Известны
примеры того, как один и тот же человек может полноценно
отдыхать и даже спокойно спать при достаточно громких, но
привычных ему звуках в хорошо знакомых условиях и никак
не может заснуть в значительно более тихом, но новом месте.
По субъективным ощущениям звуковое опьянение аналогично
алкогольному и наркотическому. Оно является причиной
широкого успеха шумной ритмичной музыки как в современных
условиях, так и у дикарей.
Кроме интенсивности звука, экологически значима и его
частота. Внезапные резкие звуки переносятся особенно
ло, если они имеют высокую частоту (диапазон 1—4 кГц для
человека).
Наиболее распространенный и мощный источник городского
шума — транспорт, обычно создающий 60—80% шума,
воздействующего на человека в местах его пребывания. Авиационный
транспорт — источник антропогенного шума практически
самого высокого уровня. Больший шум создается при
старте космических ракет, при выстрелах и взрывах.
При частотах звука ниже 20 Гц (в диапазоне и н ф р а з
в у к а ) наиболее заметные нарушения в жизнедеятельности
организмов возникают из-за явления резонанса (резкого возрастания
амплитуды колебаний) при совпадении частоты
внешнего воздействия с частотой собственных колебаний отдельных
внутренних органов. Так, у человека частоты 6—12 Гц
соответствуют собственным колебаниям органов, а частота
428 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
7 Гц — а-ритмам мозга. Инфразвук большой мощности может
вызвать остановку сердца человека.
В природе инфразвуки обычно являются сигналами о приближающихся
землетрясениях, извержениях вулканов, перед
штормами и прочими экстремальными природными явлениями,
что побуждает животных к действиям в поисках спасения.
Таким образом, антропогенные инфразвуки создают ощущение
психологического дискомфорта, развивают безотчетное
чувство страха. Подобную реакцию вызывают звуки пролетающих
тяжелых вертолетов, движущихся тяжелых машин, работающих
прессов и ряд иных источников.
Ультразвуки (звуки с частотой более 16—20 кГц) антропогенного
происхождения воздействуют практически только на
локальном уровне; например, известно вредное влияние, оказываемое
ультразвуковой установкой на обслуживающий ее
персонал.
Специфической формой акустического загрязнения является
з в у к о в о й у д а р — ударная волна, возникающая при
прохождении самолетом звукового барьера, когда его скорость
становится больше скорости распространения звуковых волн
в воздушной среде. Ударная волна с громоподобным звуком
достигает поверхности Земли. Скачкообразное повышение избыточного
давления определяет эффект внезапности, неожиданности,
что вызывает реакцию беспокойства у живых организмов.
Воздействие звукового удара кратковременно, возмущение
длится около 0,2—0,3 с.
Звуковой удар обычно сопровождается вибрацией отдельных
элементов конструкций зданий и сооружений. У животных
эта вибрация усугубляет реакцию на удар, а в костной
природе она воздействует на неустойчивые элементы подстилающей
земной поверхности, способствуя (ускоряя начало)
сходу снежных лавин, камнепадам и другим явлениям. Отдельные
виды животных особенно чувствительны к звуковому
удару. Это прежде всего скаковые лошади, северные олени,
морские котики. Звуковые удары могут косвенно сказаться на
потомстве птиц, гнездящихся на скалах.
Изменений в поведении обитателей водной среды при воздействии
звуковых ударов не отмечено, что, возможно, объясняется
сильным ослаблением доходящей ударной волны. В целом
вопрос считается мало изученным и требует осторожного
подхода при оценке воздействия звукового удара, особенно на
человека.
9.1. Антропогенное воздействие на биосф>еру 429
Вибрационное загрязнение. Такое загрязнение является
близким к шумовому и характеризуется в значительной мере
аналогичными показателями. Основное различие заключается
в том, что вибрация распространяется только в твердых телах,
а звук — в любых средах. Поэтому на живые организмы вибрация
воздействует только при поверхностном контакте через
опорные поверхности. У человека под действием вибрации развивается
особая вибрационная болезнь.
Вибрация антропогенного происхождения, как и ультразвуки,
в настоящее время оказывает только локальное воздействие
на экосистемы. Преимущественно изучено и нормируется
антропогенное вибрационное загрязнение среды обитания
человека в процессе труда, а именно, производственно-транспортная
вибрация.
Электромагнитное загрязнение. Оно возникает в результате
изменения свойств среды и значительного (порой в сотни
раз) превышения интенсивности излучения антропогенных источников
относительно природного фонового излучения. Особенно
важное значение оно приобретает в связи с интенсивным
развитием электронных систем управления, работа которых
может быть серьезно дезорганизована.
Существенная особенность искусственных источников электромагнитного
загрязнения биосферы в отличие от природных —
высокая когерентность (частотная и фазовая стабильность)
и большая интенсивность излучения в тех или иных областях
частотного спектра.
Эффект биологического действия зависит от количества
поглощенной энергии, частоты и геометрических размеров поглощающего
объекта. В диапазоне сверхвысоких1 частот (СВЧ)
поглощается 40—50% падающей энергии (остальное отражается),
глубина проникновения в биологические ткани равна
примерно 1/10 длины волны.
Неионизирующие излучения поглощаются биологическими
системами; при этом электромагнитная энергия трансформируется
в кинетическую, вызывая общий нагрев тканей по
всей глубине проникновения внутрь организма. Если количество
поступающей энергии превышает допустимое количество
энергии, которое может быть отведено механизмом терморегуляции
теплокровных животных, то ее избыток вызывает постепенное
повышение температуры тела. Это сначала ведет
к нарушению функционирования соответствующих органов,
1 Диапазон частот 3 • 108—3 • 1 0 й Гц (300 МГц — 300 ГГц).
4 3 0 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
а в предельном случае возникают очаги локального распада
биологических тканей. Тепловые процессы, происходящие при
воздействии электромагнитных полей на биологические ткани,
используют при создании современных бытовых СВЧ-печей.
Помимо термического действия, переменные электромагнитные
поля оказывают и сложное биологическое действие,
в значительной степени зависящее от частоты колебаний: с повышением
частоты (уменьшением длины волны) биологическое
действие становится более выраженным.
Наиболее высока чувствительность организмов к многократным
воздействиям электромагнитных полей, когда начинает
проявляться кумулятивный эффект; реакция возникает
в результате ряда действий, каждое из которых самостоятельно
не вызывает реакции. Такие суммарные эффекты наблюдаются
и при длительном непрерывном воздействии электромагнитных
излучений.
При комбинированном воздействии электромагнитных полей
и других неблагоприятных физических факторов (шум,
тепловое воздействие) отмечается снижение приспособляемости
организма человека к ним.
Мощные антропогенные источники электромагнитного излучения
— современные линии электропередач (ЛЭП) с открытыми
распределительными устройствами, телерадиоцентры
и ретрансляторы, радиолокаторы, радиотехническое и радиотрансляционное
оборудование систем управления воздушным
движением, навигацией и посадкой в авиации, объекты систем
противовоздушной обороны, а также другие гражданские
и военные устройства и объекты.
Ионизирующее (радиационное) загрязнение биосферы.
Это загрязнение связано с превышением естественного уровня
ионизирующих излучений. Оно началось в 1933 г., когда приступили
к планомерным работам по изучению радиоактивности.
Ионизирующее загрязнение включает и радиоактивное загрязнение
среды из-за превышения природного уровня содержания
радиоактивных веществ.
Источники ионизирующего загрязнения — это предприятия
атомной промышленности и энергетики, медицинские,
биологические и другие учреждения, использующие радиоактивные
препараты и изотопы, приборы медицинской и технической
(рентгеновской) диагностики, а также ядерные взрывы.
Искусственное ионизирующее излучение (электроны, позитроны,
протоны, нейтронные и другие атомные ядра и элементарные
частицы, а также электромагнитное излучение гамма-,
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 431
рентгеновского и оптического диапазонов) возникает преимущественно
на созданных человеком ускорителях заряженных
частиц.
С развитием телевидения и особенно с широким внедрением
компьютерной техники (в том числе с появлением ее в быту)
обострилась проблема воздействия ионизирующих (в том
числе рентгеновских) излучений на человека, потому что электронно-
лучевые трубки телевизионных приемников и видеомониторов
являются источниками этих излучений.