Загрязнение атмосферного воздуха. По характеру загрязнения

следующие:

Факторы устойчивого развития: социальный

Социальная составляющая

Социальная составляющая устойчивости развития ориентирована на человека и направлена на сохранение стабильности социальных и культурных систем, в том числе, на сокращение числа разрушительных конфликтов между людьми. Важным аспектом этого подхода является справедливое разделение благ. Желательно также сохранение культурного капитала и многообразия в глобальных масштабах, а также более полное использование практики устойчивого развития, имеющейся в не доминирующих культурах. Для достижения устойчивости развития, современному обществу придется создать более эффективную систему принятия решений, учитывающую исторический опыт и поощряющую плюрализм. Важно достижение не только внутри-, но и межпоколенной справедливости. В рамках концепции человеческого развития человек является не объектом, а субъектом развития. Опираясь на расширение вариантов выбора человека как главную ценность, концепция устойчивого развития подразумевает, что человек должен участвовать в процессах, которые формируют сферу его жизнедеятельности, содействовать принятию и реализации решений, контролировать их исполнение.

Энергетические ресурсы

Если нефть, газ и каменный уголь, извлекаемые из недр Мирового океана, представляют собой в основном энергетическое сырье. То многие природные процессы в океане служат непосредственными носителями тепловой и механической энергии. Начато освоение энергии приливов, сделана попытка применения термальной энергии, разработаны проекты использования энергии волн, прибоя и течений.Под влиянием приливообразующих Луны и Солнца в океанах и морях возбуждаются приливы. Они проявляются в периодических колебаниях уровня воды и в ее горизонтальном перемещении (приливные течения). В соответствии с этим энергия приливов складывается из потенциальной энергии воды, и из кинетической энергии движущейся воды. При расчетах энергетических ресурсов Мирового океана для их использования в конкретных целях, например для производства электроэнергии, вся энергия приливов оценивается в 1 млрд. кВт, тогда как суммарная энергия всех рек земного шара равна 850 млн. кВт. Колоссальные энергетические мощности океанов и морей представляют собой очень большую природную ценность для человека. Ветер возбуждает волновое движение поверхности океанов и морей. Волны и береговой прибой обладают очень большим запасом энергии. Каждый метр гребня волны высотой 3 м несет в себе 100 кВт энергии, а каждый километр- 1 млн. кВт. По оценкам исследователей США, общая мощность волн Мирового океана равна 90 млрд. кВт.С давних времен инженерно-техническую мысль человека привлекла идея практического использования столь колоссальных запасов волновой энергии океана. Однако это очень сложная задача, и в масштабах большой энергетики она еще далека от решения.Пока удалось добиться определенных успехов в области применения энергии морских волн для производства электроэнергии, питающей установки малой мощности. Волноэнергетические установки используются для питания электроэнергией маяков, буев, сигнальных морских огней, стационарных океанологических приборов, расположенных далеко от берега, и т.п. Воды многих районов Мирового океана поглощают большое количество солнечного тепла, большая часть которого аккумулируется в верхних слоях и лишь в небольшой мере распространяется в нижние. Поэтому создаются большие различия температуры поверхностных и глубоколежащих вод. Они особенно хорошо выражены в тропических широтах. В столь значительной разнице температуры колоссальных объемов воды заложены большие энергетические возможности. Их используют в гидротермальных (моретермальных) станциях, по-другому - ПТЭО - системы преобразования тепловой энергии океана. В наше время экономическое освоение океана понимается более широко. Оно включает в себя не только использование его ресурсов, но и заботу об их охране и восстановлении. Не только океан должен отдавать людям свои богатства. Но и люди должны рационально и по-хозяйски их использовать. Все это осуществимо, если в темпах развития морского производства учитывать сохранение и воспроизводство биологических ресурсов океанов и морей и рациональное использование их минералов.

Конференция в Стокгольме

Проведение в 1972 году в Стокгольме Конференции ООН по окружающей человека среде и создание Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) ознаменовало включение международного сообщества на государственном уровне в решение экологических проблем, которые стали сдерживать социально-экономическое развитие.

Стала развиваться экологическая политика и дипломатия, право окружающей среды, появилась новая институциональная составляющая - министерства и ведомства по окружающей среде. С экологической точки зрения, устойчивое развитие должно обеспечивать целостность биологических и физических природных систем. Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того, понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко, включая в них созданную человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям, а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность экологических систем к самовосстановлению.

Факторы, влияющие на загрязненность атмосферы

Наиболее неблагоприятное воздействие на природную среду оказывает хозяйственная деятельность человека, связанная с непосредственным загрязнением атмосферы почвы и водных ресурсов. Значительное влияние на организм человека оказывает загрязнение атмосферы.

К основным факторам, влияющим на экологическое состояние атмосферы города можно отнести

следующие:

Интенсивность и объем выбросов загрязняющих веществ;

Размер территории, на которой производятся выбросы;

Уровень техногенного освоения территории;

Климатические факторы (ветровой режим, температурный и др.).

Ограничиваться только этими факторами можно на открытой местности. В городских условиях на рассеивание выбросов влияют следующие показатели: планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, плотность застройки, зеленые насаждения и водные объекты.

Основными источниками загрязнения воздуха жилых территорий являются промышленные предприятия, отопительные котельные и автомобильный транспорт. Среди них наиболее значительную долю загрязнения атмосферного воздуха в пределах жилых территорий вносит автотранспорт. Специфика автотранспорта, как подвижного источника загрязнения, проявляется в низком его расположении и непосредственной близости, к зонам жилой застройки. Все это приводит к, тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в. пределах которых предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе превышена в несколько раз. С каждым годом площадь застройки городов увеличивается за счет расширения площади города или путем застройки свободного внутригородского пространства. При этом составные элементы городских общественных пространств рассматриваются как отдельно взятые градостроительные объекты (общественные центры, городские улицы и площади, озеленение), оторванные от ландшафтной подосновы и общей экологической ситуации, что в свою очередь влечет за собой ухудшение аэрации центральных районов. Как результат образуются застойные области с высокими концентрациями загрязняющих веществ.

Зеленые насаждения в целом оказывают положительное воздействие на микроклимат городов: они вырабатывают кислород, но аккумулируя загрязняющие вещества, при наличии ветра могут быть источником вторичного загрязнения.

Уровень приземной концентрации вредных веществ в атмосфере от стационарных и подвижных объектов промышленности и транс-порта при одном и том же массовом выбросе может существенно меняться в атмосфере в зависимости от техногенных и природ-но-климатических факторов.

К техногенным факторам относятся:

· интенсивность и объем выброса вредных веществ;

· высота расположения устья источника выбросов от по-верхности земли;

· размер территории, на которой осуществляются загрязнения;

· уровень техногенного освоения региона.

К природно-климатическим факторам относятся:

· характеристика циркуляци-онного режима;

· термическая устойчивость атмосферы;

· атмосферное давление, влажность воздуха, температурный режим;

· температур-ные инверсии, их повторяемость и продолжительность;

· скорость ветра, повторяемость застоев воздуха и слабых ветров (0 – 1 м/с);

· продолжительность туманов, рельеф местности, геологическое строение и гидрогеология района;

· почвенно-растительные условия (тип почв, водопроницаемость, пористость, гранулометрический со-став почв, эродированность почвенного покрова, состояние расти-тельности, состав пород, возраст, бонитет);

· фоновые значения пока­зателей загрязнения природных компонентов атмосферы, в том числе существующих уровней шума;

· состояние животного мира, в том числе ихтиофауны.

В природной среде непрерывно меняются температура воздуха, скорость, сила и направление ветра, поэтому распространение энер­гетических и ингредиентных загрязнений происходит в постоянно новых условиях. Неблагоприятна следующая синоптическая ситуация – антициклон с безградиентным полем изобар в межгор­ных замкнутых котловинах. Процессы разложения токсических ве­ществ в высоких широтах при малых значениях солнечной радиации замедляются. Осадки и высокие температуры, наоборот, способст­вуют интенсивному разложению токсичных веществ.

В Москве, например, неблаго­приятные по условиям загрязнения воздуха метеорологические условия, связанные с застоями воздуха и ин­версиями, создаются летом, преиму­щественно в ночные часы при слабых северных и восточных ветрах.

При общей закономерности сни­жения уровня загрязнения по мере удаления от дороги снижение уров­ня шума происходит за счет рассеи­вания звуковой энергии в атмосфере и поглощения ее поверхностным по­кровом. Рассеивание отработавших газов зависит от направления и ско­рости ветра (рис. 5.1).

Более высокая температура у поверхности земли в дневное время заставляет воздух подниматься вверх, что приводит к дополнитель­ной турбулентности.

Ночью температура у поверхности земли более низкая, поэтому турбулентность уменьшается. Это явление служит одной из причин лучшего распространения звука ночью по сравне­нию с дневным временем. Рассеивание отработавших газов, наобо­рот, уменьшается.

Способность земной поверхности поглощать или излучать теп­лоту влияет на вертикальное распределение температуры в призем­ном слое атмосферы и приводит к температурной инверсии (откло­нению от адиабатности). Повышение температуры воздуха с высотой приводит к тому, что вредные выбросы не могут подни­маться выше определенного потолка. В инверсионных условиях ос­лабляется турбулентный обмен, ухудшаются условия рассеивания вредных выбросов в приземном слое атмосферы. Для приземной ин­версии особое значение имеет повторяемость высот верхней границы, для приподнятой инверсии – повторяемость нижней границы.

Сочетание природных факторов, определяющих возможный уровень загрязнения атмосферы, характеризуется:

· метеорологиче­ским и климатическим потенциалом загрязнения атмосферы;

· высотой слоя перемешивания;

· повторяемостью приземных и приподнятых инверсий, их мощностью, интенсивностью;

· повторяе­мостью застоев воздуха, штилевых слоев до различных высот.

Падение концентраций вредных веществ в атмосфере происхо­дит не только вследствие разбавления выбросов воздухом, но и из-за постепенного самоочищения атмосферы. В процессе самоочище­ния атмосферы происхо­дит:

1) седиментация, т.е. выпадение выбросов с низкой реакционной способностью (твердых час­тиц, аэрозолей) под дей­ствием силы тяжести;

1) нейтрализация и связывание газообразных выбросов в открытой атмосфере под действием солнечной радиации или компонентами биоты.

Определенный потенциал самовосстановления свойств окружающей среды, в том числе и очищения атмосферы, связан с поглощением водными поверхностями до 50 % природных и техноген-ных выбросов СО 2 . В водоемах растворяются и другие газообраз-ные загрязнители воздуха. То же происходит на поверхности зеле-ных насаждений: 1 га городских зеленых насаждений поглощает в течение часа такое же количество СО 2 , которое выдыхают 200 чело-век.

Химические элементы и соединения, содержащиеся в атмосфере, поглощают часть соединений серы, азота, углерода. Гнилостные бактерии, содержащиеся в почве, разлагают органические остатки, возвращая CO 2 в атмосферу. На рис. 5.2 приведена схема загрязне-ния среды канцерогенными полициклическими ароматическими уг-леводородами (ПАУ), содержащимися в выбросах транспортных средств, объектов транспортной инфраструктуры, и ее очищения от этих веществ в компонентах окружающей среды.

Загрязнение атмосферного воздуха различными вредными веществами ведет к возникновению заболеваний органов человека и, прежде всего – органов дыхания.

Атмосфера всегда содержит определенное количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения; возникающую при эрозии почвы, частицы морской соли), дым, газы от лесных и степных пожаров и вулканического происхождения. Естественные источники загрязнений бывают либо распределенными, например, выпадение космической пыли, либо кратковременными, стихийными, например, лесные и степные пожары, извержения вулканов и т.п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают предприятия ряда отраслей промышленности, автотранспорт и теплоэнергетика.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода (СО), диоксид серы (S0 2), оксиды азота (No x), углеводороды (С п Н т ) и твердые вещества (пыль).

Кроме СО, S0 2 , NO x , C n H m и пыли в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества: соединения фтора, хлор, свинец, ртуть, бенз(а)пирен. Вентиляционные выбросы завода электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т.п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество все увеличивается. Выбросы токсических веществ в атмосферу приводят, как правило, к превышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми концентрациями.

Высокие концентрации примесей и их миграция в атмосферном воздухе приводят к образованию вторичных более токсичных соединений (смог, кислоты) или к таким явлениям, как "парниковый эффект и разрушение озонового слоя.

Смог – сильное загрязнение воздуха, наблюдаемое в больших городах и промышленных центрах. Различают два типа смога:

Густой туман с примесью дыма или газовых отходов производства;

Фотохимический смог – пелена едких газов и аэрозолей повышенной концентрации (без тумана), возникающая в результате фотохимических реакций в газовых выбросах под действием ультрафиолетового излучения Солнца.

Смог снижает видимость, усиливает коррозию металла и сооружений, отрицательно влияет на здоровье и является причиной повышенной заболеваемости и смертности населения.

Кислотные дожди известны более 100 лет, однако, проблеме кислотных дождей стали уделять должное внимание сравнительно недавно. Впервые выражение "кислотный дождь" использовал Роберт Ангус Смит (Великобритания) в 1872 г.

По существу, кислотные дожди появляются в результате химических и физических превращений соединений серы и азота в атмосфере. Конечным итогом этих химических превращений является соответственно серная (H 2 S0 4) и азотная (HN0 3) кислота. В последующем пары или молекулы кислот, поглощенные капельками облаков или частицами аэрозолей, выпадают на землю в виде сухого или влажного осадка (седиментация). При этом вблизи источников загрязнения доля сухих кислотных осадков превышает долю влажных по серосодержащим веществам в 1,1 и по азотосодержащим – в 1,9 раз. Однако по мере удаления от непосредственных источников загрязнения влажные осадки могут содержать большее количество загрязняющих примесей, чем сухие.

Если бы загрязняющие воздух вещества антропогенного и естественного происхождения равномерно распределялись по поверхности Земли, то влияние кислотных осадков на биосферу было бы менее пагубно. Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на биосферу. Прямое воздействие проявляется в непосредственной гибели растений и деревьев, которое в наибольшей степени имеет место вблизи источника загрязнения, в радиусе до 100 км от него.

Находящиеся в воздухе загрязнения и кислотные дожди ускоряют коррозию металлоконструкций (до 100 мкм/год), разрушают здания и памятники и особенно построенные из песчаника и известняка.

Косвенное воздействие кислотных осадков на окружающую среду осуществляется посредством процессов, происходящих в природе в результате изменения кислотности (рН) воды и почвы. Оно проявляется к тому же не только в непосредственной близости от источника загрязнения, но и на значительных расстояниях, исчисляемых сотнями километров.

Изменение кислотности почвы нарушает ее структуру, влияет на плодородие и ведет к гибели растений. Повышение кислотности пресных водоемов приводит к снижению запасов пресной воды и вызывает гибель живых организмов (наиболее чувствительные начинают погибать уже при рН = 6,5, а при РН = 4,5 способны жить только немногие виды насекомых и растений).

Парниковый эффект . Состав и состояние атмосферы влияют на многие процессы лучистого теплообмена между Космосом и Землей. Процесс передачи энергии от Солнца к Земле и от Земли в Космос сохраняет температуру биосферы на определенном уровне – в среднем +15°. При этом основная роль в поддержании температурных условий в биосфере принадлежит солнечной радиации, несущей на Землю определяющую часть тепловой энергии, по сравнению с другими источниками тепла, :

Теплота от солнечной радиации 25 · 10 23 99,80

Теплота от естественных источников

(из недр Земли, от животных и др.) 37,46 · 10 20 0,18

Теплота от антропогенных источников

(электроустановки, пожары и т.д.) 4,2 · 10 20 0,02

Нарушение теплового баланса Земли, приводящее к увеличению средней температуры биосферы, которое наблюдается в последние десятилетия, происходит за счет интенсивного выброса антропогенных примесей и их накоплений в слоях атмосферы. Большинство газов прозрачно для солнечной радиации. Однако углекислый газ (С0 2), метан (СН 4), озон (0 3), пары воды (Н 2 0) и некоторые другие газы в нижних слоях атмосферы, пропуская солнечные лучи в оптическом диапазоне длин волн – 0,38...0,77 мкм, препятствуют прохождению в космическое пространство отраженного с поверхности Земли теплового излучения в инфракрасном диапазоне длин волн – 0,77...340 мкм. Чем больше концентрация газов и других примесей в атмосфере, тем меньшая доля теплоты с поверхности Земли уходит в Космос, и тем больше, следовательно, ее задерживается в биосфере, вызывая потепление климата.

Моделирование различных климатических параметров показывает, что до 2050 г. средняя температура на Земле может повыситься на 1,5...4,5°С. Такое потепление вызовет таяние полярных льдов и горных ледников, что приведет к подъему уровня Мирового океана на 0,5...1,5 м. Одновременно будет подниматься и уровень рек, впадающих в моря (принцип сообщающихся сосудов). Все это вызовет затопление островных стран, прибрежной полосы и территорий, расположенных ниже уровня моря. Появятся миллионы беженцев, вынужденных покинуть обжитые места и мигрировать в глубь суши. Необходимо будет перестроить или переоборудовать все порты, чтобы приспособить их к новому уровню моря. Еще более сильное влияние может оказать глобальное потепление на распределение осадков и сельское хозяйство, из-за нарушения циркуляционных связей в атмосфере. Дальнейшее потепление климата уже к 2100 г. может поднять уровень Мирового океана на два метра, что приведет к затоплению уже 5 млн. км 2 суши, а это 3% от всей суши и 30% от всех урожайных земель планеты.

Парниковый эффект в атмосфере – довольно распространенное явление и на региональном уровне. Антропогенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность), сконцентрированные в крупных городах и промышленных центрах, интенсивное поступление "парниковых" газов и пыли, устойчивое состояние атмосферы создают около городов пространства радиусом до 50 км и более с повышенными на 1...5°С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городами хорошо просматриваются из космического пространства. Они разрушаются лишь при интенсивных движениях больших масс атмосферного воздуха.

Разрушение озонового слоя . Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора и азота. По оценочным данным, одна молекула хлора может разрушить до 10 5 молекул, а одна молекула оксидов азота – до 10 молекул озона. Источниками поступления соединений хлора и азота в озоновый слой являются:

Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, продолжительность жизни которых достигает 100 и более лет. Оставаясь длительное время в неизменной форме, они в то же время постепенно перемещаются в более высокие слои атмосферы, где коротковолновые ультрафиолетовые лучи выбивают из них атомы хлора и фтора. Эти атомы вступают в реакцию с находящимся в стратосфере озоном и ускоряют его распад, оставаясь при этом неизменными. Таким образом, фреон играет здесь роль катализатора.

Источники и уровни загрязнения гидросферы. Вода является важнейшим фактором среды обитания, который оказывает многообразное воздействие на все процессы жизнедеятельности организма, в том числе и на заболеваемость человека. Она является универсальным растворителем газообразных, жидких и твердых веществ, а также участвует в процессах окисления, промежуточного обмена, пищеварения. Без пищи, но с водой человек способен жить около двух месяцев, а без воды – несколько дней.

Суточный баланс воды в организме человека составляет около 2,5 л.

Гигиеническое значение воды велико. Она используется для поддержания в надлежащем санитарном состоянии тела человека, предметов обихода, жилища, оказывает благоприятное влияние на климатические условия отдыха населения и быта. Но она может являться и источником опасности для человека.

В настоящее время примерно половина населения земного шара лишена возможности потреблять в достаточном количестве чистую пресную воду. В наибольшей степени от этого страдают развивающиеся страны, в которых 61% сельских жителей вынуждены пользоваться небезопасной в эпидемиологическом отношении водой, а 87% – не имеют канализации.

Давно замечено, что исключительно большое значение имеет водный фактор в распространении острых кишечных инфекций и инвазий. В воде водоисточников могут присутствовать сальмонеллы, кишечная палочка, холерный вибрион и т.д. Некоторые патогенные микроорганизмы длительно сохраняются и даже размножаются в природной воде.

Источником заражения поверхностных водоемов могут явиться неочищенные канализационные сточные воды.

Для водных эпидемий считается характерным внезапный подъем заболеваемости, сохранение высокого уровня в течение некоторого времени, ограничение эпидемической вспышки кругом лиц, пользующихся общим источником водоснабжения, и отсутствие заболеваний среди жителей того же населенного места, но пользующихся другим источником водоснабжения.

В последнее время исходное качество природной воды меняется вследствие нерациональной хозяйственной деятельности человека. Проникновение в водную среду различных токсикантов и веществ, изменяющих естественный состав воды, представляет исключительную опасность для природных экосистем и человека.

В использовании человеком водных ресурсов Земли различают два направления: водопользование и водопотребление.

При водопользовании вода, как правило, не изымается из водных объектов, но качество ее может меняться. К водопользованию относится использование водных ресурсов для гидроэнергетики, судоходства, рыболовства и разведения рыбы, отдыха, туризма и спорта.

При водопотреблении вода изымается из водных объектов и либо включается в состав вырабатываемой продукции (и вместе с потерями на испарения в процессе производства входит в состав безвозвратного водопотребления), либо частично возвращается в водоем, но обычно уже значительно худшего качества.

Сточные воды ежегодно несут большое количество различных химических и биологических загрязнений в водные объекты Казахстана: медь, цинк, никель, ртуть, фосфор, свинец, марганец, нефтепродукты, моющие средства, фтор, азот нитратный и аммонийный, мышьяк, пестициды – это далеко не полный и постоянно пополняющийся список веществ, попадающих в водную среду.

В конечном итоге загрязнение водоемов создает угрозу здоровью человека через потребление рыбы и воды.

Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но и вторичные загрязнения, возникновение которых возможно в результате химических реакций веществ в водной среде.

Последствия загрязнения природных вод многообразны, но, в конечном итоге, они снижают запасы питьевой воды, вызывают болезни людей и всего живого, нарушают круговорот многих веществ в биосфере.

Источники и уровни загрязнения литосферы . В результате хозяйственной (бытовой и производственной) деятельности человека в почву поступает различное количество химических веществ: пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений, поверхностно-активных веществ (ПАВ), полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), промышленных и бытовых сточных вод, выбросов промышленных предприятий и транспорта и т. п. Накапливаясь в почве, они пагубно влияют на все обменные процессы, происходящие в ней, и препятствуют ее самоочищению.

Все более сложной становится проблема утилизации бытового мусора. Огромные мусорные свалки стали характерным признаком городских окраин. Неслучайно по отношению к нашему времени иногда применяют термин "мусорная цивилизация".

В Казахстане ежегодному захоронению и организованному складированию подлежит в среднем до 90% всех токсичных отходов производства. Эти отходы содержат мышьяк, свинец, цинк, асбест, фтор, фосфор, марганец, нефтепродукты, радиоактивные изотопы и отходы гальванического производства.

Сильное загрязнение почв в РК происходит за счет отсутствия необходимого контроля за использованием, хранением, транспортировкой минеральных удобрений и ядохимикатов. Используемые удобрения, как правило, не очищены, поэтому вместе с ними в почву попадают многие токсичные химические элементы и их соединения: мышьяк, кадмий, хром, кобальт, свинец, никель, цинк, селен. Кроме того, избыток азотных удобрений приводит к насыщению овощей нитратами, что вызывает отравление человека. В настоящее время существует множество различных ядохимикатов (пестицидов). Только в Казахстане ежегодно используется более 100 наименований пестицидов (метафос, децис, БИ-58, витовакс, витотиурам и др.), которые имеют широкий спектр действия, хотя применяются для ограниченного числа культур и насекомых. Они долго сохраняются в почве и проявляют токсическое действие на все организмы.

Наблюдаются случаи хронического и острого отравления людей при проведении сельскохозяйственных работ на полях, огородах, садах, обработанных пестицидами или загрязненных химическими веществами, содержащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятий.

Поступление в почву ртути, даже в незначительных количествах, оказывает большое влияние на ее биологические свойства. Так, установлено, что ртуть снижает аммонифицирующую и нитрифицирующую активность почвы. Повышенное содержание ртути в почве населенных мест неблагоприятно воздействует на организм человека: наблюдаются частые заболевания нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов, снижение фертильности.

Свинец при попадании в почву угнетает деятельность не только нитрифицирующих бактерий, но и микроорганизмов-антагонистов кишечной и дизентерийной палочек Флекснера и Зонне, удлиняет срок самоочищения почвы.

Находящиеся в почве химические соединения смываются с ее поверхности в открытые водоемы или поступают в грунтовый поток воды, тем самым, влияя на качественный состав хозяйственно-питьевых вод, а также пищевых продуктов растительного происхождения. Качественный состав и количество химических веществ в этих продуктах во многом определяется типом почвы и ее химическим составом.

Особое гигиеническое значение почвы связано с опасностью передачи человеку возбудителей различных инфекционных заболеваний. Несмотря на антагонизм почвенной микрофлоры, в ней длительное время способны сохраняться жизнеспособными и вирулентными возбудители многих инфекционных заболеваний. В течение этого времени они могут загрязнять подземные водоисточники и заражать человека.

С почвенной пылью могут распространяться возбудители ряда других инфекционных болезней: микробакгерии туберкулеза, вирусы полиомиелита, Коксаки, ECHO и др. Почва играет не последнюю роль и в распространении эпидемий, вызванных гельминтами.

3. Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Вибрации в городской среде и жилых зданиях, источником которых является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту.

Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др. На городских магистралях и в прилегающих к ним зонах уровни звука могут достигать 70…80 дБ А, а в отдельных случаях 90 дБ А и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше.

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, ДВС большой мощности, газовые турбины, транспортные средства). В отдельных случаях уровни звукового давления инфразвука могут достигать нормативных значений, равных 90 дБ, и даже превышать их, на значительных расстояниях от источника.

Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям).

В быту источниками ЭМП и излучений являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ и другие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности (менее 70 %) создают паласы, накидки, занавески и т.д.

Доза облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фоном ионизирующего облучения, что достигается применением средств коллективной защиты. В тех случаях, когда на объектах экономики нормативные требования и правила радиационной безопасности не соблюдаются, уровни ионизирующего воздействия резко возрастают.

Рассеивание в атмосфере радионуклидов, содержащихся в выбросах, приводит к формированию зон загрязнения около источника выбросов. Обычно зоны антропогенного облучения жителей, проживающих вокруг предприятий по переработке ядерного топлива на расстоянии до 200 км, колеблются от 0,1 до 65 % естественного фона излучения.

Миграция радиоактивных веществ в почве определяется в основном ее гидрологическим режимом, химическим составом почвы и радионуклидов. Меньшей сорбционной емкостью обладают песчаная почва, большей – глинистая, суглинки и черноземы. Высокой прочностью удержания в почве обладают 90 Sr и l 37 Cs.

Опыт ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС показывает, что ведение сельскохозяйственного производства недопустимо на территориях при плотности загрязнения выше 80 Ки/км 2 , а на территориях, загрязненных до 40...50 Ки/км 2 , необходимо ограничивать производство семенных и технических культур, а также кормов для молодняка и откормочного мясного скота. При плотности загрязнения 15...20 Ки/кмг по 137 Cs сельскохозяйственное производство вполне допустимо.

Из рассмотренных энергетических загрязнений в современных условиях наибольшее негативное воздействие на человека оказывают радиоактивное и акустическое загрязнения.

Негативные факторы при чрезвычайных ситуациях . Чрезвычайные ситуации возникают при стихийных явлениях (землетрясениях, наводнениях, оползнях и т.п.) и при техногенных авариях. В наибольшей степени аварийность свойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургической отраслям промышленности, геологоразведке, объектам котлонадзора, газового и подъемно-транспортного хозяйства, а также транспорту.

Разрушение или разгерметизация систем повышенного давления в зависимости от физико-химических свойств рабочей среды может привести к появлению одного или комплекса поражающих факторов:

Ударная волна (последствия – травматизм, разрушение оборудования и несущих конструкций и т.д.);

Возгорание зданий, материалов и т.п. (последствия – термические ожоги, потеря прочности конструкций и т.д.);

Химическое загрязнение окружающей среды (последствия – удушье, отравление, химические ожоги и т.д.);

Загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами. Чрезвычайные ситуации возникают также в результате нерегламентированного хранения и транспортирования взрывчатых веществ, легковоспламеняющихся жидкостей, химических и радиоактивных веществ, переохлажденных и нагретых жидкостей и т.п. Следствием нарушения регламента операций являются взрывы, пожары, проливы химически активных жидкостей, выбросы газовых смесей.

Одной из распространенных причин пожаров и взрывов особенно на объектах нефтегазового и химического производства и при эксплуатации средств транспорта являются разряды статического электричества. Статическое электричество – совокупность явлений, связанных с образованием и сохранением свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ. Причиной возникновения статического электричества являются процессы электризации.

Естественное статическое электричество образуется на поверхности облаков в результате сложных атмосферных процессов. Заряды атмосферного (естественного) статического электричества образуют потенциал относительно Земли в несколько миллионов вольт, приводящий к поражениям молнией.

Искровые разряды искусственного статического электричества – частые причины пожаров, а искровые разряды атмосферного статического электричества (молнии) – частые причины более крупных чрезвычайных ситуаций. Они могут стать причиной, как пожаров, так и механических повреждений оборудования, нарушений на линиях связи и энергоснабжения отдельных районов.

Большую опасность разряды статического электричества и искрение в электрических цепях создают в условиях повышенного содержания горючих газов (например, метана в шахтах, природного газа в жилых помещениях) или горючих паров и пыли в помещениях.

Основными причинами крупных техногенных аварий являются:

Отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режимов эксплуатации; многие современные потенциально опасные производства спроектированы так, что вероятность крупной аварии на них весьма высока и оценивается величиной риска 10 4 и более;

Ошибочные действия операторов технических систем; статистические данные показывают, что более 60% аварий произошло в результате ошибок обслуживающего персонала;

Концентрация различных производств в промышленных зонах без должного изучения их взаимовлияния;

Высокий энергетический уровень технических систем;

Внешние негативные воздействия на объекты энергетики» транспорта и др.

Практика показывает, что решить задачу полного устранения негативных воздействий в техносфере нельзя. Для обеспечения защиты в условиях техносферы реально лишь ограничить воздействие негативных факторов их допустимыми уровнями с учетом их сочетанного (одновременного) действия. Соблюдение предельно допустимых уровней воздействия – один из основных путей обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в условиях техносферы.

4. Производственная среда и ее характеристики. На производстве ежегодно погибает около 15 тыс. чел. и травмируется примерно 670 тыс. чел. По данным зам. председателя СМ СССР Догуджиева В.X. в 1988 г. в стране произошло 790 крупных аварий и 1 млн. случаев группового травматизма. Этим определяется важность безопасности деятельности человека, которая отличает его от всего живого – Человечество на всех этапах своего развития серьезное внимание обращало на условия деятельности. В трудах Аристотеля, Гиппократа (III-V) век до н.э.) рассматриваются условия труда. В эпоху возрождения медик Парацельс изучал опасности горного дела, итальянский врач Рамаццини (XVII век) заложил основы профессиональной гигиены. И интерес общества к этим проблемам растет, так как за термином "безопасность деятельности" стоит человек, а "человек есть мера всех вещей" (философ Протагор, V век до н.э.).

Деятельность – это процесс взаимодействия человека с природой и антропогенной средой. Совокупность факторов, влияющих на человека в процессе деятельности (труда) в производстве и в быту, составляют условия деятельности (труда). Причем действие факторов условий может быть благоприятным и неблагоприятным для человека. Воздействие фактора, могущее составить угрозу жизни или ущерб здоровью человека, называется опасностью. Практика свидетельствует, что любая деятельность потенциально опасна. Это аксиома о потенциальной опасности деятельности.

Рост промышленного производства сопровождается непрерывным ростом воздействия производственной среды на биосферу. Считается, что каждые 10…12 лет объем производства удваивается, соответственно также возрастает объем выбросов в окружающую среду: газообразных, твердых и жидких, а также энергетических. При этом имеет место загрязнение атмосферы, водного бассейна и почвы.

Анализ состава загрязнений, выбрасываемых в атмосферу машиностроительным предприятием, показывает, что, кроме основных загрязнений (СО, S0 2 , NO n , C n H m , пыль), в выбросах содержатся токсичные соединения, оказывающие значительное отрицательное воздействие на окружающую среду. Концентрация вредных веществ в вентиляционных выбросах невелика, но общее количество вредных веществ значительно. Выбросы производятся с переменной периодичностью и интенсивностью, но ввиду небольшой высоты выброса, рассредоточенности и плохой очистки они сильно загрязняют воздух на территории предприятий. При малой ширине санитарно-защитной зоны возникают трудности в обеспечении чистоты воздуха в жилых зонах. Существенный вклад в загрязнение атмосферы вносят энергетические установки предприятия. Они выбрасывают в атмосферу СО 2 , СО, сажу, углеводороды, SO 2 , S0 3 PbO, золу и частицы несгоревшего твердого топлива.

Шум, создаваемый промышленным предприятием, не должен превышать предельно допустимых спектров. На предприятиях могут работать механизмы, являющиеся источником инфразвука (двигатели внутреннего сгорания, вентиляторы, компрессоры и т.п.). Допустимые уровни звукового давления инфразвука установлены санитарными нормами.

Технологическое оборудование ударного действия (молоты, прессы), мощные насосы и компрессоры, двигатели являются источниками вибраций в окружающей среде. Вибрации распространяются по грунту и могут достигать фундаментов общественных и жилых зданий.

Контрольные вопросы:

1. Как подразделяются источники энергии?

2. Какие источники энергии относятся к природным?

3. Что относится физическим опасным и вредным факторам?

4. Как подразделяются химические опасные и вредные факторы?

5. Что включают в себя биологические факторы?

6. К каким последствиям ведет загрязнение атмосферного воздуха различными вредными веществами?

7. Что относится к числу примесей, выделяемых естественными источниками?

8. Какие источники создают основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха?

9. Какие самые распространенные токсичные вещества, загрязняющие атмосферу?

10. Что такое смог?

11. Какие виды смога различают?

12. Причины возникновения кислотных дождей?

13. Причины разрушения озонового слоя?

14. Какие бывают источники загрязнения гидросферы?

15. Какие бывают источники загрязнения литосферы?

16. Что такое ПАВ?

17. Что является источником вибрации в городской среде и жилых зданиях?

18. Какой уровень может достигать звук на городских магистралях и в прилегающих к ним зонах?

Степень загрязнения атмосферного воздуха сильно колеблется во времени и пространстве. В одной и той же точке территории в короткие промежутки времени могут появляться относительно высокие концентрации при относительно низких средних уровнях. Чем длительнее время усреднения, тем ниже концентрация. Для гигиенической оценки степени загрязнения атмосферного воздуха имеют значение как средние уровни, определяющие длительное резорбтивное действие загрязнений, так и относительно кратковременные пиковые концентрации, с которыми связано появление запахов, раздражающего действия на слизистые оболочки дыхательных путей и глаза. В связи с этим для гигиенической оценки степени загрязнения воздуха недостаточно знать только концентрацию, а надо установить, за какое время усреднения эта концентрация получена. В нашей стране для характеристики степени загрязнения атмосферы приняты максимальные разовые концентрации, т.е. достоверные максимальные концентрации, появляющиеся в конкретной точке территории за 20-30 минутный период, и среднесуточные, т.е. средняя концентрация за 24ч. Таким образом, характеризуя степень загрязнения атмосферного воздуха, мы используем максимальные разовые или среднесуточные концентрации, что позволяет вести оперативный контроль за загрязнением атмосферного воздуха

Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит от множества различных факторов и условий:

1.количества выбросов вредных веществ (различают мощные, крупные, мелкие производства

К мощным источникам загрязнения относятся производства типа металлургических и химических заводов, заводов строительных материалов, тепловые электростанции. Большое количество мелких источников может значительно загрязнять воздух. Чем больше величина выброса в единицу времени, тем больше при прочих равных условиях загрязняющих веществ поступает в воздушный поток и, следовательно, создается в нем более высокая концентрация загрязнений. Прямо пропорциональной зависимости между величиной выброса и концентрацией нет, так как на уровень концентрации загрязнителя оказывают влияние и другие факторы, степень влияния которых в разных случаях бывает различной.

Величина выброса является главным фактором, определяющим уровень приземной концентрации. В связи с этим при гигиенической оценке источников загрязнения атмосферы санитарного врача должна интересовать количественная характеристика каждого компонента выброса. Выражается выброс в единицах на единицу времени (кг/сут, г/с, т/год) или других единицах, например кг/т продукции, мг/м 3 промышленного выброса. В этом случае необходим пересчет на единицу времени с учетом количества получаемой продукции за час, сутки и т.д. или максимальный объем отходящих газов за конкретный временной интервал.

Загрязняющие вещества поступают в атмосферу как организованный или неорганизованный выброс. К организованным выбросам относятся хвостовые газы, абгазы,газы аспирационных и вентиляционных систем. Хвостовые газы образуются в конечной стадии производственного процесса и характеризуются, как правило, сравнительно высокими концентрациями и значительной абсолютной массой загрязняющих веществ. В атмосферу выброс поступает через трубу. Типичным примером хвостовых газов являются дымовые газы котельных и электростанций.

Абгазы образуются в промежуточных стадиях производственного процесса и удаляются специальными абгазовыми линиями. Так как назначение этих технологических линий состоит в выравнивании давления в различных замкнутых аппаратах, сбросе газов при нарушениях технологического процесса и необходимости быстро освободить аппаратуру, абгазы характеризуются периодичностью выброса, небольшим объемом при относительно высоких концентрациях загрязняющих веществ. Особенно много выбрасывается абгазов на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Газы аспирационных систем образуются в результате работы местной вентиляции из различных укрытий (кожухи, камеры, зонты) и характеризуются относительно высокими концентрациями. Вентиляционные системы часто удаляют воздух из цехов через аэрационные фонари. Вентиляционные выбросы характеризуются огромными объемами и малыми концентрациями загрязняющих веществ, что затрудняет их очистку. В то же время общая масса загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу, может быть достаточно большой.

Неорганизованный выброс образуется за счет внецехового оборудования и сооружений и при выполнении наружных работ. К ним относятся погрузочно-разгрузочные работы пылящих и испаряющихся сырьевых материалов и готовой продукции, открытое хранение пылящих материалов и готовой продукции, открытое хранение пылящих материалов и испаряющихся жидкостей, градирни, шламохранилища, отвалы отходов, открытые каналы сточных вод, неплотности стыков и сальников наружных технологических линий и т.д. Особенность таких выбросов состоит в том, что они плохо поддаются количественному учету. В то же время практика подтверждает высокие уровни загрязнения атмосферного воздуха территорий, прилегающих к предприятиям, характеризующимся наличием неорганизованных выбросов.

Классифицировать выбросы на организованные и неорганизованные необходимо и потому, что первые в полном объеме должны учитываться при прогнозировании загрязнения атмосферного воздуха, а санитарный врач как в порядке предупредительного, так и текущего санитарного надзора обязан уметь проверить полноту учета выбросов в расчете. Имеются предпосылки и для учета неорганизованных выбросов в ближайшем будущем.

Для качественной и количественной характеристики выбросов используются прямые и косвенные методы. Прямые методы основаны на измерении концентрации загрязнителя в организованных выбросах и расчета на этой основе массы загрязнителя за единицу времени. В основу косвенных методов положен материальный баланс, учитывающий необходимые сырьевые и образующиеся продукты.

Прямые методы определения выброса используются, как правило, на предприятиях с превалирующим значением организованных выбросов. Эти определения производятся специализированной организацией или лабораторией предприятия. Косвенные методы лучше использовать на предприятиях, характеризующихся и неорганизованными выбросами. Материальный баланс является частью технологического регламента. Прямые и косвенные методы определения выбросов должны использоваться предприятием для инвентаризации источников загрязнения атмосферы.

П.Их химического состава (различают по составу выбросов 5 класса производства по опасности).

Большое влияние на величину выброса оказывает эффективность работы очистных сооружений. Так, снижение эффективности с 98 до 96:, т.е. всего на 2%, увеличивает выброс в 2 раза. В связи с этим при оценке источников загрязнения атмосферы санитарный врач должен знать как проектный, так и реальный коэффициенты очистки и для оценки использовать последний.

Ш.высоты, на которой осуществляются выбросы (низкие, средней высоты, высокие). Под низкими источниками выброса считают те производства, которые осуществляют выбросы из труб, высота которых ниже 50м и под высокими – выше 50м. Нагретыми, называют выбросы, у которых температура газовоздушной смеси выше 50 0 С, при более низкой температуре выбросы считаются холодным.

Чем выше от поверхности земли осуществляется выброс загрязняющих веществ, тем при прочих равных условиях ниже их концентрация в приземном слое. Снижение концентрации с повышением высоты выброса связано с двумя закономерностями распределения загрязнений в факеле: снижением концентрации вследствие увеличения поперечного сечения факела и удалением от его осевой линии, несущей основную массу загрязнений, от которой они распространяются к периферии факела. Имеют значение и более высокие скорости ветра над устьем высокой трубы,так как ослабляется тормозящее влияние поверхности земли. Высокая труба не только снижает уровень приземной концентрации, но и удаляет начало зоны задымления. Вместе с тем следует учитывать, что высокая труба увеличивает радиус задымления, хотя и при более низких концентрациях. Зона максимального загрязнения, хотя и при более низких концентрациях. Зона максимального загрязнения находится в пределах расстояния, равного 10-40 высотам трубы при нагретых высоких выбросах и 5-20 высотам – при холодных и низких. В связи со строительством высоких труб (180-320 м) дальность влияния отдельных источников может составлять 10 км и более. Для высоких источников при отсутствии неорганизованных выбросов имеется зоны переброса, так как точка касания факелом поверхности земли тем дальше, чем выше труба.

1У. Климатогеографических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ:

2.условий переноса и распространения выбросов в атмосфере (температурной инверсии, барометрического давления в атмосфере и т.д.)

3.интенсивности солнечной радиации, определяющей фотохимические превращения примесей и возникновение вторичных продуктов загрязнения воздуха

4.количества и продолжительности атмосферных осадков, приводящих к вымыванию примесей из атмосферы, а так же от степени влажности воздуха.

При одном и том же абсолютном выбросе степень загрязнения атмосферного воздуха может меняться в зависимости от метеорологических факторов, так как рассеивание выбросов происходит под влиянием турбулентности, т.е. перемешивания различных слое воздуха. Турбулентность связана с притоком тепла, излучаемого солнцем и достигающим земной поверхности, и имеет свои закономерности переноса воздушных масс в зависимости от широты и времени года. Среди метеорологических факторов заслуживают особого рассмотрения направление и скорость ветра, температурная стратификация атмосферы и влажность воздуха.

Вследствие непрерывного изменения направления ветра наблюдательная точка то попадает в факел выброса источника загрязнения, расположенного вблизи этой точки, то выходит из него. Поэтому уровень загрязнения меняется с изменением направления ветра. Эта зависимость имеет важное значение для санитарной практики при решении вопросов размещения промышленных предприятий в плане города и выделении промышленной зоны.

На этой закономерности «поведения» промышленных выбросов в приземном слое атмосферы основаны санитарные требования к функциональному зонированию территории населенных мест с размещением промышленных предприятий подветренно от селитебной территории, т.е. чтобы господствующее направление ветра было с селитебной территории на промышленное предприятие.

Особое значение эта зависимость приобретает в практической деятельности санитарной службы крупных промышленных центров при решении вопроса о ведущих источниках загрязнения. Очень показательна для анализа санитарной ситуации диаграмма, построенная по принципу розы ветров и названная поэтому «роза задымления» (В.А.Рязанов).

Для построения розы задымления необходимо располагать результатами систематических наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха не менее чем за год. Все данные разбиваются на группы в соответствии с направлением ветра в период отбора проб. Для каждого направления ветра подсчитываются средние концентрации, по которым в произвольном масштабе строится график. Выступающие вершины графика указывают на основной источник загрязнения воздуха данной территории. Для каждого загрязнителя строится отдельный график. Как пример построения розы задымления приведены в табл.2 и на рис. 1. На основании результатов систематических наблюдений одного из промышленных центров страны. Концентрация загрязнителей в период штилей составляла 0,14 мг/м 3

Таблица 2

Зависимость концентрации сернистого газа от направления ветра

Румб	Концентрация,мг/м 3	Румб	Концентрация,мг/м 3
С	0,11	Ею	0,06
СВ	0,19	ЮЗ	0,06
В	0,26	З	0,09
ЮВ	0,12	СЗ	0,09

Рис.1 «Роза задымления»

Вершина указывает направление ведущего источника (С-В)

Из приведенных данных видно, что основной источник загрязнения воздуха сернистым газом находится к востоку от изученной территории. На том же принципе основана методика определения фоновых концентраций, но с учетом скорости ветра и по 4 градациям стран света. Определение фоновых концентраций с учетом направления ветра помогает объективно решать вопросы о размещении промышленных предприятий в плане города, т.е. не размещать их в направлениях, ветры которых приносят наивысшие уровни загрязнения.

Если бы концентрации загрязнений зависели только от величины выброса и направления ветра, то они не изменялись бы при неизменном выбросе и направлении ветра. Однако основное значение имеет процесс разбавления выброса атмосферным воздухом, в котором большую роль играет скорость ветра. Чем выше скорость ветра, тем интенсивнее перемешивание выброса с атмосферным воздухом и тем ниже при прочих равных условиях, концентрация загрязнений. Высокие концентрации обнаруживаются в период штиля.

Скорость ветра способствует переносу и рассеиванию примесей, так как с усилением ветра в районе высоких источников возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. При слабом ветре в районе высоких источников выброса концентрации у земли уменьшаются за счет увеличения подъема факела и уноса примеси вверх.

При сильном ветре подъем примеси уменьшается, но происходит возрастание скорости переноса примеси на значительные расстояния. Максимальные концентрации примеси наблюдаются при некоторой скорости, кот орая называется опасной и зависит от параметров выброса. Для мощных источников выброса с большим перегревом дымовых газов, относительно окружающего воздуха, она составляет 5-7 м/с. Для источников со сравнительно малым объемом выбросов и низкой температурой газов она близка к 1-2 м/с.

Неустойчивость направления ветра способствует усилению рассеивания по горизонтали и концентрации примесей у земли уменьшаются.

Санитарный врач должен использовать эту закономерность. При решении вопросов отвода участка под строительство промышленного предприятия, рассмотрении материалов по реконструкции существующего предприятия важно учитывать как направление, так и скорость ветра, в частности чтобы «опасная» скорость ветра для рассматриваемого источника не совпадала с часто встречающейся в направлении от источника на селитебную территорию.Важно учитывать эту закономерность и при организации лабораторного контроля.

Рассеивающая способность атмосферы зависит от вертикального распределения температуры и скорости ветра. Например, чаще всего неустойчивое состояние атмосферы наблюдается летом в дневное время. При таких условиях у земной поверхности отмечаются большие концентрации

Большое влияние на разбавление промышленных выбросов оказывает т е м п е р а т у р н а я с т р а т и ф и к а ц и я а т м о с ф е р ы. Способность поверхности земли поглощать или излучать тепло влияет на вертикальное распределение температуры в приземном слое атмосферы. В обычных условиях с подъемом вверх температура падает. Этот процесс рассматривается как адиабатический, т.е. протекающий без притока или отдачи тепла: поднимающийся поток воздуха будет охлаждаться за счет увеличения объема вследствие уменьшения давления и, наоборот, опускающийся поток будет нагреваться благодаря увеличению давления. Изменение температуры, выраженное в градусах на каждые 100 м подъема вверх, называется температурным градиентом. При адиабатическом процессе температурный градиент составляет примерно 1 0С.

Бывают периоды, когда с увеличением высоты температура падает быстрее, чем на 1 0 С на 100 м, в результате чего теплые массы воздуха от нагретой солнцем поверхности земли поднимаются на большую высоту, что сопровождается быстрым опусканием холодных потоков воздуха. Такое состояние, относящееся к сверхдиабатическому градиенту температуры, называют конвективным. Оно характеризуется сильным перемешиванием воздуха.

В реальных условиях температура воздуха с высотой не всегда падает и вышележащие слои воздуха могут иметь более высокую температуру, чем нижележащие, т.е. возможно извращение температурного градиента.

Состояние атмосферы с извращенным температурным градиентом носит название температурной инверсии. В периоды инверсий ослабляется турбулентный обмен,в связи в чем ухудшаются условия рассеивания промышленных выбросов, что может приводить к накоплению вредных веществ в приземном слое атмосферы.

Различают приземные и приподнятые инверсии. Приземные инверсии характеризуются извращением температурного градиента у поверхности земли, а приподнятые – появлением более теплого слоя воздуха на каком-либо расстоянии от поверхности земли.

В случае приподнятой инверсии приземные концентрации зависят от высоты источника загрязнения по отношению к их нижней границе. Если источник располагается ниже слоя приподнятой инверсии, то основная часть примеси концентрируется вблизи поверхности земли.

В слое инверсии практически становятся невозможны вертикальные токи воздуха, так как снижается коэффициент турбулентной диффузии, в результате чего выброс под слоем инверсии не может подниматься вверх и распределяется в приземном слое. Поэтому температурные инверсии, как правило, сопровождаются значительным увеличением концентрации загрязнений в приземном слое. Как известно, массовые отравления населения в долине Маас, а также в Доноре м Лондоне наблюдались в период устойчивой температурной инверсии, продолжавшейся несколько суток. Чем длительнее инверсия, тем выше концентрации атмосферных загрязнений, потому что накопление атмосферных выбросов происходит в ограниченном, как бы замкнутом, пространстве атмосферы.

Большое значение имеет не только длительность, но и высота инверсии. Естественно, что низкие приземные (до 15-20м) и очень приподнятые (выше 600м) инверсии могут не оказывать существенного влияния на уровень концентраций: первые – вследствие того, что высота выброса некоторых источников загрязнения может находиться над слоем инверсии и она не будет препятствовать их рассеиванию, а вторые – потому, что при очень приподнятых инверсиях слой атмосферы под ними оказывается достаточным, чтобы разбавить промышленные выбросы.

Таким образом, вертикальный температурный градиент является важнейшим фактором, определяющим интенсивность процессов перемешивания загрязнений с атмосферным воздухом и имеющим большое практическое значение. Например, если в каком-то районы часты приземные инверсии в слое 150-200 м, то строительство труб высотой 120-150м не имеет смысла, так как-это не окажет влияния на снижение концентраций в периоды инверсий. Целесообразно строительство трубы выше 200 м. Если часты приподнятые инверсии на высоте 300-400 м, то строительство трубы даже высотой 250 м не будет способствовать снижению концентраций в период инверсии.

Накопление вредных выбросов в приземном слое в период приземных инверсий будет происходить при низких выбросах. Особенно возрастают концентрации загрязнений в случае расположения приподнятых инверсий непосредственно над источником выброса, т.е. устьем трубы. Санитарный врач должен знать особенности температурной стратификации атмосферы обслуживаемой территории, чтобы учитывать их при решении вопросов предупредительного и текущего надзора в гигиене атмосферного воздуха.

В связи с изменениями температурно-радиационного режима воздуха городской территории над городом более вероятно образование инверсий по сравнению с окрестными территориями. В холодный период года наблюдаются более частые и длительные инверсии. Температурный градиент изменяется не только по сезонам, но и на протяжении суток. Вследствие охлаждения поверхности земли лучеиспусканием нередко образуются ночные инверсии, чему благоприятствуют ясное небо и сухой воздух. Ночные инверсии могут возникать и в летнее время, достигая максимума в ранние утренние часы.

Нередко инверсии образуются в долинах между возвышенностями. Спускающийся в них холодный воздух подтекает под более теплый воздух долины и образуется «озеро» холода. В таких условиях решение вопроса о размещении промышленных предприятий оказывается особенно трудным.

Наиболее высокие концентрации атмосферных загрязнений наблюдаются при низких температурах в период зимних инверсий.

Определенное значение для распределения загрязнений в приземном слое атмосферы имеет влажность воздуха. Для большинства загрязнителей имеется прямая зависимость, т.е. с ростом влажности возрастают их концентрации. Исключение составляют лишь соединения, способные гидролизоваться. Особенно высокие концентрации атмосферных загрязнений отмечаются в периоды туманов. Связь уровня загрязнения и влажности объясняется тем, что в городской атмосфере имеется значительное количество гигроскопических частиц, конденсация влаги на которых начинается при относительной влажности меньше 100%. В связи с утяжелением частиц за счет конденсации влаги они опускаются и концентрируются в более узком слое приземной атмосферы. Газообразные загрязнения, растворяясь в конденсате частиц, также накапливаются в нижних слоях атмосферы.

Таким образом, при одном и том же выбросе уровень приземной концентрации загрязнителей может существенно меняться в зависимости от метеорологических условий.

Существенное влияние на рассеивание выбросов оказывает сам город, изменяющий температурно-радиационный, влажностный и ветровой режимы. С одной стороны, город представляет «остров тепла», в результате чего возникают местные конвективные восходящие и нисходящие потоки, с другой- в условиях города чаще возникают туманы (часто за счет загрязнения его), что ухудшает рассеивание загрязнений. Направление и скорость ветра деформируются за счет изменения подстилающей поверхности и экранирующего влияния высоких зданий. В таких условиях непригодны расчеты, созданные для равнинной местности, и используются специальные методы расчета с учетом аэродинамической тени, создаваемой зданиями.

На рассеивание примесей в условиях города существенно влияет планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, наличие зеленых массивов и водных объектов.

Поэтому даже при постоянных промышленных и транспортных выбросах в результате влияния метеорологических условий уровни загрязнения воздуха могут различаться в несколько раз.

Определенную роль в освобождении атмосферы от загрязнений играет зеленая растительность вследствие как механической сорбции на поверхности, так и химического связывания некоторых соединений.

У1.На распространение примеси влияет рельеф местности . На наветренных склонах при ветре образуются восходящие движения воздуха, а подветренных склонах – нисходящие. Над водоемами летом образуются нисходящие потоки движения воздушных масс. В нисходящих потоках приземные концентрации увеличиваются, при восходящих потоках- уменьшаются. В некоторых формах рельефа, например в котлованах , воздух застаивается, что приводит к накоплению токсинов от низких источников выбросов. В холмистой местности максимумы приземной концентрации примеси обычно больше, чем при отсутствии неровностей рельефа.

Влияние неровностей местности на уровень приземной концентрации связано с изменением характера движения воздуха, что приводит к изменению поля концентраций. В низинах наблюдаются явления застоя воздуха, что повышает опасность накопления загрязнений. При высоте отметок 50-100 м с углом наклона 5-6 0 отличие максимальных концентраций может достигать 50% при относительно невысоких трубах. Влияние рельефа уменьшается с повышением высоты выброса. Большое значение имеет расположение источника на подветренном или наветренном склоне. Увеличение концентрации может наблюдаться и при расположении источника выброса на возвышенности, но вблизи подветренного склона, где снижаются скорости ветра и возникают нисходящие течения.

Влияние неровностей местности на характер движения воздуха настолько сложно, что требует иногда моделирования условий с целью определения характера распространения промышленных выбросов. В настоящее время имеются предложения по введению коэффициентов, учитывающих влияние рельефа на рассеивание выбросов.

УП. От времени года (зимой больше, чем летом, т.к. включены отопительные системы, а при их эксплуатации увеличивается загрязнение выбросами и на нижних слоях воздуха больше накапливаются загрязнители, т.к. конвекция воздуха замедляется).

УШ. От времени суток (максимальное загрязнение наблюдается днем, т.к. работа всех производств и транспортных средств приходится на дневное время).

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20

3. Факторы загрязнения воздушной среды .

Техногенное и антропогенное загрязнение самое опасное для атмосферы. В воздушный бассейн Новосибирской области с выбросами промышленных предприятий и транспорта поступают тысячи тонн различных вредных веществ. Уровень загрязнения атмосферы зависит:

От количественного и качественного состава промышленных выбросов;

Их периодичности и высоты, на которой осуществляется выброс;

От климатических условий, определяющих их перенос, рассеивание;

От атмосферных осадков, вымывающих вредные вещества;

От интенсивности фотохимических реакций в атмосфере.

Суммарная масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в 2003 году составила 206,4 тыс.т. (подсчитать количество вагонов). Основными источниками загрязнения воздуха являются предприятия черной и цветной металлургии, тепловой энергетики, химической и цементной промышленности, нефте- и газопереработки, транспорт. Все эти предприятия кроме нефте и газопереработки сконцентрированы в Новосибирске и близь прилегающих к нему территориям. Каждый промышленный источник выделяет свой специфический набор загрязнения веществ:

Теплоэнергетика – оксиды серы, углерода, металлов, азота, пыль;

Транспорт – оксиды углерода и азота, углеводороды, тяжелые металлы;

Производство цемента – оксиды углерода, пыль.

Проанализируем таблицу «Валового выброса загрязняющими веществами атмосферу Новосибирской области»

По данным 2002 г. и 2003 года можно увидеть, что увеличение выбросов происходит год от года. Наибольшее количество выбросов составляют оксиды углерода, диоксид серы и оксиды азота.

Для определения степени загрязнения воздушной среды вводится показатель – индекс загрязнение воздуха (ИЗВ). ИЗВ обозначает количество вредных веществ в определенном объеме воздуха (1м 3 ). Для отслеживания степени загрязнения воздуха используются лазерные спектроскопы, которые обнаруживают присутствие в воздухе загрязняющих веществ на расстоянии 2 км. Установлены показатели ИЗВ:

до 5 баллов – воздух чистый;

от 5 – 6 баллов – загрязнение повышенное;

от 7 до 13 баллов – ИЗВ высокое;

более 14 баллов – очень высокое.

По индексу загрязнения определяется показатель - предельно допустимая концентрация, которая определена нормативными актами (мг/м 3).

Таблица 1

Индекс загрязнения отдельными ингредиентами атмосферного воздуха в Новосибирской области.

Загрязняющие вещества	Факторы загрязнения
1.Твердые и взвешенные вещества (сажа, пыль)	Неблагоустроенные дороги	В Новосибирске от 9 до 25 – очень высокий; По области от 7 до 9 (летом пыль, зимой – сажа)
2.Оксид углерода	Выбросы промышленных предприятий; Транспорт. Он не вымывается осадками и не выступает в химические соединения с другими примесями. Его содержание регулируется главным образом условиями переноса и рассеивания	ПДК от 0, 7 до 1,6 повышенное и высокое
3.Диоксид азота	Образуется в результате процессов горения, количество выбросов зависит от температуры выходящих газов	1,3 – 1,5 ПДК
4.Формальдегид	Выбрасывается при производстве пластмасс, лаков, красок, деревообработки, автотранспорта	Повышенное 1 – 2,3 ПДК
	Выбросы промышленных предприятий, зависит от условий рассеивания	0,003 – 3,9 ПДК
6. Фтористый водород	Металлургические предприятия	Повышенное 1,2 – 5,9 ПДК
7.Бенз(а)пирен	Источником является автотранспорт, котельные, ТЭЦ	Повышенное 1,4 – 4,9 ПДК (ВОЗ – 2,9)
	Промышленные выбросы	Предельно допустимый в отдельных случаях 1,4 -9 ПДК
9.Диоксид серы	Сжигание угля и других видов твердого топлива; Промышленные выбросы	Повышенное 0,9 – 1,4 ПДК

Наиболее повышенное загрязнение воздуха наблюдается в промышленных зонах Новосибирской области (Новосибирск, Искитим, Бердск, Барабинск, Куйбышев). Но в результате подвижности воздуха и его рассеивания загрязнению подвергается вся воздушная среда области, только ПДК будет разная.

Снежный покров позволяет более определенно отследить преобладание загрязнителей на отдельной территории области. Снег лежит 5 месяцев или 168 дней. За этот период в снежном покрове накапливается огромное количество загрязняющих атмосферу веществ.

Проведем анализ таблицы 1.1.2.1.

Таблица 2

	Концентрация веществ
	SО,сульфаты				Азот аллюминий
1.Барабинский
2.Искитим
4.Карасук
5.Кузедево
6.Кыштовка
7.Маслянино
8.Огурцово
9.Татарск

Из таблицы видно, что даже при отсутствии крупных промышленных предприятий на территории Татарского, Карасукского, Каргатского, Маслянинского районов, степень загрязнения снега повышенная, из-за рассеивания выбросов.

Меры по охране воздушной среды.

Основными путями снижения и полной ликвидации загрязнений служат: разработка и внедрение очистных сооружений, безотходные технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение. Очистные сооружения являются основным средством борьбы с промышленными загрязнениями атмосферы. Очистка выбросов осуществляется путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов.

Безотходная технология аналогична процессам, происходящим в биосфере, где в ее круговороте ненужных отходов не существует и где все они полностью используются различными звеньями экосистемы. Полностью исключаются выбросы в атмосферу, а используются для извлечения из промышленного воздуха ингредиентов, которые можно использовать в производстве (сера, азот, углерод, металлы).

Для защиты воздуха от выхлопных газов автомобилей используются фильтры и устройства, дожигающие топливо, чтобы снизить их выброс. В бензин добавляются вещества, заменяющие содержание бензина. Улучшается дорожное строительство в области, систематически ведется ремонт дорог, исключающие частую смену режима двигателей и уменьшение выбросов выхлопных газов.

Озеленение населенных пунктов и промышленных объектов, имеет важное значение в борьбе с загрязнением атмосферы. Зеленые растения в результате фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают ее кислородом. На деревьях и кустах оседает до 72% взвешенных в воздухе частиц пыли и до 60% диоксида серы. Особенно много пыли и загрязняющих веществ улавливают лиственные породы деревьев.

За качеством состояния воздушной среды ведутся наблюдения на метеостанциях. Наиболее системный мониторинг проводится в Новосибирске. Качественное состояние воздушной среды должно измеряться круглосуточно и население должно получать информацию о загрязнении воздуха.

5. Охрана воздушной среды в Новосибирской области.

Опасность загрязнения атмосферного воздуха несет тяжелые последствия. Воздух – подвижный объект природы, который постоянно перемещается и изменяет свои свойства и состав. В процессе циркуляции атмосферы воздух может оказаться загрязненным в местах, где нет «грязных» производств. Загрязняющие выбросы могут сохраняться в воздухе несколько суток и перемещаться с воздухом, выпадать с осадками в разных местах. Загрязнение воздуха – это мина замедленного действия, которая угрожает всему населению Земли.

Все усилия современного производства должны быть направлены на осуществление мер по снижению и полной ликвидации загрязнения атмосферы. Основным средством борьбы с промышленным загрязнением являются очистные фильтры. Очистные фильтры в зависимости от компонента загрязнения, который надо задерживать бывают механические, электрические, магнитные, звуковые и др. Промышленные выбросы в атмосферу пропускают через один или несколько фильтров, воду, химические активные жидкости и улавливают пыль, копоть, газы, пары. При грубой очистке промышленных выбросов устраняется от 70 до 84% загрязнителей. При средней очистке задерживается до 95 -98%, при тонкой - до 99% и выше.

Решить проблему охраны атмосферы только с помощью очистных фильтров невозможно. Необходимо внедрение в промышленную практику безотходных технологий.

Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения – переход на альтернативные источники энергии. По запасам газа России опережает другие страны мира. Газификация хозяйства и экономики России составляет 45%, в нашей области.

Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предполагается замена бензина другими видами топлива – спирт, газ. Установка фильтров для очистки выхлопных газов автомобилей, использование добавок, не содержащих свинец, уменьшает загрязнение воздуха. Содержание дорог в хорошем состоянии, создание расширенного дорожного полотна и развязок на улицах городов исключает частую смену режимов работы двигателей, уменьшает количество выбросов.

Зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листья деревьев и кустарников оседает до 72% пыли и взвешенных частиц, до 70% диоксида серы. Зеленые насаждения регулируют микроклимат населенных пунктов, гасят шум, приносящий вред здоровью людей.

Для поддержания чистоты большое значение имеет планировка города. Жилые кварталы лучше располагать на возвышенных участках и с подветренной стороны. Промышленные зоны размещать за пределами города.

Одним из направлений деятельности по снижению выбросов в атмосферу является «Закон об охране окружающей природной среды» Конституции РФ. В данном Законе определены меры охраны, утвержденные ГОСТами:

Нормы и методы измерений содержания оксида углерода и углеводородов в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями;

Нормы и методы измерения дымности отработанных газов дизелей;

Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;

Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями;

Инструкция о порядке рассмотрения, согласования и экспертизы воздухоохранных мероприятий и выдаче разрешений на выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

Кроме общегосударственной нормативной базы, регулирующей глобальные вопросы охраны атмосферы и ее рационального использования в области, создана служба экологического контроля, которая следит за выполнением Федерального закона «Об охране окружающей природной среды».

Контрольные вопросы

Опишите факторы техногенного загрязнения воздушной среды в нашей области.

Ингредиенты, загрязняющие воздушную среду в Новосибирской области. Критерии измерения уровня загрязнения воздуха.

Уровень загрязнения воздуха в г. Татарске зимой и летом. Необходимые меры улучшения качества воздушной среды в нашем городе.

Воздействие загрязнения воздуха на здоровье людей, растения, животных.

Литература

Ушаков С.А., Кац Я.Г. Экологическое состояние территории России. М.: Академия, 2002 г.

Состояние окружающей среды Новосибирской области в 2003 году (Доклад МПР по Новосибирской области)

Константинов В.М. Экологические основы природопользования. М., АCADEMA. 2006