Техносфера и ее состав

Техносфера - часть биосферы, коренным образом преобразованная человеком в технические и техногенные объекты (механизмы, здания, сооружения, горные выработки, дороги и т.д.) с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия социально-экономическим потребностям человека.

Система - объект, представляющий собой совокупность элементов, взаимодействующих в процессе выполнения определенного круга задач и взаимосвязанных функционально.

Элемент системы - объект, представляющий собой простейшую часть системы, отдельные части которого не представляют самостоятельного интереса в рамках конкретного рассмотрения.

Объект - техническое изделие определенного целевого назначения, рассматриваемое в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Объектами могут быть различные системы и их элементы, в частности: сооружения, установки, технические изделия, устройства, машины, аппараты, приборы и их части, агрегаты и отдельные детали.

Системы функционируют в пространстве и времени. Процесс функционирования систем представляет собой изменение состояния системы, переход ее из одного состояния в другое. В соответствии с этим системы подразделяются на статические и динамические.

Статическая система - это система с одним возможным состоянием.

Динамическая система - система с множеством состояний, в которой с течением времени происходит переход из одного состояния в другое.

Современная техносфера многообразна: её представителями являются города, в состав которых входят промышленные и селитебные зоны, транспортные узлы и магистрали, торговые и культурно-бытовые зоны и отдельные помещения, ТЭС и ТЭЦ,
зоны отдыха и т.п.

Техносфера - совокупность регионов биосферы, в которых природная среда полностью или частично перестроена человеком при помощи прямого или косвенного технического воздействия с целью наибольшего соответствия своим материальным и духовным потребностям

Рисунок 1 - Структура техносферы

С появлением человека и развитием человеческого общества в биосфере появляется качественно новый и самый сложный тип процессов – техногенез. Под техногенезом понимается воздействие хозяйственной деятельности человека во всех её формах на природную среду. Проблемы, порождаемые техногенезом:

- проблема химического загрязнения природных сред;

- проблема теплового загрязнения биосферы;

- проблема вероятного роста парникового эффекта;

- проблема запыления атмосферы в результате выбросов предприятий и других видов промышленной деятельности;

- проблема уменьшения общего количества биомассы и биоразнообразия в биосфере Земли в результате двух основных типа процессов:

а. техногенные процессы, не свойственные биосфере: производство веществ, не существующих в природе, перемещения вещества, создание техногенных объектов, не имеющих природных аналогов, использование атомной энергии и т.д.

б. техногенно трансформированные биосферные процессы: любые процессы перемещения и преобразований вещества и энергии, которые продолжают осуществляться в целом в тех же формах и по тем же законам, что и в природе, но их ход, так или иначе, изменён в результате техногенного влияния.

Техносфера характеризуется по сравнению с биосферой более широкой номенклатурой опасностей и негативных воздействий, высокой вероятностью, величиной уровня и последствий (ущерба) их реализации.
Техногенные негативные факторы в техносфере формируются из-за наличия отходов производства и быта, из-за использования технических средств, из-за концентрации энергетических ресурсов и др. Наибольшую концентрацию негативные факторы техносферы имеют в сфере производства.
Производственная среда – это часть техносферы, обладающая повышенной концентрацией негативных факторов. Основными носителями травмирующих и вредных факторов в производственной среде являются машины и другие технические устройства, химически и биологически активные предметы труда, источники энергии, нерегламентированные действия работающих, нарушения режимов и организации деятельности, а также отклонения от допустимых параметров микроклимата рабочей зоны.
Травмирующие и вредные факторы подразделяют на физические, химические, биологические и психофизические.

Физические факторы – движущиеся машины и механизмы, повышенные уровни шума и вибраций, электромагнитных и ионизирующих излучений, недостаточная освещённость, повышенный уровень статического электричества, повышенное значение напряжения в электрической цепи и др.

Химические факторы – вещества и соединения, различные по агрегатному состоянию и обладающие токсическим, раздражающим, сенсибилизирующим, канцерогенным и мутагенным воздействием на организм человека и влияющие на его репродуктивную функцию.
Биологические факторы – патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и продукты их жизнедеятельности, а также животные и растения.

Психофизиологические факторы – физические (статические и динамические) и нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).
С позиций безопасности задачи исследования технических систем за-ключаются в том, чтобы увидеть, каким образом элементы системы функционируют в системе во взаимодействии с другими ее частями и по каким причинам может произойти отказ, грозящий негативными последствиями для окружающей среды.

Источники техногенной опасности:

- виды деятельности;

- потенциально опасные объекты;

- предприятия, организации, учреждения, осуществляющие соответствующий вид деятельности.

Факторами окружающей среды называется любой элемент среды, способный оказывать прямое воздействие на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из стадий развития.

Факторы техногенной опасности:

- радиационный;

- механический;

- термический;

- импульсные ускорения.

Структура техносферы обычно рассматривается как целостная глобальная система в двух системных связках:

а. «человек - техносфера»;

б. «техносфера - биосфера».

В первой связке техносфера - естественная система (продолжение структурного усложнения живой природы), а во второй — искусственная (отделяет человека от нее)

Структурными элементами техносферы являются:

А. Технические изделия, являющиеся конечным звеном преобразования природного вещества. Объекты техносферы в качестве техноценозов как спонтанно образующихся сообществ и технологических видов как единиц этих сообществ.

Б. Территориально-промышленные комплексы (ТПК). Определяющими являются внешняя функция загрязнения окружающей среды, а также общая для каждого из них функция цели и управления со стороны человеческого общества.

Более мелкими структурные элементы технотрофических цепей – предприятия = организм в биосфере.

Единичным элементом структуры техносферы можно считать элементарный технологический процесс преобразования вещества

Процессы техносферы:

- преобразования веществ;

- создания вещей;

- эксплуатации вещей;

- разложения отслуживших вещей.

Виды техносферных зон.

1. Промышленная зона. Включает промышленные предприятия, обслуживающие их культурно-бытовые учреждения, улицы, площади, зеленые насаждения.

2. Городская зона условная территориальная единица города:

- отражают историческое развитие и внутреннюю организацию города;

- различаются по интенсивности использования занимаемой площади, составу населения и другим социально-экономическим характеристикам.

3. Селитебная зона - часть территории населённого пункта, предназначенная для размещения жилой, общественной и рекреационной зон, а также отдельных частей инженерной и транспортной инфраструктур, других объектов, размещение и деятельность которых не оказывает воздействия, требующего специальных санитарно-защитных зон.

Занимает, примерно, до 60 % территории города.

4. Транспортная зона - система наземных, надземных и подземных магистралей, пересекающихся в нескольких уровнях. Планировочная структура зависит от расположения города на рельефе

Современные принципы формирование техносферы:

1. Разработка стратегии развития современной цивилизации предварительно изучает стратегию развития биосферы (миллиардолетия), высших животных (многие десятки миллионолетий) человека (сотни тысячелетий), былых цивилизаций (многие тысячелетия).

2. Научная рекомендация предполагает реальную возможность ее реализации.

3. Целесообразно иметь два вида концепций: идеальные (утопии) и реальные (теории).

4. Помимо научно-технических мероприятий: духовное возрождение и обновление человека, резкое возрастание значения его интеллекта, приоритет духовных потребностей, переход на новый уровень познания природы.

5. Архитектурно- планировочное зонирование территории

6. Информационное обеспечение учета и информационная поддержка правоотношений.

7. Состояние территории характеризуется составом, пространственным распределением, показателями ее компонентов.

8. Использование территории характеризуется составом функций, их пространственным распределением, показателями их воздействия на окружающую среду.

9. Внешние условия характеризуются пространственным распределением, показателями влияния на территорию факторов ее окружения.

Приоритетность вопросов безопасности и сохранения природы при формировании техносферы:

1. Оценка техносферы переходит от ее полного одобрения к полному осуждению.

2. Предложенные программы невыполнимым или недостаточными для изменений.

3. Под вопросом находится контролируемость искусственной среды.

4. Жизнь в условиях постоянной неопределенности - цена за личные свободы и прогресс.

5. Долгосрочное планирование развития техносферы