Биосфера (гр. био - жизнь) – это область распространения жизни на земле, включающая населенную организмами верхнюю часть земной коры (литосфера), воды рек, озер, водохранилищ, морей, океанов (гидросфера) и нижнюю часть атмосферы (тропосфера). Биосфера представляет собой равновесную систему, в которой процессы обмена веществ и энергии происходят главным образом за счет жизнедеятельности организмов.

           По мере развития промышленности, энергетики и средств транспорта, антропогенное (гр. антропос – человек) загрязнение биосферы, обусловленное жизнедеятельностью человека, непрерывно нарастало. Если в первой половине ХХ века негативное воздействие загрязнений на биосферу во многих регионах мира сглаживалось происходящими в ней естественными процессами, то в последующие годы масштабы деятельности человека привели биосферу на грань экологического кризиса.

           Научно-техническая революция, охватившая во второй половине ХХ века многие страны мира, принесла людям не только блага, она сопровождалась и теневыми явлениями, а именно: загрязнением атмосферы, морских акваторий и пресных водоемов; нарушением почвенного покрова и ландшафтов; истощением водных и лесных ресурсов; уменьшением численности животных. Экологический кризис осложняется экспоненциальным ростом народонаселения планеты и его урбанизацией.

           Атмосфера загрязняется промышленными выбросами, содержащими оксиды серы, азота, углерода, углеводороды, частицы пыли. В водоемы и реки попадают нефть и отходы нефтепродуктов, вещества органического и минерального происхождения; в почвенный покров – шлаки, зола, промышленные отходы, кислоты, соединения тяжелых металлов и др. Множество разработанных технологических процессов привело к росту числа токсичных веществ, поступающих в окружающую среду.

           Выбросы промышленных предприятий (рис. 1), энергетических систем и транспорта в атмосферу, водоемы и недра достигли таких размеров, что в ряде районов земного шара уровни загрязнений значительно превышают допустимые санитарные нормы. Это приводит, особенно среди городского населения, к увеличению количества людей, заболевающих хроническим бронхитом, астмой, аллергией, ишемией, раком.

           Неблагоприятное влияние на жизнедеятельность человека оказывают шум, вибрации, инфразвук, а так же воздействия электромагнитных полей и различных излучений (ультрафиолетовых, инфракрасных, световых ионизирующих).

           Среда обитания человека – окружающая среда – характеризуется совокупностью физических, химических и биологических факторов, способных при определенных условиях оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность и здоровье человека.

           Вопросами развития окружающей среды занимается экология (гр. эко –дом, логия – наука, знания) – наука о взаимоотношении живых организмов и среды их обитания. Рациональное решение экологических проблем возможно лишь при оптимальном взаимодействии природы и общества, обеспечивающем, с одной стороны, дальнейшее развитие общества, с другой – сохранение и поддержание восстановительных сил в природе, что достижимо лишь при проведении широкого комплекса практических мероприятий и научных исследований по охране окружающей среды.

Рис. 1 Взаимодействие промышленного предприятия с окружающей средой

           Сложность вопроса, обусловленного промышленными выбросами. связана с противоречиями между непрерывно возрастающим объемом промышленного производства и несовершенными формами технологии и организации производства, медленным внедрением новой, прогрессивной технологии и высокопроизводительного современного оборудования. Вследствие этого в окружающую природную среду поступают огромные количества твердых, жидких и газообразных отходов, которые должны подвергаться возможно более полной утилизации, переработки или ликвидации.

           Одна из главнейших экологических проблем заключается в том, чтобы обеспечить чистоту водных источников и атмосферы. Она должна решаться комплексно, с учетом тесной взаимосвязи различных природных сред, проявляющейся, в частности, в их совместном участии в природных круговоротах многих химических элементов и соединений.

           Одним из важнейших условий рационального использования природных ресурсов является развитие малоотходной и безотходной технологии. Инженерная мысль должна быть направлена на то, чтобы устранить отрицательное экологическое влияние действующих предприятий и исключить вероятность такого влияния еще на стадии проектных разработок вновь создаваемых технологий и производств.