34

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра безпеки життєдіяльності

План лекції з дисципліни Безпека життєдіяльності

для студентів очної та заочної форми навчання

підготовка бакалавр за напрямами підготовки:

• маркетинг 6.030507

• фінанси і кредит 6.030508

• облік і аудит 6.030509

• менеджмент 6.030601

• екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування 6.40106

• харчові технології та інженерія 6.051701

• гідротехніка (водні ресурси) 6.060103

• агрономія 6.090101

• технологія виробництва і переробки продукції тваринництва 6.090102

• лісове і садово-паркове господарство 6.090103

• процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва 6.100202

• ветеринарна медицини 6.110101

Тема 3 Вплив людини на навколишнє середовище.

Дніпропетровськ 2013

План лекції з дисципліни «Безпека життєдіяльності» для студентів бакалаврів очної та заочної форми навчання.

Дніпропетровський аграрно-економічний університет, Дніпропетровськ, 2013.

План лекцій може бути використаний при викладанні та вивченні дисципліни Безпека життєдіяльності.

План лекції розраховано для студентів бакалаврів усіх напрямків підготовки.

Матеріали тексту лекції можуть бути використані для проведення практичних і семінарських занять, а також для самостійного вивчення студентами очної та заочної форми навчання.

Склав: ст. викладач Ю.Ф. Стаценко

Рецензенти: д.т.н., професор А.С. Бєліков

к.т.н., доцент В.А. Шаломов

к.т.н., доцент Г.Г. Капленко

ст. викладач А.Є. Самусєв

асистент К.А. Кірнос

План лекції розглянуто та схвалено на засіданні кафедри «Безпека життєдіяльності»

Протокол № ___ від ___________ 2013р.

Зав. кафедри БЖД, професор А.С. Бєліков

Вступ

Забруднення атмосфери Землі в результаті господарської діяльності людей посилюється з кожним днем. У атмосферу Землі щорічно поступає:

- більше 200 млн. т діоксиду вуглецю;

- більше 150 млн. т діоксиду сірки;

- більше 50 млн. т оксиду азоту;

- близько 225 тис.т миш'яку (світове виробництво 40 тыс.т);

- 150 тис.т кобальту (світове виробництво 100 тис. т);

- 100 тис. т берилія (світове виробництво 300 тис. т);

- 200 тис. т урану (світове виробництво 30 тис. т ).

Окрім цього в атмосферу потрапляє велика кількість ртуті, свинцю, кадмію і інших металів.

Питання 1. Дія людини на довкілля. Антропогенне забруднення атмосфери, парниковий ефект, кислотні дощі, смог, руйнування озонової оболонки Землі.

Нині істотно збільшилася негативна діяльність людини по відношенню до природного середовища, яке проявляється в наступних основних напрямах:

- виснаження природних ресурсів;

- руйнування природного середовища;

- забруднення довкілля.

Під забрудненням природного довкілля розуміють фізико-хімічні зміни складу природної речовини (повітря, води, ґрунту), яка погрожує стану здоров'я і життя людини, а природному середовищу, що так само оточує його, тобто збільшення концентрації фізичних, хімічних і біологічних агентів понад певну концентрацію.

Під забрудненням повітря слід розуміти будь-яку зміну його складу і властивостей, яка впливає негативно на здоров'я людини і тварин, стан рослин і екосистем.

Забруднення атмосфери може бути:

- природним (природним);

- антропогенним (техногенним).

Природне забруднення повітря викликане природними процесами. До них відносяться: - вулканічна діяльність; - вивітрювання гірських порід; - вітрова ерозія; - масове цвітіння рослин; - дим з лісових і степових пожеж та ін.

Антропогенне забруднення пов'язане з викидом різних забруднюючих речовин, в процесі діяльності людини. По своїх масштабах воно значно перевершує природне забруднення атмосферного повітря.

Залежно від масштабів поширення виділяють різні типи забруднення атмосфери : - місцеве; - регіональне; - глобальне.

Місцеве забруднення характеризується підвищеним вмістом забруднюючих речовин на невеликих територіях (місто, промисловий район, сільськогосподарська зона та ін.).

При регіональному забрудненні до сфери негативної дії залучаються значні простори, але не уся Планета.

Глобальне забруднення пов'язане зі зміною стану атмосфери в цілому.

По своєму агрегатному стану викиди шкідливих речовин в атмосферу класифікуються на:

- газоподібні (діоксид сірки, оксиди азоту, оксид вуглецю, вуглеводні та ін.);

- рідкі (кислоти, луги, розчини солей та ін.);

- тверді (канцерогенні речовини, свинець і його з'єднання, органічний і неорганічний пил, сажа, смолянисті речовини і ін.).

Атмосферне забруднення розділяють на:

- первинні - що поступають в атмосферу;

- вторинні - перетворення останніх, що є результатом.

Щорічно на Україні викидаються в атмосферу 20 млн. т різних забруднюючих речовин. Східний регіон України (Донецька, Дніпропетровська, Запорізька, Луганська, Харківська області) рішенням ООН оголошені "зоною екологічного лиха в Європі».

Вони, складаючи 35% населення, 22% площі дають 50% валового внутрішнього продукту України. Крім того на Україні з працюючих атомних реакторів викидається в атмосферу понад 140 тис. Кюрі радіоактивних речовин в рік.

В середньому за рік на кожного жителя України доводиться наступна кількість викидів шкідливих речовин в атмосферу:

- західний регіон 35 кг;

- центральний 67 кг;

- південний 60 кг;

- східний 274 кг.

Дніпропетровська область викидає близько 3 млн.т. шкідливих речовин в рік.

Нині налічується більше 500 шкідливих речовин, що забруднюють атмосферу, і їх кількість постійно збільшується.

Найпоширенішими нетоксичними і токсичними речовинами, що забруднюють атмосферу являються:

- нетоксичне - вуглекислий газ СО₂;

- оксид вуглецю СО "чадний газ";

- оксиди сірки (SO - окисел сірки, SO₂ - сірчистий ангідрид, SO₃ - сірчаний ангідрид);

- оксиди азоту (NО - окисел азоту, NО₂ - двоокис азоту, N₂О₃ - закис азоту);

- вуглеводні;

- пил, сажа.

Оксид вуглецю - "чадний газ" утворюється в результаті спалювання твердих відходів з вихлопними газами і викидами промислових і сільськогосподарських підприємств. Щорічно у світі його викидається 1250 млн. т., він сприяє підвищенню температури і є головним забруднювачем.

Ця речовина переважно загальноотруйної дії - отрута гемоглобіну, воно витісняє кисень з гемоглобіну (речовини, яка його переносить) крові, зміст якого, знижується до 8% і виникає кисневе голодування (аноксемія).

Під впливом "чадного газу" спостерігається тяжкість і відчуття давлення голови, сильний біль в лобі і скронях, запаморочення, шум у вухах, почервоніння і паління шкіри обличчя, тремтіння, почуття слабкості і страху, спрага, почастішання пульсу, пульсація скроневих артерій, нудота, блювота. Надалі з'являється заціпенілість, слабкість і байдужість, наростає сонливість. Температура тіла може знизитися до 38 - 40⁰С. Надалі настає втрата свідомості, блювота, мимовільне звільнення сечового міхура і кишечника. Смерть настає від зупинки дихання навіть через 3 - 7 днів.

Проте при низькій концентрації "чадного газу" в атмосферному повітрі він, як правило, не викликає масових отруєнь, хоча і дуже небезпечний для осіб, що страждають анемією і серцево-судинними захворюваннями.

Оксиди сірки і особливо діоксид сірки виділяється в процесі згорання палива при переробці сірчистих руд (до 170 млн. т в рік). Сірчистий ангідрид під дією ультрафіолетового випромінювання перетворюється на сірчаний ангідрид, який з атмосферною водяною парою утворює сірчану кислоту.

Ця речовина, що має задушливу і загально отруйну дію, дратує дихальні шляхи, викликає спазми бронхів. Особливо небезпечний, коли осідає на порошинках і в цьому виді проникає глибоко в дихальні шляхи.

Оксиди азоту. Щорічно в атмосферу Землі поступає близько 150 млн. т оксидів азоту. Половина, з яких викидається ТЕС і автомобілями, а інша половина утворюється в результаті процесів окислення що відбуваються у біосфері. Основними джерелами викиду є підприємства азотні добрива, що виробляють, азотну кислоту, нітрати, анілінові барвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд.

Окисел азоту при взаємодії з киснем повітря утворює двоокис азоту, який в результаті реакції з атмосферною водною парою перетворюється на азотну кислоту.

Оксиди азоту - речовини переважно загально отруйної дії - отрути гемоглобіну. У крові утворюються нітрати і нітрит, який, діючи на артерії, викликає розширення посудин і зниження кровоносного тиску. Відбувається набряк легенів, який робить до кисневої недостатності. Вони можуть збільшувати сприйнятливість до вірусних захворювань (типу грипу), дратують легені, викликають бронхіт і пневмонію.

Що найчастіше, забруднюючі речовини потрапляють в організм через органи дихання. Добовий об'єм на одну людину складає 6-12 метрів кубічних (при важкій роботі набагато більше). При нормальному диханні з кожним зітханням в організм потрапляє від 0,5 до 2 літрів повітря.

Вдихуване повітря через трахею і бронхи потрапляє в альвеоли легенів, де відбувається газообмін між кров'ю і лімфою. Залежно від розмірів і властивостей забруднюючих речовин їх поглинання відбувається по-різному.

Грубі частки затримуються у верхніх дихальних шляхах і, якщо вони не токсичні, можуть викликати захворювання, яке називають пиловим бронхітом.

Тонкі частки пилу (0,5 - 5 мкм) досягають альвеол і можуть привести до професійного захворювання, яке носить загальну назву пневмоконіоз з різновидами:

- силікоз - вдихання силікатного пилу;

- азбестоз - вдихання азбестового пилу;

- антракоз - вдихання вугільного пилу.

Дуже тонкий пил (менш 0,5 мкм) значною мірою видаляється з організму при видиху.

Основні джерела забруднення атмосфери.

Нині основний вклад в забруднення атмосферного повітря на території України вносять.

1. Теплові і атомні електростанції, промислові і міські котельні.

2. Підприємства чорної і кольорової металургії.

3. Хімічні виробництва.

4. Підприємства нафтовидобутку і нафтопереробки.

5. Підприємства сільськогосподарського виробництва.

6. Транспортні засоби.

1. Теплові і атомні електростанції, промислові і міські котельні.

В процесі спалювання твердого і рідкого палива в атмосферу виділяється дим, що містить продукти повного (діоксид вуглецю і пари води) і неповного (оксиди вуглецю, сірки, азоту, вуглеводні та ін.) згорання.

Об'єм енергетичних викидів дуже великий.

Так сучасна теплоелектростанція потужністю 2,4 млн. кВт витрачає до 20 тис. т вугілля в добу і викидає в атмосферу в добу 600 т сірчистого і сірчаного ангідриду, 120 - 140 т твердих відходів (зола, пил, сажа), 200 т оксидів азоту.

Переклад установок на рідке паливо (мазут) знижує викиди золи, але практично не зменшує викиди оксидів сірки і азоту. Найбільш екологічне - газове паливо, яке в три рази менше забруднює атмосферне повітря, ніж мазут, і в п'ять разів менше, ніж вугілля. Багато електростанцій і ТЕС у світі перекладені з вугілля і мазуту на газ, що:

• в 3-6 разів знижує викиди в атмосферу пилу;

• в 1000 разів двоокиси сірки;

• в 12-14 разів небезпечні для здоров’я вуглеводів.

• Джерела забруднення повітря токсичними речовинами на атомних електростанціях (АЕС) - радіоактивний йод, радіоактивні гази і аерозолі.

• Гідроелектростанції не можна вважати екологічно чистими:

- будівництво гребель і водосховищ різко міняє режим річок, уповільнює їх швидкість течії, що руйнує водні екосистеми;

- рукотворні моря затоплюють родючі землі річкових долин;

- в цих відкладеннях водосховищ накопичуються забрудники - відходи промисловості і сільського господарства;

- греблі перекрили шляхи нересту цінних риб, що привело до скорочення їх чисельності.

Великим джерелом енергетичного забруднення атмосфери - опалювальна система житла (котельні установки) дає мало оксидів азоту, але багато продуктів неповного згорання. Із-за невеликої висоти димарів токсичні речовини у високих концентраціях розсіюються поблизу котельних установок.

2. Чорна та кольорова металургія. При виплавці однієї тонни стали в атмосферу викидається: - 0,04 т твердих часток; - 0,03 т оксидів сірки і до 0,05 т оксиду вуглецю.

Також в невеликих кількостях такі небезпечні забрудники, як марганець, свинець, фосфор, миш'як, пари ртуті та ін. В процесі сталеплавильного виробництва в атмосферу, викидаються парогазові суміші, що складаються з фенолу, формальдегіду, бензолу, аміаку і інших токсичних речовин. Доля Дніпропетровської області по виробництву сталі і чавуну складає 47% і 50% від виплавки на Україні.

3. Хімічне виробництво. Викиди цієї галузі, хоча не великі за об'ємом (близько 2% усіх промислових викидів), проте, своєї дуже високої токсичності, значної різноманітності і концентрації представляють значну загрозу для людини і усієї біоти. На різноманітних хімічних виробництвах атмосферне повітря забруднюють оксиди сірки, з'єднання фтору, аміак, нітрозні гази (суміш оксидів азоту, хлористі сполуки, сірководень, неорганічний пил і т.п.)

4. Інтенсивне забруднення атмосферного повітря відзначається також при здобичі і переробки мінеральної сировини, на нафто - і газопереробних заводах, при викиді пилу і газів з підземних гірських розробок, при спалюванні сміття і горінні порід у відвалах (териконах) і т.д.

5. У сільських районах вогнищами забруднення атмосферного повітря, являються тваринницькі і птахівницькі ферми, промислові комплекси по виробництву м'яса, розпиляло пестицидів і т.д.

6. Найбільше забруднення атмосферного повітря поступає від енергетичних установок, працюючих на вуглеводневому паливі: бензин, гасі, дизельне паливо, мазут, вугілля, природний газ та ін.

На долю транспортних засобів проходиться 40% шкідливих викидів в атмосферу на Україні і Дніпропетровській області і 60% на інші викиди.

У США, Великобританії, ФРН та ін. доводиться на транспортні засоби близько 60% усіх шкідливих викидів в атмосферу і 40% на інші.

До складу автомобільних викидів входять більше 170 токсичних компонентів. Основні компоненти, що викидаються в атмосферу при спалюванні різних видів палива і роботі двигунів усіх видів являється:

- нетоксичні - вуглекислий газ і водяна пара;

- оксид вуглецю - "чадний газ";

- оксиди сірки;

- оксиди азоту;

- різні вуглеводні в т.ч. і канцерогенні бензопірени;

- з'єднання свинцю;

- сажа, незгорілі частки палива і так далі

Основна доля токсичних домішок поступає в атмосферу з відпрацьованими газами внутрішнього згорання в т.ч. 45% вуглеводнів від їх загального викиду.

Найвищу токсичність має вихлоп карбюраторних двигунів внутрішнього згорання, за рахунок великого викиду "чадного газу", оксидів азоту, вуглеводнів та ін.

Дизельні двигуни внутрішнього згорання (ДВЗ) викидають значно меншу кількість речовин, що забруднюють атмосферу, проте у великій кількості саджаю (незгорілі частки палива), яка в чистому вигляді не токсична. Проте частки сажі несуть на своїй поверхні частки токсичних речовин, у тому числі і канцерогенних. Сажа може тривалий час знаходитися в зваженому стані в повітрі, збільшуючи тим самим час дії токсичних речовин на людину.

Доля забруднення атмосфери від газотурбінних рухових установок і ракетних двигунів доки незначна, оскільки в містах і промислових центрах їх кількість обмежена; виключення складають аеродроми, випробувальні станції, стартові майданчики.

Нині у світі налічується близько 800 млн. автомобілів, які щорічно викидають :

- оксиду вуглецю - 200 млн. т;

- летких вуглеводнів - 40 млн. т;

- оксидів азоту - 20 млн. т.

Річний вихлоп автомобіля середньої вантажопідйомності складає:

- "чадний газ" - 200 кг;

- оксидів азоту - 40 кг;

- різних вуглеводів - 200 кг.

Автомобіль середньої вантажопідйомності пройшов 15 тис. км з бензиновим двигуном витратив 4350 кг кисню, а викинув:

- вуглекислого газу - 3250 кг;

- "чадного газу" - 530 кг;

- вуглеводнів - 93 кг;

- оксидів азоту - 27 кг

Кількість шкідливих речовин, що поступають в атмосферу у складі газів, що відпрацювали, залежить від загального технічного стану автомобілів і особливо їх двигуна - джерела найбільшого забруднення. Так, при порушенні регулювання карбюратора викиди "чадного газу" збільшуються в 4-5 разів.

Існують шкідливі домішки типу тетраетилсвинцю, який використовується як присадка до бензину і служить для відвертання детонації палива в двигуні.

Кількість його по вазі дещо більше 0,1%.

Близько 70% свинцю, доданого до бензину з етиловою рідиною, потрапляє в атмосферу з відпрацьованими газами.

З них 30% осідає на землі відразу, а 40% залишається в атмосфері.

Один вантажний автомобіль середньої вантажопідйомності виділяє 2,5 - 3 кг свинцю в рік.

Працюючі двигуни автомобілів щорічно викидають в атмосферу біля 2-х млн. т свинцю. Встановлено, що плоди дерев в смузі 50 метрів автостради не слід споживати в їжу.

Нині свинець виявляється всюди. У Гренландії встановлено, що вміст свинцю в атмосфері зростає з 1750 року, але особливо швидко з 1940 року. У 1965 році свинцю в повітрі було в 400 разів більше, ніж на початку промислової ери. Якщо порівняти вміст свинцю в кістках людини того, що живе 1600 років тому, то різниця на три порядки величини.

Свинець - кінцевий продукт розпаду природного урану, відкладається в кістках і інших тканинах, впливає на кровоносну, нервову і сечостатеву системи; надлишок в організмі веде до свинцевого отруєння, яке проявляється спочатку в неврозах, безсоння, стомлюваності, потім в депресіях, погіршенні розумових здібностях.

Систематичне вдихання забрудненого повітря помітно погіршує здоров'я людей. Газоподібні і пилові домішки можуть надавати повітрю неприємний запах, дратувати слизові оболонки очей, верхніх дихальних шляхів, і тим самим знижувати їх захисні функції, бути причиною хронічних бронхітів і захворювань легенів. Дуже неприємні наслідки, які можуть виявитися на величезному інтервалі часу, пов'язані і з такими незначними за об'ємом викидами, як свинець, бензопирен, фосфор, кадмій, миш'як, кобальт та ін. Вони пригноблюють кровотворну систему, викликають онкологічні захворювання, знижують опір організму інфекціям і так далі. Пил, що містить з'єднання свинцю і ртуті, має мутагенні властивості і викликає генетичні зміни в клітинах організму.

Гранично допустимі концентрації (ГДК) - це максимальна концентрація якоїсь речовини в повітрі, воді, їжі, яка не шкодить здоров'ю людини, не знижує його самопочуття і працездатності.

Виражається гранично допустима концентрація (ГДК) в концентраціях шкідливих речовин в повітрі - міліграмах на кубічний метр (мг/м), воді - міліграмах на літр (мг/л), в ґрунтах і продуктах харчування - міліграмах на кілограм (мг/кг).

Перевищення середньорічної концентрація забруднюючих речовин в 2008 році по г Дніпропетровську по відношенню до ГДК(раз) і зразковий відносний склад в атмосфері(у відсотках) :

- оксид вуглецю - в 1,5 разу - 45%;

- діоксид сірки в 1 раз - 18%;

- вуглеводні - 15%;

- пилу в 2 рази - 12%;

- діоксид азоту в 2 рази - 10%;

- аміаку в 1,8 разу;

- формальдегіду в 1,3 разу.