Энергетические загрязнения атмосферы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Причины возникновения негативных факторов техносферы

1.1 Загрязнение атмосферы

1.2 Загрязнение гидросферы

1.3 Энергетические загрязнения атмосферы

1.4 Загрязнение земель

2. Отходы - источник негативных факторов техносферы

2.1 Вибрация

2.2 Электромагнитные поля. Ионизирующие излучения

2.3 Шум

3. Критерии безопасности и экологичности техносферы

3.1 Степени опасности вредных веществ

Список литературы



Введение

По мере ускорения темпов технического прогресса воздействие хозяйственной деятельности человека на природу становится все более разрушительным. В настоящее время оно уже соизмеримо с действием природных факторов, что приводит к качественному изменению соотношения сил между обществом и природой. Человечество поставлено перед фактом возникновения в природе необратимых процессов, новых путей перемещения и превращения энергии и вещества. В природу попадает все больше и больше чуждых ей веществ, порой сильно токсичных для живых организмов. Часть из них не включается в естественный круговорот и накапливается в биосфере, вызывая опасность для всего живого, населяющего планету Земля.

Таким образом, нарушая законы природы, человек ухудшает обеспечение своей жизнедеятельности, несмотря ни на какие общественные и технические усовершенствования. Он стал задумываться о путях и возможностях сохранения качества среды обитания на уровне, необходимом для сохранения его здоровья и устойчивого существования и развития популяций животных, насекомых, микроорганизмов, растений. Постепенно развилось научное направление, регулирующее общественные экологические отношения в сфере взаимодействия общества и природы в интересах сохранения жизни в настоящем и будущем.

Впервые в научную терминологию слово «экология» было ведено немецким ученым Геккелем в 1866 г. И длительное время имело узкую сферу применения - в рамках биологии. Свое нынешнее значение оно получило только во второй половине ХХ в., когда обострились отношения между человеком и средой обитания, обществом и природой. Экология определяется как учение о взаимодействии живых организмов с окружающей природной средой обитания. Из общей экологии следует выделять важнейшую ее часть - социальную экологию, которая является учением о взаимодействии общества с окружающей его природой средой обитания.

Человек, потребляя ресурсы среды обитания для решения хозяйственных задач, еще и изменяет природную среду, которая начинает воздействовать негативно на самого человека. За всю историю цивилизации было вырублено 2/3 лесов, уничтожено боле 200 видов животных и растений, запасы кислорода в атмосферы снизилось на 10 млрд. т, в результате неправильного сельского хозяйства деградировало около 200млн га сельхозугодий.

Негативная деятельность человека по отношению к природной среде проявляется в следующих направлениях:

загрязнение окружающей природной среды;

истощение природных ресурсов;

разрушение природной сферы.



1. Причины возникновения негативных факторов техносферы

Элементы техносферы создают техногенные опасности, возникающие при загрязнении окружающей среды различными отходами и потоками энергии. Зоны действия техногенных опасностей распространяются на регионы техносферы и примыкающие к ним природные зоны, на территории и помещения объектов экономики, на транспортные, городские и селитебные зоны. В отдельных случаях техногенные опасности проявляются на межрегиональном и глобальном уровнях.

Негативные воздействия техносферы на человека и природную среду возникают вследствие ряда причин, главными из которых являются:

непрерывное поступление в техносферу отходов промышленности, энергетики, средств транспорта, сельскохозяйственного производства, сферы быта и т.п.;

эксплуатация в жизненном пространстве промышленных объектов и технических систем (средства транспорта, энергоустановки, герметичные систем с повышенным давлением, движущиеся механизмы и т.п.), обладающих повышенными энергетическими характеристиками;

проведение работ в особых условиях (работы на высоте, в шахтах, перемещение грузов, работы в замкнутых объемах и т.п.);

спонтанно возникающие техногенные аварии на транспорте, на объектах энергетики, в промышленности, а также при хранении взрывчатых и легковоспламеняющихся веществ и т.п.;

несанкционированные и ошибочные действия операторов технических систем и населения;

воздействия стихийных явлений (землетрясение, наводнения) на элементы техносферы (промышленные объекты, транспортные магистрали, селитебные зоны и др.).



1.1 Загрязнение атмосферы

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и технических источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающие при эрозии почвы, частицы морской соли); туман; дым и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного и животного происхождения и др. Естественные источники загрязнений бывают либо распределенными, например выпадение космической пыли, либо локальными, например лесные и степные пожары, извержение вулканов. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется в течении времени.

Основное техногенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности (табл.1).

Таблица 1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу РФ

Источники выбросов	1996 г.	2001 г.	2003 г
Теплоэлектростанция	4748	3655,8	3446,6
Металлургические предприятия	6133	5673,3	5439,9
Нефтяная и газовая промышленность	2699	3264,3	3818,4
Химическая и нефтехимическая промышленность	454	437,4	403,3
Производства, выпускающие строительные материалы	528	455,0	447,0
Предприятия, перерабатывающие древесину	434	371,7	308,7
Автотранспорт	10955	14981	14823,1

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SO2, оксид азота NOn, углеводороды СпН и пыль. Основные источники примесей атмосферы и их ежегодные выбросы приведены в табл. 2.



Таблица 2. Источники выбросов веществ в атмосферу

Примеси	Основные источники	Среднегодовая концентрация в воздухе, мг/м3
	естественные	антропогенные
Пыль	Вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары и др.	Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках	В городах 0,04…..04
Диоксид серы	Вулканические извержения, окисление серы и сульфатов, рассеянных в море	Сжигание топлива в промышленных и бытовых условиях	В городах до 1,0
Оксиды азота	Лесные пожары	Промышленность, автотранспорт, теплоэлектростанции	В районах с развитой промышленностью до 0,2
Оксид углерода	Лесные пожары, выделения океанов	Автотранспорт, промышленные энергоустановки, предприятия черной металлургии	В городах 1…….50
Летучие углеводороды	Лесные пожары, природный метан	Автотранспорт, испарение нефтепродуктов	В районах с развитой промышленностью до 0,3
Полициклические ароматические углеводороды		Автотранспорт, химические и нефтеперерабатывающие заводы	В районах с развитой промышленностью до 0,01

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.



Таблица 3. Ежегодное количество примесей, поступающих в атмосферу Земли.

Вещество	Выбросы, млн. т	Доля антропогенных выбросов в общих поступлениях
	естественные	антропогенные
Пыль	3700	1000	27
Оксид углерода	5000	304	5,7
Углеводороды	2600	88	3,3
Оксиды азота	770	53	6,5
Оксиды серы	650	100	13,3
Диоксид углерода	485000	18300	3,6

Каждой отрасли промышленности присущ характерный состав и масса веществ, поступающих в атмосферу. Это определяется прежде всего составом вещества, применяемых в технологических процессах, и экологическим совершенством последних. В настоящее время экологические показатели теплоэнергетики, металлургии, нефтехимического производства и ряда других производств изучены достаточно подробно. Меньше исследованы показатели машиностроения и приборостроения, их отличительными особенностями являются: широкая сеть производства, приближенность к жилым зонам, значительная гамма выбрасываемых веществ, среди которых могут содержаться вещества 1-го и 2-го класса опасности, такие как пары ртути, соединения свинца и т.п.

Высокие концентрации и миграция примесей в атмосферном воздухе стимулирует 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

ПАН (пероксиацилнитраты)

Смог весьма токсичен, так как его составляющие обычно находятся в пределах: О3 -60…75%, ПАН, Н2О2, альдегиды и др. - 25….40%.

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

Фотохимические смоги, впервые обнаружены в 40-х годах ХХ в. в Лос-Анджелес, теперь периодически наблюдается во многих городах мира.

Кислотные дожди известны более 100лет, однако проблема этих дождей возникла около 25 лет назад.

Источниками кислотных дождей служат газы, содержащие сер и азот. Кислотные дожди возникают в следствие неравномерного распределения этих газов в атмосфере.

Источниками поступления соединений серы в атмосферу являются: естественные (вулканическая деятельность, деятельность микроорганизмов) 31…41%,антропогенные (ТЕС, промышленность) 59….69%; всего поступает 91….112 млн. т в год.

Концентрации соединений азота составляют: в городе 10…100, на территории около города в радиусе 50 км 0,25….2,5, над океаном 0,25.

Серная и азотная кислоты поступают в атмосферу также в виде тумана и паров от промышленных предприятий и автотранспорта. В городах их концентрация достигает 2 мкг/м3.

Соединение серы и азота, попавшие в атмосферу, вступают в химическую реакцию не сразу, сохраняя свои свойства соответственно в течении 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 седментации: влажную и сухую. 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.

Парниковый эффект. Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в теплом балансе земли. На ее долю приходится основная часть поступающей в биосферу теплоты, дж/год: теплота от солнечной радиации составляет 25*1023 (99,8 %), теплота от естественных источников (из недр Земли, от животных и др.) - 37,46*1020(0,18%), теплота от антропогенных источников (энергоустановок, пожаров и др.) - 4,2*1020(0,02%).

Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая длительное время находилась на уровне около +150С. Расчеты показывают, что при отсутствии атмосферы средняя температура поверхности Земли составляла бы приблизительно -150С.

Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне, а излучаемая поверхностью Земли энергия - в инфракрасном (ИК). Поэтому доля отражаемой 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. ИК-излучение поглощается метаном, фреонами, озоном, оксидом азота в диапазоне длины волн 1…9 мкм, а парами воды и углекислым газом при длине волн 12 мкм и долее.

Источниками техногенных парниковых газов являются: теплотехника, промышленность и автотранспорт, они выделяют СО2; химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства определяют поступление СН4; холодильное оборудование, бытовая химия - фреонов; автотранспорт, ТЭС, промышленность - оксидов азота и т.п. Доля парникового эффекта в нагреве биосферы в 16,6 раза больше доли других источников антропогенного поступления теплоты. Рост концентрации минигазов в атмосфере и, как следствие, повышение доли теплоты ИК-излучения, задерживаемой атмосферой, неизбежно сопровождается ростом температуры поверхности Земли.

Парниковый эффект в атмосфере - довольно распространенное явление и на региональном уровне. Техногенные источники теплоты, сконцентрированные в крупных городах и промышленных центрах, интенсивное поступление парниковых газов и пыли, устойчивое состояние атмосферы создают около городов пространство радиусом 50 км и более с повышенными на 1…50С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городом хорошо просматриваются из космического пространства. Они разрушаются лишь при интенсивных движениях больших масс атмосферного воздуха.

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 с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют собой источник канцерогенной опасности для человека, стимулируют рост глазных заболеваний.

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

1.2 Загрязнение гидросферы

При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности, 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 прочность (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.

Таблица 4. Поступление тяжелых металлов в мировой океан, т/год

Химический элемент	Сток с суши	Атмосферный перенос
Свинец	(1…..20)105	(2….20)105
Ртуть	(5….8)103	(2….3)103
Кадмий	(1…..20)103	(5….40)102

В результате техногенной деятельности многие водоемы мира и нашей страны крайне загрязнены. Уровень загрязненности воды по отдельным ингредиентам превышает 10 ПДК. Воздействие на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:

снижаются запасы питьевой воды (около 40% контролируемых водоемов имеют загрязнения, превышает 10 ПДК);

изменяются состояние и развитие фауны и флоры водоемов;

нарушается круговорот многих веществ в биосфере;

снижаются биомассы планеты и, как следствие, воспроизводство кислорода.

Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но и 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 в грунтовые воды.

1.3 Энергетические загрязнения атмосферы

К зонам со значительными техногенными опасностями относятся транспортные магистрали, зоны излучения радио- и телепередающих систем, промышленные зоны. Возможно проявление опасности при использовании человеком на производстве и в быту технических устройств: электрических сетей и приборов, станков, ручного инструмента, газовых баллонов и газовых сетей, оружия. Возникновение опасности в таких случаях связано, как правило, с наличием неисправностей в технических устройствах или неправильными действиями человека при их использовании. Уровень опасности при этом определяется энергетическими показателями технических устройств, которые существенно возросли в ХХ столетии, поскольку человек получил в свое распоряжение мощную технику, огромные запасы углеводородного сырья, химических и бактериологических веществ.

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



1.4 Загрязнение земель

Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: добычи полезных ископаемых и их обогащении; захоронения бытовых и промышленных отходов; проведении военных учений и испытаний. Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли - при внесении удобрений и применений пестицидов. Примерами значительного накопления отходов, связанных с добычей полезных ископаемых, могут служить терриконы угольных шахт, отвалы вблизи карьеров при наземной добычи руд. Практически весь объем образующихся токсичных отходов (95%) имеет промышленное происхождение, а остальные 5% отходов этой категории распределяются почти поровну между сельскими хозяйствами и ЖКХ.

Среди отраслей промышленности наибольшие объемы образования отходов отмечены в металлургии, на химических и нефтехимических производствах, в угольной промышленности. В настоящее время одной из самых острых проблем является утилизация и захоронение радиоактивных отходов и, прежде всего, отходов АЭС. Опасны и значительны отходы сельскохозяйственного производства - навоз, остатки ядохимикатов, кладбища животных.

В связи с недостаточным количеством полигонов для складирования и захоронения промышленных и бытовых отходов широко распространена практика размещения их в местах неорганизованного складирования отходов, что представляет особую опасность для окружающей среды. Существенно загрязнения земель в результате седиментации токсичных веществ из атмосферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20….50 км, а превышение ПДК достигает 100 раз. К загрязнителям относятся высокотоксичные свинец, ртуть и др.

Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетраэтилсвинец, ртуть, диоксиды и т.п. Выбросы ТЭС содержат бенз(а)пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества. Зоны загрязнения почвы около трубы имеют радиусы 5 км и более.

Интенсивно загрязняются пахотные земли при внесении удобрений и использований пестицидов. 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. К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром. Особую опасность представляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточных вод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других производств.

Техногенное воздействие на почву сопровождается:

отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия;

чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания растительного и животного происхождения. В настоящее время до 70% токсичного воздействия на человека приходится на пищевые продукты;

нарушение биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;

загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса сточных вод.



2. Отходы - источник негативных факторов техносферы

атмосфера загрязнение излучение

Любой процесс в техногенной и природной среде совершается с образованием отходов в виде материальных и энергетических потоков. Закон о неустранимости отходов и побочных воздействий производств гласит: «В любом хозяйственном цикле образуются отходы и побочные эффекты, они не устранимы и могут быть переведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены в пространстве». Отходы сопровождают работу любого производства (промышленного, сельскохозяйственного и т.п.). Отходы поступают окружающую среду от любого производства в виде:

выбросов в атмосферу;

сбросов в водоемы;

твердых промышленных и бытовых отходов и мусора на поверхность и в недра земли.

Кроме материальных отходов, работа производств и реализация различных технологий связана с поступлением в среду обитания потоков энергии различных видов:

механической шум, вибрация;

тепловой;

электромагнитной и т. п.

Отходы поступают во все элементы техносферы:

в рабочие и иные зоны производственных помещений;

на промышленные площадки;

в городскую среду и жилые помещения.

Они негативно воздействуют на природную среду.

Отходы загрязняют среду обитания и образуют в ней опасные зоны, для которых характерны высокие концентрации токсичных веществ и/или повышенные уровни энергетического воздействия.



2.1 Вибрация

Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, называются вибрацией.

Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия, которые возникают:

- при возвратно-поступательных движениях систем (кривошипно-шатунные механизмы, ручные перфораторы, вибротрамбовки и т.п.)

- в результате наличия неуравновешенных вращающихся масс (ручные электрические и пневматические шлифовальные машины, режущий инструмент станков и т.п.)

- при ударах деталей (зубчатые зацепления, подшипниковые узлы).

Основными параметрами вибрации являются:

амплитуда виброперемещения

амплитуда колебательной скорости (виброскорости)

амплитуда колебательного ускорения (виброускорения)

период колебаний

частота колебаний.

Вибрации, воздействующие на человека, можно классифицировать по ряду признаков:

1. По способу передачи вибрации на человеческий организма

- общая

- локальная.

2. По характеру спектра

- узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной третьоктавной полосе частот более чем на 15 дБ превышает значения в соседних третьоктавных полосах;

- широкополосные вибрации - с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

3. По частотному составу

- низкочастотные вибрации - с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1?4 Гц для общих вибраций, 8?16 Гц для локальных вибраций;

- среднечастотные вибрации - с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 8?16 Гц для общих вибраций, 31.5?63 Гц для локальных вибраций;

- высокочастотные вибрации - с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 31.5?63 Гц для общих вибраций, 125?1000 Гц для локальных вибраций.

4. По временным характеристикам:

-постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

- непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 минут при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:

a) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

b) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1с;

c) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.

Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте. При повышении частот колебаний более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20 - 30 Гц, при горизонтальных - 1,5 - 2 Гц.

Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройство зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3 - 3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4 - 6 Гц.

Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационном воздействии, следует отметить, что частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибраций.

При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация является специфическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем линейные ускорения - для оолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения - для полукружных каналов внутреннего уха.

У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуловегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40%, субъективно - потемнением в глазах. Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.

Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Для водителей машин, трактористов, бульдозеристов, машинистов экскаваторов, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения в пояснично-крестцовом отделе позвоночника. Рабочие часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость. В целом картина воздействия общей низко- и среднечастотной вибраций выражается общими вегетативными расстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях, снижением сосудистого тонуса и чувствительности.

Бич современного производства, особенно машиностроения, - локальная вибрация. Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов.

Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот - спазм сосудов.

Сроки развития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены. Преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8 - 10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия (клепка, обрубка), генерирующим вибрацию среднечастотного диапазона (30 - 125 Гц), приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений через 12 - 15 лет. При локальном воздействии низкочастотной вибрации, особенно при значительном физическом напряжении, рабочие жалуются на ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях, часто по ночам. Одним из постоянных симптомов локального и общего воздействия является расстройство чувствительности. Наиболее резко страдает вибрационная, болевая и температурная чувствительность.

К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибрации на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, шум высокой интенсивности, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и смачивание рук значительно повышает риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций. При совместном действии шума и вибрации наблюдается взаимное усиление эффекта в результате его суммации, а возможно, и потенцирования.

Длительное систематическое воздействие вибрации приводит к развитию вибрационной болезни, которая включена в список профессиональных заболеваний. Эта болезнь диагностируется, как правило, у работающих на производстве. В условиях населенных мест вибрационная болезнь не регистрируется, несмотря на наличие многих источников вибрации (наземный и подземный транспорт, промышленные источники и др.). Лица, подвергающиеся воздействию вибрации окружающей среды, чаще болеют сердечнососудистыми и нервными заболеваниями и обычно предъявляют много жалоб общесоматического характера.

2.2 Электромагнитные поля. Ионизирующие излучения

Источники инфразвука могут быть как естественного происхождения (обдувание ветром строительных сооружений и водной поверхности), так и техногенного (подвижные механизмы с большими поверхностями - виброплощадки, виброгрохоты; ракетные двигатели, ДВС большой мощности, газовые турбины, транспортные средства). В отдельных случаях уровни звукового давления инфразвука могут достигать нормативных значений, равных 90 дБ, и даже превышать их на значительных расстояниях от источника.

Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям). Воздействие ЭМП промышленной частоты чаще всего связано с высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач, источниками постоянных магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятий. Зоны с повышенными уровнями ЭМП, источниками которых могут быть РТО и РЛС, имеют размеры до 100….150 м. При этом даже внутри зданий, расположенных в этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает доступные значения.

ЭМП промышленной частоты в основном поглощаются почвой, поэтому на небольшом расстоянии (50…100м) от ЛЭП электрическая напряженность поля падает с десятков тысяч вольт на метр до нормативных уровней. Значительную опасность представляют магнитные поля, возникающие в зонах около ЛЭП токов промышленной частоты, и в зонах, прилегающих к электрифицированным железным дорогам. Магнитные поля высокой интенсивности обнаруживаются и в зданиях, расположенных в непосредственной близости от этих зон.

В быту источниками ЭМП и излучений являются телевизоры, дисплей, печи СВЧ и другие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности (менее 70%) создают паласы, накидки, занавески.

Возникновение ионизирующего излучения на человека может происходить в результате внешнего и внутреннего облучения. Внешнее облучение вызывают источники рентгеновского и Y-излучения, потоки протонов и нейтронов. Внутреннее облучение вызывают ?- и ?-частицы, которые попадают в организм человека через органы дыхания и пищеварительный тракт.

Доза облучения, создаваемая техногенными 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 возрастают.

Рассеивание в атмосфере радионуклидов, содержащихся в выбросах, приводит к формированию зон загрязнения около источника выбросов. Обычно зоны облучения жителей, проживающих вокруг предприятий по переработке ядерного топлива на расстоянии до 200 км, колеблются от 0,1 до 60% естественного фона излучения.

Миграция радионуклидов в водоемах и грунте значительно сложнее, чем в атмосфере. Это обусловлено не только параметрами процесса рассеивания, но и склонностью радионуклидов к концентрации в водных организмах, к накоплению в почве. Вода, составляющая 85% массы Земли, содержит лишь 27% радиоизотопов, а биомасса, составляющая 0,1%, накапливает до 28% радиоизотопов.

Миграция радиоактивных веществ в почве определяется в основном ее гидрологическим режимом, химическим составом почвы и радионуклидов. Меньшей сорбционной емкостью обладают песчаная почва, большей - глинистая, суглинки и черноземы.

Эти загрязнения, обусловленные глобальными поступлениями радиоактивных веществ в почву, не превышают допустимые уровни. Опасность возникает лишь в случаях произрастания культур в зонах с повышенными радиоактивными загрязнениями.

Уровень радиоактивности в жилом помещении зависит от строительных материалов: в кирпичном, железобетонном, шлакоблочном доме он всегда в несколько раз выше, чем в деревянном. Газовая плита приносит в дом не только токсичные газы, включая канцерогены, но и радиоактивные газы. Поэтому уровень радиоактивности на кухне может существенно превосходить фоновый при работающей газовой плите.

В закрытом, непроветриваемом помещении человек может подвергаться воздействию радона-222 и радона-220,которые непрерывно высвобождаются из земной коры. Поступая через фундамент, пол, из воды или иным путем, радон накапливается в изолированном помещении. Концентрация радона на верхних этажах здания обычно ниже, чем на первом этаже. Избавиться от избытков радона можно проветриванием помещения.

Из рассмотренных энергетических загрязнений в современных условиях наибольшее негативное воздействие на человека оказывают радиоактивное и акустическое загрязнения.

2.3 Шум

Шум - звук любого рода, воспринимаемый людьми как неприятный, мешающий или даже вызывающий болезненные ощущения. В наши дни он стал одним из самых опасных факторов, вредящих среде обитания. В крупных городах свыше 60% жителей жалуются на чрезмерный шум.

Шум транспорта постоянно обременяет миллионы людей, а у сотен тысяч от шума страдает здоровье. Вызванная шумом глухота заняла первое место среди профессиональных заболеваний. Строительные машины часто издают шум громкостью свыше ста децибелов. Вызвать повреждение слуха может и длительно действующий шум свыше 85 децибелов.

У многих рабочих, постоянно имеющих дело с шумными машинами, например, сверлильными станками, возникают устойчивые нарушения слуха. Но длительное воздействие шума вредит не только слуху, оно делает человека нервным и ухудшает самочувствие. Снижается ловкость и быстрота движений, замедляется мыслительный процесс, человек становится раздражительным и “разбитым”. Производительность труда заметно падает.

Шум небезразличен для организма. Он может вызывать психические реакции, отклонения вегетативной нервной системы, повреждения слуха, а при высоких уровнях громкости и болезненные ощущения. Реакция на шум сильно зависит от особенностей личности, возраста, пола, состояния здоровья, профессии. Каждый из нас по-своему воспринимает различные шумы - в зависимости от своей телесной и душевной конституции. Поэтому трудно указать точную границу, выше которой шум вызывает определенные последствия.

Ученые различают следующие главные градации действия шума:

Мешающее действие. Оно растет с увеличением громкости, но зависит от индивидуального восприятия и от конкретной ситуации. Помехой может стать даже едва слышимый звук, например, тиканье часов, жужжание мухи, капание воды из крана. Чем сильнее громкость внезапно появившейся шумовой помехи отличается от уровня общего шумового фона, тем неприятнее она для уха. Мешающее действие звука может быть связано и с информацией, которую он несет: так заснувшая мать может не услышать раскатов грома за окном, но тихий, еле слышный плач ребенка, мгновенно ее будит. Это явление раньше так и называли “сном матери”

Активация, то есть возбуждение центральной и вегетативной нервной системы, нарушение сна, нарушение умения расслабляться, заметное усиление реакций, связанных с испугом. Этот тип воздействия шума характеризуется небольшим повышением давления крови, расширением зрачков, уменьшением подвижности желудка, выделения желудочного сока и слюны, повышением частоты дыхания и пульса, усилением мышечной активности и электрического сопротивления кожи, а также усиленным выделением гормонов, играющих роль в функционировании вегетативной нервной системы. Порог некоторых из этих реакций лежит довольно высоко (так, кровоток кожи изменяется начиная с 70-75 дБ(А)); у других реакций он очень невысок (для электрического сопротивления кожи - начиная с 3-6 дБ(А) над фоновым уровнем шума).

Влияние на работоспособность. Проведено много научных исследований влияния шума на работоспособность. Почти все они показали, что привычные и ожидаемые шумы не ухудшают, а иногда даже улучшают их выполнение благодаря реакции активизации, но шум, особенно неожиданный, непривычный и нежелательный, может снижать результативность выполнения заданий, требующих большой концентрации внимания.

Проще говоря, если музыка небольшой и средней громкости может действовать на нас за работой положительно, то нежелательные шумы могут снижать или ослаблять производительность труда и способность к концентрации внимания. Как конкретно подействует шум, зависит от его уровня, информационного содержания, колебаний уровня, личности “слушателя” и трудности работы.

Еще недавно считалось, что на непроизвольную (вегетативную) нервную систему оказывает влияние только шум громче 65-90 дБ(А). Однако новые исследования показали, что вегетативные влияния могут отмечаться и при шуме интенсивностью меньше 65 дБ(А).

Особое место в патологии органа слуха занимают поражения, обусловленные воздействием сверхинтенсивных шумов и звуков. Их кратковременное действие может вызвать полную гибель спирального органа и разрыв барабанной перепонки, сопровождающиеся чувством заложенности и резкой болью в ушах. Исходом баротравмы нередко бывает полная потеря слуха. В производственных условиях такие случаи встречаются чрезвычайно редко, в основном при аварийных ситуациях или взрывах.



3. Критерии безопасности и экологичности техносферы

Человек может в определённых пределах управлять процессом в системе «человек - среда обитания». Характер такого управления является двухцелевым. Одной целью является достижение определённого хозяйственного или другого эффекта. Другая цель - исключение нежелательных последствий в процессе реализации первой цели. Одновременная реализация обеих целей может быть сопряжена с необходимостью преодоления множества трудностей и противоречий и в общем случае является сложной задачей.

Возможны следующие состояния взаимодействия человека и техносферы:

- комфортное (оптимальное), когда потоки вещества, энергии и информации соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха, гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания;

- допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Допустимое взаимодействие гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;

- опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, или приводят к деградации природной среды;

- чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде.

Существуют критерии комфортности, безопасности и экологичности.

В качестве критериев комфортности жизненного пространства помещений устанавливают значения параметров микроклимата (температура воздуха, его влажность и подвижность) и естественного и искусственного освещения.

Критериями безопасности техносферы являются ограничения, вводимые на концентрации веществ и потоки энергий в жизненном пространстве. При этом для веществ с учётом их вредности и особенности воздействия на организм устанавливаются предельно допустимые значения концентраций ПДК, которые недопустимо превышать:

Ci < ПДКi,

где Ci - концентрация i-го вещества в жизненном пространстве;

ПДКi - предельно допустимая концентрация i-го вещества в жизненном пространстве.

Для потоков энергии допустимые значения устанавливаются соотношениями

Ii< ПДУi ,

где Ii - интенсивность i-го потока энергии;

ПДУi - предельно допустимая интенсивность i-го потока энергии.

Конкретные значения ПДК и ПДУ устанавливаются нормативными актами Государственной системы санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации.

Критериями экологичности источника воздействия на среду обитания являются предельно допустимые выбросы (сбросы) и предельно допустимые излучения энергии источниками загрязнения. Соблюдение этих критериев гарантирует безопасность жизненного пространства.

В тех случаях, когда потоки масс или энергий от источника негативного воздействия в среду обитания могут нарастать стремительно и достигать чрезмерно высоких значений (например, при авариях), в качестве критерия безопасности принимают допустимую вероятность (риск) возникновения подобного события.

Риск - это вероятность реализации негативного воздействия в зоне пребывания человека.

Вероятность возникновения чрезвычайных происшествий применительно к техническим объектам и технологиям оценивают на основе статистических данных или теоретических исследований. При использовании статистических данных величину риска определяют по формуле

R = (NЧС / NО ) <= RДОП,

где R - риск; NЧС - число чрезвычайных событий в год; NО- общее число событий в год; RДОП- допустимый риск.

В настоящее время сложились представления о величинах приемлемого (допустимого) и неприемлемого риска. Концепция приемлемого риска состоит в стремлении к такой малой опасности, которую приемлет общество в данный период времени. Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет некоторый компромисс между уровнем безопасности и возможностями её достижения.

Риск естественной и принудительной смерти людей от воздействия условий жизни и деятельности имеет следующие значения:

сердечнососудистые заболевания - 10-2;

злокачественные опухоли, автомобильные аварии - 10-3;

несчастные случаи на производстве - 10-4;

аварии на ж/д, водном и воздушном транспорте, пожары - 10-5;

проживание вблизи ТЭС (при нормальном режиме работы) - 10-6;

все стихийные бедствия - 10-7.

Риск с уровнем 10-6 за год считается пренебрежимо малым, при этом дальнейшее снижение риска считается нецелесообразным. Риск с уровнем более 10-3 считается неприемлемым.

Следует заметить, что несмотря на то, что потоки масс и энергий при авариях технических систем формируются, как правило, спонтанно, на их величину и вероятность возникновения можно оказывать влияние ограничением запасов масс веществ и энергий в одном объекте, контролем за состоянием объекта, введением защитных зон, использованием предохранительных средств и др.

В тех случаях, когда состояние среды обитания не удовлетворяет критериям безопасности экологичности и комфортности, неизбежно возникают негативные последствия.

3.1 Степени опасности вредных веществ

Подразделяются на четыре класса опасности:

вещества чрезвычайно опасные (ванадий и его соединения, оксид кадмия, карбонил никеля, озон, ртуть, свинец и его соединения, терефталевая кислота, тетраэтилсвинец, фосфор желтый и др.);

вещества высоко опасные (оксид азота, дихлорэтан, карбофос, марганец, медь, мышьяковистый водород, пиридин, серная и соляная кислоты, сероводород, сероуглерод, тиурам, формальдегид, фтористый водород, хлор, растворы едких щелочей);

вещества умеренно опасные (камфара, капролактам, ксилол, нитрофоска, полиэтилен низкого давления, сернистый ангидрид, спирт метиловый, толуол, фенол);

вещества малоопасные (аммиак, ацетон, бензин, керосин, нафталин, скипидар, спирт этиловый, оксид углерода, доломит, известняк, магнезит).

Степень опасности вредных веществ может быть охарактеризована двумя параметрами токсичности: верхним и нижним.

Верхний параметр токсичности характеризуется величиной смертельных концентраций для животных различных видов.

Нижний - минимальными концентрациями, влияющими на высшую нервную деятельность (условные и безусловные рефлексы) и мышечную работоспособность.

Практически неядовитыми веществами обычно называют те, которые могут стать ядовитыми в совершенно исключительных случаях, при таком сочетании различных условий, которое в практике не встречается.

Различают химическую и физическую токсичность.

В основе химической токсичности лежит химическое взаимодействие с тканями организма за счет ковалентных связей.

При физической токсичности вредные вещества связываются с тканями организма за счет Вандервальсовых сил. Физической токсичностью обладают наркотики (углеводороды, спирты, многие альдегиды).

По характеру воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на:

нервные яды. Вызывают судороги, паралич. К ним относятся: углеводороды, бензин, метиловый спирт, анилин, кофеин, стрихнин, никотин, сероводород, аммиак;

печеночные яды. Вызывают структурные изменения печени - гепатит. К ним относятся: хлорированные углеводороды, фосфор;

кровяные яды. К ним относятся: оксид углерода, нитро-, нитрозо- и амино- соединения ароматического ряда, свинец. Отравление бензолом вызывает резкое снижение числа лейкоцитов в крови, отравление свинцом - эритроцитов и гемоглобина. Оксид углерода связывает гемоглобин крови, образуя карбоксил-гемоглобин;

ферментные яды. Связывают жизненно важные ферменты - катализаторы организма. Относят: мышьяк, ртуть, синильная кислота и ее соли, а также фосфорорганические соединения, такие как табун, зарин, заман (боевое ОВ);

раздражающие яды. К ним относятся: сильные щелочи, кислоты, ангидриды кислот (оказывают местное действие на кожу), хлор, хлорпикрин, аммиак (действуют преимущественно на верхние дыхательные пути), окислы азота, фосген, дифосген, ароматические углеводороды (действуют на нижние дыхательные пути);

аллергены. Изменяют реактивную способность организма вызывают профзаболевания - дерматиты, бронхиальная астма;

канцерогены. Способны вызывать злокачественные опухали. К ним относятся: печная сажа, каменноугольная смола, асбест, анилиновые красители;

мутагены. Вызывают нарушения в наследственном аппарате человека. Таким действием обладают органические перекиси (бензоина, изопропил бензола), хлорэтиламины;

эмбриотропные яды. Оказывают вредное воздействие на развитие плода в организме матери. Наиболее известный - толидамид.



Список литературы

1. Учебник «Безопасность жизнедеятельности» С. Белов, М «Высшая школа» 2000 г.

2. Учебник «Безопасность жизнедеятельности» под редакцией проф. Э.А. Арустамова, - 10-е изд., перераб. и доп. - М: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2006.- 476 с.

3. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): учебник / С.В.Белов. - 2-е издание, испр. и доп. М.: Издательство Юрайт; И.Д. Юрайт, 2011. - 680 с. - (Основы наук).

4. http://woodroads.ru/sanitariya-i-gigiena-truda/146-klassifikaciapovozdeistviy

5. http://bgd.alpud.ru/bgd_.htm#radiaziya

6. http://knowledge.allbest.ru/life/3c0a65625b3bc78b4c53b89421206c27_0.html

Размещено на Allbest.ru