Негативные факторы техносферы

Показатели Кч, Кт и Кси обычно используют для представления сведений о производственном травматизме.

Из соотношений (1) и (3) можно показать, полагая N0 = С, а Nчс = Tтр или

Nчс = Tси, что Rтр= Кч/1000, Rси = Kси/1000, где Rтр - риск работающего получить травму в течение года; Rси - риск смерти работающего в течение года.

Для оценки влияния вредных факторов используют показатель сокращения

продолжительности жизни (СПЖ) при воздействии одного вредного фактора

или их совокупности. К показателям СПЖ относятся абсолютные значения

СПЖ в сутках и относительные показатели СПЖ, определяемые по формуле

СПЖ = (П -- СПЖ/365)/П, где П - средняя продолжительность жизни, лет. Кроме того, показателями негативности техносферы являются: региональная младенческая смертность, определяемая числом смертей детей в возрасте до 1 года из 1000 новорожденных; материальный ущерб.

 

 

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СЕЛИТЕБНЫХ ЗОН

ТЕХНОСФЕРЫ

2.1. Выбросы объектов техносферы в атмосферный воздух, зоны

загрязнения, способы защиты от выбросов

Экстенсивные формы хозяйствования, которые имели место во многих

развитых в научно-техническом отношении странах, привели к значительной

деградации окружающей среды. Загрязнителями атмосферы являются практи-чески все отрасли промышленности, и в первую очередь, электроэнергетика,

металлургия, нефтедобыча и нефтепереработка, угольная, химическая.

Антропогенные выбросы насчитывают десятки тысяч индивидуальных

веществ. Однако в больших количествах, измеряемых миллионами тонн, вы-

брасываются в атмосферу, прежде всего, оксид и диоксид углерода, диоксид

серы, оксиды азота, углеводороды, пыль, аммиак. Из 52 Гт глобальных антро-

погенных выбросов в атмосферу 90% приходится на углекислый газ и пары воды. 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. 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 производств, приближенность к жилым зонам, значительная гамма выбрасываемых веществ, среди которых могут содержаться вещества 1 и 2-го класса опасности, такие как пары ртути, соединения свинца и т. п.

Россия занимает невыгодное географическое положение по отношению к

трансграничному переносу аэрополлютантов. В связи с преобладанием запад-

ных ветров значительную долю загрязнений воздушного бассейна европейской территории России дает аэрогенный перенос из стран западной и центральной Европы и ближнего зарубежья. Около 50% соединений серы и окислов азота поставляют Украина, Польша, ФРГ и другие страны Европы. Сама же Россия является источником трансграничного влияния на северные страны Европы, Казахстан.

Техногенные выбросы, особенно в крупных промышленных агломерациях,

представляют серьезную опасность для человека, так как при неблагоприятных условиях (маловетрие, термоинверсии) застаиваются, образуют смог – смесь тумана, дыма, содержащих токсичные вещества в количествах, значительно превышающих ПДК. По информации министерства здравоохранения РФ, только 15% городских жителей в России проживают на территориях, где уровень загрязнения воздуха находится в пределах нормативов, 40% - живут в условиях периодического превышения в атмосфере ПДК вредных веществ в 5-10 раз.

Экологически неблагополучными считаются города – промышленные центры с численностью населения от 250 до 500 человек с такими отраслями производства, как металлургия, химия и нефтехимия. Неблагоприятная ситуация и в пригородных зонах этих городов.

В связи с бурным развитием автомобилизации в последние годы проблема

загрязнения воздушного бассейна обостряется. Большая интенсивность движения транспортных потоков в улично-дорожной сети городов, достигающая 1000-3000 автомобилей в час и более, при несовершенстве и чрезвычайной загруженности улично-дорожной сети определяет повышенное загрязнение основными компонентами автомобильных выбросов - оксидами азота, бенз(а)пиреном, оксидом углерода.

С негативным воздействием транспорта связано шумовое загрязнение го-

родов. Около 40-50% населения крупных городов живут в условиях акустиче-

ского дискомфорта. На наиболее загруженных городских магистралях, вдоль

железных дорог и в зонах влияния аэропортов допустимые уровни шума пре-

вышаются на 30-40 дБ, что представляет опасность для здоровья населения.

Под влиянием загрязнений атмосферы происходят изменения в окружаю-

щей среде: изменения концентрации озона, изменение концентрации парнико-

вых газов, тепловые аномалии, кислотные осадки, смог.

Способы оценки загрязнений воздушной среды. Для оценки состояния

атмосферного воздуха населенных мест используются показатели предельно допустимых концентраций (ПДК максимально разовые или среднесуточные) загрязняющих веществ.

При оценке опасности загрязнения атмосферы используется неравенство:

С/ПДК 1,

где С – фактическая концентрация загрязняющего вещества в приземном

слое атмосферы (пространство до 2 м от поверхности земли), мг/м3; ПДК – максимально разовая предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3.

Если значение соотношения С/ПДК > 1, то опасность загрязнения сущест-вует, т.е. концентрация любого вещества в приземном слое не должна превы-

шать максимально разовой или среднесуточной.

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких за-

грязняющих (вредных) веществ, обладающих однонаправленным действием

(т.е. взаимно усиливающим  воздействием на организм), их концентрация должна удовлетворять условию:

С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + … + Сп/ПДКп 1,

где С1, С2, …, Сп – фактические концентрации вредных веществ в одной и той же точке местности, мг/м3; ПДК1, ПДК2, …, ПДКп – предельно допустимые концентрации этих веществ, мг/м3.

При сумме отношений С/ПДК > 1 опасность загрязнения существует. Эф-

фектом однонаправленного действия обладают, например, ацетон и фенол, ди-

оксиды серы и азота и другие комбинации веществ.

Предельно допустимые выбросы. На основе ПДК загрязняющих веществ устанавливаются величины предельно допустимых выбросов (ПДВ, г/с, т/год), обеспечивающих соблюдение ПДК веществ в приземном слое атмосферы.

ПДВ – масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в единицу времени,

которая в сумме с выбросами других источников загрязнения не создает при-

земной концентрации, превышающей ПДК. При определении ПДВ для вещества от конкретного источника необходимо учитывать его концентрацию в атмосфере, обусловленную выбросами других источников (т.е. фоновую концентрацию), соблюдая для приземного слоя условие:

С + Сф ≤ ПДК,

где С – концентрация вещества в приземном слое, создаваемая расчетным

источником, мг/м3; Сф – фоновая концентрация, мг/м3.

Если по объективным условиям знания ПДВ не могут быть достигнуты,

устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ).

ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы.

ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях

учета суммарного действия нескольких веществ. Наряду с ПДВ для отдельных

источников устанавливается ПДВ и для предприятия в целом.

Для комплексной оценки загрязнения атмосферы и контроля его динамики

рассчитывается индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Это количественная ха-

рактеристика уровня загрязнения атмосферы, учитывающая различие в скоро-

сти возрастания степени вредности веществ, приведенной к вредности диокси-

да серы.

С 1981 г. установлено, что каждое предприятие, имеющее источники за-грязнения среды, должно иметь санитарно-защитную зону. Санитарно-защитная зона предприятия – это территория определенной протяженности и ширины, располагающаяся между промплощадкой предприятия, его источниками загрязнения, и границами жилой застройки или ландшафтно-рекреационной зоны. Санитарно-защитные зоны необходимы для создания санитарно-гигиенических норм ПДК содержания в приземном слое атмосферы ЗВ в селитебной зоне, уменьшения отрицательного влияния производственных факторов предприятий и транспортных коммуникаций.

Способы защиты атмосферного воздуха. Способы защиты атмосферного

воздуха должны обеспечить концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы или расчетной точке не выше значений ПДК.

Основными средствами, мерами и мероприятиями защиты являются: вы-брос и рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ; очистка вентиляционных и технологических газовых выбросов от загрязняющих веществ в специ-альных аппаратах; очистка отработанных газов энергоустановок; устройство

санитарно-защитных зон, озеленение городов и поселков; оптимальное распо-

ложение промышленных предприятий и автотранспортных магистралей (с учетом гидрометеорологических факторов) для минимизации их отрицательных

воздействий; рациональная планировка городской застройки с учетом розы

ветров, шумовых нагрузок и др.

Оборудование для очистки выбросов от газообразных примесей. Для

очистки выбросов от газообразных примесей применяются следующие основ-

ные методы: абсорбции, хемосорбции, адсорбции, термической нейтрализации, биохимический метод.

Метод абсорбции основан на поглощении газов жидкостью – абсорбентом.

Так для удаления из технологических выбросов таких газов, как аммиак, хлористый водород, в качестве абсорбента применяется вода. В качестве аппаратов для очистки применяются насадочные башни, форсуночные и центробежные скрубберы, скрубберы Вентури, барботажно-пенные и другие скрубберы.

Метод хемосорбции основан на поглощении газов твердыми и жидкими поглотителями с образованием малолетучих и малорастворимых соединений.

Примером хемосорбции может служить очистка выбросов от сероводорода с

применением мышьяковощелочного раствора. В качестве аппаратов применя-

ются насадочные башни, пенные и барботажные скрубберы и другие аппараты

аналогичного типа.

Метод адсорбции основан на способности некоторых твердых тел с ультрамикроскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты газовой среды. В качестве адсорбентов (поглотителей) применяют активированный уголь, активированный глинозем, силикагель, синтетический цеолит и другие. Адсорберы применяют для очистки от паров ацетона, эфира, растворителей, для очистки выхлопных газов, для удаления радиоактивных газов и т.п.

Термическая нейтрализация основана на способности горючих токсичных компонентов окисляться до менее токсичных при наличии свободного кислорода и высокой температуры газовой смеси. Существует три схемы термической нейтрализации: прямое сжигание; термическое окисление; каталитическое дожигание. Метод используется для очистки выбросов от оксида углерода, фенола, растворителей, отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и в

других случаях.

Биохимический метод основан на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разложение осуществляется ферментами, вырабатываемыми микроорганизмами. Для осуществления газо-очистки применяют специальные аппараты – биофильтры, в которых очищаемый газ пропускают через слой фильтра – насадки. Насадкой служит почва, торф, компост и др. Метод может использоваться для удаления из выбросов неприятных запахов, растворителей и др.

2.2. Водоснабжение. Сбросы объектов техносферы в гидросферу, зоны

загрязнения, способы очистки стоков

Антропогенное загрязнение гидросферы приобрело уже глобальный харак-

тер и существенно уменьшило доступные эксплуатационные ресурсы пресной

воды на планете. Общий объем промышленных, сельскохозяйственных и ком-

мунально-бытовых стоков достигает 1300 км3 (по некоторым оценкам 8,5 тыс.

км3 воды, т.е. 20% полного и 6 % устойчивого стока всех рек мира). Причем по

отдельным водным бассейнам антропогенная нагрузка гораздо выше средних

значений.

Общая масса загрязнителей гидросферы огромна – около 15 млрд т в год.