Разрушение озонового слоя.

Опасности окружающей среды.

Опасности производственной среды.

Классификация опасностей на основании ГОСТ 12.0.003-74*.

Вторичные негативные явления.

Обобщенное понятие «опасность» (для системы «человек –среда обитания») — свойство человека и компонент окружаю-щей среды, способное причинять ущерб живой и неживой материи.

Формируется новый научный подход, в котором на первое место выдвигается понятия об опасностях окружающего материального мира.

Появилось понятие – НОКСОЛОГИЯ (греч. ноксо – опасность) – наука об опасностях материального мира Вселенной.

Ноксосфера – сфера опасностей, являющаяся предметом изучения науки Ноксология.

Общей целью изучения Ноксологии является углубление и развитие знаний о системе обеспечения безопасности в условиях негативных факторов техносферы, а также формирование навыков практического использования знаний в области обеспечения безопасности при осуществлении организационно-управленческой и эксплуатационной профессиональной деятельности.

При оценке условий возникновения и реализации опасностей важно понимать, что опасное воздействие возможно лишь в системе «источник опас-ности — объект защиты», а признание потока воздействия опасным зависит не только от его параметров, но и от способности объекта за-щиты воспринимать тот или иной поток вещества, энергии или ин-формации.

Например, при воздействии шума на человека его защит-ные свойства зависят не только от физиологической способности пе-реносить акустическое воздействие, но и от некоторых иных факто-ров. Поэтому один и тот же источник шума, например, с уровнем звука 55 дБА, не создает опасной ситуации для рабочего механическо-го цеха, но является опасным для человека интеллектуального труда (допустимое значение уровня звука в этом случае 45 дБА) или для че-ловека в зоне отдыха ~25 дБА).

Таким образом, опасности возникают и реализуются только при воздействии источника опасности на объект защиты в условиях, ко-гда параметры потоков воздействия превышают способность объекта защиты к их восприятию с сохранением своей целостности.

Классификация (таксономия) опасностей.

По происхождению опасности делят на естественные, техногенные и антропогенные.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ ОПАСНОСТИ

Естественные опасности обусловлены климатическими и при-родными явлениями.

Естественные опасности возникают при (1) изменении абиотиче-ских факторов биосферы и при (2) стихийных природных явлениях.

Абиотические факторы среды - компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы: климатические, почвенные и гидрографические факторы.

К ним относятся:

- климатические (атмосферные) факторы (температура и влажность воздуха, скорость ветра, атмосферное дав-ление, газовый состав воздуха, осадки, прозрачность атмосферы, из-лучение Солнца и др.);

- факторы водной среды (температура воды, ее состав, кислотность и др.);

- почвенные факторы (состав, кислотность, температура и др.);

- топографические (высота над уровнем моря, крутизна склона и др.).

Температура воздуха и излучение Солнца — наиболее важные абиотические факторы. От температуры зависят обмен веществ и жизнь организмов, их географическое распространение.

Стихийные природные явления лежат в основе возникновения природных чрезвычайных ситуаций, которые часто сопровождаются стихийными бедствиями — это землетрясения, вулканические из-вержения, селевые потоки, оползни, наводнения, ураганы, лавины, грозовые разряды и др.

Негативное воздействие на человека и среду обитания, ксожале-нию, не ограничивается естественными опасностями. Человек, ре-шая задачи достижения комфортного и материального обеспечения, непрерывно воздействует на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности (техническими средствами, выбросами различных производств и т. п.), генерируя в среде обитания техноген-ные и антропогенные опасности.

ТЕХОГЕННЫЕ ОПАСНОСТИ

 

Техногенные опасности создаются элементами техносферы: маши-нами, сооружениями, веществами. При этомвозни-кают загрязнении окружающей среды различными отходами и потоками энергий.

Загрязнение атмосферы.

Загрязнителями атмосферы служат естественные и тех-ногенные источники, от которых примеси поступают в воздух.

От естественных- источников в атмосферу поступают примеси в виде :

- пыли, (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли);

- туман; дым и газы от лесных и степных пожаров;

- газы вулканического происхождения;

- различные продукты расти-тельного, животного происхождения и др.

Естественные источники загрязнений бывают либо распределен-ными, например выпадение космической пыли, либо локальными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов.

Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоно-вым и мало изменяется с течением времени.

От техногенных источников в атмосферупоступают основные загрязнители от автотранспорта, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

Самыми распространенными токсичными веществами, загряз-няющими атмосферу, являются:

- оксид углерода СО, диоксид серы SO ₂, оксиды азота NO _x, углеводороды С _n N _m и пыль.

Факторы, способные вызывать вторичные негативные явления в окружающей среде:

- образование фотохимического смога;

- выпадение кислотных дождей;

- возникновение парникового эффекта;

разрушение озонового слоя.

Общая схема реакций образования фотохимического смога сложна и в упрощенном виде может быть представлена реакциями

Смог весьма токсичен, т.к.его составляющие обычно нахо-дятся в пределах:

Оз — 60...75%, ПАН, Н ₂ О ₂, альдегиды и др.— 25...40 %.

Для образования смога в атмосфере в солнечную погоду необхо-димо наличие оксидов азота и углеводородов (их выбрасывают в ат-мосферу автотранспорт, промышленные предприятия).

Источниками кислотных дождей служат газы, содержащие серу и азот. Наиболее важные из них: SO ₂, NO _x, H ₂ S.

Кислотные дожди воз-никают вследствие неравномерного распределения этих газов в атмо-сфере.

Концентрация диоксида серы SO ₂ (мкг/м) обычно такова:

- в горо-де - 50...1000;

- на территории около города в радиусе около 50 км - 10...50;

- в радиусе около 150 км - 0,1...2, над океаном - 0,1.

Источниками поступления соединений серы в атмосферу явля-ются:

- естественные (вулканическая деятельность, действия микроор-ганизмов и др.) - 31...41 %;

- антропогенные (ТЭС, промышленность и др.) - 59...69%.

Всего поступает 91...112 млн т в год.

Концентрации соединений азота (мкг/м) составляют:

- в городе - 10...100;

- на территории около города в радиусе 50 км - 0,25...2,5;

- над океаном - 0,25.

Источниками соединений азота являются:

- есте-ственные (почвенная эмиссия, грозовые разряды, горение биомассы и др.) - 63 %;

- антропогенные (ТЭС, автотранспорт, промышленность) - 37%.

Всего поступает 51...61 млн т в год.

Парниковый эффект (оранжерейный эффект) атмосферы — свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение и тем самым способствовать аккумуляции тепла Землёй и повышению температуры нижних слоёв атмосферы планеты.

Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в тепловом балансе Земли. На ее долю приходится основная часть поступающей в биосферу те-плоты, дж/год:

- теплота от солнечной радиации составляет 25 *10 ²³ (99,8 %);

- теплота от естественных источников (из недр Земли, от животных и др.) — 37,46 *10²⁰ (0,18 %);

- теплота от антропогенных источников (энергоустановок, пожаров и др.) - 4,2 * 10 ²⁰ (0,02%).

Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая длительное время находилась на уровне около + 15 ^оС. Расчеты показывают, что при отсутствии атмосферы средняя температура поверхности Земли составляла бы приблизительно (- 15 ^оС).

Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне, а излучаемая поверхностью Земли энергия — в инфракрасном (ИК).

Поэтому доля отраженной лучи-стой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества мно-гоатомных мини-газов (СО ₂, Н ₂ 0, СН ₄, О ₃, и др.) и пыли в ее составе.

Чем выше концентрация мини-газов и пыли в атмосфере, тем меньше доля отраженной солнечной радиации уходит в космическое про-странство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет пар-никового эффекта.

ИК-излучение поглощается метаном, фреона-ми, озоном, оксидом азота и т. п. в диапазоне длины волн 1...9 мкм;

- парами воды и углекислым газом при длине волн 12 мкм и более.

В последние годы наметилась тенденция к значительному росту кон-центраций СO ₂, СН ₄, N ₂ O и других газов в атмосфере.

Рост концентраций СO ₂, в атмосфере происходит вследствие уменьшения растительности на Земле и увеличения тех-ногенных поступлений.

Источниками техногенных парниковых газов являются:

- тепло-энергетика, промышленность и автотранспорт, они выделяют СO ₂;

- химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства определяют поступление СН _4;

_- холодиль-ное оборудование, бытовая химия — фреонов;

- автотранспорт, ТЭС, промышленность — оксидов азота и т. п.

Рост концентраций мини-газов в атмосфере и, как следствие, по-вышение 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 ^оС, а в период до 2030 г. она может повыситься еще на 1,5...4,5 ^оС. Это весьма опасно для островных стран и территорий, рас-положенных ниже уровня моря.

По прогнозам ученых, к2050 г. уро-вень моря может повыситься на 25...40 см, а к 2100 г.— на 2 м, что при-ведет к затоплению 5 млн. км² суши, т. е. 3 % суши и 30 % всех урожай-ных земель планеты.

Парниковый эффект в атмосфере — довольно распространенное явление и на региональном уровне.

Техногенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность), сконцентрированные в круп-ных городах и промышленных центрах, интенсивное поступление парниковых газов и пыли, устойчивое состояние атмосферы создают около городов пространства радиусом 50 км и более с повышенными на 1...5'С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городами хорошо просматриваются из косми-ческого пространства. Они разрушаются лишь при интенсивных дви-жениях больших масс атмосферного воздуха.

Разрушение озонового слоя происходит из-за попадания в него таких примесей техногенного загрязнения атмосферы, как соединения азота, хлора и фреона, из-за чего происходит значительное повышение доли ультра-фиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности.Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, а также представляют собой источник канцерогенной опасности для человека, стимулируют рост глазных забо-леваний.

Основными веществами, разрушающими озоновый слой, явля-ются соединения хлора, азота. По оценочным данным, один атом хлора может разрушить до 10⁵ молекул озона, одна молекула оксидов азота — до 10 молекул.

Источниками поступления соединений хлора и азота в озоновый слой могут быть: вулканические газы; технологии с применением фреонов; атомные взрывы; самолеты («Конкорд», военные), в вы-хлопных газах которых содержатся соеди-нения NO и NO ₂, 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 гер-метичности контура переноса теплоты;

- технологии с использовани-ем фре оно в;

- бытовые баллончики для распыления различных ве-ществ и т. п.

По оценочным данным, техногенное разрушение озонового слоя к 1973 г. достигло 0,4...1 %; к 2000 г.— 3 %, к 2050 г. ожидается 10 %.

Ядерная война может истощить озоновый слой на 20...70 %.

Замет-ные негативные измен ения в биосфере ожидаются при истощении озонового слоя на 8...10 % общего запаса озона в атмосф ере, состав-ляющего около 3 млрд т.

Заметим, что один запуск космической сис-темы «Шаттл» сопровождается разрушением около 0,3 % озона, что составляет около 10 т озона.

В результате техногенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия:

— превышение ПДК многих токсичных веществ (СО, NО ₂, SО ₂, С _n Н _m, бенз(а)пирена, свинца, безнола и др.) в городах и населенных пунктах;

— образование смога при интенсивных выбросах NО _x,С _n Н _m;

— выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах SО _x и NО _x;

— появление парникового эффекта при повышенном содержа-нии СО ₂, NО _x, О ₃, СН ₄, Н ₂ O и пыли в атмосфере, что способствует по-вышению средней температуры Земли;

— разрушение озонового слоя при поступлении NО, и соедине-ний хлора в него, что создает опасность УФ-облучения.

Загрязнение гидросферы.

Потребление воды в РФ в настоящее время дос-тигло 85,9 км³, в том числе на нужды,(%):

— производственные — 57,9;

— хозяйственно-питьевые — 20,3;

— орошение — 13,7;

— сельскохозяйственное водоснабжение — 2,1;

— прочие — 6,0.

При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбра-сывают в водоемы.

Основные- источники загрязнений внутренних водоемов:

- промышленност ь (металлургия, неф-тепереработка, химия и др.);

- сельское хозяйство;

- жилищно-ком-мунальное хозяйство и поверхностные стоки.

Загрязнители делятся на:

- биологические (органические микроор-ганизмы), 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, меди-ко-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности. На-пример, целлюлозно-бумажный комбинат загрязняет воду так же, как город с населением 0,5 млн чел.

Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленны-ми, поверхностными и бытовыми стоками. К ним относятся: нефте-продукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральные удобре-ния, пестициды, моющие средства. Наиболее опасны свинец, ртуть, кадмий.

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

Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но и вторичные, образовавшиеся в результате химических реакций ве-ществ в водной среде. Большую опасность загрязненные сточные воды представляют в тех случаях, когда из- за структуры грунта загрязнители могут попадать в зону залегания грунтовых вод. В ряде случаев до 30...40 % тяжелых метал-лов из почвы поступает в грунтовые воды.

Воздейст-вие загрязнения на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:

— снижаются запасы питьевой воды (около 40 % контролируе-мых водоемов имеют загрязнения, превышающие 10 ПДК);

— изменяются состояние и развитие фауны и флоры водоемов;

— нарушается круговорот многих веществ в биосфере;

— снижаются биомасса планеты и, как следствие, воспроизвод-ство кислорода.

Загрязнение земель.

Нарушение верхних слоев земной ко ры про-исходит при:

- добыче полезных ископаемых и их обогащении;

- захоро-нении бытовых и промышленных отходов ;

- проведении военных уче-ний и испытаний и т. п.

Почвенный покров загрязняется осадками различных выбросов в атмосфере, а па-хотные земли — кроме того, при внесении удобрений и применении пестицидов.

Ежегодно из недр страны извлекается огромное количество гор-ной массы, вовлекается в оборот около трети, используется в произ-водстве около 7 % объема добычи.

Большая часть отходов не исполь-зуется и скапливается в отвалах.

Примерами значительного накопления отходов, связанных с до-бычей полезных ископаемых, могут служить терриконы угольных шахт, отвалы вблизи карьеров при наземной добыче руд. Наиболее остро стоит вопрос утилизации отходов в угольной промышленности, поскольку на некоторых шахтах добыча 1 тыс. т угля сопровождается подъемом из шахт до 800 т породы.

Количество образовавшихся ток-сичных отходов постоянно растет в целом по России: с 82,6 млн т в 1996 г. до 132,5 млн т в 2000 г.

Практически весь объем образующихся токсичных отходов (95 %) имеет промышлен-ное происхождение, а остальные 5 % отходов этой категории распре-деляются почти поровну между сельским хозяйством (3,7 млн т) и ЖКХ (3,4 млн т). По данным Госкомстата России, к 2000 г. в России накоплено 2 млрд т токсичных отходов.

Среди отраслей промышленности наибольшие объемы образова-ния отходов отмечены в металлургии, на химических и нефтехимиче-ских производствах, в угольной промышленности.

В настоящее время одной из самых острых проблем является ути-лизация и захоронение радиоактивных отходов и, прежде всего, отхо-дов АЭС. Опасны и значительны отходы сельскохозяйственного про-изводства — навоз, остатки ядохимикатов, кладбища животных.

Кроме того, в РФ ежегодно образуется около 150 млн м³ (30 млн т) твердых бытовых отходов (ТБО). Ежегодное накопление ТБО будет расти за счет роста доли тары и упаковки в продуктах и товарах. К ТБО относятся: бумага и картон, полимерные материалы, стекло, древесина, металлы и др.

Эффективность использования и обезвреживания отходов со-ставляет около 40 % (ТБО — 3 %). В России имеется 2,9 тыс. мест за-хоронения токсичных отходов общей площадью 22 тыс. га.

В связи с недостаточным количеством полигонов для складирова-ния и захоронения промышленных и бытовых отходов широко рас-пространена практика размещения их в местах неорганизованного складирования отходов, что представляет особую опасность для ок-ружающей среды.

Существенно загрязнение земель в результате осаждения ток-сичных веществ из атмосферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20...50 км, а превышение ПДК дос-тигает 100 раз. К загрязнителям относятся высокотоксичные свинец, бенз~а)пирен, ртуть и др.

Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетра-этилсвинец, ртуть, диоксины, бенз(а)пирен. Выбросы ТЭС со-держат бенз(а)пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества.

Интенсивно загрязняются пахотные земли при внесении удобре-ний и использовании пестицидов. В последние годы многие страны стремились к сокращению применения пестицидов. Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия и других веществ.

Однако вместе с удобрения-ми, содержащими эти вещества, в почву вносятся тяжелые металлы и их соединения содержащиеся 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.

Техногенное воздействие на почву сопровождается:

— отторжением пахотных земель или уменьшением их плодоро-дия.

— чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания раститель-ного и животного происхождения. В настоящее время до 70 % токсич-ного воздействия на человека приходится на пищевые продукты;

— нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;

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

Энергетические загрязнения техносферы.

 

Зонами значительных -техногенных опасностей являются транспортные магистрали, зоны излучения радио- и телепередающих систем, промышленные зоны и т. п.

Возможно проявление опасности при использовании че-ловеком на производстве и в быту технических устройств: электриче-ских сетей и приборов, станков, ручного инструмента, газовых балло-нов и газовых сетей, оружия и т. п.