В безопасности жизнедеятельности

Лекция №2

Атмосферный воздух

в безопасности жизнедеятельности

 (к.х.н., доцент В.Ю. Александров)

 

Воздух является самым важным объектом окружающей среды в обеспечении безопасности жизнедеятельности. Это связано с его ролью в поддержании жизни человека, животных и растений. В частности человек, для обеспечения организма кислородом должен постоянно дышать.

Дыха́ние(лат. pnoё) — основная форма диссимиляции у человека, животных, растений и многих микроорганизмов. Дыхание — это физиологический процесс, обеспечивающий нормальное течение метаболизма (обмена веществ и энергии) живых организмов и способствующий поддержанию гомеостаза (постоянства внутренней среды), получая из окружающей среды кислород (О₂) и отводя в окружающую среду в газообразном состоянии некоторую часть продуктов метаболизма организма (СО₂, H₂O и другие). В зависимости от интенсивности обмена веществ человек выделяет через лёгкие в среднем около 5 — 18 литров углекислого газа (СО₂), и 50 грамм воды в час. А с ними — около 400 других примесей летучих соединений, в том числе и ацетон). В процессе дыхания богатые химической энергией вещества, принадлежащие организму, окисляются до бедных энергией конечных продуктов (диоксида углерода и воды), используя для этого молекулярный кислород. Взрослый человек в состоянии покоя, в среднем, дышит 14 раз/минуту.

Не загрязненный вдыхаемый воздух кроме кислорода содержит достаточно большое количество других газов. В процессе эволюции человека и в настоящее время химический состав сухого воздуха у поверхности Земли представлен следующими элементами в молекулярном и атомарном состоянии, в объемных %:

- азот (двухатомная молекула)- 78,09

- кислород (двухатомная молекула) – 20,95

- аргон (атом) – 0,93

- диоксид углерода (трехатомная молекула) – 0,03

- водород (двухатомная молекула) – 0,00005

- закись азота (трехатомная молекула) - 0,00005

- озон (трехатомная молекула) - 0,000001

Остальное инертные газы (одноатомные) – гелий, неон, криптон, ксенон, радон.

До появления человека приведенный состав менялся при выбросах загрязняющих веществ от источников природного происхождения – главным образом извержения вулканов, меньше лесные пожары от молний. В вулканических газах преобладает водяной пар (50-85% состава), который не приводит к изменению состава атмосферы. Влияние на состав воздуха оказывает выброс углекислого газа (до 10% состава), сернистый газ (5%), хлористый водород (2-5%), фтористый водород (0,02-0,05%). Извержения всегда сопровождаются выбросом пепла, который хотя не определяет устойчивый состав атмосферы, но сильно влияет на поступление тепла от Солнца на Земную поверхность и приводит к похолоданию на планете.

С появлением человека его деятельность, во всей ее многообразии, связана с изменением состава, т.е. загрязнением атмосферы. Здесь основной вклад вносят процессы сжигания топлив для получения энергии. Различные цели реализации этих процессов: (получение тепла для обогрева, производства электроэнергии, получения энергии для движения автомобилей, самолетов, ракет и других средств перемещения), сжигание различных топлив (газ, уголь, нефтепродукты, дрова), объединяет выброс в атмосферу продуктов сгорания: диоксид углерода, оксид углероды, оксиды азота, оксид серы, сажа и другие недогоревшие продукты. Отметим, что добыча самих топлив связана с выбросами больших масс загрязнителей. Так, при добыче нефти бесполезно сжигается много попутного газа, открытая добыча угля сопровождается масштабными взрывными работам – тоже выбросы. Огромный ущерб атмосфере наносит химическая промышленность выбросами различных продуктов синтеза. В последние десятилетия в техногенном выбросе появились значительно более сложные химические соединения, из которых особенно опасны органические вещества, содержащие галогены – хлорфторуглеводороды (ХФУ), диоксины, дибензофураны, полихлорированные бифенилы и другие.

Совершено очевидно, что появление в воздухе большого числа химических веществ не свойственных составу атмосферы, причем в широком диапазоне концентраций, должно отразиться на безопасности жизнедеятельности. Это привело к необходимости к созданию системы нормирования качества атмосферного воздуха, законодательная основа которой заложена в ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»:

Статья 11. Нормирование качества атмосферного воздуха и вредных физических воздействий на атмосферный воздух

1. В целях определения критериев безопасности и (или) безвредности воздействия химических, физических и биологических факторов на людей, растения и животных, особо охраняемые природные территории и объекты, а также в целях оценки состояния атмосферного воздуха устанавливаются гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха и предельно допустимые уровни физических воздействий на него.

2. Гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха, предельно допустимые уровни физических воздействий на атмосферный воздух устанавливаются и пересматриваются в порядке, определенном Правительством Российской Федерации.

 

Принятая в России система нормирования качества атмосферного воздуха основана на установлении предельно допустимой концентрации(ПДК) загрязняющего вещества в атмосферном воздухе, а также в воздухе рабочей зоны, как концентрации, не оказывающей в течение всей жизни, либо периода трудовой деятельности, прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение. При этом, не должна снижаться работоспособность человека, не ухудшаться его самочувствие и санитарно-бытовые условия жизни. В зависимости от времени пребывания в загрязненном воздухе, а также специфики зоны загрязнения воздуха, выделяются три вида ПДК, установленные для воздуха:

ПДК_С.С. (мг/м³) – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

ПДК_{М.Р .}(мг/м³) – предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, это концентрация при вдыхании в течение 20 мин не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДК_РЗоны (мг/м³)–предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в воздухе рабочей зоны в течение рабочего времени, которое устанавливается в зависимости от токсичности загрязняющего вещества.