УчПос_2014_Дисц-БЖ_ТОМ

51

Весной 1987 г. озоновая дыра над Антарктидой по результатам космических снимков достигла 7 млн. квадратных километров. В марте 1995 г. озоновый слой стал ещѐ тоньше на 50% и появились мини-дыры над Северными районами Канады и Скандинавским полуостровом.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), уменьшение содержания в атмосфере озона на 1% (что соответствует росту УФО излучения на 2%) приводит к онкологическим заболеваниям, снижению иммунитета. В 2005 г. исполнилось 20 лет со дня принятия Конвенции по защите озонового слоя от воздушных антропогенных выбросов фреона.

2.3. Негативные факторы техносферы

Среда обитания тесно связана с понятием «Биосфера Земли». Биосфера – наружная оболочка (сфера) Земли, область

распространения и существования жизни, включает все живые организмы и элементы неживой природы, составляющие среду их обитания.

Каждый уровень биосферы характеризуется присущими ему свойствами, а также свойствами входящих в него элементов – экосистем

(рис. 2.2).

Рис. 2.2. Строение биосферы.

52

Экосистемы - единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой их обитания, являются одним из основных предметов изучения экологии.

Экосистема включает в себя два основных компонента: биоценоз (животные, растения, микроорганизмы) и экотоп (факторы неживой природы).

Биосферу можно представить как огромную, сложную экосистему. Развитие биосферы, это развитие жизни на земле – биогенезиса ,

оказывающего мощное воздействие на окружающую среду.

С развитием разума – ноогенезиса, происходит постепенный переход биосферы в ноосферу.

Ноосфера – это высшая стадия развития биосферы, характеризующаяся сохранением естественных закономерностей биосферы.

В результате природопользования человека происходит изменение природных комплексов, формируется техногенезис и при дальнейшем развитии биосферы в ноосфере постепенно образуется техносфера.

Появление техносферы привело к тому, что во многих регионах нашей планеты она стала активно замещать биосферу. На планете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами. В наибольшей степени экосистемы разрушены в развитых странах Европы, Северной Америки и в Японии. Здесь естественные экосистемы сохранились в основном на небольших площадях и представляют собой небольшие «пятна» биосферы, которые подвержены сильному техносферному давлению.

Техносфера — участок биосферы, преобразованный в результате антропогенного или техногенного воздействия на среду обитания в соответствии с материальными и социально-экономическими потребностями человека.

Техносфера как среда жизнедеятельности человека включает в себя несколько характерных составляющих сфер:

промышленную;

сельскохозяйственную;

транспортную;

селитебную (жилую);

социально-культурную и др.

Совокупность отдельных элементов этих сфер, сосредоточенных на единой ограниченной территории, создает городскую среду.

Промышленная техносфера состоит из промышленных предприятий, сельскохозяйственная — из сельскохозяйственных предприятий. На предприятиях человек осуществляет хозяйственную деятельность в производственной среде.

53

Производственная среда — совокупность вещественных элементов и факторов технического и природного характера и социальных элементов, сформировавшихся под воздействием производительных сил и производственных отношений. Деятельность человека в производственной среде осуществляется на рабочих местах в определенных условиях, которые называются условиями труда.

Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, росту коммуникабельности, обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это благоприятно отразилось на, условиях жизни и в совокупности с другими факторами положительно сказалось на продолжительности жизни людей.

Однако в созданной руками и разумом человека техносфере, призванной максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, образовалось множество негативных факторов. Появившиеся производственная и городская среды оказались далеки по уровню безопасности от допустимых требований.

Стремясь получить максимальные результаты от своей хозяйственной деятельности, современное человечество с его мощной техникой стало использовать не только огромные энергетические ресурсы биосферы, но и небиосферные источники энергии (ядерные, термоядерные), ускоряя тем самым геохимическое преобразование природной среды. Многие процессы, вызванные техногенной деятельностью человека, оказались противоположно направленными естественному ходу в биосфере (рассеивание металлов, освобождение углерода, нарушение процессов в атмосфере и т.д.).

В процессе развития биосферы возможны загрязнения ее составляющих – атмосферы, гидросферы и литосферы (почвы). Основные вещества, загрязняющие атмосферу, это газы (90 %) и пыль

(10 %).

Ежегодное количество примесей, поступающих в атмосферу земли

	Выбросы, млн. т		Доля
			антропогенных
Вещество
			примесей в
	естественные	антропогенные	общих
			поступлениях
Пыль	3700	1000	27
Оксид углерода	5000	304	5,7
Углеводороды	2600	88	3,3

54

Оксиды азота	770	53	6,5
Оксиды серы	650	100	13,3
Диоксид	485000	18300	3,6
углерода

Таким образом, созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, привнесла новые опасности и негативные факторы, неведомые в естественной среде обитания.

Негативный фактор техносферы - способность какого-либо элемента техносферы причинять ущерб здоровью человека, материальным и культурным ценностям или природной среде.

Основными негативными факторами техносферы являются:

Вредный, тяжелый, напряженный труд, связанный с деятельностью человека в производственной среде, обладающей опасными

ивредными факторами (работы с химическими веществами, работы с источниками шума, вибрации, электромагнитных и ионизирующих излучения, работа в горячих цехах, работы на высоте, в шахтах, перемещение грузов вручную, работы в замкнутых объемах, работа в неподвижной позе, оценка и переработка большого объема информации

ит.п.).

Загрязнение воздуха, воды, почвы и продуктов питания вредными и опасными химическими веществами, вызванное поступлением в окружающую среду токсичных выбросов и сбросов предприятий, а также промышленных и бытовых отходов.

Воздействие на человека шума, вибрации, теплового, электромагнитного и ионизирующего излучений, вызванное эксплуатацией промышленных объектов и технических систем.

Высокий риск гибели или повреждения здоровья в результате техногенных аварий и катастроф на транспорте, на объектах энергетики и в промышленности.

Социальная напряженность, конфликты и стрессы, причиной которых является высокая плотность и скученность населения.

ВРоссии на сегодняшний день почти 4 млн. человек (17% трудоспособного населения) трудятся в неблагоприятных условиях (запыленность, загазованность, шум, вибрация и т.д.). В результате наблюдается высокий уровень профессиональных заболеваний и острых отравлений, сокращение продолжительности жизни. В сфере промышленного производства также высок уровень травматизма. Наибольшее количество несчастных случаев происходит в строительстве

ипри производстве строительных материалов, в жилищно-

коммунальном хозяйстве и бытовом обслуживании населения,

55

городском транспорте, связи, а также в оборонной промышленности. По показателям смертельного травматизма на производстве Россия опережает развитые страны мира. Количество смертельных случаев в промышленности на 1000 работающих для России почти на порядок выше, чем в США, Финляндии, Японии, Великобритании. Кроме того, производство является главным загрязнителем окружающей среды.

Взагрязнении окружающей среды ведущая роль принадлежит энергетике. Во многих странах ее развитие достигалось преимущественным использованием тепловых электрических станций (ТЭС), сжигающих уголь, мазут или природный газ. Выбросы ТЭС наиболее губительны для биосферы. В выбросах ТЭС содержится зола,

диоксид серы S02, монооксид углерода СО, оксиды азота NOx, оксиды тяжелых металлов (Pb, Со, Mn, Zn и др.) и еще более 100 токсичных и радиоактивных веществ.

Транспорт также вносит большой вклад в загрязнение среды обитания углеводородами CmHn, монооксидом углерода, оксидами азота.

Вкрупных городах, не имеющих ярко выраженной отраслевой специализации, например в Москве, именно транспорт является основным источником загрязнения воздушного и водного бассейна.

До середины XX в. человек не обладал способностью инициировать крупномасштабные аварии и катастрофы и тем самым вызывать необратимые экологические изменения окружающей среды в региональном и глобальном масштабе, соизмеримые со стихийными бедствиями. Появление ядерных объектов и высокая концентрация химических производств сделали человека способным оказывать разрушительное воздействие на биосферу. Примером тому служат трагедии в Чернобыле, Севезо и Бхопале.

Известно, что человеку для удовлетворительного психологического самочувствия необходим минимум свободного пространства. При высокой плотности населения неизбежно возникает скученность людей, их жизненные пространства вынужденно пересекаются, например в транспорте, коммунальных квартирах, плотном людском потоке на улице. В результате возникает повышенная раздражительность, злоба, желание решать свои проблемы некорректными методами, угрожающими жизни и здоровью других людей.

Как отмечалось, важной составляющей техносферы является производственная среда – пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека.

Человек подвергается воздействию опасностей и в своей трудовой деятельности. В условиях производства на человека действуют техногенные, т.е. связанные с техникой, опасности, которые принято называть опасными и вредными производственными факторами.

56

Опасные и вредные факторы по природе действия подразделяются на физические, химические, биологические и психофизические.

Кфизическим относятся: движущиеся машины и механизмы; острые и падающие предметы; повышение или понижение температуры воздуха и окружающих поверхностей; повышенная запыленность и загазованность; повышенный уровень шума, вибрации; повышение или понижение барометрического давления; повышенный уровень ионизирующих излучений; повышенное напряжение в цепи; повышенный уровень электромагнитного излучения, ультрафиолетовый

иинфракрасной радиации; недостаточное освещение; повышенная яркость, пульсация светового потока.

Кхимическим относятся: вредные вещества, используемые в технологических процессах; промышленные яды, ядохимикаты; аварийно химически опасные вещества (АХОВ), боевые токсические химические вещества (БТХВ).

Биологически опасными и вредными факторами являются: патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, риккетсии) и продукты их жизнедеятельности; микроорганизмы растений и животного происхождения.

Психофизические производственные факторы делятся на

физические (статические и динамические) и нервно-психические

перегрузки (перенапряжение, монотонность труда, эмоциональность перегрузки).

Для обеспечения безопасных условий среды обитания устанавливаются пороговые значения негативных факторов. В зависимости от нормируемого фактора различают: ПДК (предельно допустимые концентрации), ПДУ (предельно допустимые уровни), ориентированные безопасные уровни воздействия (ОБУВ), предельно допустимые выбросы (ПДВ) и др.

Предельно допустимой концентрацией (ПДК) называется такая концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 ч. на протяжении всего рабочего стажа не может вызвать у работающих

заболеваний или отклонения в состоянии здоровья.

ПДК устанавливается в мг/м3 на основе исследований и утверждается Минздравом РФ (ГОСТ 12.1.005).

Например, ПДК и класс опасности некоторых веществ:

аммиак – 20 мг/м3 и 4 класс;

ацетон – 200 мг/м3 и 4 класс;

ртуть – 0,01 мг/м3 и 1 класс;

хлор – 0,1 мг/м3 и 1 класс.

57

В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.02 для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ (ПДВ) – это объем загрязнения в выбросах в мг/м3, который на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия и вредные последствия на окружающую среду. СНиП 2.04.05 регламентирует содержание пыли в выбросах вентиляционного воздуха промышленных предприятий. Нормирование содержания CO в отработанных газах двигателей внутреннего сгорания ведется согласно ГОСТ 17.2.2.03.

Воздействие вредных химических веществ на человека.

Для обеспечения жизнедеятельности человека природой организма обусловлено качественное и количественное содержание химических элементов в теле, находящихся в динамическом равновесии с окружающей средой.

Вследствие естественного неравномерного распределения химических элементов в биосфере: атмосфере, гидросфере, литосфере. Избыток или недостаток химических элементов в окружающей среде вызывает геохимические заболевания. Например, недостаток йода в организме приводит к заболеванию – эндемического зоба. При содержании фтора в воде 0,4 мг/л и менее, имеет место повышенная заболеваемость кариесом зубов.

Уровень загрязненности внешней среды возрастает:

в атмосфере – вследствие промышленных выбросов, газов;

в воздухе рабочей зоны – при недостаточной герметизации и

автоматизации производственных процессов;в жилых помещениях – вследствие полимеров, лаков, красок

и др.;

в питьевой воде – в результате сброса сточных вод;

в продуктах питания – при нерациональном использовании

пестицидов, использовании новых видов упаковок и тары.

По степени потенциальной опасности воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на 4 класса в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 с изменением № 1 от 01.01.82г.

Чрезвычайно опасные – ПДК менее 0,1 мг/м3 (бериллий, ртуть, сулема, кварцевая пыль).

Высокоопасные – ПДК 0,1-1,0 мг/м3 (окислы азота, анилин, бензол, пыль гранита).

Умеренно опасные – ПДК 1,1-10,0 мг/м3 (вольфрам, борная кислота, угольная пыль).

Малоопасные – ПДК более 10,0 мг/м3 (аммиак, ацетон, пыль известняка).

Вибрация.

58

Все виды техники, имеющие движущиеся узлы, транспорт – создают механические колебания, приводящие к вибрации. При воздействии вибрации на человека в области резонансных частот возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов.

Вибрация – механические колебания материальных точек или тел. Источники вибраций: разное производственное оборудование. Причина появления вибрации: неуравновешенное силовое воздействие.

Вредные воздействия: повреждения различных органов и тканей; влияние на центральную нервную систему; влияние на органы слуха и зрения; повышение утомляемости.

Более вредная вибрация, близкая к собственной частоте человеческого тела (6-8 Гц) и рук (30-80 Гц).

Шум.

Механические колебания в упругих средах вызывают распространение в этих средах упругих волн, называемых акустическими колебаниями. Упругие волны с частотами от 16 до 20000 Гц в газах, жидкостях и твердых телах называются звуковыми волнами. Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Громкость звука определяется его интенсивностью, выражаемой в Вт/м2. обычно уровень громкости L выражают в логарифмической шкале L = 10 lg (I / I0), где I0 – уровень интенсивности, равный 10-12 Вт/м2, и оцениваемый как порог слышимости человеческого уха при частоте звука 1000 Гц (человеческое ухо наиболее чувствительно к частотам от 1000 до 4000 Гц). Единица измерения громкости в логарифмической шкале называется децибелом (дБ). Она соответствует минимальному приросту силы звука, различаемому ухом.

Шум – совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющихся во времени. Нормальный уровень шума – 10-20 дБ. По частотному диапазону шумы подразделяются на низкочастотные – до 350 Гц, среднечастотные 350800 Гц и высокочастотные – выше 800 Гц.

Для практических целей используется такая характеристика как уровень звукового давления N.

N=20 lg (P/P0), где

P – величина данного звукового давления,

P0 – пороговое давление, равное 2·10-5 Па, при частоте 1000 Гц. Для характеристики постоянного шума установлена

характеристика – уровень звука, измеренный по шкале А шумомера в дБА.

Источники шума многообразны. Это шумы самолетов, рев дизелей, удары пневматического инструмента, громкая музыка и др.

59

Инфразвук Инфразвук – колебание звуковой волны > 20 Гц.

Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же как и у слышимого звука. Подчиняется тем же закономерностям. Используется такой же математический аппарат, кроме понятия, связанного с уровнем звука.

Особенности: малое поглощение энергии, значит распространяется на значительные расстояния.

Источники инфразвука: оборудование, которое работает с частотой циклов менее 20 в секунду.

Вредное воздействие: действует на центральную нервную систему (страх, тревога, покачивание, т.д.)

Опасность для человека

Диапазон инфразвуковых колебаний совпадает с внутренней частотой отдельных органов человека (6-8 Гц), следовательно, из-за резонанса могут возникнуть тяжелые последствия.

Увеличение звукового давления до 150 дБА приводит к изменению пищеварительных функций и сердечному ритму. Возможна потеря слуха и зрения.

Ультразвук

Ультразвук – колебание звуковой волны < кГц. Используется в оптике (для обезжиривания, ...)

—Низкочастотные ультразвуковые колебания распространяются воздушным и контактным путем.

—Высокочастотные – контактным путем.

Вредное воздействие – на сердечно-сосудистую систему; нервную систему; эндокринную систему; нарушение терморегуляции и обмена веществ. Местное воздействие может привести к онемению.

Ультрафиолетовое излучение

= 1 – 400 нм.

Особенности:

По способу генерации относятся к тепловому излучению, и по характеру воздействия на вещества к неионизирующим излучениям.

Диапазон разбивается на 3 области :

1.УФ – А (400 – 315 нм)

2.УФ – В (315 – 280 нм)

3.УФ – С (280 – 200 нм)

УФ – А приводит к флюаресценции.

УФ – В вызывает изменения в составе крови, кожи, воздействует на нервную систему.

УФ – С действует на клетки. Вызывает коагуляцию белков.

60

Действуя на слизистую оболочку глаз, приводит к электроофтамии. Может вызвать помутнее хрусталика.

Источники УФ излучения: лазерные установки; лампы газоразрядные, ртутные; ртутные выпрямители.

Электромагнитное излучение

Спектр электромагнитного излучения

1 300 400 700 106

	УФИ	Видимый	Инфракр.
		свет
			изл.

Гамма					R		1-				760-	Радиоволны
							390				540
лучи												СВЧ, УКВ, КВ, СВ, ДВ
								нм			мкм
10	-14			10		-10	10			-6		10	-2		1			10			2	10			4	, м

Лазерное излучение

Лазерное излучение: = 0,2 - 1000 мкм.

Основной источник - оптический квантовый генератор (лазер). Особенности лазерного излучения - монохроматичность; острая

направленность пучка; когкрентность.

Биологические действия лазерного излучения зависит от длины волны и интенсивности излучения.

Вредные воздействия лазерного излучения.

1)термические воздействия;

2)энергетические воздействия (+ мощность);

3)фотохимические воздействия;

4)механическое воздействие (колебания типа ультразвуковых в облученном организме);

5)электрострит (деформация молекул в поле лазерного излучения);

6) образование в пределах клетках микроволнового электромагнитного поля.

Вредные воздействия оказывает на органы зрения, а также имеют место биологические эффекты при облучении кожи.

Инфракрасное излучение

760 нм – 540 мкм.