Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Сiдлецька Л.М..doc
Скачиваний:
16
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
947.71 Кб
Скачать

39

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЕКОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра прикладної екології

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни ««Екологічна безпека»

на тему «Визначення рівня ризику скорочення тривалості життя під впливом забруднювачів атмосферного повітря»

Зауваження: Виконала: ст. 4 курсу

___________________ групи Е-41

___________________ Напрямку підготовки 6.040106

____________________ «Екологія, охорона

___________________ навколишнього середовища та

___________________ _ збалансоване природокористування»

____________________ Спеціальності «екологічний туризм»

___________________ Ciдлецька Л.М.

Рецензія: Керівник:

___________________ .

___________________

___________________ Курсова робота перевірена

____________________ керівником і допущено

____________________ до захисту:

____________________ «__»______________20__р.

____________________ _______________________

____________________ (підпис)

____________________ Захист: «__»________20__р.

____________________ Оцінка:

____________________ Національна шкала: _______

____________________ Кількість балів: ___________

____________________ ECTS:____________________

____________________ Комісія:

____________________ ________ _________________

____________________ (підпис) (прізвище,ініціали)

____________________ ________ _________________

____________________ (підпис) (прізвище,ініціали)

____________________ ________ _________________

____________________ (підпис) (прізвище,ініціали)

Одеса – 2015 р.

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

СТЖпр – скорочення тривалості життя в природних умовах

СТЖзабр – скорочення тривалості життя

ГДКр.з- гранично допустима концентрація робочої зони

ГДК с.с – середньо смертельна гранично допустима концентрація

R см.пр – ризик природної смерті

Rстж – ризик скорочення тривалості життя

ЛК50 – лімітуюча концентрація

ЗМІСТ

СТЖпр – скорочення тривалості життя в природних умовах 2

СТЖзабр – скорочення тривалості життя 2

ГДКр.з- гранично допустима концентрація робочої зони 2

ГДК с.с – середньо смертельна гранично допустима концентрація 2

R см.пр – ризик природної смерті 2

Rстж – ризик скорочення тривалості життя 2

ЛК50 – лімітуюча концентрація 2

ЗМІСТ 3

ДОДАТОК А..........................................................................................................35

ВСТУП

Метою курсової роботи є визначення СТЖзаб і Rстжзаб під впливом забруднення атмосферного повітря оксидом вуглецю, двооксидом сірки, двооксидом азоту для різних вікових груп ( 4,11,43-ти років) з урахуванням часу перебування в умовах відкритого повітря (на вулиці). Треба враховувати, що оксид вуглецю та окисли азоту при спільному впливі на організм людини виявляють адитивну дію. Окисли азоту та двооксид сірки –потенційовану.

Курсовий проект складається з трьох основних розділів.

У першому розділі будуть розглянуті впливи на людину забруднювачів повітря, а також шляхи кількісної оцінки і ступеня цих впливів. Токсикологічні характеристики CO,SO2,NO2.

Другий розділ розглядає порядок розрахунку ризику скорочення життя під впливом забруднюючих речовин атмосферного повітря.

У третьому розділі будуть визначенні величини ризику скорочення життя та аналіз отриманих результатів.

1 Вплив шкідливих речовин на організм людини

Методичні вказівки мають за мету поглиблення знань студентів про вплив на людину забруднювачів повітря , а також про шляхи кількісної оцінки і ступеня цих впливів.

Для цього передбачені практичні заняття і розрахункові самостійні роботи.

Речовина, яка при контакті з організмом людини може викликати захворювання різної ваги або погіршення здоров’я як у процесі контакту, так і у віддалені періоди життя людини, теперішнього і наступних поколінь, вважається шкідливим.

Речовини, які забруднюють повітря, що аналізуються є природними і штучними хімічними сполуками: вони входять у загальну класифікацію хімічних сполук, які присутні у системі « людина – середовище»: серед них –лікарські засоби, побутові хімікати, сільськогосподарські отрутохімікати, біологічні рослинні і тваринні отрути, бойові отруйні речовини і промислові отрути, шкідливі речовини, які використовуються у промисловому виробництві або виникають в процесі його.

Зараз відомо декілька мільйонів хімічних речовин і тисячі їх синтезуються або природно продукуються щорічно.

1.1 Вплив шкідливих домішок на організм людини

Зараз прийнята така класифікація речовин за характером впливу на організм людини :

1) загальнотоксичні;

2) які дратують;

3) які сенсибілізують;

4) канцерогенні;

5) мутагенні;

6) які впливають на репродуктивну функцію, крім того, речовини класифікуються за ступенем токсичності: а) надзвичайно токсичні, б) високотоксичні, в) помірно токсичні, г) малотоксичні.

Слід зазначити, що шкідлива, токсична дія різних речовин є результатом взаємодії організму, шкідливої речовини і навколишнього середовища. Ця дія залежить від кількості речовини, що потрапила в організм, її фізичних властивостей, ступеня токсичності, тривалості надходження ,хімізму взаємодії речовини. Важливе значення мають також стать, вік, індивідуальна чутливість людини, шляхи надходження і виділення шкідливих речовин , їхній розподіл в організмі, метеорологічні умови і інші супутні чинники виробничого і навколишнього середовища.

Відомо, що практично всі речовини можуть виявляти токсичні властивості, завдаючи місцеві поверхневі ушкодження тканин, травма або викликаючи захворювання після проникнення в організм ( що відбувається, головним чином, через дихальні шляхи, харчовий тракт або через поверхні тіла, слизуваті оболонки і т.п).

У дихальному тракті частки розмірами більш 5 мкм на 75% затримуються й відкладаються верхніми дихальними шляхами ( носоглоткою), деякі частки відкладаються в трахеях ф бронхах, але 8 % найбільш мілкодисперсних часток досягають альвеол легенів (рис.1.1.1). потім настає процес розчинення або видалення їх із легень.

Рисунок 1.1.1 – Схема утримання і відкладення твердих частинок у дихальному тракті.

Цей шлях найбільш небезпечний, оскільки розчинні шкідливі речовини у виді аерозолей і, особливо, газів, парів, туманів усмоктуються розгалуженою легеневою тканиною , яка має площу більшу 100- 120 м2 і надходять потім безпосередньо у кров, розносяться по всьому організму. Характерним забруднювачем повітря міста, що займає перше місце серед інших ( 30 % всього обсягу забруднень), є продукт неповного окислювання вуглецю – СО. На велику кількість людей у виробничій сфері та у побуті впливає ця газоподібна шкідлива речовина загальнотоксичної дії. Джерела його продукування надзвичайно численні ( включаючи саму людину, організм якої виділяє з видихуваним повітрям у навколишнє середовище за добу біля 10 млн ендогенного СО подібно виділенню вуглекислоти, аміаку та інших речовин – хімічних сполук, які утворюються в процесі обміну).

Ендогенний окис вуглецю утворюється шляхом відщеплення від молекул гемоглобіну крові . це може бути небезпечним для працюючих, або для тих, хто тривалий час знаходиться у герметично закритих помешканнях ( кабіна літака, космічного корабля, каси і т.п.).

Загальнотоксична дія СО, характерна для класифікаційної групи, реалізується в такій послідовності: проникаючи з повітрям у легені, окис вуглецю легко переборює альвеолярно-капілярну мембрану товщиною 0,8 мкм, розчиняються в плазмі крові, дифундує в еритроцити і вступає в оборотну хімічну взаємодію як з окислюванням, так і відновленням гемоглобіну за схемою :

HвO2 +CO = HвCO +O2 , Hв+CO=HвCO

Карбоксігемоглобиін, що утворює патологічний комплекс (HвCO), неспроможний тепер вже приєднувати до себе кисень. Чим вище концентрація СО у повітрі, тим швидше досягається небезпечне для життя утримання HвCO в крові (рис.1.1.2).

Рисунок 1.1.2 – Діаграма, що характеризує ступінь токсичності оксиду у повітрі для людського організму у спокої та за тяжкої роботи

Крім того, до шкідливого прояву гіпоксії кров’яного типу приєднується тканина гіпоксія кров’яного типу приєднується тканинна гіпоксія (як результат порушення споживання кисню клітинами, який веде до їхньої руйнації). Це додатково збільшує інтоксикацію чадним газом. Паралельно виникають ознаки зростаючої поразки центральної нервової системи, зсуви психічної діяльності ( ейфорія, утрата самоконтролю).

Зазначені вище інші види шкідливих речовин також можуть досягти річища крові, попередньо розчиняючись у поті і жировому покрові шкіри людини. Відповідно до загальної закономірності промислові отрути ( як і інші чужорідні речовини, що надійшли в організм) піддаються біотрансформації, процесам метаболізму, розподілу їхньої хімічної структури, що визначають шляхи знешкодження і виведення з організму: через органи дихання, травлення, нирки, шкірні покрови ,залози (мал.1.1.3.).

Основна дія шкідливих речовин – отруєння – може протікати в гострій, підгострій, хронічній формах.

Гострі отруєння викликаються надходженням в організм великої кількості шкідливої речовини ( при високих її концентраціях у повітрі) і характеризується короткочасністю дії. Підгостра форма розвивається повільніше і має більш затяжний плин.

Хронічні отруєння виникають при тривалому впливі шкідливих речовин, що проникають в організм у відносно невеличких кількостях

( концентраціях у повітрі) .

Рисунок 1.1.3 – Схема народження, біотрансформації та виведення з організму чужорідних речовин (біотрансформація – біохімічне перетворення; біополімери – структурна одиниця живих організмів; фіксація – закріплення у біологічному середовищі).

Розвиток впливу шкідливих речовин у залежності від концентрації і часу витримки приведено на рис 1.1.4.

Рисунок 1.1.4 – Типовий вплив шкідливих речовин на організм людини залежно від їх концентрації та часу

Прояв шкідливого впливу розвивається внаслідок явища кумуляції, без якої неможливе хронічне отруєння. У цих умовах виникає і розвивається первинна специфічна дія шкідливих речовин через рецепторний апарат на організм, яка полягає в тому, що утворюється комплексна речовина – клітинний рецептор ( який сприймає зазначену дію). Тут рецепторами є не елементи нервозної системи, а ферменти амінокислоти, вітаміни, гормони, тобто клітинні елементи. У результаті виводяться найбільш важливі біологічні об’єкти, клітини, які стають зруйнованими або зв’язаними молекулами шкідливої речовини. Чим менше кількість молекул шкідливої речовини при цьому використовується, тим більш токсична ця речовина.

У сучасних умовах організм людини може піддаватися спільній

( комбінованій), одночасній або послідовній дії шкідливих речовин при тому самому шляху їхнього надходження. Ці дії виявляються так:

  1. Адитивна дія – сумарний ефект суміші дорівнює сумі ефектів чинних компонентів, що вказує на односпрямованість їхньої дії.

  2. Потенційована дія ( сінергізм) – одна речовина посилює дію іншої, у результаті спільна дія більше за адитивну; спостерігається тільки при гострому отруєнні.

  3. Антагоністична дія – одна речовина послаблює дію іншої; у результаті спільна дія менше за адитивну.

  4. Незалежна дія – комбінований ефект не відрізняється від ізольованої дії кожної шкідливої речовини. Це – суміші продуктів згорання і пилу та ін.

Токсичний ефект при дії однакових концентраціях шкідливих речовин може проявлятися в функціональних і патоморфологічних змінах, які з’являються на рівні організму в цілому ( патологія або його загибелі). Зазначені зміни характеризуються відповідають порогом ( концентраціям) гострої специфічної і хронічної дії, а загибель організму – середньою смертельною концентрацією шкідливої речовини в повітрі ЛК 50(рис.1.1.5). на рисунку 1.1.5 подані також зони гострої специфічної і хронічної дії і зона коефіцієнту запасу перед гранично допустимою концентрацією ГДКс.с.

Рисунок 1.1.5 – Параметри токсикометрії

ЛК50 – середньосмертельна концентрація;

Limac – поріг гострої дії;

Limch – поріг хронічної дії;

Limcp – поріг специфічної дії;

Zac, Zsp, Zch – зони гострої, специфічної, хронічної дії;

Кз – зона коефіцієнту запасу або предгранична латентна зона;

Znd – зона присутності і дії шкідливих речовин.

Поріг гострої дії Limac – це мінімальна концентрація ( доза), яка викликає зміну біологічних показників на рівнів організму в цілому, які виходять за межі пристосувальних фізіологічних реакцій.

Зовнішньо ці зміни характеризуються такими синдромами ( групами ознак): порушення свідомості, порушення подиху, поразки крові, порушення кругообігу, порушення терморегуляції , психічні порушення, поразки печінки і нирок, судорожний синдром.

Поріг хронічної дії Limch являє мінімальну концентрацію, яка викликає сховану тимчасово компенсовану патологію, яка при постійному тривалому впливі зазначеної концентрації шкідливої речовини розвивається в стійку патологію, яка призводить до захворювань і вираженого скорочення тривалості життя.

Поріг специфічної дії Limcp несе в собі ознаки двох перших.

Розміри поданих зон характеризують небезпеку розвитку гострого, специфічного і хронічного отруєння організму під впливом шкідливих речовин. Зона коефіцієнта запасу розділяє зони чинних концентрацій (Zac,Zsp,Zch) і граничних, що знаходяться за концентрацією ГДКс.с.

Рисунок 1.1.6 – Річні залежності шкідливих речовин в залежності від їх нормативної концентрації в атмосферному повітрі відносно відповідної концентрації Берилію ( х – нормативні показники Берилію; у – речовина, з якою порівнюється).

Коефіцієнт запасу визначається за співвідношенням:

ГДКс.с. = Limoh/K3 (1.1)

З урахуванням особливостей токсичності шкідливої речовини, яка розглядається.

Вимога повної відсутності забруднення атмосферного повітря населених місць ( і тим більше в робочих зонах) є нереальною. У зв’язку з цим для виробничих умов законодавчо введені гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин, а також дози і інші токсометричні показники, подані в таблиці 1.1.1.

Таблиця 1.1.1 - Класифікація виробничих отрут за ступенем їхньої небезпеки

(ДЕРЖСТАНДАРТ 12.1.007-76)

Показник

Клас небезпеки

1

2

3

4

Гранично допустима концен

менше

0,1-1,0

1,1-10,0

більш

трація шкідливих речовин у

0,1

10

повітрі робочої зони мг/м3

(ГДК р.з)

Середня смертельна доза при

менше

15-150

151-

більш

введенні в шлунок ,мг/кг

15

5000

5000

Середня смертельна доза при

менше

100-500

501-

більш

нанесенні на шкіру , мг/кг

100

25000

25000

Середня смертельна концен

менше

501-

більш

трація в повітрі, мг/м3

500

5000

50000

50000

Коефіцієнт можливості

більш

300-30

29-3

інгаляційного отруєння

300

(КМІО)

Зона гострої дії

менше 6

6-18

18,1 - 54

більш 54

Зона хронічної дії

більш 10

10- 5

4,9 - 2,5

менше

Затверджені також середньодобові і максимальні разові ГДК забруднюючих речовин в атмосферному повітрі населених місць із вказівкою їхнього класу небезпеки – ГДК с.с. і ГДК м.р..

Подані нормативи дають також важливу інформацію про гранично припустимі масові концентрації шкідливих речовин, віднесених до об’ємної одиниці повітря, а також співвідношення між собою і співвідношення їх з дозами шкідливих речовин.

У першому випадку для кількісного порівняння впливу забруднювачів атмосферного повітря на організм людини доцільно побудувати логарифмічні залежності токсичності шкідливих речовин, приймаючи за вихідний нормативний рівень ГДКс.с., ГДКр.з. і ЛК50 –сильнішої промислової отрути – берилія. На рис.1.1.6. зображені рівнів токсичності речовини від берилія до етилового спирту.

Ці рівні можуть використовуватися при кількісній оцінці кінцевого токсичного ефекту для випадків вдихання декількох речовин, комбінована дія яких може бути результатом адитивної , потенційованої, антагоністичної або незалежної взаємодії. Оцінка може бути виражена і сумарним вектором, який побудований у зазначених полях взаємодії з урахуванням рівня токсичності, концентрації і часу дії шкідливих речовин.

Розгляд розташування рівнів токсичності вказує на відносно більш жорсткі ГДКр.з, які встановлені нормативними документами .[1]

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]