«Лекции по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»»

1.2.                      Негативные факторы в системе «человек — среда обитания» 

 

Причины возникновения негативных факторов:

-                      поступление в техносферу отходов промышленности, энергетики, сферы быта, средств транспорта и т.п.;

-                      эксплуатация в жизненном пространстве объектов и технических систем, обладающих повышенными энергетическими характеристиками (энергоустановки, средства транспорта и т.п.);

-                      проведение работ в особых условиях (работы на высоте, в шахтах, перемещение грузов и т.п.);

-                      возникающие техногенные аварии на транспорте, в промышленности, на объектах энергетики;

-                      ошибочные действия операторов технических систем и населения;

-                      воздействие стихийных явлений (землетрясение, наводнение и др.) на элементы техносферы;

 

Отходы как источник негативных факторов. Любой процесс в природной и техногенной среде совершается с образованием отходов в виде материальных и энергетических потоков. Закон о неустранимости отходов и побочных воздействий производств: «В любом хозяйственном цикле образуются отходы и побочные эффекты, они не устранимы и могут быть переведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены в пространстве».

Отходы сопровождают работу любого производства. Они поступают в окружающую среду в виде выбросов в атмосферу, сбросов в водоемы, твердых отходов и мусора на поверхность и недра Земли.

Кроме материальных отходов есть потоки энергии: тепловой, электромагнитной, механической (шум, вибрация).

Отходы отрицательно воздействуют на природную среду, так как  загрязняют ее и образуют в ней опасные зоны. 

 

Загрязнение регионов техносферы.

Загрязнение атмосферы. Естественное загрязнение: пыль (растительного, вулканического, косми­ческого происхождения, возникающую при эрозии почвы, частицы морской соли); туман; дым и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного происхождения и др.

Антропогенное загрязнение: автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SО₂, оксиды азота NO_X, углеводороды С_nН_m и пыль. Кроме них в атмосферу выбрасы­ваются и другие, более токсичные вещества. 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.

Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к превышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми.

Высокие концентрации и миграция примесей в атмосферном воздухе стимулируют их взаимодействие с образованием более токсичных соединений (смога, кислот) или приводят к таким явлениям, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.

Фотохимические смоги периодически наблюдаются во многих городах мира. Для образования смога в атмосфере в солнечную погоду необходимо наличие оксидов азота, углеводородов (их выбрасывают в атмосферу автотранспорт, промышленные предприятия). Смог токсичен, в его составе находятся: О₃ , ПАН (пероксиацилнитраты), Н₂О₂, альдегиды и др.

Кислотные дожди. Источники кислотных дождей – газы, содержащие серу и азот. Наиболее важные из них: SO₂, NO*, H₂S. Кислотные дожди возникают вследствие неравномерного распределения этих газов в атмосфере. Источники соединений азота: естествен­ные (выделение из почвы, грозовые разряды, горение биомассы и др.) 63 %, антропогенные (ТЭС, автотранспорт, промышленность) 37 %.

Серная и азотная кислоты поступают в атмосферу также в виде тумана и паров от промышленных предприятий и автотранспорта. В городах их концентрация достигает 2 мкг/м³.

Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека. Прямое воздействие обычно не представляет опасности, так как концентрация кислот в атмосферном воздухе не превышает 0,1 мг/м³, т. е. находится на уровне ПДК (ПДКс_С = 0,1 и ПДК_мр = =0,3 мг/м³ для H₂SO₄). Такие концентрации нежелательны для детей и астматиков.

Прямое воздействие опасно для металлоконструкций (коррозия со скоростью до 10 мкм/год), зданий, памятников и т. д. особенно из песчаника и известняка в связи с разрушением карбоната кальция.

Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при попадании в водоемы и почву, что приводит к уменьшению рН воды. От значения рН воды зависит растворимость алюминия и тяжелых металлов в ней и, следовательно, их накопление в корнеплодах, а затем и в организме человека. При изменении рН воды меняется структура почвы и снижается ее плодородие. Снижение рН питьевой воды способствует поступлению в организм человека указанных выше металлов и их соединений.

В нашей стране повышенная кислотность осадков (рН = 4...5,5) отмечается в отдельных промышленных регионах. Наиболее неблагополучны города Тюмень, Тамбов, Архангельск, Северодвинск, Вологда, Петрозаводск, Омск и др.

Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в тепловом балансе Земли. На ее долю приходится основная часть поступающей в биосферу теплоты.

Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне излучений, а отраженная от земной поверхности — инфракрасном (ИК). Поэтому доля отраженной лучи стой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества многоатомных минигазов (СО₂, Н₂О, СН₄, О₃ и др.) и пыли в ее составе. Чем выше концентрация минигазов и пыли в атмосфере, тем меньше доля отраженной солнечной радиации уходит в космическое пространство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет парникового эффекта. ИК-излучение поглощается метаном, фреонами, озоном, оксидом диазота и т. п. в диапазоне длины волн 1...9 мкм, а парами воды и углекислым газом при длине волн 12 мкм и более. В последние годы наметилась тенденция к значительному росту концентраций СО₂, СН₄, N₂O и других газов в атмосфере.

Аналогично изменяются концентрации метана, оксида азота, озона и других газов. Рост концентраций СО₂ в атмосфере происходит вследствие уменьшения биомассы Земли и увеличения техногенных поступлений.

Источниками техногенных парниковых газов являются: теплоэнергетика, промышленность и автотранспорт, они выделяют СО₂; хими­ческие производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства определяют поступления CH₄; холодильное оборудование, бытовая химия — фреонов; автотранспорт, ТЭС, промышленность — оксидов азота и т. п.

В результате в биосферу дополнительно поступает теплота порядка 70-10 Дж/год, при этом на долю отдельных газов приходится: СО₂ — 50%, фреонов —15, О₃ — 5, СН₄ — 20, N₂O (оксид азота) — 10 %. Доля парникового эффекта в нагреве биосферы в 16,6 раза больше доли других источников антропогенного поступления теплоты.

Рост концентраций минигазов в атмосфере и как следствие повышение доли теплоты ИК-излучения, задерживаемой атмосферой, не­избежно сопровождается ростом температуры поверхности Земли. В период с 1880 по 1940 г. средняя температура в северном полушарии возросла на 0,4 °С, а в период до 2030 г. она может повыситься еще на 1,5—4,5 °С. Это весьма опасно для островных стран и территорий, расположенных ниже уровня моря. Есть прогнозы, что к 2050 г. уровень моря может повыситься на 25—40 см, а к 2100 — на 2 м, что приведет к затоплению 5 млн. км² суши, т. е. 3 % суши и 30 % всех урожайных земель планеты.

Парниковый эффект в атмосфере – довольно распространенное явление и на региональном уровне. Антропогенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность) создают около городов пространства радиусом 50 км и более с повышенными на 1—5 °С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны над городами разрушаются лишь при интенсивных движениях больших масс воздуха.

Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют собой источник канце­рогенной опасности для человека, стимулируют рост глазных заболе­ваний.

Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора, азота. Источниками их поступления могут быть: вулканические газы; технологии с применением фреонов; атомные взрывы; самолеты («Конкорд», военные), в выхлопных газах которых содержатся до 0,1 % общей массы газов соединения NO и NO₂; ракеты, содержащие в выхлопных газах соединения азота и хлора. Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, про­должительность жизни которых достигает 100 лет. Источниками по­ступления фреонов являются: холодильники при нарушении герметичности контура переноса теплоты; технологии с использовани­ем фреонов; бытовые баллончики для распыления различных веществ и т. п.

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия:

—                  превышение ПДК многих токсичных веществ (СО, NO₂, SO₂, свинца, бензола и др.) в городах и населенных пунктах;

—                  образование смога;

—                  выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах SO*,
NO_X;

—                  появление парникового эффекта при повышенном содержании
СО₂,  СН₄,  Н₂О и  пыли в атмосфере, что способствует повышению средней температуры Земли;

—                  разрушение озонового слоя при поступлении NO* и соединений
хлора в него, что создает опасность УФ-облучения.

Загрязнение гидросферы.

Основными источниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство.

Загрязнители воды:

- биологические (органические микроорганизмы), вызывающие брожение воды;

- химические, изменяющие хи­мический состав воды;

- физические, изменяющие ее прозрачность (мутность), температуру и другие показатели.

Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основном предприятий пищевой, меди­ко-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности.

Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бытовыми стоками. К ним относятся: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства.

Физические загрязнения поступают в водоемы с промышленными стоками, при сбросах из выработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов, транспортных магистралей, за счет осаждения атмосферной пыли.

Антропогенное воздействие на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:

—            снижаются запасы питьевой воды;

—            изменяется состояние и развитие фауны и флоры водоемов;

—            нарушается круговорот многих веществ в биосфере;

—            снижается биомасса планеты и как следствие воспроизводство
кислорода.

Загрязнение земель. Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: добыче полезных ископаемых и их обогащении; захороне­нии бытовых и промышленных отходов; проведении военных учений и испытаний и т. п. Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли — при внесении удобрений и применении пестицидов.

Ежегодно из недр страны извлекается огромное количество горной массы, вовлекается в оборот около трети, используется в производстве около 7 % объема добычи. Большая часть отходов не используется и скапливается в отвалах.

Существенно загрязнение земель в результате осаждении токсичных веществ из атмосферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20—50 км, а превышение ПДК достигает 100 раз. К основным загрязнителям относятся никель, сви­нец, бензапирен, ртуть и др. Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, выбросы ТЭС.

Интенсивно загрязняются пахотные земли при внесении удобрений и использовании пестицидов. Вместе с удобрениями в почву вносятся тяжелые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси. К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром и др. Выведение этих примесей из удобрений —трудоемкий и дорогой процесс. Особую опасность представляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточных вод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других производств.

Антропогенное воздействие на земную кору сопровождается:

—           отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия;

—           чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания раститель­ного и животного происхождения;

—                      нарушением биоценозов вследствие гибели животных и растений;

—                      загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса
сточных вод.

 

Энергетические загрязнения техносферы

К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Основные источники энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон – промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт.

Вибрации в городской среде и жилых зданиях, источником которых является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распро­страняются по грунту. Значительные вибрации и шум в жилых зданиях могут создавать расположенные в них технические устройства (насосы, лифты, трансформаторы и т. п.).

Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др. Источники инфразвука могут быть как естественного происхожде­ния (обдувание ветром строительных сооружений и водной поверхно­сти), так и антропогенного (подвижные механизмы с большими поверхностями—виброплощадки, виброгрохоты; ракетные двигате­ли, транспортные средст­ва).

Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радио­частот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям). Воздействие ЭМП промыш­ленной частоты чаще всего связано с высоковольтными линиями электропередач, источниками постоянных магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях. В быту источниками ЭМП и излучений являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ и другие устройства.

Воздействие ионизирующего излучения на человека может происходить в результате внешнего и внутреннего облучения. Внешнее облучение вызывают источники рентгеновского и гамма-излучения, потоки протонов и нейтронов. Внутреннее облучение вызывают а- и b-частицы, которые попадают в организм человека через органы дыхания и пищеварительный тракт.

Уровень радиоактивности в жилом помещении зависит от строительных материалов: в кирпичном, железобетонном, шлакоблочном доме он всегда в несколько раз выше, чем в деревянном. Газовая плита привносит в дом радиоактивные газы. Поэтому уровень радиоактивности на кухне может существенно превосходить фоновый при рабо­тающей газовой плите.

В закрытом, непроветриваемом помещении человек может подвер­гаться воздействию радона-222 и радона-220, которые непрерывно высвобождаются из земной коры. Поступая через фундамент, пол, из воды или иным путем, радон накапливается в изолированном поме­щении. Концентрация радона на верхних этажах зданий обычно ниже, чем на первом этаже. Изба­виться от избытка радона можно проветриванием помещения.

Негативные факторы производственной среды. 4 группы:

1. Физические. К ним относятся движущиеся машины и механизмы, повышенные уровни шума и вибраций, электромагнитных и ионизирующих излучений, недостаточная освещенность, повышенный уровень статического электричества, повышенное значение напряжения в электрической цепи и другие. 

2. Химические. Это вещества и соединения, различные по агрегат­ному состоянию и обладающие токсическим, раздражающим, сенсибилизирующим, канцерогенным и мутагенным воздействием на организм человека и влияющие на его репродуктивную функцию.

3. Биологические. Патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и продукты их жизнедеятельности, животные и растения.

4. Психофизиологические. Они разделяются на физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психические (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

Конкретные производственные условия характеризуются совокупностью негативных факторов, а также различаются по уровням вредных факторов и риску проявления травмирующих факторов.

Воздействие негативных факторов производственной среды приводит к травмированию и профессиональным заболеваниям работаю­щих.

Профессиональные заболевания возникают, как правило, у длительно работающих в запыленных или загазованных помещениях: у лиц, подверженных воздействию шума и вибраций, а также занятых тяжелым физическим трудом.

 

1.3.                  Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

 

Вредные вещества

Вредным называется вещество, которое при контакте с организ­мом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются на:

—                        промышленные яды, используемые в производстве: напри­мер, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бу­тан), красители (анилин);

—                        ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: гексахлоран, карбофос и др.;

—                        лекарственные средства;

—                        бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;

—                        биологические растительные и животные яды;

— отравляющие вещества (ОВ): зарин, иприт.

К ядам принято относить те вещества, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.

К промышленным ядам относится большая группа химических веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или го­товых продуктов встречаются в производстве. В организм промышленные химические вещества могут прони­кать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповреж­денную кожу. Однако основным путем поступления являются легкие. Помимо острых и хронических профессиональных интоксикаций промышленные яды могут быть причиной понижения устойчивости организма и повышенной общей заболеваемости

Бытовые отравления чаще всего возникают при попадании яда в желудочно-кишечный тракт (ядохимикатов, бытовых химикатов, лекарственных веществ). Возможны острые отравления и заболевания при попадании яда непосредственно в кровь, например при укусах змеями, насекомыми, при инъекциях лекарственных веществ.

Эффект токсического действия различ­ных веществ зависит от количества попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, от взаи­модействия с биологическими средами (кровью, ферментами), от пола, возраста, индивидуальной чувстви­тельности, путей поступления и выведения, распределения в орга­низме, а также метеорологических условий и других сопутствующих факторов окружающей среды.

Яды обладают избирательной токсичностью, т. е. представляют наибольшую опасность для определенного органа или системы организма. По избирательной токсичности выделяют яды:

—               сердечные; к этой группе относят многие лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов (кадмия);

—               нервные, вызывающие нарушение преимущественно психи­ческой активности (угарный газ, алкоголь и его суррогаты, наркотики, снотворные лекарственные препараты и др.);

—               печеночные, среди которых особо следует выделить хлориро­ванные углеводороды, фенолы;

—               почечные — соединения тяжелых металлов, щавелевая кислота;

—               кровяные — анилин и его производные, нитриты;

—               легочные — оксиды азота, озон, и др.

Отравления. Отравления протекают в острой и хронической фор­мах.

Острые отравления чаще бывают групповыми и происходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений тре­бований безопасности труда; они характеризуются кратковременно­стью действия токсичных веществ, не более чем в течение одной сме­ны; поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах — при высоких концентрациях в воздухе; ошибочном приеме внутрь; сильном загрязнении кожных покровов.

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном поступлении яда в организм в относительно небольших количествах. Отравления развиваются вследствие накопления массы вредного ве­щества в организме (материальной кумуляции) или вызываемых ими нарушений в организме (функциональная кумуляция). К ядам, вызывающим хронические отравления в результате только функциональной кумуляции, относятся хлорированные углеводоро­ды, бензол, бензины и др.

При повторном воздействии одного и того же яда в субтоксиче­ской дозе может измениться течение отравления и кроме явления ку­муляции развиться сенсибилизация и привыкание.

Сенсибилизация — состояние организма, при котором повторное воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущее. К веществам, вызываю­щим сенсибилизацию, относятся бериллий и его соединения, карбонилы никеля, железа, кобальта, соединения ванадия и т. д.

При повторяющемся воздействии вредных веществ на организм может возникать ослабление эффектов из-за привыкания. Для развития привыкания к хроническому воздействию яда необходимо, чтобы его концентрация (доза) была достаточной для формирования ответной приспособительной реакции и нечрезмерной, приводя­щей к быстрому и серьезному повреждению организма. При оцен­ке развития привыкания к токсическому воздействию надо учиты­вать возможное развитие повышенной устойчивости к одним ве­ществам после воздействия других. Это явление называют толерантностью.

На производстве, как правило, в течение рабочего дня концентра­ции вредных веществ не бывают постоянными. Они либо нарастают к концу смены, снижаясь за обеденный перерыв, либо резко колеблют­ся.

Классификация веществ по характеру воздействия на организм

Согласно ГОСТ, вещества подразделяются на:

общетоксические, вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения), вызывающие патологические изме­рения печени, почек;

 раздражающие — вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покро­вов;

сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки и др.);

мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, из­менению наследственной информации (свинец, марганец, радиоак­тивные изотопы и др.);

канцерогенные, вызывающие, как правило, злокачественные новообразования (ароматиче­ские углеводороды, хром, асбест и др.);

влияющие на репро­дуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, радиоактивные изотопы и др.).

Для боль­шой группы аэрозолей, не обладающих выраженной токсичностью, выделяют фиброгенный эффект действия на организм. К ним относятся аэрозоли дезинтеграции угля, угольнопородные аэрозоли, аэрозоли кокса (каменноугольного, пескового, нефтяно­го, сланцевого), саж, алмазов, углеродных волокнистых материалов, аэрозоли (пыли) животного и растительного происхождения, силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты, аэрозоли дезинте­грации и конденсации металлов, кремнийсодержащие пыли. Попадая в органы дыхания, вещества этой группы вызывают атрофию или гипертрофию слизистой верхних дыхательных путей, а задерживаясь в легких, приводят к развитию соединительной ткани в воздухообменной зоне и рубцеванию (фиброзу) легких. Профессио­нальные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей - пневмосклерозы, хронический пылевой бронхит, силикоз, асбестоз.

Поступление веществ в организм. Пути поступления веществ:

- через органы дыхания. Этот путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества поступают через раз­ветвленную систему легочных альвеол непосредственно в кровь и разносятся по всему организму.

- через желудочно-кишечный тракт

- через кожные покровы. Повреждение кожи способствует проникновению вредных веществ в организм.

Комбинированное действие веществ

Комбинированное действие — это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Виды комбинированного действия ядов:

Аддитивное действие — это суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующих компонентов. Аддитивность характерна для веществ однонаправленного действия, когда компоненты смеси оказывают влияние на одни и те же системы организма.

Синергизм. Компоненты смеси действуют так, что одно вещество усиливает действие другого. Эф­фект комбинированного действия при синергизме выше, больше аддитивного. Например, алкоголь повышает опасность отравления анилином, ртутью и некоторыми другими промышленными ядами. Явление синергизма возможно только в случае острого отравления.

Антагонистическое действие. Компоненты смеси действуют так, что одно вещество ослабляет действие другого, эффект — менее аддитивного. Примером может служит обезвреживающее взаимодей­ствие между эзерином и атропином.

Независимое действие. Комбинированный эффект не отли­чается от изолированного действия каждого яда в отдельности. Пре­обладает эффект наиболее токсичного вещества.

Наряду с комбинированным влиянием ядов возможно их ком­плексное действие, когда яды поступают в организм одновременно, но разными путями (через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт, органы дыхания и кожу и т. д.).

Пути обезвреживания ядов. Главный путь - изменение химической структуры ядов. Так, органические соединения в организме подвергаются чаще всего окислению, восстановлению, расщеплению, что приводит большей частью к возникновению менее ядовитых и менее активных в организме веществ.

Второй путь — выведение яда через органы дыхания, пищеварения, почки, потовые и сальные железы, кожу. Тяжелые металлы, как правило, выделяются через желудоч­но-кишечный тракт, органические соединения алифатического и ароматического рядов — в неизменном виде через легкие и частично после физико-химических превращений через почки и желудоч­но-кишечный тракт.

Определенную роль в относительном обезвре­живании ядов играет депонирование (задержка в тех или иных орга­нах). Депонирование является временным путем уменьшения содер­жания яда, циркулируемого в крови. Например, тяжелые металлы (свинец, кадмий) часто откладываются в депо: костях, печени, поч­ках, некоторые вещества — в нервной ткани. Однако яды из депо мо­гут вновь поступать в кровь, вызывая обострение хронического отравления.

Для ограничения неблагоприятного воздействия вредных ве­ществ применяют гигиеническое нормирование их содержания в раз­личных средах. В связи с тем, что требование полного отсутствия про­мышленных ядов в зоне дыхания работающих часто невыполнимо, особую значимость приобретает гигиеническая регламентация содер­жания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005—88 и ГН 2.2.5.686—98). Такая регламентация в настоящее время проводит­ся в три этапа: 1) обоснование ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ); (ГН 2.2.5.687-98); 2) обоснование ПДК; 3) кор­ректирование ПДК с учетом условий труда работающих и состояния их здоровья. Установлению ПДК может предшествовать обоснование ОБУВ в воздухе рабочей зоны, атмосфере населенных мест, в воде, почве.

Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны — это концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в продолжение 8 ч или при другой длительности, но не превышающей 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколений.

Профессиональные заболевания. К профессиональным заболеваниям, вызываемым воздействием вредных веществ, относятся острые и хронические интоксикации, протекающие с изолированным или сочетанным поражением орга­нов и систем: токсическое поражение органов дыхания (трахеит, бронхит, пневмосклероз и др.), токсическая анемия, токсический ге­патит, токсическая нефропатия, токсическое поражение нервной системы (полиневропатия, неврозоподобные состояния, энцефало­патия), токсическое поражение глаз (катаракта), конъюнктивит, токсическое поражение костей: остеопороз, ос­теосклероз. В эту же группу входят болезни кожи, аллергические заболевания, новообразования.

Профессиональные заболевания, вызываемые воздействием промышленных аэрозолей: пневмокониозы (силикоз, силикатозы, пневмокониозы от пыли пластмасс), хронический брон­хит.

Профессиональные забо­левания аллергической природы: конъюнктивиты и риниты, бронхи­альная астма и астматический бронхит.

 

Раздел 2. ЗАЩИТА ОТ ОПАСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В ТЕХНОСФЕРЕ

 

2.1.                      Общие принципы и методы защиты

 

Опасности. Опасность — негативное свойство живой и неживой материи, способное причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным ценностям.

Источником опасности может быть все живое и неживое, а подвергаться опасности также может все живое и неживое. Опасности реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации, они существуют в пространстве и во времени.

Источники формирования опасности:

1.       Сам человек, его труд, деятельность, средства труда;

2.       Окружающая среда;

3.       Явления и процессы, возникающие в результате взаимодействия человека с окружающей средой.

В БЖД существуют 2 понятия:

- ноксосфера (лат «noxo» - опасность) – сфера, в которой существуют опасности

- гомосфера (лат. «homo» - человек) – сфера, в которой присутствует человек.

Опасность реализуется на пересечении этих 2 сфер.

Классификация опасностей. Опасности по вероятности воздействия на человека и среду оби­тания разделяют на потенциальные, реальные и реализованные.

Потенциальная опасность представляет угрозу общего характера, не связанную с пространством и временем воздействия. Например, в выражении «шум вреден для человека» говорится только о потенциальной опасности для человека шума и горючих веществ.

Реальная опасность всегда связана с конкретной угрозой воздействия на объект защиты (человека); она координирована в пространст­ве и во времени.

Реализованная опасность — факт воздействия реальной опасности на человека и/или среду обитания, приведший к потере здоровья или к летальному исходу человека, к материальным потерям. Если взрыв автоцистерны привел к ее разрушению, гибели людей и/или возгоранию строений, то это реализованная опасность.

Реализованные опасности: происшествия, чрезвычайные происшествия, аварии, катастрофы и стихийные бедствия.

Происшествие — событие, состоящее из негативного воздействия с причинением ущерба людским, природным или материальным ре­сурсам.

Чрезвычайное происшествие (ЧП) — событие, происходящее обычно кратковременно и обладающее высоким уровнем негативного воздействия на людей, природные и материальные ресурсы. К ЧП относятся крупные аварии, катастрофы и стихийные бедствия.

Авария — происшествие в технической системе, не сопровождаю­щееся гибелью людей, при котором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно.

Катастрофа — происшествие в технической системе, сопровож­дающееся гибелью или пропажей без вести людей.

Стихийное бедствие — происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее к разрушению биосферы, техно­сферы, к гибели или потере здоровья людей.

По природе происхождения опасности разделяются на природные (естественные), обусловленные стихийными явлениями, климатическими условиями и т.п.; технические, антропогенные, экологические и смешанные. Согласно ГОСТ 12.1.0.003-74 опасности могут быть физическими, химическими, биологическими и психофизиологическими. По локализации опасности могут быть связанные с литосферой, гидросферой, атмосферой и космосом.

Квантификация опасностей – количественная оценка опасностей (возможна в числах, баллах и др.). Опасность часто оценивают степенью риска.

Идентификация опасностей – это процесс обнаружения опасностей и установления их характеристик (количественных, временных, пространственных и др.). При идентификации опасностей устанавливают и выявляют номенклатуру опасностей, вероятность их проявления, пространственную локализацию, возможный ущерб и другие характеристики, необходимые для решения проблемы безопасности.

Вредный фактор — негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию.

Травмирующий (травмоопасный) фактор — негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу.

Аксиома о потенциальной опасности: Жизнедеятельность человека потенциально опасна.

Безопасность, системы безопасности. Все опасности тогда реальны, когда они воздействуют на конкретные объекты (объекты защиты).

К объектам защиты относятся: человек, общество, государство, природная среда (биосфера), техносфера и т.п. Основное желаемое состояние объектов защиты безопасное. Оно реализуется при полном отсутствии воздействия опасностей. Состоя­ние безопасности достигается также при условии, когда действующие на объект защиты опасности снижены до предельно допустимых уровней воздействия.

Безопасность — состояние объекта защиты, при котором воздействие на него всех потоков вещества, энергии и информации не превышает максимально допустимых значений.

Системы безопасности:

- система личной и коллективной безопасности человека в процессе его жизнедеятельности;

- система охраны природной среды (биосферы);

- система государственной безопасности;

- система глобальной безопасности.

Аксиомы БЖД.

Аксиома 1. Техногенные опасности существуют, если повседневные потоки вещества, энергии и информации в техносфере превышают пороговые значения.

Аксиома 2. Источниками техногенных опасностей являются элемен­ты техносферы.

Аксиома 3. Техногенные опасности действуют в пространстве и во времени.

Аксиома 4. Техногенные опас­ности оказывают негативное воздействие на человека, природ­ную среду и элементы техносферы одновременно.

Аксиома 5. Техногенные опасности ухудшают здоровье людей, приво­дят к травмам, материальным потерям и к деградации природной среды.

Аксиома 6. Защита от техногенных опасностей достигается совер­шенствованием источников опасности, увеличением расстояния между источником опасности и объектом защиты, применением защитных мер

Аксиома 7. Компетентность людей в мире опасностей и способах защиты от них — необходимое условие достижения безопасности жиз­недеятельности.

Критерии комфортности и безопасности техносферы. В ка­честве критериев комфортности устанавливают значения температуры воздуха в помещениях, его влажности и подвижности.

Критериями безопасности техносферы являются ПДК и ПДУ.

ПДК — предельно допустимая концентрация вещества в жизненном пространстве.

ПДУ — предельно допу­стимый уровень потока энергии.

ПДК и ПДУ лежат в основе определения предельно допустимых выбросов (сбросов) или предельно допустимых потоков энергии для источников загрязнения среды обитания.

Риск. Риск – вероятность реализации негативного воздействия в зоне пребывания человека. Объект риска – то, что подвергается риску.

Вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций применитель­но к техническим объектам и технологиям оценивают на основе статистических данных или теоретических исследований. При использовании статистических данных величину риска определяют по формуле

R= (N_чс/ N_о)£ R_доп,

где R – риск; N_чс – число чрезвычайных событий в год; N_о – общее число событий в год; R_доп – допустимый риск.

В настоящее время сложились представления о величинах прием­лемого (допустимого) и неприемлемого риска. Неприемлемый риск имеет вероятность реализации негативного воздействия более 10^-3, приемлемый – менее 10^-6. При значениях риска от 10^-3 до 10^-6 принято различать переходную область значений риска.

Виды рисков: индивидуальный, коллективный, экономический, социальный, мотивированный, немотивированный и др.

 

2.2. Идентификация травмирующих и вредных факторов, опасные зоны

Механические колебания. Вибрация — малые механические колебания, возникающие в упругих телах. Источники вибраций – разное производственное оборудование. Воздействие вибраций на человека классифицируется:

1. По способу передачи колебаний;

2. По направлению действия вибраций;

3. По временной характеристике.

В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют на общую вибрацию, передающуюся через опорные по­верхности на тело сидящего или стоящего человека; локальную вибрацию, пере­дающуюся через руки или участки тела человека (предплечья), контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов.

По направлению действия вибрация подразделяется на:

— вертикальную;

— горизонтальную, распространяющуюся от спины к груди;

— горизонтальную, распространяющуюся от правого плеча к левому плечу.

По временной характеристике различается:

— постоянная вибрация,

— непостоянная вибрация.

Действие вибрации зависит от частоты и ампли­туды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей организма человека, явлений резонанса и других усло­вий. Резонанс человеческого тела и его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. При повышении частот колебаний выше 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20...30 Гц, при горизонтальных — 1,5...2Гц.

Расстройство зрительных восприятий проявляется в диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4...6 Гц.

При действии на организм общей вибрации в первую очередь страдает опорно-двигательный аппарат, нервная система и такие анализаторы как вестибулярный, зрительный, тактильный. У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания. Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Толчкообразная вибрация вызывает микротравмы различных тканей с последующими их изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.

Существует профессиональное заболеваний – вибрационная болезнь (ВБ). Она диагностируется, как правило, у работающих на производстве.

Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и тол­чков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Рабочие жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость. В целом, воздей­ствие общей вибрации выражается общими вегетативными расстройствами с нарушениями опорно-двигательного аппарата (мышц, связок, костей и суставов), снижением сосудистого тонуса и болевой, температурной и вибрационной чувствительности.

Локальной вибрации подвергаются главным обра­зом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а колебания высоких частот – спазм сосудов. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызы­вают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов.

У формовщиков, бурильщиков, заточников при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8...10 лет работы.

К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибраций на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, повышенная влажность, интенсивный шум, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и смачивание рук значительно повышает риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций.

Гигиеническое нормирование вибраций осуществляется по ГОСТ 12.1.012 – 90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования» и СН 2.2.4/2.1.8.566—96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

Защита от вибрации.

Снижение виброактивности машин.

Вибродемпфирование — метод снижения вибра­ции путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция.

Виброгашение осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Этот способ широко применяется при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентилято­ров, насосов и т. п.).

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания.

Использование СИЗ — виброизолирующие рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки; виброизолирующая обувь, стельки, подметки.

 

Акустические колебания. Акустические колебания в диапазоне 16 Гц...20 кГц называют звуковы­ми. С частотой менее 16 Гц — инфразвуковыми, выше 20 кГц — ультразвуковыми. Распространяясь в пространстве, звуковые колеба­ния создают акустическое поле.

Шум. Шум – совокупность непериодических звуков различ­ной интенсивности и частоты. Шумы имеют разную интенсивность: автосирена — 100 дБ А, шум двигателя легкового автомобиля — 80 дБ А, шум в обычной квартире —30...40 дБ А.

В биологическом отношении шум является стрессовым фактором. Акустический стресс может приводить к функциональным нарушениям регуляции ЦНС, дегенеративным процессам в ор­ганах и тканях. Степень шумовой патологии зависит от интенсивности и продолжительности воздействия, функционального состояния ЦНС и от индивидуальной чувствительности организма к акустическому раздражителю. Женский и детский организм особен­но чувствительны к шуму. Высокая индивидуальная чувствительность может быть одной из причин повышенной утомляемости и развития неврозов.

Влияние шума на организм человека. Шум угнетает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нару­шению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболе­ваний, гипертонической болезни, может приводить к профес­сиональным заболеваниям. Помимо патологии органа слуха при воздействии шума наблюдаются отклонения в состоянии вестибуляр­ной функции, а также общие неспецифические изменения в организме; рабочие жалуются на головные боли, головокружение боли в области сердца, повышение артериального давления, боли в области желудка и желчного пузыря, изменение кислотности желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем и общей устойчивости организма к внешним воздействиям.

Шум с уровнем звукового давления до 30...35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40. 70 дБ в условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия и при длительном действии может быть причиной неврозов. Воздействие шума уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха — профессиональной тугоухости. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) –  смерть.

Специфическое шумовое воздействие, сопровождающееся повреждением слухового анализатора, проявляется медленно прогрессирующим снижением слуха. У некоторых лиц серьезное шумовое повреждение слуха может наступить в первые месяцы воздействия, у других — потеря слуха развивается постепенно, в течение всего пери­ода работы на производстве. Снижение слуха на 10 дБ практически неощутимо, на 20 дБ — начинает серьезно мешать человеку так как нарушается способность слышать важные звуковые сигналы наступает ослабление разборчивости речи.

Основной метод исследования слуха – тональная аудиометрия. При оценке слуховой функции оп­ределяющими приняты средние показатели порогов слуха в области восприятия речевых частот (500, 1000, 2000 Гц), а также потеря слухового восприятия в области 4000 Гц.

Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003—83* и Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.56296 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». Нормирование допустимого шума в жилых помещениях, общественных зданиях и на территории жилой застройки осуществляется в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562—96.

Защита от шума:

- снижение звуковой мощности источника шума;

- изменение направленности излучения шума;

- акустическая обработка помещений;

- звукоизоляция;

- применение глушителей шума;

- применение средств индивидуальной защиты.

 

Ультразвук. Акустические колебания с частотой более 20 КГц. Ультразвук используется в ряде отраслей промышленности, в медицине.

По частотному спектру ультразвук классифицируют на низкочастотный и высокочастотный; по способу распространения — воздушный и контактный ультразвук.

Длительное сис­тематическое влияние ультразвука, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. У работающих на ультразвуковых установках отмечают выраженную астению, сосудистую гипотонию, снижение электрической активности сердца и мозга. Изменения ЦНС в начальной фазе проявляются нарушением рефлекторных функций мозга (чувство страха в темноте, в ограниченном пространстве, резкие приступы с учащением пульса, чрезмерной потливостью, спазмы в желудке, кишечнике, желчном пузыре). Наиболее характерны вегетососудистая дистония с жалобами на резкое утомление, головные боли и чувство давления в голове, затруднения при концентрации внимания, торможение мыслительного процесса, на бессонницу.

Контактное воздействие высокочастотного ультразвука на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности. Ультразвуковые колебания могут вызывать изменения костной структуры с разрежени­ем плотности костной ткани.

Профессиональные заболевания при кон­тактной передаче ультразвука на руки — вегетосенсорная (ангионевроз) или сенсомоторная полиневропатия рук.

Гигиенические нормативы ультразвука определены ГОСТ 12.1.001 – 89. Гигиенической характеристикой воздушного ультразвука на рабо­чих местах являются уровни звукового давления (дБ) в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 12,5...100 кГц.

Инфразвук. Инфразвук — область акустических колебаний с частотой ниже 16...20 Гц. В условиях производства инфразвук, как правило, сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев — с низкочастотной вибра­цией.

При воздействии инфразвука на организм уровнем 110...150 дБ могут возникать неприятные субъективные ощущения и многочислен­ные реактивные изменения: нарушения в ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Отмечают жало­бы на головные боли, головокружение, осязаемые движения барабан­ных перепонок, звон в ушах и голове, снижение внимания и работоспособности; может появиться чувство страха, сонливость, за­труднение речи; специфическая для действия инфразвука реакция — нарушение равновесия. При воздействии инфразвука с уровнем 105 дБ отмечены психофизиологические реакции в форме повышения тре­вожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости.

Установлен аддитивный характер действия инфразвука и низкоча­стотного шума. Следует отметить, что производственный шум и виб­рация оказывают более агрессивное действие, чем инфразвук сопоставимых параметров.

Гигиеническая регламентация инфразвука производится по санитар­ным нормам СН 2.2.4/2.1.8.583—96, которые задают предельно до­пустимые уровни звукового давления (УЗД) на рабочих местах для различных видов работ, а также в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки.

Ударная волна. На людей и животных может воздействовать ударная волна. Ее воздействие может быть прямым и косвенным. Прямое воздействие возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Косвен­ные поражения могут произойти в результате ударов осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов, летящих с большой скоростью. Радиус поражения обломками зданий, особенно осколками стекол, может превысить радиус непосредственного поражения ударной волной.

Степень воздействия ударной волны зависит от мощности взрыва, расстояния, метеоусловий, местонахождения (в здании, на открытой местности) и положения человека (лежа, сидя, стоя) и характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.

Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных, расположенных вне укрытий, считаются без­опасными.

Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20...40 кПа. Кратковременные нарушения функ­ций организма (звон в ушах, головокружение, головная боль). Возможны вывихи, ушибы.

Поражения средней тяжести (40...60 кПа) – могут быть вывихи конечностей, контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей.

Тяжелые контузии и травмы (60...100 кПа). Они характеризуются выраженной контузией всего орга­низма, переломами костей, кровотечениями из носа, ушей; возможно повреждение внутренних органов и внутреннее кровотечение.

Крайне тяжелые контузии и травмы (более 100 кПа). Разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга с дли­тельной потерей сознания. Эти травмы могут привести к смертельному исходу.

 

Электромагнитные поля и излучения. Существуют естественные и техногенные источники ЭМП. Естественные источники ЭМП:

—           атмосферное электричество;

—           радиоизлучение Солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной);

—           электрическое и магнитное поля Земли.

Источниками техногенных ЭМП являются: различная передающая аппаратура, коммутаторы, разделительные высокочастотные фильтры, антенные системы, различные промышленные установки, снабженные высокочастотными (ВЧ), ультравысокочастотными (УВЧ) и сверхвысокочастотными (СВЧ) генераторами.

Любое электромагнитное явление, рассматриваемое в целом, характеризуется двумя сторонами — электрической и магнитной, меж­ду которыми существует тесная связь. Электромагнитное поле также имеет всегда две взаимосвязанные стороны — электрическое поле и магнитное поле. Вместе с тем можно создать условия, когда в некото­рой области пространства обнаруживаются только электрические или только магнитные явления. Таковым является, например, случай за­ряженных неподвижных проводящих тел, вне которых обнаруживает­ся только электрическое поле. Аналогично в пространстве, окружаю­щем неподвижные постоянные магниты, обнаруживается только маг­нитное поле.

Электромагнитное поле представляет особую форму материи. Вся­кая электрически заряженная частица окружена электромагнитным полем, составляющим с ней единое целое. Но электромагнитное поле может существовать в свободном, в виде движущихся фотонов или в виде электромагнитных волн.

Движущееся ЭМП (электромагнитное излучение — ЭМИ) характеризуется векторами напряженности электрического Е (В/м) и маг­нитного Н (А/м) полей, которые отражают силовые свойства ЭМП.

Опасное воздействие на работающих могут оказывать электромагнитные поля радиочастот (60 кГц—300 ГГц), электрические и магнит­ные поля промышленной частоты (50 Гц), электростатические поля.

Электрические поля. Источником электрических полей промышленной частоты явля­ются токоведущие части действующих электроустановок (линии элек­тропередач, индукторы, конденсаторы термических установок, генераторы, трансформаторы, электромагниты, литые и металлокерамические магниты и др.). Длительное воздей­ствие электрического поля на организм человека может вызвать нару­шение функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой, систем. Это выражается в повышенной утомляемости, снижении ка­чества выполнения рабочих операций, болях в области сердца, изме­нении кровяного давления и пульса.

Для электрического поля промышленной частоты в соответствии с ГОСТ 12.1.002—84 предельно допустимый уровень напряженности электрического поля, пребывание в котором не допускается без примене­ния специальных средств защиты, в течение всего рабочего дня равен 5 кВ/м. Предель­но допустимое значение напряженности электрического поля устанав­ливается равным 25 кВ/м.

Основными видами средств коллективной защиты от воздействия электрического поля токов промышленной частоты являются экрани­рующие устройства — составная часть электрической установки, пред­назначенная для защиты персонала в открытых распределительных устройствах и на воздушных линиях электропередач.

Экранирующее устройство необходимо при осмотре оборудования и при оперативном переключении, наблюдении за производством работ. Конструктивно экранирующие устройства оформляются в виде козырьков навесов или перегородок из металлических ка­натов, прутков, сеток. Экранирующие устройства должны иметь ан­тикоррозионное покрытие и заземлены.

Для защиты от воздействия электрического поля токов промышленной частоты используются также экранирующие костюмы, которые изготавливаются из специальной ткани с металли­зированными нитями.

Электростатические поля. На предприятиях широко используют и получают в больших количествах вещества и материалы, обладающие диэлектрическими свойствами, что способствует возникновению зарядов статического электричества.

Статическое электричество образуется в результате трения (соприкосновения или разделения) двух диэлектриков друг о друга или диэлектриков о металлы. При этом на трущихся веществах могут на­капливаться электрические заряды, которые легко стекают в землю, если тело является проводником электричества и оно заземлено. На диэлектриках электрические заряды удерживаются продолжитель­ное время, вследствие чего они получили название статического элек­тричества.

У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные расстройства: раздражительность, голов­ная боль, нарушение сна, снижение аппетита и др.

Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены ГОСТ 12.1.045—84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» и Санитарно-гигиеническими нормами допустимой напряженности электростатического поля (№ 1757—77).

Допустимые уровни напряженности электростатических полей устанавливаются в зависимости от времени пребывания на рабочих мес­тах. Предельно допустимый уровень напряженности электростатичес­ких полей устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности электростатических полей менее 20 кВ/м вре­мя пребывания в электростатических полях не регламентируется. В диапазоне напряженности от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в электростатическом поле без средств защиты зависит от конкретного уровня напряженности на рабочем месте.

Меры защиты от статического электричества:

—             предотвращение накопления зарядов на электропроводящих ча­стях оборудования, что достигается заземлением оборудования и ком­муникаций, на которых могут появиться заряды (аппараты, резервуа­ры, трубопроводы, транспортеры, сливоналивные устройства, эстака­ды и т.п.);

—         уменьшение электрического сопротивления перерабатываемых
веществ;

—         применение нейтрализаторов статического электричества, со­здающих вблизи наэлектризованных поверхностей положительные и отрицательные ионы. Ионы, несущие заряд, противоположный заряду поверхности, притягиваются к ней и нейтрализуют заряд;

—         снижение интенсивности зарядов статического электричества.
Достигается соответствующим подбором скорости движения веществ,
исключением разбрызгивания, дробления и распыления веществ, от­водом электростатического заряда, подбором поверхностей трения,
очисткой горючих газов и жидкостей от примесей;

—         отвод зарядов статического электричества, накапливающихся
на людях. Достигается обеспечением работающих токопроводящей
обувью и антистатическими халатами, устройством электропроводя­щих полов или заземленных зон, помостов и рабочих площадок, за­землением ручек дверей, поручней лестниц, рукояток приборов, ма­шин и аппаратов.

Магнитные поля. Магнитные поля промышленной частоты возникают вокруг любых электроустановок и токопроводов промышленной частоты. Чем боль­ше ток, тем выше интенсивность магнитного поля.

Магнитные поля могут быть постоянными от искусственных магнитных материалов и систем, импульсными, инфранизкочастотными (с частотой до 50 Гц), переменными. Действие магнитных полей мо­жет быть непрерывным и прерывистым.

Степень воздействия магнитного поля (МП) зависит от максималь­ной напряженности его в рабочем пространстве магнитного устрой­ства или в зоне влияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит от расположения рабочего места по отношению к МП и режима труда. Каких-либо субъективных воздействий постоян­ные МП не вызывают. При действии переменных МП наблюдаются характерные зрительные ощущения, так называемые фосфены, кото­рые исчезают в момент прекращения воздействия.

При постоянной работе в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельно допустимые уровни, развиваются наруше­ния функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. При преимущественно локальном воздействии могут развиваться вегетативные и трофичес­кие нарушения, как правило, в областях тела, находящегося под не­посредственным воздействием МП (чаще всего рук). Они проявляют­ся ощущением зуда, бледностью или синюшностыо кожных покро­вов, отечностью и уплотнением кожи, в некоторых случаях развивает­ся гиперкератоз (ороговелость).

В соответствии с СН 1742—77 напряженность МП на рабочем мес­те не должна превышать 8 кА/м. Напряженность МП линии электро­передачи напряжением до 750 кВ обычно не превышает 20-25 А/м, что не представляет опасности для человека.

Электромагнитные излучения. Источниками электромагнитных излучений в широком диапазоне частот (сверх- и инфранизкочастотном, радиочастотном, инфракрасном, видимом, ультрафиолетовом, рентгеновском) являются мощ­ные радиостанции, антенны, генераторы сверхвысоких частот, уста­новки индукционного и диэлектрического нагрева, радары, лазеры, измерительные и контролирующие устройства, исследовательские установки, медицинские приборы и устройства, ПЭВМ, видеодисп­лейные терминалы на электронно-лучевых трубках, используемые как в промышленности, научных исследованиях, так и в быту.

Источниками повышенной опасности с точки зрения электромагнитных излучений являются также микроволновые печи, телевизо­ры, мобильные и радиотелефоны.

Низкочастотные излучения. Источниками низкочастотных излучений являются системы производства, передачи и распределения электроэнергии (электростан­ции, трансформаторные подстанции, системы и линии электропере­дачи), электросети жилых и административных зданий, транспорт на электроприводе и его инфраструктура.

При длительном воздействии низкочастотного излучения могут появиться головные боли, изменение артериального давления, разви­ваться утомление. Могут наблюдаться выпадение волос, ломкость ног­тей, снижение массы тела, стойкое снижение работоспособности.

Для защиты от низкочастотного излучения экранируют либо источники излучения, либо зоны, где может находиться чело­век.

Радиочастотные излучения. Источники электромагнитных полей радиочастот:

—         в диапазоне 60 кГц — 3 МГц — неэкранированные элементы
оборудования для индукционной обработки металла (закалка, отжиг,
плавка, пайка, сварка и т.д.) и других материалов, а также оборудо­вания и приборов, применяемых в радиосвязи и радиовещании;

—         в диапазоне 3 МГц — 300 МГц — неэкранированные элементы
оборудования и приборов, применяемых в радиосвязи, радиовещании,
телевидении, медицине, а также оборудования для нагрева диэлектриков;

—         в диапазоне 300 МГц — 300 ГГц — неэкранированные элементы
оборудования и приборов, применяемых в радиолокации, радиоастро­номии, радиоспектроскопии, физиотерапии и т.п.

Наиболее характерными при воздействии радиоволн всех диапазо­нов являются отклонения от нормального состояния центральной нерв­ной системы и сердечно-сосудистой системы человека. Субъективны­ми ощущениями облучаемого персонала являются жалобы на частую головную боль, сонливость или общую бессонницу, утомляемость, сла­бость, повышенную потливость, снижение памяти, рассеянность, го­ловокружение, потемнение в глазах, беспричинное чувство тревоги, страха и др.

Выявлено влияние ЭМП средневолнового диапазона при длитель­ном воздействии на центральную нервную систему, которое проявля­ется в возбудительных процессах, нарушении положительных рефлек­сов. Отмечают изменения в крови, вплоть до лейкоцитоза. Установле­ны нарушение функции печени, дистрофические изменения в голов­ном мозге, внутренних органах и половой системе.

ЭМП коротковолнового диапазона провоцирует изменения в коре надпочечников, сердечно-сосудистой системе, биоэлектрических про­цессах коры головного мозга.

ЭМП УКВ диапазона оказывает на человека вредное влияние, выраженное в функциональных изменениях нервной, сердечно-сосудис­той, эндокринной и других систем организма.

Степень опасности влияния на человека СВЧ-излучения зависит от мощности источника электромагнитных излучений, режима работы излучателей, конструктивных особенностей излучающего устройства, от параметров ЭМП, плотности потока энергии, напряженности поля, времени воздействия, размера облучаемой поверхности, индивидуаль­ных свойств человека, расположения рабочих мест и эффективности защитных мероприятий.

Различают тепловое и биологическое воздействие СВЧ-излучения.

Тепловое воздействие является следствием поглощения энергии ЭМП СВЧ-излучения. Чем выше напряженность поля и больше время воздействия, тем сильнее проявляется тепловое воздействие. При плотности потока энергии W=10 Вт/м² организм не справляется с отводом теплоты, температура тела повышается и начинаются необратимые процессы.

Биологическое (специфическое) воздействие проявляется в ослаб­лении биологической активности белковых структур, в нарушении сердечно-сосудистой системы и обмена веществ. Это воздействие про­является при интенсивности ЭМП менее теплового порога, который равен 10 Вт/м².

Воздействие ЭМП СВЧ-излучения особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или недостаточным кровообраще­нием (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь). Об­лучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте). Помимо катаракты при воздействии ЭМП СВЧ-излучения возможны ожоги роговицы.

Для обеспечения безопасности работ с источниками электромагнитных волн производится систематический контроль фактических нормируемых параметров на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала. Контроль осуществляется измерением напря­женности электрического и магнитного поля, а также измерением плотности потока энергии.

Защита персонала от воздействия радиоволн применяется при всех видах работ, если условия работы не удовлетворяют требованиям норм. Эта защита осуществляется следующими способами и средствами:

—               согласованных нагрузок и поглотителей мощности, снижающих
напряженность и плотность поля потока энергии электромагнитных
волн;

—               экранированием рабочего места и источника излучения;

—               рациональным размещением оборудования в рабочем помеще­нии;

—               подбором рациональных режимов работы оборудования и режима труда персонала.

Наиболее эффективно использование согласованных нагрузок и поглотителей мощности (эквивалентов антенн) при изготовлении, на­стройке и проверке отдельных блоков и комплексов аппаратуры.

Эффективным средством защиты от воздействия электромагнитных излучений является экранирование источников излучения и рабочего места с помощью экранов, поглощающих или отражающих электро­магнитную энергию. Выбор конструкции экранов зависит от характе­ра технологического процесса, мощности источника, диапазона волн.

Отражающие экраны используют в основном для защиты излучений (утечки из цепей в линиях передачи СВЧ-волн, из катодных выводов магнетронов и др.), а также в тех случаях, когда электромагнитная энергия не является помехой для работы генера­торной установки или радиолокационной станции. В остальных слу­чаях, как правило, применяются поглощающие экраны.

Для изготовления отражающих экранов используются материалы с высокой электропроводностью, для изготовления поглощающих экранов применяются материалы с плохой электропроводностью.

Важное профилактическое мероприятие по защите от электромагнитного облучения — это выполнение требований для размещения обо­рудования и для создания помещений, в которых находятся источни­ки электромагнитного излучения.

Защита персонала от переоблучения может быть достигнута за счет размещения генераторов ВЧ, УВЧ и СВЧ, а также радиопередатчиков в специально предназначенных помещениях.

Экраны источников излучения и рабочих мест блокируются с от­ключающими устройствами, что позволяет исключить работу излу­чающего оборудования при открытом экране.

Допустимые уровни воздействия на работников и требования к про­ведению контроля на рабочих местах для электромагнитных полей радиочастот изложены в ГОСТ 12.1.006—84.

Оптические излучения. К ним относятся инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучения.

По характеру воздействия на организм человека инфракрасные лучи подразделяются на коротковолновые лучи с длиной волны 0,76-1,5 мкм и длинноволновые с длиной более 1,5 мкм. Тепловые излуче­ния коротковолнового диапазона глубоко проникают в ткани и разог­ревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длительном облучении — тепловой удар. Длинноволновые лучи глубоко в ткани не проникают и поглоща­ются в основном в эпидермисе кожи. Они могут вызвать ожог кожи и глаз. Наиболее частым и тяжелым поражением глаз вследствие воз­действия инфракрасных лучей является катаракта глаза.

Под влиянием инфракрасного излучения в организме человека возникают биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насыщен­ность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и, как следствие, наступает нарушение деятельности сердечно-сосудис­той и нервной систем.

Для защиты от инфракрасного излучения используют экраны, спец­одежду и защитные очки.

Видимое (световое) излучение при высоких уровнях энергии мо­жет представлять опасность для кожи и глаз. Пульсации яркого света вызывают сужение полей зрения, ухудшают зрение, общую работо­способность, оказывают влияние на центральную нервную систему. Световой импульс большой энергии приводит к ожогам открытых участков тела, временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз. Для защиты от видимого излучения применяются защитные костюмы, комбинезоны, фартуки, очки, маски.

Ультрафиолетовое излучение – электромагнитное излучение, занимающее в электромагнитном спектре промежуточное значение между светом и рентгеновским излучением.

Ультрафиолетовое излучение от производственных источников (электрические дуги, ртутно-кварцевые горелки, автогенное пламя) может стать причиной острых и хронических поражений.

Наиболее подвержен действию ультрафиолетового излучения зрительный анализатор. Острое поражение глаз – электроофтальмия. Проявляется заболевание ощущением постоянного посто­роннего тела или песка в глазах, светобоязнью, слезотечением. Неред­ко обнаруживается эритема кожи лица и век. Заболевание длится до 2-3 суток. К хроническим заболеваниям относят воспаление слизистой обо­лочки глаз (хронический конъюнктивит), помутнение хрусталика (катаракта).

Кожные поражения протекают в виде острых дерматитов с эрите­мой, иногда отеком, вплоть до образования пузырей. Наряду с мест­ной реакцией могут отмечаться повыше­ние температуры, озноб, головные боли. Хронические изменения кожных покровов, вызванные ультрафиолетовым излучением, выражаются в «старении», атрофии эпидермиса, возможно развитие рака кожи.

Защитные меры включают средства отражения ультрафиолетовых излучений, защитные экраны и средства индивидуальной защиты кожи и глаз (защитную одежду, очки, специальные кремы).

Ионизирующее излучение.  Это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к возникновению ионов различных знаков.

Характеристики ионизирующего излучения:

·                 Экспозиционная доза — отношение заряда вещества к его массе [Кл/кг];

·                 Мощность экспозиционной дозы [Кл/кг×с];

·                 Поглощенная доза — средняя энергия в элементарном объеме на массу вещества в этом объеме [Гр=Грей], внесистемная единица - [Рад];

·                 Мощность поглощенной дозы [Гр/с], [Рад/с];

·                 Эквивалентность — вводится для оценки заряда радиационной опасности при хроническом воздействии излучения произвольным составом [Зв=Зиверт], внесистемная единица [бэр].

1 Зв=1Гр/Q, где Q - коэффициент качества (зависит от биологического эффекта ИИ).

·                 Радиоактивность — самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид, сопровождающееся испусканием ионизирующего излучения

- корпускулярная (a и b-частицы, нейтроны);

- (g-лучи, электромагн.)

По ионизирующей способности наиболее опасно a излучение, особенно для внутреннего излучения (внутр. органы, проникая с воздухом и пищей). Внешнее излучение действует на весь организм человека.

Фоновое облучение организма человека создается космическим излучением, искусственными и естественными радиоактивными веществами, которые содержатся в теле человека и окружающей среде.

Фоновое облучение включает:

1) Доза от космического облучения;

2) Доза от природных источников;

3) Доза от источников, испускающих в окружающую среду и в быту;

4) Технологически повышенный радиационный фон;

5) Доза облучения от испытания ядерного оружия;

6) Доза облучения от выбросов АЭС;

7) Доза облучения, получаемая при медицинских обследованиях и радиотерапии;

В биосфере Земли находится примерно 60 радиоактивных нуклидов. Эффективность дозы облучения ТЭЦ в 5 - 10 раз выше, чем АЭС в увеличении фона.

При полете в самолете на высоте 8 км дополнительное облучение составляет 1,35 мкЗв/год. Цветной телевизор на расстоянии 2,5 метра от экрана 0,0025 мкЗв/час, 5 см. от экрана — 100 мкЗв/час. Ср. эквивалентная доза облучения при медицинских исследованиях 25 - 40 мкЗв/год. Дополнительные дозы облучения 0,5 млБэр/час на расст. 5 м. от бытовой аппаратуры 28 млРент/час.

Биологическое действие ионизирующих излучений

1. Первичные (возникают в молекулах ткани и живых клеток)

2. Нарушение функций всего организма

Наиболее радиочувствительными органами являются:

 — красный костный мозг;

 — половая сфера;

 — селезенка

Изменения на клеточном уровне различают:

1)               Соматические или телесные эффекты, последствия которых сказываются на человеке, но не на потомстве.

2)               Стохастические (вероятностные): лучевая болезнь, лейкозы, опухоли.

3)               Нестохастические — поражения, вероятность которых растет по мере увеличения дозы облучения. Существует дозовый порог облучения.

4)               Генетические. 100%-я доза летальности при облучении всего тела 6 Гр, доза 50% выживания — 2,4-4,2 Гр. Лучевая болезнь — более одного Гр. У большинства кажущиеся клиническое улучшение длится 14 — 20 суток.

Период восстановления продолжается 3-4 месяца. Повышенной опасностью обладают радионуклиды, попавшие внутрь (с пищей, воздухом, водой). Наиболее опасен воздушный путь (за 6 ч. вдыхает 9 м воздуха, 2,2 л воды). Биологические периоды выведения радионуклидов из внутренних органов колеблется от нескольких десятков суток до бесконечности.

Нормирование ИИ. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)

Регламентируются 3 категории облучаемых лиц:

А — персонал, связей с источником ИИ;

Б — персонал (ограниченная часть населения), находящихся вблизи источника ИИ;

В — население района, края, области, республики.

Группа критических органов (по мере уменьшения чувствительности):

1.                Все тело, половая сфера, красный костный мозг

2.                Мышцы, щитовидная железа, жировая ткань и др. органы кроме тех, которые относятся к 1 и 3 группам

3.                кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, стопы.

Нормы радиационной безопасности для категории В не установлены, а ограничение облучений осуществляются регламентацией или контролем радиоактивных объектов окружающей среды.

Методы защиты от ионизирующих излучений:

1) Метод защиты количеством, т.е. по возможности снижение нормы дозы облучения, 2) Защита временем, 3) Экранирование (свинец, бетон), 4) Защита расстоянием

Приборы радиационного контроля: 1.дозиметры, 2.радиометры, 3.спектрометры, 4.сигнализаторы, 5. универсальные приборы (дозиметры + другие), 6.устройство детектирования.

Электрический ток. Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц. Действие тока:

Термическое проявляется ожогами отдельных участ­ков тела, нагревом до высокой температуры органов, расположенных на пути тока, вызывая в них значительные функциональные расстрой­ства.

Электролитическое выражается в разложении органической жидкости, в том числе крови, в нарушении ее физико-химического состава.

Механическое приводит к рассло­ению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови.

Биологическое проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, а также нарушением внутренних биологических процессов.

Электротравмы разделяют на общие и местные. К общим относят электрический удар. К местным - ожоги, металлизацию кожи, механические повреждения, электроофтальмию.

Исход поражения человека электротоком зависит от ряда фак­торов: силы тока и времени его прохождения через организм, харак­теристики тока (переменный или постоянный), пути тока в теле человека, при переменном токе — от частоты колебаний.

Ток, проходящий через организм, зависит от напряжения прикосновения, под которым оказался пострадавший, и суммарного электрического сопротивления, в которое входит сопротивления тела человека. Величина последнего определяется в основном сопротивлением рогового слоя кожи, составляющее при сухой коже и отсутствии повреждений сотни тысяч Ом. Внутреннее сопротивление тела чело­века не превышает нескольких сот Ом и существенной роли не играет. На сопротивление организма воздействию электрического тока оказывает влияние физическое и психическое состояние человека. Нездоровье, утомление, голод, опьянение, эмоциональное возбужде­ние приводят к снижению сопротивления.

Допустимым считается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с — 2 мА, при 10 с и менее — 6 мА. Ток, при котором пострадавший не может самостоятельно оторваться от токоведущих частей, называется неотпускающим.

Переменный ток опаснее постоянного, однако, при высоком напряжении (более 500 В) опаснее постоянный ток. Из возможных путей протекания тока через тело человека (голова — рука, голова — ноги, рука — рука, нога — рука, нога — нога и т. д.) наиболее опасен тот, при котором поражается головной мозг (голова — руки, голова — ноги), сердце и легкие (руки — ноги). Неблагоприятный микроклимат (повышенная температура, влажность) увеличивает опасность пораже­ния током, так как влага (пот) понижает сопротивление кожных покровов.

Сочетанное действие вредных факторов. В условиях среды обитания, особенно в производственных услови­ях, человек подвергается, как правило, многофакторному воздействию, эффект которого может оказаться более значительным, чем при изо­лированном действии того или иного фактора.

Токсичность ядов в определенном температурном диапазоне является наименьшей, усиливаясь как при повышении, так и понижении температуры воздуха. Главной причиной этого является изменение функционального состояния организма: нарушение термо­регуляции, потеря воды при усиленном потоотделении, изменение обмена веществ и ускорение биохимических процессов.

Повышенная влажность воздуха увеличивает опасность отравлений раздражающими газами. Причиной этого служит усиление процессов гидролиза, повышение задержки ядов на поверхности сли­зистых оболочек, изменение агрегатного состояния ядов.

Шум и вибрация всегда усиливают токсический эффект промыш­ленных ядов. Причиной этого является изменение функционального состояния ЦНС и сердечно-сосудистой системы.

При ультрафиолетовом облучении возможна сенсибилизация организма к действию некоторых ядов, например развитие фотодерматита при загрязнении кожи пековой пылью. Вместе с тем ультрафиолетовое облучение может понижать чувствительность организма к некоторым вредным веществам вследствие усиления окислительных процессов в организме и более быстрого обезвреживания яда.

 

2.3. Экобиозащитная техника

 

Защита атмосферного воздуха. Атмосферный воздух непрерывно подвергается загрязнению. Воздух производ­ственных помещений загрязняется выбросами технологического оборудования или при проведении технологических процессов. воздух промышленных площадок и населенных мест загрязняется технологическими выбросами цехов, выбросами ТЭС, транспортных средств и других источников.

Воздух жилых помещений загрязняется продуктами сгорания природного газа и других топлив, испарениями растворителей, моющих средств, древесно-стружечных конструкций и т. п., а также ток­сичными веществами, поступающими в жилые помещения с приточ­ным вентиляционным воздухом.

Средства защиты атмосферы Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе среды оби­тания человека на уровне не выше ПДК.

Существует ряд методов и средств защиты атмосферного воздуха:

- вывод токсичных веществ из помещений общеобменной вентиляцией;

- локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к приточному воздуху.

- очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере;

- очистка отработавших газов энергоустановок, например двигателей внутреннего сгорания в специальных агрегатах, и выброс в атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и т. п.).

Для соблюдения ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических и энергетических установок.

Оборудование для очистки выбросов. Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу делятся на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые); туманоуловители (низкоскоростные и высоко­скоростные); аппараты для улавливания паров и газов (абсорбцион­ные, хемосорбционные, адсорбционные и нейтрализаторы); аппара­ты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители ту­манов и твердых примесей, многоступенчатые пылеуловители).

Широко применяются для очистки газов от частиц сухие пылеуловители — циклоны различных типов.

Электрическая очистка (электрофильтры) — один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Для этого применяют электро­фильтры.

Для тонкой очистки газов от частиц и капельной жидкости применяют различные фильтры. Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении че­рез них дисперсных сред.

Аппараты мокрой очистки га­зов — мокрые пылеуловители — име­ют широкое распространение, так как характеризуются высокой эф­фективностью очистки от мелкодис­персных пылей, а так­же возможностью очистки от пыли нагретых и взрывоопасных газов. Мокрые пылеуловители обладают рядом недостатков, ограничивающих область их применения: образование в процессе очистки шлама, что требует специ­альных систем для его переработки; вы­нос влаги в атмосферу и образование отложений   в   отводящих   газоходах  при охлаждении газов до температуры точки росы; необходимость создания оборот­ных систем подачи воды в пылеуловитель. Аппараты мокрой очистки работают по принципу осаждения час­тиц пыли на поверхность либо капель, либо пленки жидкости.

Метод абсорбции — очистка газовых выбросов от газов и па­ров — основан на поглощении последних жидкостью. Для этого ис­пользуют абсорберы. Решающим условием для применения метода аб­сорбции является растворимость паров или газов в абсорбенте. Так, для удаления из технологических выбросов аммиака, хлоро- или фтороводорода целесообразно применять в качест­ве абсорбента воду.

Работа хемосорберов основана на поглоще­нии газов и паров жидкими или твердыми по­глотителями с образованием малорастворимых или малолетучих химических соединений. Хемосорбция — один из распространенных методов очистки отходящих газов от оксидов азота и паров кислот.

Метод адсорбции основан на способности некоторых тонкодисперсных твердых тел селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты газовой смеси. Для этого метода используют адсорбенты, или поглоти­тели. Их применяют для очистки газов от органических паров, удаления неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в незначительных количествах в промыш­ленных выбросах, а также летучих растворителей и целого ряда дру­гих газов. В качестве адсорбентов применяют также простые и комплексные оксиды (активированный глинозем, силикагель, активи­рованный оксид алюминия, синтетические цеолиты или молекуляр­ные сита), которые обладают большей селективной способностью, чем активированные угли.

Адсорберы нашли широкое применение в респираторах и противогазах.

Термическая нейтрализация основана на способности горючих газов и паров, входящих в состав вентиляционных или технологических выбросов, сгорать с образованием менее токсичных веществ. Для этого метода используют нейтрализаторы. Различают три схемы термической нейтрализации: прямое сжигание; термическое окисление; каталитическое дожигание.

Прямое сжигание используют в тех случаях, когда очищаемые газы обладают значительной энергией, достаточной для поддержания горения. Примером такого процесса является факельное сжигание горючих отходов. Так нейтрализуют циановодород в вертикально направленных факелах на нефтехимических заводах.

Термическое окисление применяют в тех случаях, когда очищаемые газы имеют высокую температуру, но не содержат достаточно кислорода или когда концентрация горючих веществ незначи­тельна и недостаточна для поддержания пламени.

Каталитическое дожигание используют для превращения токсичных компонентов, содержащихся в отходящих газах, в нетоксичные или менее токсичные путем их контакта с катализаторами. В качестве катализаторов используют платину, палладий, медь и др. Каталитические нейтрализаторы применяют для обезвреживания оксида углерода, летучих углеводородов, растворителей, отработав­ших газов и т. п.

Защита гидросферы. Основными источниками загрязнений водоемов являются производственные, бытовые и поверхностные сточные воды.

Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах и содержат механиче­ские примеси, маслопродукты, кислоты, ор­ганические вещества, щелочи и их соли, нефтепродукты и т. п. Бытовые сточные воды содержат крупные примеси (остатки пищи, тряпки и т. п.); примеси органического и минераль­ного происхождения, бактерии.

Поверхностные сточные воды образуются в результате смывания дождевыми, снеговыми и поливочными водами загрязнений, имеющихся на поверхности фунтов, на крышах и стенах зданий и т. п. Ос­новными примесями поверхностных сточных вод являются механи­ческие частицы (земля, песок, камень, древесные и металлические стружки, пыль, сажа) и нефтепродукты (масла, бензин, керосин, ис­пользуемые в двигателях транспортных средств).

Средства защиты гидросферы. Методы очистки сточных вод подразделяются на механические, физико-химические и биологические.

- механические. Для очистки сточных вод от взвешенных веществ используют процеживание, отстаивание, обработку в поле центробежных сил, фильтрование.

Процеживание применяют для удаления крупных и волокнистых включений. Процесс реализуют на специальных решетках и на волокноуловителях.

Отстаивание основано на свободном оседании (всплывании) примесей с плотностью большей (меньшей) плотности воды.

Очистку сточных вод в поле центробежных сил осущест­вляют в гидроциклонах и центрифугах. От­крытые гидроциклоны применяют для выделения из сточной воды крупных твердых примесей со скоростью осаждения более 0,02 м/с.

Фильтрование применяют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей с малой их концентрацией. Его используют как на начальной стадии очистки сточных вод, так и после некоторых мето­дов физико-химической или биологической очистки. При этом используют специальные фильт­ры, например зернистые. В них очищаемую сточную воду пропускают через насадки несвязанных пористых материалов. В качестве фильтроматериала применяют гравий, кварцевый песок и т.п.

- физико-химические. Используют для очистки сточных вод от растворенных при­месей, а в ряде случаях для удаления взвесей. Этим мето­дам предшествует очистка от взвешенных веществ

Основные физико-химические методы: флотация, экстракция, нейтрализация, сорбция, ионообменная и электрохимическая очистка, выпа­ривание, испарение и кристаллизация.

Флотация предназначена для удаления маслопродуктов и взвесей. Основана на обволакивании частиц пузырьками газа, подаваемого в сточную воду. В основе этого процесса – молекулярное слипание частиц масла и пузырьков тонкодис­пергированного в воде газа. Осуществляется в специальных установках.

Нейтрализация сточных вод предназначена для выделения из них кислот, щелочей, а также солей металлов на основе кислот и щелочей. Для нейтрализации сточных вод с содержанием щелочей и их солей можно использовать серную, соляную и другие кислоты.

Ионообменную очистку применяют для обессоливания и очистки сточных вод от ионов металлов и других примесей. Очистку осущест­вляют ионитами — синтетическими ионообменными смолами в виде гранул размером 0,2...2 мм. Иониты изготовляют из нерастворимых в воде полимерных веществ, имеющих на своей поверхности подвижный ион (катион или анион), который при определенных условиях вступает в реакцию обмена с ионами того же знакa, содержащимися в сточной воде.

Выпаривание, испарение и кристаллизацию используют для очи­стки небольших объемов сточной воды с большим содержанием лету­чих веществ.

- биологические. Основаны на способности микроорганизмов использовать для питания в сточных водах органические вещества (кислоты, спирты, белки, углеводы и т. п.). При этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа. Биологическую очистку осуществляют в природных и искусственных условиях.

Сточные воды в природных условиях очищают на полях фильтрации, полях орошения и в биологических прудах Очистку сточных вод на полях фильтрации и полях орошения в настоящее время используют очень редко в связи с малой пропускной способностью единицы площади полей и непостоянст­вом состава производственных сточных вод, а также из-за возможно­сти попадания на поля токсичных для их микрофлоры примесей.

Биологические пруды используют для очистки и доочистки сточных вод суточным расходом не более 6000 м³. Применяют пруды с ес­тественной и искусственной аэрацией.

Биологические фильтры широко используют для очистки и бытовых, и производственных сточных вод. В качестве фильтровального материала для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, ке­рамзит, пластмассу, гравий и т. п. Существуют биофильтры с естест­венной подачей воздуха; их применяют для очистки сточных вод суточным расходом не более 1000 м³. Для очистки производственных сточных вод больших расходов и сильно концентрированных исполь­зуют биофильтры с принудительной подачей воздух

Нормальный ход процесса биологической очистки сточных вод устанавливается после образования на загрузочном материале биофильтра биологической пленки, микроорганизмы которой адаптировались к органическим примесям сточных вод.

Аэротенки, используемые для очистки больших расходов сточных вод, позволяют эффективно регулировать скорость и полноту проте­кающих в них биохимических процессов, что особенно важно для очистки промышленных сточных вод нестабильного состава. Окис­лительная мощность аэротенков составляет 0,5... 1,5 кг/м³ в сутки. В зависимости от состава примесей сточных вод и требуемой эффек­тивности очистки применяют аэротенки с дифференцируемой пода­чей воздуха, аэротенки-смесители с дифференцируемой подачей сточной воды и аэротенки с регенераторами активного ила.

Обращение с отходами. Радикальное решение проблемы защиты земель от отходов возможно при разработке новых технологий и малоотходных производств. Для обобщения особенностей малоотходного производства можно выделить ряд взаимосвязанных принципов, лежащих в его ос­нове.

Ключевым в этом ряду является принцип системности. В соответствии с этим принципом каждый отдельный процесс или производство рассматриваются как элемент более сложной индуст­риальной системы. Так, например, отходы нефтехимии — шламы, теплоэнергетики — золошлаковая смесь, химической промышлен­ности — отсев извести используются для получения цемента, при этом возникающие отходы используются в промышленности строительных материалов, а отходы последней в сельскохозяйственной отрасли и т. д.

Другой важнейший принцип — принцип комплексности использования сырьевых ресурсов. Повышение комплексности использования ресурсов, например в лесопромышленном производстве, имеет не только экологическое, но и важное экономическое значение.

Третьим принципом создания малоотходного производства явля­ется принцип цикличности материальных потоков, где важную роль играют замкнутые водооборотные цик­лы, рециркуляция газовых потоков, утилизация твердых отходов. Во всем мире это направление приобретает весьма важное значение. Уже сейчас технически возможно использовать 2/3 образующихся отхо­дов, причем капитальные вложения при переработке вторичного сы­рья меньше, чем первичного.

Промышленные отходы (ПО) классифицируются по агрегатному состоянию: твердые (строительный мусор, пустая горная порода, шлак, зола, металлы, пластмассы, резина и т. п.); пастообразные (шламы очистных сооружений сточных вод, краски, смолы, загущен­ные нефтепродукты) и жидкие (смазочно-охлаждающие жидкости, растворители, отходы гальванопроизводства и т. п.). Их разделяют на два вида: нетоксичные (неопасные, нейтральные для окружающей среды и человека) и токсичные.

В соответствии с Санитарными правилами «Порядок накопле­ния, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов» (1985) токсичные промышленные отходы подразделяют на четыре класса: I класс — чрезвычайно опасные (нали­чие в отходах ртути, хромовокислого калия, оксида мышьяка и других токсичных веществ); II класс — высоко опасные (наличие хлористой меди и никеля, азотокислого свинца, сурьмы и др.); III класс — уме­ренно опасные (наличие, например, сернокислой меди, оксида свин­ца, четырехлористого углерода); IV класс — малоопасные

Нетоксичные ПО используются для засыпки оврагов, в качестве изолирующего материала на свалках бытовых отходов, при строительстве дорог и дамб. Часть токсичных отходов, слаборастворимых в воде, III и IV классов опасности допускается для совместного складирования и сжигания с твердыми бытовыми отходами при условии со­блюдения санитарно-гигиенических требований.

Основная номенклатура токсичных ПО должна подвергаться обработке на специальном региональном полигоне. Полигон является природоохранным объектом, включающим:

—               завод по обезвреживанию и утилизации токсичных ПО;

—               гараж специализированного автотранспорта;

—               участок захоронения неутилизируемых токсичных отходов;

—               сооружения очистки поверхностных вод, хозяйственно-быто­вой канализации и дренажа.

На полигоне осуществляют сбор токсичных ПО на предприятиях, их транспортировку, прием, учет, обезвреживание и захоронение.

Наиболее распространенными методами обезвреживания ток­сичных промышленных отходов в настоящее время являются:

— сжигание при высоких температурах;

— физико-химическая обработ­ка в несколько стадий.

Наибольшее практическое распространение получили следующие методы:

—             складирование на полигоне (свалке);

—             сжигание;

Полигон ТБО — наиболее простое и дешевое сооружение, устраиваемое в местах, где основанием могут служить глины и тяжелые суглинки. Основная масса ТБО вывозится на такие полигоны (свал­ки), которые являются источниками загрязнения почвы, грунтовых вод и атмосферы, служат рассадником мух и крыс. В государствах с жестким законодательством по охране окружаю­щей среды ТБО либо сжигают, либо перерабатывают.

Самая серьезная проблема — это загрязнение грунтовых вод. Вода с растворенными в ней загрязнителями называется фильтратом, в котором, наряду с остатками разлагающейся органики, красителей и другими химикатами, присутствует железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавеющих консервных банок, разряженных батареек и других электроприборов.

Вторая проблема — образование метана. Захороненный мусор разлагается с образованием биогаза, на 2/3 состоящего из легковоспламеняющего­ся метана. Образуясь в толще захоронения отходов, он может распро­страняться в земле, проникая в подвалы зданий, тоннели коммуникаций, накапливаться там и взрываться. Метан, рас­пространяющийся вверх, отравляет корни, губит растительность в местах захоронения отходов.

Мусоросжигательные заводы получили значительное распростра­нение в странах с высокой плотностью населения и дефицитом сво­бодных площадей (ФРГ, Япония, Швейцария и др.). Образующийся при сжигании ТБО шлак, зола и нерастворимые соли кальция из реактора перерабатываются в строительные материалы. Утилизация вырабатываемого тепла (30 т пара в час) позволяет полностью обеспечить потребности завода в тепловой и электрической энергии, а их излишки передавать в городские электрические сети.

Мусороперерабатывающие заводы, работающие по технологии аэробного биотермического компостирования, эксплуатируются во многих европейских странах, а также в крупных городах СНГ (Санкт-Петербурге, Москве, Нижнем Новгороде, Тольятти и др.). При этой технологии ТБО обезвреживаются и превращаются в компост — органическое удобрение, используемое, на­пример, для городского озеленения или в качестве биотоплива для те­плиц.

Радиоактивные отходы. Твердые радиоактивные отходы подвергают прессованию и сжига­нию на специальных установках, оборудованных радиационной защи­той и высокоэффективной системой очистки вентиляционного возду­ха и отходящих газов. При сжигании 85-90% радионуклидов лока­лизуется в золе, остальные улавливаются системой газоочистки.

Жидкие радиоактивные отходы подвер­гают упариванию, при котором основная масса радионуклидов локали­зуется в осадке. Временно жидкие радиоактивные отходы хранят в спе­циально оборудованных емкостях, а затем отправляют на специальные полигоны. Для снижения опасности загрязнения грунтовых вод при окончательном захоронении жидких радиоактив­ных отходов применяют методы их отверждения. Отходы цементируют с образованием цементного камня, битумируют, остекловывают, вклю­чают остеклованные отходы в металлическую матрицу.

Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в могильниках в геологических формациях. Могильники могут оборудоваться в поверхностных слоях почвы, в массивах каменной соли, кристалличес­ких горных породах. Они должны располагаться в местах, не подвер­женных селям, оползням, в сейсмически безопасных районах, где нет близко грунтовых вод.

До настоящего времени вопросы утилизации и захоронения радиоактивных отходов полностью не решены.

Радикальное решение проблем защиты от промышленных отходов возможно при широком внедрении малоотходных технологий. Под малоотходной технологией понимается такая технология, при которой рацио­нально используются все компоненты сырья и энергии в замкнутом цик­ле, т.е. минимизируются использование природных ресурсов и образующиеся отходы. Малоотходные технологии предусматривают снижение материалоемкости изделий; использование замкнутых циклов водоснабже­ния предприятий, при которых очищенные сточные воды вновь направля­ются в производство; применение образующихся отходов или уловленных газоочисткой веществ для получения других изделий и товаров.