Негативные факторы техносферы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Загрязнение регионов техносферы токсическими веществами

2. Энергетические загрязнения техносферы

3. Негативные факторы производственной среды

4. Негативные факторы при чрезвычайных ситуациях

Список литературы

Введение

Мир опасностей, угрожающих личности, весьма широк и непрерывно нарастает. В производственных, городских, бытовых условиях на человека воздействуют одновременно, как правило, несколько негативных факторов. Комплекс негативных факторов, действующих в конкретный момент времени зависит от текущего состояния системы «человек - среда обитания».

В настоящее время перечень реально действующих негативных факторов (опасность) значителен и насчитывает более 100 видов, к наиболее распространенным и обладающим достаточно высокими энергетическими уровнями относятся негативные производственные факторы.

К естественным (природным) негативным факторам относятся молнии, извержения, землетрясения, атмосферные явления (ураганы, смерчи и т.п.), повышенная и пониженная температура воздуха и другие.

Появление и развитие человеческого общества привело к формированию и расширению нового класса негативных воздействий - антропогенных негативных факторов (например, шум, повышенная концентрация токсичных веществ в воздухе, водоемах и почве, электромагнитное поле и т.д.).

При этом любое новое позитивное действие человека или его результат неизбежно приводят к возникновению новых негативных факторов. Реальная опасность всегда связана с конкретной угрозой воздействия на человека, она координирована в пространстве и во времени.

1. Загрязнение регионов техносферы токсическими веществами

Регионы техносферы и природные зоны, примыкающие к очагам техносферы, постоянно подвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями.

Загрязнение атмосферы. Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающую при эрозии почвы, частицы морской соли); туман; дым и газ от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного происхождения и др. Естественные источники загрязнений бывают либо распределенными, например, выпадение космической пыли, либо локальными, например, лесные и степные пожары, извержения вулканов. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени. Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SO₂, оксиды азота NOx, углеводороды СnНm и пыль. Основные источники примесей атмосферы и их ежегодные выбросы приведены в табл. 1.

Кроме приведенных выше веществ и пыли в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества. Так, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т.п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество увеличивается.

Каждой отрасли промышленности присущ характерный состав и масса веществ, поступающих в атмосферу. Это определяется, прежде всего, составом веществ, применяемых в технологических процессах, и экологическим совершенством последних.

Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к превышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми.

Большая часть примесей атмосферного воздуха в городах проникает в жилые помещения. В летнее время (при открытых окнах) состав воздуха в жилом помещении соответствует составу воздуха вне помещения на 90%, зимой - на 50%.

Высокие концентрации и миграция примесей в атмосферном воздухе стимулируют их взаимодействие с образованием более токсичных соединений (смога, кислот) или приводят к таким явлениям, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.

Общая схема реакций образования фотохимического смога сложна и в упрощенном виде может быть представлена реакциями

NO2 + hv > NO + O

O + O2 > O3

Для образования смога в атмосфере в солнечную погоду необходимо наличие оксидов азота, углеводородов (их выбрасывают в атмосферу автотранспорт, промышленные предприятия).

Кислотные дожди известны более 100 лет, однако проблема этих дождей возникла около 20 лет назад.

Источниками кислотных дождей служат газы, содержащие серу и азот. Наиболее важные из них: SO2, NOх, Н2S. Кислотные дожди возникают вследствие неравномерного распределения этих газов в атмосфере. Источниками поступления соединений серы в атмосферу являются: естественные (вулканическая деятельность, действия микроорганизмов и др.) 31… 41%, антропогенные (ТЭС, промышленность и др.) 59… 69%; всего поступает 91… 112 млн. т в год.

Источниками соединений азота являются: естественные (почвенная эмиссия, грозовые разряды, горение биомассы и др.) 63%, антропогенные (ТЭС, автотранспорт, промышленность) 37%, всего поступает 51… 61 млн. т в год.

Серная и азотная кислота поступают в атмосферу также в виде тумана и паров от промышленных предприятий автотранспорта. Соединения серы и азота, попавшие в атмосферу, вступают в химическую реакцию не сразу, сохраняя свои свойства соответственно, в течение 2 и 8… 10 суток. За это время они могут вместе с атмосферным воздухом пройти расстояние 1000… 2000 км и лишь после этого выпадают с осадками на земную поверхность.

Различают два вида седиментации: влажная и сухая. Влажная - это выпадение кислот, растворенных в капельной влаге, она возникает при влажности воздуха 100,5%; сухая - реализуется в тех случаях, когда кислоты присутствуют в атмосфере в виде капель диаметром около 0,1 мкм. Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека. Прямое воздействие опасно для металлоконструкций, зданий, памятников и т.д.

Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в тепловом балансе Земли. Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в космос влияет на среднюю температуру биосферы. Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне излучений, а отраженная от земной поверхности - инфракрасном (ИК). Поэтому доля отраженной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества многоатомных минигазов и пыли в ее составе. Чем выше концентрация минигазов и пыли в атмосфере, тем меньше доля отраженной солнечной радиации уходит в космическое пространство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет парникового эффекта. Рост концентраций в атмосфере происходит вследствие уменьшения биомассы Земли и увеличения техногенных поступлений. Источниками техногенных парниковых газов являются: теплоэнергетика, промышленность и автотранспорт, химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства, холодильное оборудование, бытовая химия и т.п.

Техногенные загрязнения атмосферы не ограничиваются приземной зоной. Определенная часть примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения. Эти излучения губительны для растительности, представляет собой источник канцерогенной опасности для человека, стимулируют рост глазных заболеваний.

Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора и азота. Источниками поступления соединений хлора и азота в озоновый слой могут быть: вулканические газы, технологии с применением фреонов, атомные взрывы, самолеты, ракеты, содержащие в выхлопных газах соединения азота и хлора.

Таким образом, в результате антропогенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия:

v Превышение ПДК многих токсичных веществ в городах и населенных пунктах;

v Образование смога при интенсивных выбросах;

v Выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах;

v Появление парникового эффекта при повышенном содержании многоатомных минигазов и пыли в атмосфере, что способствует повышению средней температуры Земли;

v Разрушение озонового слоя при поступлении соединений азота и хлора в него, что создает опасность ультрафиолетового облучения.

Загрязнение гидросферы. При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности (металлургической, нефтеперерабатывающей, химической др.), сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками. Основными источниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство.

Загрязнители делятся на биологические (органические микроорганизмы), вызывающие брожение воды; химические, изменяющие химический состав воды; физические, изменяющие ее прозрачность (мутность), температуру и другие показатели.

Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основном предприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности. Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бытовыми стоками. К ним относятся: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства. Наиболее опасны свинец, ртуть, кадмий. Физические загрязнения поступают в водоемы с промышленными стоками, при сбросах из выработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов, транспортных магистралей, за счет осаждения атмосферной пыли.

Таким образом, антропогенное воздействие на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:

v Снижаются запасы питьевой воды;

v Изменяется состояние и развитие фауны и флоры водоемов;

v Нарушается круговорот многих веществ в биосфере;

v Снижается биомасса планеты и как следствие воспроизводство кислорода.

Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но вторичные, образовавшиеся в результате химических реакций веществ в водной среде. Большую опасность загрязненные сточные воды представляют в тех случаях, когда структура грунта не исключает их попадание в зону залегания грунтовых вод. В ряде случаев до 30-40% тяжелых металлов из почвы поступает грунтовые воды.

Загрязнение земель. Нарушение верхних слоев земной коры происходит при:

· добыче полезных ископаемых и их обогащении;

· захоронении бытовых и промышленных отходов;

· проведение военных учений и испытаний и др.

Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассевания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли - при несении удобрений и применении пестицидов.

Существенно загрязнение земель в результате седиментации токсичных веществ в атмосферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной черной металлургии. К основным загрязнителям относятся никель, свинец, ртуть и др. Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетраэтилсвинец, ртуть, диоксины и т.п. Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия и других веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почву вносятся тяжелые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси.

Таким образом, антропогенное воздействие на земную кору сопровождается:

ь отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия;

ь чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания растительного животного происхождения;

ь нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;

ь загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса точных вод.

2. Энергетические загрязнения техносферы

Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное акустическое воздействие, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Вибрации в городской среде и жилых зданиях, источником которых являются технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту. Значительные вибрации шум в жилых зданиях могут создавать расположенные в них технические устройства (насосы, лифты, трансформаторы и т.п.).

Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др.

Источники инфразвука могут быть как естественного происхождения (обдувание ветром строительных сооружений и водной поверхности), так и антропогенного (подвижные механизмы с большими поверхностями - виброплощадки, виброгрохоты; ракетные двигатели, ДВС большой мощности, газовые турбины, транспортные средства).

Основными источниками электромагнитных полей радиочастот являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цехи и участки.

Воздействие ионизирующего излучения на человека может происходить в результате внешнего внутреннего облучения. Внешнее облучение вызывают источники рентгеновского и г-излучения, поток протонов и нейтронов. Внутреннее облучение вызывают б- и в-частиц, которые попадают в организм человека через органы дыхания и пищеварительный тракт.

Основные источники ионизирующего облучения человека в окружающей среде:

- естественный фон: космическое облучение, облучение от природных источников,

- антропогенные источник: медицинское обслуживание, ТЭС, АЭС, радиоактивные осадки, телевизоры, дисплеи, керамика, стекло, авиационный транспорт.

Доза облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фоном ионизирующего облучения, что достигается применением средств коллективной защиты. В тех случаях, когда на объектах экономики нормативные требования и правила радиационной безопасности не соблюдаются, уровни ионизирующего воздействия резко возрастает.

Итак, из рассмотренных энергетических загрязнений в современных условиях наиболее негативное воздействие на человека оказывают радиоактивное и акустическое загрязнения.

3. Негативные факторы производственной среды

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 подразделяются на физические, химические, биологические и психофизиологические.

Физические факторы - движущие машины и механизмы, повышенные уровни шума и вибраций, электромагнитных и ионизирующих излучений, недостаточная освещенность, повышенный уровень статического электричества, повышенное значение напряжения в электрической цепи и другие; химические - 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 - патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и продукты их жизнедеятельности, а также животные и растения; психофизиологические - физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психические (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

Травмирующие и вредные факторы производственной среды, характерные для большинства современных производств, приведены в табл. 2.

техносфера загрязение токсический чрезвычайный негативный

Конкретные производственные условия характеризуются совокупностью негативных факторов, а также различают по уровням вредных факторов и риску проявления травмирующих факторов.

К особо опасным работам на промышленных предприятиях относят:

v Монтаж и демонтаж тяжелого оборудования массой более 500 кг;

v Транспортирование баллонов со сжатыми газами, кислот, щелочных металлов и других опасных веществ;

v Ремонтно-строительные и монтажные работы на высоте более 1,5 м с применением приспособлений (лестниц, стремянок и т.п.), а также работы на крыше;

v Земляные работы в зоне расположения энергетических сетей;

v Работы в колодцах, тоннелях, траншеях, дымоходах, плавильных и нагревательных печах, бункерах, шахтах и камерах;

v И многое другое.

Источниками негативных воздействий на производстве являются не только технические устройства. На уровень травматизма оказывают влияние психофизическое состояние и действия работающих. Воздействие негативных факторов производственной среды приводит к травмированию и профессиональным заболеваниям работающих. Профессиональные заболевания возникают, как правило, у длительно работающих в запыленных или загазованных помещениях: у лиц, подверженных воздействию шума и вибраций, а также занятых тяжелым физическим трудом.

4. Негативные факторы при чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайные ситуации возникают при стихийных явлениях (землетрясениях, наводнениях, оползнях и т.п.) и при техногенных авариях. В наибольшей степени аварийность свойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургической отраслям промышленности, геологоразведке, газового и транспортного хозяйства.

Возникновение чрезвычайных ситуаций в промышленных условиях и в быту часто связано с разгерметизацией систем повышенного давления (баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газо- и водопроводов, систем теплоснабжения и т.п.). Чрезвычайные ситуации возникают также в результате нерегламентированного хранения и транспортирования взрывчатых веществ, легковоспламеняющихся жидкостей, химических и радиоактивных веществ, переохлажденных и нагретых жидкостей и т.п. Следствием нарушения регламента операций являются взрывы, пожары, проливы химически активных жидкостей, выбросы газовых смесей.

Одной из распространенных причин пожаров и взрывов, особенно на объектах нефтегазового и химического производства и при эксплуатации средств транспорта, являются разряды статического электричества. Статическое электричество - совокупность явлений, связанных с образованием и сохранением свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ. Причиной возникновения статического электричества являются процессы электризации.

В чрезвычайных ситуациях проявление первичных негативных факторов (землетрясение, взрыв, обрушение конструкций, столкновение транспортных средств и т.п.) может вызвать цепь вторичных негативных воздействий - пожар, загазованность, затопление помещений, разрушение систем повышенного давления, химическое, радиоактивное и бактериальное воздействие и т.п. Последствия (число травм и жертв, материальный ущерб) от действия вторичных факторов часто превышает потери от первичного воздействия.

Основными причинами крупных техногенных аварий являются:

· Отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режима эксплуатации; многие современные потенциально опасные производства спроектированы так, что вероятность крупной аварии на них весьма высока;

· Ошибочные действия операторов технических систем;

· Концентрация различных производств в промышленных зонах без должного изучения их взаимовлияния;

· Высокий энергетический уровень технических систем;

· Внешние негативные воздействия на объекты энергетики, транспорта и др.

Таким образом, анализ совокупности негативных факторов, действующих в настоящее время в техносфере, показывает, что приоритетное влияние имеют антропогенные негативные воздействия, среди которых преобладают техногенные. Они сформировались в результате преобразующей деятельности человека и изменений в биосферных процессах, обусловленных этой деятельностью.

Уровни и масштабы воздействия негативных факторов постоянно нарастают, и человеку и природной среде угрожает опасность необратимых деструктивных изменений. Изменяется окружающий нас мир и его восприятие человеком, происходят изменения в процессах деятельности и отдыха людей, в организме человека возникают патологические изменения и т.п. Решить задачу полного устранения негативных воздействий в техносфере нельзя, реально лишь ограничить воздействие негативных факторов их допустимыми уровнями с учетом их действия. Соблюдение предельно допустимых уровней воздействия - один из основных путей обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в условиях техносферы.

Список литературы

1. Атаманюк В.Г., Ширшев Л.Г., Акимов Н.И. Гражданская оборона. - М.: Высшая школа, 1986 г.

2. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов/ С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др. - М.: Высшая школа, 1999 г.

3. Белов С.В. Техносфера: аспекты безопасности и экологичности. - М.: Вестник МГТУ, 1998 г.

4. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов./ Под ред. Л.А. Муровья. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002.

Размещено на Allbest.ru