- •А.И. Скрыпник, с.А. Яременко, а.В. Шашин Основы Экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Основные термины, определения и сокращения
- •Глава 1. Факторы и показатели влияния градостроительной деятельности на окружающую природную среду
- •1.1. Состояние окружающей природной среды в городах рф
- •1.2. Экологические данные по регионам
- •Глава 2. Состав окружающей среды
- •2.1 Состав атмосферного воздуха,
- •2.2. Токсичность вредных выделений,
- •2.3. Влияние выбросов вредных веществ на качество атмосферного воздуха
- •2.4. Шумовые, электромагнитные и радиационные загрязнители,
- •Глава 3. Состав водной среды города, влияние антропогенной деятельности
- •3.1. Показатели качества водной среды
- •Глава 4. Плата за выброс и сброс вредных веществ в окружающую среду
- •Глава 5. Состав плодородного слоя земли, влияние антропогенной деятельности на окружающую среду
- •Глава 6. Зеленые насаждения в городе, их влияние на качество окружающей среды
- •Глава 7. Модели устойчивого развития городов
- •Глава 8. Территориальное ограничение распространения вредных выделений на территории города
- •Глава 9. Экологические показатели строительных материалов
- •Глава 10. Влияние вредных выделений на здоровье населения
- •Глава 11. Экологическая экспертиза объектов строительства
- •11.1. Требования к содержанию проектной документации
- •Глава 12. Энергоэффективное зеленое строительство
- •Глава 13. Развитие городского подземного строительства объектов
- •Материалы для практических занятий
- •1. Мониторинг окружающей среды
- •2. Этапы решения экологических проблем города
- •3. Определение удаленности строящегося объекта от жилых зданий
- •4. Выбор площадки для строительства котельной
- •5. Определение площади загрязненной городской зоны
- •6. Влияние низких источников вредных выбросов
- •7. Влияние низких источников вредных выбросов и скорости ветра
- •9. Определение предотвращенного экологического ущерба водной среде
- •Материалы для самостоятельной работы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Основы Экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
2.4. Шумовые, электромагнитные и радиационные загрязнители,
влияние запахов
Физические загрязнители, как и химические, оказывают как непосредственное, так и отдаленное по времени влияние на здоровье городского населения. Степень их влияния зависит от интенсивности и длительности воздействия, отклика организма человека на раздражения.
Механические и аэродинамические колебания в промышленных процессах передаются в атмосферную среду в виде упругих звуковых волн с частотами от 4 до 20000 Гц, характеризующихся интенсивностью звука I, Вт/м2, и звуковым давлением Р, Па. Мощность воздействия L, дБ по шкале А, определяется зависимостью
L = 10lg(I/Io) = 20 lg(P/Po) , (4)
где Io = 1∙10 – 12Вт/м2, Ро = 2∙10 -5Па – пороги ощущения звука. К примеру, шум листвы леса равен 10-20 дБА. Шум менее 250 Гц считается низкочастотным, 250-2000 Гц ‑ среднечастотным, более 2000 Гц – высокочастотный. Нормируется шум в 8-октановых полосах при частотах, Гц: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000.
Шум оказывает вредное воздействие на нервную систему человека: возникает утомляемость, бессонница, гипертоническая болезнь. Предельно допускаемый уровень звука у стен зданий, где находятся люди, равен 70 дБА, в помещениях ‑ 55 дБА.
Важным показателем является шумовая экспозиция Е , как и для химических веществ, при продолжительности воздействия Т, час, равной
Т = 80/(L – 85), (5)
Е = (Т/40)∙10 (L -70). (6)
В табл. 2.7 приведены значения шумовых экспозиций Е [9].
Проникающая с улицы в помещение интенсивность шума делится на 3 категории:
- не мешающая сну человека и пассивному его отдыху – 45 дБА,
- не нарушающая бодрствование – 55 дБА,
- болевое ощущение – 90 дБА.
Таблица 2.7
Время воздействия, мин |
Эквивалентный уровень шума, дБА |
|||
90 |
100 |
110 |
120 |
|
10 |
- |
5 |
40 |
415 |
30 |
- |
15 |
125 |
1250 |
60 |
5 |
25 |
250 |
2500 |
120 |
5 |
50 |
500 |
5000 |
300 |
5 |
125 |
1250 |
12500 |
480 |
5 |
200 |
2000 |
20000 |
Соотношения между экспозицией и эквивалентным уровнем шума представлены в табл. 2.8.
Таблица 2.8
Е, |
10 |
30 |
60 |
125 |
200 |
250 |
500 |
1250 |
2000 |
2500 |
5000 |
12500 |
L, дБА |
80 |
85 |
88 |
91 |
93 |
94 |
97 |
101 |
103 |
104 |
107 |
111 |
Частота звука 4-7 Гц (инфразвук) для внутренних органов, 8 Гц (инфразвук) для биотоков, 20-30 Гц для головы, 60-90 Гц для глаз и 110-150 Гц для органов пищеварения может привести к нервным расстройствам, влиянию на зрение, травмам почек, вестибулярного аппарата и т.д.
Звук с частотой колебаний 10 ГГц – 1МГц (109 - 106) Гц называется высокочастотным, он быстро затухает в воздухе, хорошо проникает во внутренние органы человека, преобразуясь в тепловую энергию. Он расщепляет молекулу воды на ионы ОН и Н, вызывая процессы окисления. От его действия нарушается капиллярное кровообращение, происходит кровоизлияние.
Окно с двойным переплетом и толщиной стекла 4-5 мм снижает городской шум на 35 дБА, при открытой форточке снижается шум только на 10 дБА.
Деревья с кустарниками могут снизить шум на 20-40 % при многорядной посадке, однорядная посадка малоэффективна, она снижает шум только до 3 дБА.
Эффективный метод борьбы с шумами - звукоизоляция за счет звукопоглощения строительными конструкциями при переходе колебательной энергии звука в теплоту от трения о звукоизолирующую поверхность.
Защита от транспортного шума обеспечивается разрывом между зданиями и дорогой. Для 4-й категории дороги (интенсивность до 100 авт./час) расстояние должно быть 90 – 170 м, 3 –й категории (до 400 авт./час) 320 – 580 м, 2-й категории (до 800 авт./час) - 800 – 1050 м, 1-й категории (до 2000 авт./час) 1800 – 2000 м.
Расстояние от дороги общегородского значения до жилой застройки должно быть не менее 22 – 30 м [27].
Напряженность электромагнитных полей (ЭМП) значительна вблизи линий электропередач, средств радиосвязи, радиолокации. ЭМП воздействует на центральную нервную, эндокринную и сердечно-сосудистую системы, вызывая болезни Паркинсона, рака, угнетение половой функции. Электромагнитные волны разделяются: инфранизкие с частотой f = (0,003 – 0,3) Гц и длиной волны до λ = 106 км, ультракороткие с f = 300 – 30 МГц и λ = (10 – 100) м, сверхвысокие с f = (30 – 300) ГГц и λ = (1 – 10) мм [27].
Установлены санитарные разрывы от высоковольтных линий электропередачи при превышении напряженности электрического поля более 1 кВ/м: при напряжении 330 кВ расстояние 20 м, 500 кВ – 30 м, 750 кВ – 40 м, 1150 кВ – 55 м.
При плотности электромагнитного поля (ЭМП) 0,1 Вт/м2 допустимое время воздействия на человека до 8 часов, до 1 Вт/м2 – до 2-х часов, до 10 Вт/м2 – не более 20 мин. При напряженности поля 10 кВ/м допустимое время воздействия не более 180 мин, при 25 кВ/м – не более 5 мин.
При использовании синтетической одежды возникает электростатический потенциал до 500 В (например, из полиэтилена, полипропилена и др.).
К радиоактивным излучениям относятся: альфа-, бета- и гамма-излучение, рентгеновское излучение. Под их влиянием происходит разрыв молекулярных связей в организме человека и образование новых. Нормальная клетка может перерождаться в злокачественную с образованием опухолей, наследственной болезни, возникновением бесплодия [8].
Показателями интенсивности излучения и поглощения являются:
- Беккерель (Бк) – за 1 секунду происходит спонтанный переход из энергетического состояния радионуклида;
- объемная активность нуклида, 1Бк/м3;
- доза радиации – Зиверт (Зв) , 1 Зв = 1Дж/кг = 100 бэр,
- бэр – биологический эквивалент рентгена, 1бэр = 0,01Дж/кг,
- Кюри (Ки) = 3,7∙1010 Бк,
- Грей (Гй) – доза поглощения радиации, 1Гй = 1Дж/кг = 100 рад.
Однократное воздействие дозы в 50 бэр или многократное облучение с интенсивностью 15 бэр в год не вызывают лучевых поражений. Средняя годовая доза облучения составляет 0,4 – 0,5 бэр. За 70 лет жизни человек получает около 35 бэр, при этом 1/3 от выделения из почвы и строительных материалов, 1/3 от других природных источников и 1/3 от медицинских обследований.
В земной коре находится уран 3 г/т, радиоактивный калий - до 3 мг/т, торий 10 г/т, радий до 40 г/т. При их распаде годовая доза составляет от 50 до 130 мбэр. Из недр Земли выделяются различные газы. В Древнем Китае перед началом строительства дома выявлялись места с выделением "зубов дракона", в России такие места называли "водяными жилами". В таких зонах отмечалось увеличение в два раза частоты заболеваний ишемической болезнью, раком (по данным исследований в С.Петербурге в 1998 г.).
Космическое облучение составляет 30 – 80 мбэр/год.
Радиоактивность используемых пищевых продуктов, считающихся экологически чистыми, составляет 15 – 20 мбэр/год.
Радиационный фон на территории России составляет около 1000 мкЗв.
В США установлено, что заболевшие раком необлученные люди составляют 0,25 %, облученные 0,35 %. Вместе с этим необлученные лица, но курящие и употребляющие алкоголь 1 - 4 раза в неделю в 3 раза чаще заболевают раком.
Установлено, что источником радиации является также радон – продукт естественного распада изотопа 238U.
В среднем, по данным США, поступление радона в жилые дома составляет 200 мбэр/год [25, 26]. Выделяется радон строительными материалами: мергелем, известняком, гранитом, мрамором. Норма по радону - 0,1 бэр/год, норма его содержания в воздухе - 100 Бк/м3.Он накапливается преимущественно в подвальных помещениях зданий от выделения из глин, щебня, гранитных плит.
В соответствии с ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные» определение удельной эффективной активности радионуклидов» допустимой предельной нормой радиоактивности строительных материалов является величина Аэф ≤ 370 Бк/кг. Не допускается нахождение людей в помещении при Аэф ≥ 400 Бк/м3, допустимая величина не более 100 Бк/м3.
Содержание радионуклидов, Бк/кг, в строительных материалах: глина ‑ 48, гравий ‑ 28, цемент ‑ 41, песок ‑ 9,6, кирпич силикатный ‑ 14, гипс ‑ 9, ячеистый бетон ‑ 55, керамзитобетон ‑ 22, керамический кирпич ‑ 100. Имеются глины в Курской и Ульяновской областях со значениями Аэф > 370 Бк/кг.
Неприятно пахнущий запах – воспринимаемая форма загрязнения воздуха, ощущаемая органами обоняния человека. Вещества, обладающие запахом, называются одорантами.
Интенсивность запаха имеет логарифмическую зависимость от концентрации паров вещества в воздухе. Сильный запах имеется при показателе интенсивности 3, умеренный – 2, слабый – 1, пороговый ощущения – 0,2 при 50% -м распознавании. Интенсивность запаха определяется тренированными наблюдателями путем разбавления концентрации воздухом. Так, интенсивность 2,12 продуктов горения отходов определена при отношении расхода продуктов сгорания, м3/с, к расходу воздуха, м3/с, равном 0,0026, а при отношении 0,0001 интенсивность равна 0,41.
Для этих веществ установлены пороговые концентрации. Для некоторых веществ они приведены в табл. 2.9.
Таблица 2.9
Вещество |
Пороговая концентрация, мг/м3 |
Ощущение запаха |
Ацетон |
100 |
Сладкий |
Аммиак |
47 |
Острый |
Бензол |
4,7 |
Как растворителя |
Сероводород |
0,00047 |
Тухлого яйца |
Нитробензол |
0,0047 |
Гуталина |
Фосген |
1,0 |
Свежего сена |
Выхлоп реактивного двигателя |
0,07 |
Керосина |