Глава 10 техногенные поражения, экологическая безопасность и здоровье человека. Социальная экология

1. Экстремальные воздействия на биосферу: стихийные бедствия, экологические и техногенные поражения

Стихийные бедствия – это опасные природные явления геофизического, геологического, атмосферного или биосферного происхождения, характеризующиеся нарушением жизнедеятельности населения, разрушениями, уничтожением материальных ценностей, травмами и жертвами. Они могут служить причиной многих аварий и катастроф (табл. ) (Гринин, Новиков, 2002).

Таблица

Перечень основных стихийных бедствий

Стихийное бедствие	Основной критерий	Поражающий фактор и последствия его воздействия
Землетрясение	Магнитуда Интенсивность, баллы	Сотрясение грунта, трещины, пожары, взрывы, разрушения, жертвы
Сели, оползни	Масса, т Скорость потока, м/с	Каменно-грязевой поток, жертвы, уничтожение материальных ценностей
Пожары	Температура, о С	Тепловое воздействие, жертвы, материальный ущерб
Сильный ветер (ураган, смерч)	Скорость ветра, м/c	Скоростной напор, жертвы, уничтожение материальных ценностей
Обледенение, снегопад	Количество осадков более 20 мм за 12 ч	Уровень заноса, обрывы проводов, поражении е людей, жертвы
Пылевые бури	Скорость ветра, м/с	Скоростной напор, уничтожение посевов, плодородных почв
Наводнение	Уровень воды, м	Затопление суши, разрушения, жертвы
Циклон, тайфун	Скорость ветра, м/c	Затопление суши, разрушения, жертвы
Цунами	Высота и скорость волны, м	Затопление суши на побережье, разрушения, жертвы

Экологическое поражение это значительное нарушение условий природной среды, которое приводит к деструкции экологических систем, хозяйственной инфраструктуры, угрожает здоровью и жизни людей и наносит существенный экономический ущерб.

Экологические поражения бывают: 1 - резкие, 2 - внезапные, 3 -связанные с чрезвычайными ситуациями, 4 – протяженные во времени.

Чрезвычайные ситуации – это совокупность обстоятельств, возникающих в результате аварий, катастроф, стихийных бедствий, диверсий или иных факторов, когда происходит резкое отклонение протекающих явлений и процессов от нормальных, что отрицательно сказывается на жизнеобеспечении, экономике, социальной сфере и природной среде.

Чрезвычайные ситуации с точки зрения их происхождения делятся на 3 группы:

1 – природные (опасные природные явления и стихийные бедствия: землетрясения, наводнения, оползни, ураганы, снежные лавины, извержения вулканов, природные пожары и др.);

2 – техногенные (промышленные, транспортные и коммуникационные аварии, обрушения зданий и сооружений, обвалы, взрывы, пожары и др.);

3 – биолого-социальные (инфекционная заболеваемость населения, массовое заболевание и гибель животных, поражение болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур, резкое изменение животного и растительного мира и др.).

По масштабам распространения и тяжести последствий чрезвычайные ситуации делят на локальные, местные, территориальные, региональные, трансганичные и глобальные.

Крупные чрезвычайные ситуации, повлекшие за собой человеческие жертвы и значительный материальный ущерб, определяют как катастрофы.

Стихийные бедствия, техногенные аварии и катастрофы, вызвавшие негативные изменения состояния природной среды и биоты, относят к чрезвычайным ситуациям экологического характера.

Протяженные во времени экологические поражения являются последствием природных и техногенных катастроф, имеют затухающий характер и сопровождаются сукцессиями. Другие экологические поражения постепенно развиваются в результате хронических техногенных загрязнений или экологических ошибок и просчетов в создании новых хозяйственных объектов и преобразовании территорий. Региональные и локальные экологические поражения вносят существенный вклад в глобальное нарушение биосферы, в деградацию природной среды на планете.

Техногенные аварии и катастрофы. В ХХ в. произошло более 50 крупномасштабных техногенных катастроф. Крупнейшая радиационная катастрофа произошла в 1986 г на Чернобыльской АЭС. Менее значительные радиационные катастрофы произошли в Вийндскеле (Великобритания, 1957), Айдахо-Фолс (США, 1961), Шевченко (СССР, 1974), Ок Ридж (США, 1979), Селафилд (Великобритания, 1983), Сосновый Бор (Россия, 1992).

Крупнейшая химическая авария произошла в г. Бхопал (Индия) в 1984 г. На предприятии американской компании «Юнион карбайд» произошел взрыв с выбросом в атмосферу нескольких десятков тонн метилизоцианата – сильного яда многостороннего действия. Всего погибло более 2 тыс. человек, многие заболели и ослепли. Пострадало четверть населения 750-тысячного города.

Техногенные аварии и катастрофы являются причинами гибели и заболеваний большого числа людей, приводят к большим экономическим потерям и значительному загрязнению окружающей среды.

Существенный ущерб природной среде наносят также политические и социальные чрезвычайные ситуации – вооруженные конфликты с применением средств массового поражения. Примером является загрязнение вод Персидского залива в результате утечки нефти из скважин, поврежденных в ходе ирано-иракского конфликта. Большой экологический ущерб нанесли воздушные бомбардировки НАТО территории Югославии, пожары на нефтеперерабатывающих заводах в Грозном, разрушения промышленных объектов и транспортных магистралей в Чечне. Во время войны США в Индокитае над лесами и полями Вьетнама было распылено 22 млн т токсичных дефолиантов, содержащих диоксин, в результате чего были уничтожены на огромных территориях тропические и субтропические леса. погибли и заболели десятки тысяч мирных жителей.

В ХХ веке в войнах широко применялось зажигательное оружие. Так, на Ближнем Востоке в 1967 г. Израиль вывел из строя 75% арабских войск применением зажигательного оружия. Во время боевых действий во Вьетнаме 40% использованных боеприпасов оказались зажигательными. При этом использовались кассеты из 800 двухкилограммовых зажигательных бомб, которые создавали массовые пожары на площади более 1000 га.

Наибольшее число чрезвычайных ситуаций приходится на пожары, взрывы и транспортные аварии. По данным Федерального аналитического центра Минприроды РФ, техногенные аварии и катастрофы с экологическими последствиями составляют 15-20% от общего числа ЧС.

Чрезвычайные ситуации военного времени. Ядерное оружие относится к оружию массового поражения, так как наносит поражение огромному количеству живых организмов и растений, а также производит разрушения на больших территориях. Ядерными боеприпасами снаряжаются средства воздушно-космического нападения (бомбы, ракеты), торпеды, ядерные мины (фугасы). В зависимости от способов получения ядерной энергии ядерные боеприпасы (ЯБП) делят на ядерные и термоядерные. Ядерные боеприпасы основаны на принципе деления ядерного горючего (в основном, тяжелых элементов таблицы Менделеева, относительная масса которых больше, чем урана). Термоядерные боеприпасы имеют мощность на порядок выше, в них ЯБП часто играют роль взрывателя, а принцип действия основан на синтезе легких элементов (дейтерий, тритий, литий).

Мощность ЯБП определяется количеством высвобождающейся при взрыве энергии (тротиловом эквиваленте), то есть количеством взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии, что и при взрыве ЯБП. Тротиловый эквивалент (ТЭ) измеряется в тоннах, килотоннах, мегатоннах. Чтобы представить мощность ядерного взрыва, достаточно знать, что при взрыве 1 кг тротила образуется 1000 ккал, а 1 кг урана – 18 млрд ккал. За всю Вторую мировую войну союзники сбросили на города Германии авиабомб ТЭ в 2,9 Мт. А сейчас созданы боеприпасы мощностью до 100 Мт.

По мощности ЯБП делят на: 1 – сверхмалые (< 1 кг), 2 – малые (1-15 кг), 3 – средние (15-100 кг), 4 – крупные (от 100 кг до 1 Мт), 5 – сверхкрупные (при ТЭ > 1Мт), 6 – нейтронные боеприпасы мощностью 0,5-2 кг.

В зависимости от высоты ядерные взрывы делят на 4 группы:

1 – высотные, если подрыв ЯБП произведен на высоте более 15 км;

2 – воздушные, если светящаяся область не касается поверхности земли;

3 – наземные (надводные), ели светящаяся область касается поверхности земли и ли воды;

4 – подземные (подводные), если они производятся на глубине до 1 м.

Ударная воздушная волна (УВВ) – наиболее мощный поражающий фактор ядерного взрыва. УВВ образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, что приводит к наличию здесь огромного давления (до 10⁵ млрд Па) и температуры.

Световое излучение – это электромагнитное излучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра. Его источником является светящаяся область (огненный шар), состоящий из смеси раскаленных продуктов взрыва с воздухом.

В зоне взрыва выделяется огромное количество энергии в незначительном объеме за короткий промежуток времени при огромном давлении, что приводит к резкому нарастанию температуры, приводящей к испарению веществ в зоне взрыва.

В атмосфере лучистая энергия ослабляется из-за поглощения или рассеяния света частицами дыма, пыли, каплями влаги. Падающее на объект световое излучение частично поглощается или отражается. Часть излучения проходит через прозрачные объекты: стекло окон пропускает до 90% энергии светового излучения, которое способно вызвать пожар внутри помещения. Таким образом в городах и на объектах энергетики возникают очаги горения. При ядерной бомбардировке Хиросимы возник огненный шторм, который бушевал 6 часов. При этом центр города выгорел дотла (более 60 тыс. домов), а скорость ветра, направленного к центру взрыва, достигала 60 км в час.

Проникающая радиация – это ионизирующее излучение, образующееся непосредственно при ядерном взрыве и продолжающееся несколько секунд. Основную опасность при этом представляет поток гамма-излучений и нейтронов, испускаемых из зоны взрыва в окружающую среду. Источником проникающей радиации является цепная ядерная реакция и радиоактивный распад продуктов ядерного взрыва. Проникающая радиация невидима, неощутима, распространяется в материалах и в воздухе на значительные расстояния, вызывая поражение живых организмов (лучевую болезнь). Поток нейтронов, возникающий при ядерном взрыве, содержит быстрые и медленные нейтроны, воздействие которых на организм человека различно и отличается от воздействия гамма-излучений. Это учтено при использовании специальной единицы измерения – бэр (биологический эквивалент рентгена), учитывающий биологическую вредность излучения.

Нейтроны вызывают наведенную радиацию в металлических предметах в грунте в районе взрыва. От воздействия проникающей радиации темнеет оптика, засвечиваются фотоматериалы, происходит обратимые и необратимые изменения в материалах и элементах аппаратуры.

Радиоактивное заражение местности – это заражение поверхности земли, атмосферы, водоемов и других объектов радиоактивными веществами, выпавшими из облака, образованного ядерным взрывом. Источниками РЗ являются радионуклиды, образовавшиеся как продукт ядерной реакции, непрореагировавшая часть ядерного горючего, наведенная радиоактивность в районе ядерного взрыва.

Электромагнитный импульс. Ядерный взрыв сопровождается электромагнитным излучением в виде мощного и весьма короткого импульса. При ядерном взрыве в окружающую природную среду одномоментно испускается огромное количество гамма-квантов и нейтронов, которые взаимодействуют с ее атомами, сообщая им импульс энергии.

Обычные средства поражения повышенной эффективности. Применение современных средств поражения повышенной точности и мощности может обеспечить подавление противника без применения оружия массового поражения. К ним относятся кассетные, зажигательные, кумулятивные, фугасные боеприпасы и устройства объемного взрыва.

Кассетные БП – это пример оружия «площадного» типа, когда сбрасываемый БП (кассета) начинен мелкими средствами поражения.

Осколочные БП – используются для поражения людей, техники и оборудования, расположенных на открытой местности. Примером такого БП является «шариковая» бомба, начиненная тысячами осколков в виде шариков, стрелок или иголок. За время падения корпус бомбы и ее с оставляющие разрушаются несколько раз на все более мелкие части, образуя все большую поверхность и плотность поражения. Защиту от такого БП обеспечивает простейшее укрытие, строения.

Кумулятивные (бронебойные) БП служат для поражения бронетанковой техники и других защищенных объектов. Это оружие направленного взрыва, при котором образуется мощная струя продуктов взрыва, способная прожечь броню толщиной до 0,5 м. Температура в струе достигает 7000^оС, а давление – 0,6 млн кПа. Такой эффект достигается заполнением ВВ в виде выемки, которая фиксирует раскаленную газовую струю. Внутри кумулятивного БП размещается стальной или урановый сердечник (для повышения пробойной силы) и осколочный заряд для поражения экипажа и людей.

Бетонобойные БП обеспечивают выход из строя посадочных полос аэродромов и хорошо защищенных командных пунктов. В бомбе размещены кумулятивный и мощный фугасный заряды с отдельными взрывателями для каждого (мгновенного действия – для кумулятивного заряда с целью пробоя перекрытия и замедленного – для подрыва фугаса, то есть для выполнения основного разрушения). Бомба после сброса с парашютом наводится на цель, затем разгоняется маршевым двигателем для более надежного разрушения объекта.

БП со взрывателями минного типа – для минирования водных пространств, портовых сооружений, железнодорожных станций, аэродромов.

БП объемного взрыва – основаны на возможности детонации смеси горючих газов с кислородом воздуха. Корпус БП объемного взрыва выполнен в виде тонкостенного цилиндра, снаряженного студнеобразными веществами (окись этилена, перекись уксусной кислоты, пропилнитрат). В зоне детонации за микросекунды температура достигает 3000 ^оС. Основным поражающим фактором является ударная волна, фронт которой распространяется со скоростью до 3 м/с, и на удалении 100 м от центра взрыва избыточное давление достигает 100 кПа. Кроме того, поражение происходит из-за снижения концентрации кислорода в воздухе, теплового и токсического воздействия. После сбрасывания кассеты БП объемного взрыва происходит ее разделение на составляющие. Падение каждой из них замедляется парашютом. При ударе о землю вытяжного удлинителя происходит разрушение корпуса с образоапнием облака диаметром до 30 м и высотой до 5 м. Затем производится подрыв облака детонатором замедленного действия. Вызываемые взрывом разрушения огромны. При применении в Бейруте (Ливан) такого боевого оружия от 8-этажного здания после его обрушения осталась куча обломков высотой до 3 м.

Зажигательные боеприпасы предназначены для создания крупных пожаров, уничтожения людей и материальных ценностей. Зажигательные смеси могут проникать в подвалы и укрытия. Болезненные ожоги от них могут вызвать шок и требуют длительного лечения.

Зажигательные смеси делят на группы.

1. Напалм – зажигательная смесь на основе нефтепродуктов, напоминающая резиновый клей. В состав напалма входит 96-98% бензина и 4-12% загустителя М1. По первым буквам загустителя сама смесь называется напалмом (в состав загустителя входят кислоты: 25% нафтеновой, 50% пальмитиновой и 25% олеиновой). Создает очаг горения длительностью до 10 мин с температурой до 1200^оС. Смесь легче воды, остается на ее поверхности, распространяется на значительные площади и продолжает гореть. Насыщает воздух ядовитыми раскаленными газами.

2. Металлизированные зажигательные смеси (пирогели) – вязкие огнесмеси на основе нефтепродуктов с добавками порошкообразных металлов (магния, алюминия). Температура горения выше 1600^оС. Смесь прожигает тонкий металл.

3. Термитные зажигательные смеси представляют собой механические смеси окиси железа с порошкообразным алюминием. После поджога из специального устройства протекает химическая реакция с выделением огромного количества тепла. При горении термит расплавляется, превращаясь в жидкую массу. Термитная смесь горит без участия кислорода при температуре до 3000^оС. Она способна прожигать металлические части техники.

4. Зажигательная смесь в виде воскообразного самовоспламеняющегося вещества с добавкой обычного пластифицированного фосфора и щелочного металла (натрия, калия). Температура горения достигает 900^оС. Происходит выделение густого белого ядовитого дыма, вызывающего ожоги и отравления. Время горения 15 минут. Через некоторое время после тушения смесь снова самовоспламеняется на воздухе. Зажигательные БП применяются обычно в кассетах или связках до 670 бомб. Площадь поражения такой связкой 0,15 км².

Высокоточное оружие обеспечивает гарантированный вывод из строя хорошо защищенных объектов малого размера.

Крылатые ракеты морского, наземного и воздушного базирования «Томагавк» с весом взрывоопасных веществ до 450 кг при дальности полета 600 км и круговым вероятным отклонением (КВО) не более 10 м. На самолет-носитель вешается до 80 крылатых ракет. Если для поражения цели в годы Второй мировой войны делалось до 5000 самолето-вылетов (сбрасывалось 9000 бомб с КВО порядка 3 км), то в ходе вьетнамской войны на такую же цель производилось 95 самолето-вылетов (190 бомб с КВО 300 м). В И раке такую же задачу решал один самолет, используя одну крылатую ракету.

За 43 дня войны с Ираком союзники сбросили 89 000 бомб и ракет, из которых высокоточных было 6500 (около 7%). Но именно они поразили 90% целей. За 70 часов повторного нападения на Ирак в 1998 г. было применено более 400 крылатых ракет, уничтожено около 100 объектов. Затратив 2 млрд долларов, США и Англия поразили 20 командных пунктов, 7 дворцов, несколько заводов и больниц с большими лабораториями). Таким образом было произведено испытание высокоточного оружия в боевых условиях и уничтожено огромное количество устаревших боеприпасов на чужой территории. Современная армия США на 30% вооружена высокоточным оружием третьего поколения.

Управляемые авиабомбы (УАБ) с телевизионной системой наведения. При подходе к цели пилот самолета включает телекамеру УАБ и контролирует на ее экране появление изображения местности. Пилот устанавливает маркер на изображение цели, передает цель на автосопровождение головкой самонаведения УАБ и производит ее сброс. КВБ УАБ составляет несколько метров. У некоторых УАБ имеется «оперение», то есть, используя аэродинамическую подъемную силу, они могут преодолеть по горизонтали 65 км. Это позволяет успешно сбросить УАБ без захода самолета-носителя в зону ПВО объекта. Ряд УАБ имеет лазерную, телевизионно-лазерную и телезвизионно-командную систему наведения.

Война и разрушение экономики противника отчуждает огромные ресурсы биосферы. Для победы в Великой отечественной войне и уничтожения военной машины фашистской Германии труженики тыла обеспечили ежегодный выпуск 27000 самолетов, 111000 орудий, 24000 танков. При этом следует отметить, что объем поставок по ленд-лизу составил: самолеты – 12%, танки – 10%, орудия – 2%.

На создание и сохранность стратегических военных запасов сырья и материалов США в 1939 г. тратили 70 млн долларов, то к началу 90-х годов ХХ в. – 10 млрд долларов. Кроме того США в содружестве с другими странами накапливают и хранят значительные объемы нефтепродуктов, которые в 1991 г. с оставили 600 млн баррелей на 20 млрд долларов.

Если во время Второй мировой войны на каждого военнослужащего США ежедневно расходовалось до 20 кг материальных средств, то сейчас суточная потребность военнослужащего НАТО составляет 40 кг, а номенклатура предметов снабжения армии достигает 4 млн наименований. Пуск одной крылатой ракеты обходится в 30 млн долларов, а одной зенитной управляемой ракеты комплекса «Пэтриот» - в 1 млн долларов. Как показал опыт войны с Ираком, удары высокоточными средствами нападения осуществляются не только по военным объектам (ракетные базы, группировки войск, аэродромы, узлы связи), но и по крупным населенным пунктам. Огромных затрат требует и производство сложной техники (каждый грамм ее стал дороже грамма золота) и боеприпасов (Гринин, Новиков, 2000).

Человечество создало и накопило огромный потенциал военной техники, что увеличивает риск возникновения глобальной катастрофы и разрушения живого вещества биосферы и ее структуры.

Следовательно, любая война антигуманна, антиэкологична, а экологически чистого оружия не существует.