов.
Засорение среды механическими загрязнениями
Кроме трудноразлагаемых отходов негативное влияние оказывает запыление воздуха, что отражается на его видимости и прозрачности, а также способствует изменению микроклимата. Загрязнения механического характера влияют на околокосмическое пространство, беспрерывно засоряя его. По данным специалистов в космосе уже сосредоточено более трех тысяч тонн космического мусора.
Одной из самых глобальных проблем является засорение окружающей среды коммунальными отходами. Они даже не идут в сравнение с промышленными (каждый год прирост отходов коммунального характера составляет 3%, в некоторых регионах он достигает 10%).
И, конечно же, захоронения также губительно влияют на состояние среды. С каждым годом потребность в дополнительной площади увеличивается во много раз.
Человечеству стоит серьезно задуматься о дальнейшей судьбе нашей планеты. Двигаясь в том же направлении, мы обрекаем себя на наступление экологической катастрофы.
Механическое загрязнение окружающей среды
Механическое загрязнение – это такое загрязнение окружающей среды, которое производится инертными отходами, из-за чего эта среда качественно меняется не в лучшую сторону. При этом не происходит химических или физических изменений.
Примеры механического загрязнения
Не разлагаемые или трудно разлагаемые отходы – это и есть механические источники загрязнения. Попадая в окружающую среду в больших объемах они способны существенно изменить ее ландшафт, стать причиной исчезновения как отдельных видов флоры и фауны, так и целых экосистем.
Наиболее характерные примеры – стихийные и организованные свалки, включая полигоны для захоронения. Места интенсивных боевых действий – это также последствия механического загрязнения местности. Из-за большой концентрации людей и военной техники происходит уплотнение верхних слоев почвы. Это приводит к гибели фауны, местность меняется, становится менее пригодна для жизни людей и животных.
К механическим загрязнениям относятся:
- различные упаковки и тары;
- полимерные материалы;
- строительные бытовые отходы;
- автопокрышки;
- аэрозоли;
- твердые отходы промышленного производства.
Основные механические виды загрязнений окружающей среды – это строительные материалы, запыление воды и воздуха, аэрозоли. Все они существенно меняют окружающую среду. Для ее восстановления требуются дополнительные усилия.
Механическое загрязнение почвы и воздуха строительными отходами
Ежегодно для строительства наших зданий производится 1 500 млрд кирпичей. Большинство из них создается с использованием печей, загрязняющих окружающую среду. На печи для обжига кирпича приходится до 20% мировых выбросов черного углерода, наряду с производством стали и чугуна. До 90% производства кирпича сосредоточено в Центральной Азии. Причем выбросы в атмосферу еще больше увеличиваются за счет транспортировки на мировые рынки.
Строительство зданий может быть причиной выброса токсичной пыли: кремнезем или древесина твердых пород, которые обладают канцерогенными свойствами.
Токсичные строительные материалы (например, асбест) были обычным строительным материалом на протяжении десятилетий. Но именно они вызывали проблемы со здоровьем из-за воздействия загрязненного воздуха в помещении.
Поскольку землю часто необходимо расчистить и сделать пригодной для строительства, этот процесс должен осуществляться таким образом, чтобы воздействие на окружающую среду было минимальным. Так же, как и при строительстве зданий, высокий уровень пыли образуется при разрушении земель и сносе существующих зданий.
Запыление воздуха при механическом загрязнении
Загрязнение воздуха в целом и его запыление в частности – серьезная проблема последних десятилетий, оказывающая серьезное токсикологическое воздействие на здоровье человека и окружающую среду. Источники загрязнения варьируются от небольших сигарет и природных источников, таких как вулканическая деятельность, до больших объемов выбросов от автомобильных двигателей и промышленных предприятий. Долгосрочное воздействие загрязнения воздуха на возникновение заболеваний, таких как респираторные инфекции и воспаления, сердечно-сосудистые дисфункции и рак широко распространены. Это приводит к миллионам смертей ежегодно по всему миру. Недавнее исследование выявило связь между мужским бесплодием и загрязнением воздуха.
В настоящее время активнее запыление воздуха растет в развивающихся странах в результате промышленной деятельности. Увеличивается количество источников выбросов в виде транспортных средств. Около 4,3 миллиона человек умирают от загрязнения воздуха в домашних условиях и 3,7 миллиона – от загрязнения атмосферного воздуха. Большинство этих смертей (3,3 и 2,6 миллиона соответственно) проживают в Азии.
Например, в Иране, как развивающейся стране, уровень загрязнителей воздуха постепенно увеличивался с начала индустриализации в 1970-х годах. За последние 20 лет он достиг очень опасного уровня в некоторых мегаполисах: Тегеране, Мешхеде, Тебризе, Исфахане, Ахвазе, Араке и Карадже.
Иран – третья по величине загрязненная страна в мире, что приводит к ежегодным убыткам в размере 16 миллиардов долларов. Четыре из десяти самых загрязненных городов находятся именно в этой стране. Ахваз – самый загрязненный город в мире: микропыль поступает из соседних стран, а уровень твердых частиц в три раза выше, чем в Пекине, и почти в 13 раз выше, чем в Лондоне. Загрязнение воздуха вызвало почти 4460 смертей в 2013 году только в Тегеране, хотя реальность кажется выше, и с каждым годом ситуация ухудшается.
Механическое загрязнение воздуха аэрозолями
В каждом кубическом сантиметре воздуха есть сотни или тысячи маленьких аэрозолей. Некоторые из них являются естественными, а другие выбрасываются в воздух людьми. Естественные источники аэрозолей:
- пыль из засушливых регионов, которую уносит ветер;
- частицы, выбрасываемые извержением вулканов или лесных пожаров;
- соль из океана.
Люди тоже добавляют в атмосферу аэрозоли. Антропогенные источники аэрозолей – автомобили, электростанции и заводы, сжигающие ископаемое топливо.
Некоторые аэрозоли выбрасываются в атмосферу, другие образуются в атмосфере. Например, сульфатные аэрозоли, они производятся из диоксида серы, выделяемого электростанциями.
Как правило, чем меньше и легче частица, тем дольше она остается в воздухе. Более крупные частицы стремятся осесть на землю под действием силы тяжести в течение нескольких часов. Мелкие частицы (менее 1 микрометра) могут оставаться в атмосфере в течение нескольких недель и в основном удаляются с осадками.
По нескольким причинам аэрозоли влияют на климат:
- Способствуют формированию облаков в небе, а количество и типы облаков влияют на климат;
- Некоторые виды способны рассеивать или поглощать солнечный свет;
- Аэрозоли, рассеивающие свет, могут создавать интересные искажения в небе, называемые атмосферной оптикой.
Аэрозоли от загрязнения воздуха опасны для здоровья человека. Когда маленькие частицы попадают глубоко в легкие человека, он может серьезно заболеть. Аэрозоли также могут ограничивать видимость, вызывая дымку во многих частях мира.
Последствия механического загрязнения – миллионы смертей ежегодно по всему миру. Еще сотни миллионов людей испытывают трудности со здоровьем. А климатические угрозы в дополнении с другими видами загрязнения планеты могут сделать ее не пригодной для жизни людей в ближайшие 100 лет.
Повреждающее действие механических факторов
Механические факторы могут оказывать как местное, так и общее повреждающее действие на организм. Эффект зависит от многих факторов, таких как: сила действия, скорость движения повреждающего фактора, состояние надежности, прочности или резистентности повреждаемых структур и др.
Растяжение — сопротивление деформации и способность к восстановлению исходного состояния. Показывает, на какую часть первоначальной длины удается растянуть испытуемый объект.
Разрывающая сила для сосудов равна 13–15 кг/см 2 , для мышц — 4–5 кг/см 2 , кости и сухожилия обладают наибольшим сопротивлением (разрывающая сила — 800 кг/см 2 и 625 кг/см 2 соответственно). С возрастом прочность и эластичность тканей уменьшаются, в связи с чем, возрастает риск переломов, трещин, растяжений и деформаций тканей. Патологические процессы, а также исходное состояние тканей влияют на растяжимость тканей (например, воспалительные процессы снижают эластичность и увеличивают растяжимость и опасность разрыва; мышца, находящаяся в состоянии покоя, более растяжима, чем сокращающаяся).
Повторные длительные растяжения при одной и той же нагрузке изменяют структуру и свойства растягиваемых тканей: растяжимость их увеличивается, а эластичность уменьшается. Растягиваемые ткани атрофируются, нарушается их функция. Например, растяжение мочевого пузыря содержимым при затрудненных мочеиспусканиях сопровождается атрофией его стенок и ослаблением их сократительной способности.
Наибольшим сопротивлением к сдавлению обладают кости и опорно-двигательный аппарат (например, для деформации бедренной кости требуется нагрузка в 685 кг/см 2 , костные ткани черепа выдерживают давление до 500 кг/см 2 ).
Мягкие ткани являются значительно более чувствительными к сжатию. Даже небольшие по силе, но длительно действующие факторы сдавления могут привести к возникновению некроза тканей. Растущие опухоли вызывают атрофию (от давления) окружающих тканей.
Особенно серьезные нарушения возникают в результате длительного давления на тело человека, попавшего в завалы при землетрясениях, взрывах бомб и т.п. Вскоре после освобождения из-под завала (декомпрессии) возникает — «синдром длительного раздавливания» (краш-синдром).
Краш-синдром развивается в результате длительного придавливания конечностей (чаще нижних) землей, тяжелыми предметами, обломками при землетрясениях, завалах в шахтах и др., при длительности компрессии свыше 4 ч. В результате длительного (в течение 8 – 24 ч) пребывания пострадавшего в одном положении (кома, отравление, сильное алкогольное опьянение) может развиваться синдром позиционной компрессии. При этом чаще придавливается одна из конечностей весом собственного тела.
В развитии краш-синдрома большое значение имеют три патогенетических фактора:
травматическая токсемия, обусловленная всасыванием токсических продуктов аутолиза тканей из очага поражения;
плазмо- и кровопотеря, связанные с отеком и кровоизлияниями в зоне раздавленных или длительно ишемизированных тканей.
Клиническая картина. Тяжесть клинических проявлений зависит от степени и продолжительности сдавления конечности, объема и глубины поражения, а также от сочетанного повреждения других органов и структур (черепно-мозговой травмы, травмы внутренних органов, костей, суставов, сосудов, нервов и др.).
По тяжести течения различают четыре клинические формы СДР:
легкая (при раздавливании отдельных сегментов менее 4 часов) — симптоматика незначительная, прогноз благоприятный;
средней степени тяжести (при раздавливании обеих ног менее 6 часов) — наблюдается умеренное нарушение функции почек;
тяжелая (при раздавливании обеих ног в течение 6 часов) — характеризуется значительными гемодинамическими расстройствами. Возможен летальный исход, как в раннем, так и в промежуточном периодах;
крайне тяжелая форма (при раздавливании обеих ног более 6 часов) — быстро прогрессируют клинические проявления, и больные погибают в первый-второй день после травмы.
В клинической картине СДР различают три периода:
I период (начальный, или ранний) период гемодинамических расстройств — в 1 – 3 сутки после освобождения от сдавления. Сразу после извлечения из завала состояние пострадавших относительно благополучное. Через несколько часов появляются местные изменения в конечности, подвергавшейся сдавливанию. Она становится бледной, пальцы цианотичные, быстро нарастает отек, кожа приобретает деревянистую плотность. Пульсация периферических сосудов не определяется. Прогрессивно нарастают симптомы эндогенной интоксикации, плазмопотеря, гемоконцентрация, креатинемия, протеинурия, цилиндрурия. Характерна нестабильность гемодинамики. Общее состояние ухудшается по мере нарастания местных изменений.
II период (промежуточный) — период острой почечной недостаточности — длится с 3 – 4 до 8 – 12 суток. Отек пораженной конечности усиливается, образуются пузыри с прозрачным или геморрагическим содержимым, появляются плотные инфильтраты с локальным, а иногда и тотальным некрозом всей конечности. Гемоконцентрация сменяется гемодилюцией, нарастает анемия, резко снижается диурез, вплоть до анурии. В крови увеличивается содержание остаточного азота, мочевины, креатинина, калия, развивается картина уремии. Повышается температура тела. Состояние пострадавшего резко ухудшается, усиливаются вялость и заторможенность, появляются рвота и жажда, желтушность склер и кожи. Летальность в этом периоде достигает 35%.
III период (поздний или период местных осложнений) начинается с 3 – 4-й недели. Нормализуются гемодинамические показатели, восстанавливается функция почек. В неосложненных случаях отек конечности и боли в ней проходят к концу месяца. Возможно развитие местных (инфицирование открытых повреждений) и общих осложнений (генерализация инфекции с развитием сепсиса).
У пострадавших длительно (более месяца) сохраняются выраженная анемия, гипопротеинемия, диспротеинемия (гипоальбуминемия, гиперглобулинемия), гиперкоагуляция крови; изменения в моче (белок, цилиндры). У большинства пострадавших долго сохраняются отклонения в эмоционально-психическом статусе в виде депрессивных или реактивных психозов и истерий.
Это совокупность механических явлений, возникающих при столкновении движущегося твердого тела с другим твердым телом, жидкостью или газом.
Характер вызванной действием удара травмы зависит от природы травмирующего фактора (тупой или острый предмет, холодное или огнестрельное оружие, ударная волна и т. д.), скорости движения тел, площади соприкосновения травмирующего агента с поверхностью тела, от состояния травмируемой ткани и организма в целом. Действие удара не ограничивается местными повреждениями органов и тканей. Живая сила (сила удара) тем значительнее, чем больше масса снаряда и его скорость в момент попадания в ткани, лежащие на его пути.
При ударах тупым предметом и относительно большой площади контакта с поверхностью тела возможно повреждение внутренних органов с сохранением целостности наружных кожных покровов. При ударе по грудной клетке при закрытой гортани возникает возможность разрыва легкого. В случаях повреждения обширных рецепторных зон или значительного количества нервных волокон происходит срыв механизмов аварийной регуляции и срочных защитно-компенсаторных реакций (спазм сосудов, выброс гормонов коры надпочечников, повышение свертываемости крови и др.), возникает общая реакция организма на механическую травму — травматический шок