Раздел II. Безопасность жизнедеятельности и окружающая
природная среда
1. Современный мир и его влияние на окружающую природную среду
По мере ускорения темпов технического прогресса воздействие хозяйственной деятельности человека на природу становится все более разрушительным. В настоящее время оно уже соизмеримо с действием природных факторов, что приводит к качественному изменению соотношения сил между обществом и природой. Человечество поставлено перед фактом возникновения в природе необратимых процессов, новых путей перемещения и превращения энергии. В природу попадает все больше и больше чуждых ей веществ, порой сильно токсичных для живых организмов. Часть из них не включается в естественный круговорот и накапливается в биосфере, вызывая опасность для всего живого, населяющего планету Земля. Таким образом, нарушая законы природы, человек ухудшает обеспечение своей жизнедеятельности, несмотря ни на какие общественные и технические усовершенствования. Он стал задумываться о путях и возможностях сохранения качества среды обитания на уровне, необходимом для сохранения его здоровья и устойчивого существования и развития популяций животных, насекомых, микроорганизмов, растений. Постепенно развилось научное направление, регулирующее общественные экологические отношения в сфере взаимодействия общества и природы в интересах сохранения жизни в настоящем и будущем.
Впервые в научную терминологию слово "экология" было введено немецким ученым Геккелем в 1866 г. и длительное время имело узкую сферу применения — в рамках биологии. Свое нынешнее значение оно получило только во второй половине ХХ в., когда обострились отношения между человеком и средой обитания, обществом и природой. Экология определяется как учение о взаимодействии живых организмов с окружающей природной средой обитания. Из общей экологии следует выделять важнейшую ее часть — социальную экологию, которая является учением о взаимодействии общества с окружающей его природной средой обитания.
Какие же формы взаимодействия общества и природы сложились на современном этапе исторического развития? Принято выделять две:
+ экономическая форма — потребление ресурсов природы, т. е. использование ее для удовлетворения человеком своих материальных и духовных потребностей;
+ экологическая форма — охрана окружающей природной среды с целью сохранения человека как биологического и социального организма и его естественной среды обитания.
Человек, потребляя ресурсы среды обитания для решения хозяйственных задач, еще и изменяет природную среду, которая начинает воздействовать негативно на самого человека. За всю историю цивилизации было вырублено 2/3 лесов, уничтожено более 200 видов животных и растений, запасы кислорода в атмосфере снизились на 10 млрд т, в результате неправильного ведения сельского хозяйства деградировало около 200 млн га сельхозугодий.
Негативная деятельность человека по отношению к природной среде проявляется в следующих направлениях:
+ загрязнение окружающей природной среды;
+ истощение природных ресурсов;
+ разрушение природной среды.
Под загрязнением среды обитания понимают физика химические изменения состава природного вещества (воздуха, воды, почвы), которые угрожают состоянию здоровья и жизни человека, а также окружающей его естественной среды обитания.
Загрязнение окружающей природной среды бывает к о см и ч е с к о е — естественное, которое Земля получает из космоса или из-за извержения вулканов, и антропогенное, совершаемое в результате хозяйственной деятельности человека.
Антропогенное загрязнение окружающей среды подразделяют на пылевое, газовое, химическое, (в том числе загрязнение почвы химикатами), тепловое (изменение температуры воды, воздуха, почвы). Источником загрязнения является хозяйственная деятельность человека: промышленность, сельское хозяйство, транспорт. Доля того или иного источника загрязнения может значительно колебаться в зависимости от региона.
Например, в городах 70 — 80% загрязнения приходится» на транспорт. Среди промышленных предприятий наиболее "грязными" считаются металлургические предприятия. Они на 34% загрязняют окружающую среду. За ними следуют предприятия энергетики, прежде всего тепловые электростанции (27%). Остальная часть приходится на предприятия химической (9), нефтяной (12%) и газовой промышленности (7%).
В последние годы на первое место по загрязнению выдвинулось сельское хозяйство. Это связано с двумя обстоятельствами. Первое — резкое увеличение числа крупных ; животноводческих комплексов при отсутствии эффективной технологии очистки и утилизации фекальных отходов. Второе — резкое увеличение применения минеральных
удобрений, пестицидов, гербицидов и ядохимикатов в растениеводстве. Зачастую из-за неправильного или неграмотного применения указанные вещества не усваиваются полностью растениями и остаются в почве. Затем вместе со сточными и подземными водами они попадают в реки и озера, нанося непоправимый ущерб бассейнам крупных рек, их рыбным запасам и растительности.
Ежегодно на одного жителя Земли приходится свыше 20 т отходов. Основными объектами загрязнения являются воздух, водоемы (включая Мировой океан), почвы. Ежедневно в атмосферу выбрасываются тысячи тонн угарного газа, окислов азота, серы, солей тяжелых металлов и других веществ. И только 10% этих загрязнителей поглощают растения.
Окислы серы — основной загрязнитель, источником которого являются тепловые станции, котельные, комбинаты тяжелой промышленности. С е р н и с т ы й г а з и окислы азота при взаимодействии с парами воды (облаками) порождают кислотные дожди, которые уничтожают урожай, растительность, рыбные запасы.
Наряду с сернистым газом отрицательное воздействие, на состояние атмосферы оказывают углекислый и угарный газы, получаемые от сжигания углеводородов (угля, нефти и другого органического топлива). Здесь основным источником загрязнения является транспорт. За все предшествующие годы доля углекислого газа в атмосфере увеличилась на 20% и на начало XXI в. составляет около 30%.
Такое физико-химическое изменение атмосферы приближает нас к явлению парникового эффекта. Суть его в том, что накопление углекислоты в верхних слоях атмосферы будет препятствовать нормальному процессу теплообмена между Землей и Космосом, сдерживать тепло, накапливаемое Землей в результате хозяйственной деятельности человека, а также при извержении вулканов и от геотермальных вод.
Парниковый эффект выражается в повышении температуры, изменении погоды и климата. Уже в наше время, при современных антропогенных нагрузках, каждые 10 лет температура повышается на 0,5'С, что повышает уровень Мирового океана из-за таяния льдов за каждые 10 лет на 1 — 1,2 м. Известно, что подъем уровня Мирового океана на 6 м приведет к затоплению 1/6 суши Земли. Другим показателем от последствия парникового эффекта является рост опустынивания земель из-за интенсивного испарения влаги, содержащейся в почве. Уже сейчас 6 млн га земель ежегодно обращаются в пустыню.
С загрязнением атмосферы также связано ухудшение состояния основная функция которого состоит в охране человека и природной среды Земли от губительного воздействия ультрафиолетового излучения из, Космоса. Под воздействием озоноразрушающих вещ е с т в — фреона, хлора, углерода, выделяемого холодильными установками, автомобилями, аэрозольными выбросами, идет постепенное разрушение этого слоя. Известно, что в северных регионах европейского континента над плотнонаселенными территориями его толщина уменьшилась на 3%. Сокращение же озонового слоя на 1% ведет к росту онкологических заболеваний на 6%.
Другими не менее важными объектами загрязнения являются водоемы, реки, озера, Мировой океан. В Мировой океан ежегодно сливаются миллиарды тонн жидких и твердых отходов. Среди них первенствует нефть, которая попадает в океан с судов, в результате добычи нефти в морской среде, а также вследствие многочисленных аварий танкеров и разрывов нефтепроводов и резервуаров. Разлив нефти ведет к образованию на поверхности открытых тонкой пленки, препятствующей естественному газообмену между водами Мирового океана и атмосферой. Это ведет к гибели живых ресурсов моря, в том числе водорослей, планктона, вырабатывающих кислород.
Кислород в атмосфере пополняется за счет двух источников — растительности (40%) и Мирового океана (60%). По мнению известного исследователя Мирового океана Жака Ива Кусто, именно моря и океаны являются основными легкими планеты Земля.
В результате нефтяного и другого загрязнения Мирового океана наблюдаются и такие негативные явления, как размножение одноклеточной золотистой водоросли, которая в процессе развития поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Она очень плодовита и развивается молниеносными темпами. Обычно ее пояс достигает ширины в 10 км и толщины в 35 м; скорость движения такого пояса— 25 км в день. В процессе движения эта масса водорослей уничтожает все живое в океане. Такие явления наблюдаются в Северном море и на юге Скандинавии.
Загрязнение Мирового океана ведет не только к сокращению продовольственных запасов и продуктов моря, но и заражению их вредными для человека веществами. Обнаружено, что балтийская треска имеет на 1 кг массы до 800 мг ртути, т. е. больше, чем в медицинском термометре.
Массовым источником загрязнения окружающей среды стали химикаты, применяемые в сельском хозяйстве, строительстве и в быту: минеральные удобрения, ядохимикаты, растворители, аэрозоли, лаки и краски. На планете выпускается или используется 5 млн различного рода химических веществ и соединений. Токсичность действия изучена только у 40 тыс. веществ.
Эти и другие последствия загрязнения окружающей природной среды отрицательно сказываются на физическом здоровье человека, его нервном, психическом состоянии, на здоровье будущих поколений. Некоторые данные: 20% населения постоянно болеет аллергией, а 35% населения промышленных городов — болезнями в результате
вредного воздействия загрязненной окружающей среды; каждый день на планете умирает 25 тыс. человек из-за не качественной воды (содержащей высокую концентрацию вредных веществ). Это подтверждается и данными о нервных заболеваниях, возрастании процента рождаемости дефективных детей (с 4 до 115). Из-за интенсивной хозяйственной деятельности происходит постепенное истощение и разрушение природной среды, т. е. потеря тех природных невосполнимых ресурсов, которые служат для человека источником его экономической деятельности. При нынешних темпах потребления разведанных запасов угля, нефти, природного газа и других полезных ископаемых, по мнению ученых, хватит для промышленного использования на 50 — 500 лет. Причем меньший показатель касается жидких углеводородов, т. е. нефти. Правда, общество располагает перспективой использования иных видов энергии, в частности атомной, энергии ветра, Солнца, морских приливов, геотермальных вод, энергии водорода, запасы которых пока считаются неистощимыми. Однако использование атомной энергии в крупномасштабном производстве тормозится нерешенностью проблемы захоронения отходов атомной промышленности. Освоение водорода как источника энергии пока возможно лишь теоретически, так как технологически эта задача еще не, решена. Одна из острых современных проблем — нехватка чистой пресной воды. В развивающихся странах от загрязнений воды ежегодно умирает до 9 млн человек. По подсчетам ученых, уже в 2000 г. более 1 млрд человек испытывали недостаток в питьевой воде, Вообще воды на Земле много. Гидросфера содержит примерно 1,6 млрд км свободной воды; 1,37 млрд км ее приходится на Мировой океан.
На континентах — 90 млн км, из них 60 млн км воды находится под землей — почти вся эта вода соленая, 27 млн км воды запасено в ледниках Антарктиды, Арктики, высоко горья.
Полезный запас доступных пресных вод, сосредоточенных в реках, озерах и под землей до глубины 1 км, исчисляется 3 млн км. Вся пресная вода при современных темпах использования ее в промышленности и сельском хозяйстве давно была бы истрачена, если бы не существовал ее к р у г о в о р о т в природе . Благодаря энергии Солнца вода с поверхности океана испаряется и в виде осадков разносится по всей планете. Насыщая почву влагой и питая все живое на Земле, вода снова стекает в океан. И циклы повторяются бесконечно, связывая воедино все водные ресурсы планеты.
Имеющейся пресной воды вполне хватило бы человечеству и сейчас, и в будущем. В среднем в мире для бытового водоснабжения в год расходуется 30 м воды на человека, из которых около 1 м предназначено для питья. Несмотря на громадное потребление воды для нужд промышленности и сельского хозяйства, мировых запасов чистой воды хватило бы для 20 — 25 млрд людей. Однако в ближайшем будущем нам угрожает водный кризис. И не потому, что воды не хватает, а потому, что человек загрязняет ее, делает непригодной не только для питья, но и вообще для жизни всех обитателей водоемов и рек. Сберечь и оградить воду от вредных воздействий — значит сохранить жизнь на Земле.
Истощение и загрязнение природной среды ведут к разрушению экологических связей, образованию районов и регионов с полностью или частично деградированной природной средой, не способной осуществлять обмен веществ и энергии. Ярким примером такой деградации является Арал, который медленно умирает из-за отсутствия необходимого стока вод от двух мощных среднеазиатских рек. Деградированы степи Калмыкии в результате нерационального использования земли, скота, что полностью лишило почвы растительности, удерживавшей почвенный покров.
На загрязнение природной среды и истощение природных ресурсов существенно влияет увеличение населения Земли. ХХ в. пережил демографическую революцию, когда благодаря достижениям медицинской науки, росту общего благосостояния резко увеличился рост народонаселения в результате сокращения смертности и повышения рождаемости.
Например, если в XIX в. за 100 лет население Земли прибавилось на 1 млрд, то в начале ХХ в. этот миллиард был достигнут за 30 лет, а во второй половине ХХ в. население увеличилось на 1 млрд за 15 лет. В наше время темпы роста населения составляют 150 человек в минуту. В 1994 г. на земном шаре проживало 5,5 млрд человек, к 2005 г. ожидается численность в 6 млрд. Причем 50% населения будет проживать в Азии, 22% — в Африке, 10- в Латинской Америке, 8% — в Европе и 3% — в Северной Америке.
Развитые страны Европы и Северной Америки постепенно по количеству населения уступают место развивающимся странам Азии, Африки и Южной Америки. Такое перераспределение населения усилит экологические противоречия. В развивающихся странах будут ощущаться большие трудности с обеспечением экологической безопасности — в смысле затрат на внедрение безотходных технологий и создание систем очистных сооружений.
Поэтому так велика роль развитых стран в оказании помощи для создания системы экологической безопасности. Иначе говоря, назрела необходимость перераспределения
средств экологической защиты между богатыми и бедными странами в решении всемирных проблем охраны окружающей среды.
Анализ причин загрязнения, истощения и разрушения природной среды, исходящих от хозяйственной деятельности человека, показывает, что они могут быть как объективными, так и субъективными. К объективным можно отнести следующие:
+ предельную способность земной природы к самоочищению и саморегуляции. До определенного предела земная природа перерабатывает, очищает отходы производства, как бы защищая себя от их вредного воздействия. Но возможности природы ограничены. Емкость природной среды уже не позволяет перерабатывать всевозрастающие масштабы отходов и их накопление создает угрозу глобального загрязнения окружающей среды;
+ физическую ограниченность земельной территории рамками одной планеты. Запасы полезных ископаемых вследствие этого постепенно расходуются человеком и перестают существовать;
+ отходность человеческого производства. В природе производство осуществляется по замкнутому циклу. Конечный продукт в одном цикле становится исходным для нового производственного цикла. Производство же, в котором участвует человек, в своей массе и своей основе является отходным. Подсчитано, что для обеспечения жизнедеятельности человека в год расходуется не менее 20 т природных ресурсов. Из них лишь 5 — 10% идут на продукцию, а 90 — 95% поступают в отходы, зачастую в виде несвойственных природе веществ. Это ведет не только к преждевременному истощению природной среды, но и к разрушению экологических систем;
+ необходимость познания и использование человекам законов развития природы. Особенность этой причины заключается в том, что законы развития природы, определяющие последствия человеческой деятельности, человек вынужден познавать не умозрительно или в лаборатории, а в процессе использования природы, путем накопления опыта ведения хозяйства.
Здесь следует назвать две особенности проявления результатов воздействия человека на природную среду. Первая касается в р е м е н и: результаты производственно-хозяйственной деятельности, загрязнение или разрушение среды обитания могут проявиться не только в настоящем, но и в будущем, при жизни других поколений, когда виновник не сможет быть свидетелем пагубных последствий его господства над природой.
Вторая особенность относится к проявлению последствий хозяйственной деятельности в пространстве: антропогенное воздействие на природу в одном регионе, благодаря действующим законам единства и взаимосвязи природной среды, может повлиять на другие регионы. Тем не менее часто создается ложное представление о якобы безвредности той или иной деятельности человека.
Именно через печальный опыт хозяйствования в природе человечество познает пагубные последствия этой деятельности, понимает, что уничтожение лесов ведет к исчезновению почвенного покрова, уменьшению кислородного запаса планеты, исчезновению рек и озер; что массовое загрязнение окружающей среды порождает болезни, ведет к деградации человеческой личности, вредно отражается на будущих поколениях. Нынешнее молодое поколение уже ощущает на себе результаты загрязнения 70 — 80-х гг.
Вторую группу составляют субъективны е причины. Главные из них:
+ недостатки организационно-правовой и экономической деятельности государства по охране окружающей средь;
+ дефекты экологического воспитания и образований населения страны.
До настоящего времени в России законы и постановления правительства носят декларативный характер. Механизм их исполнения не отработан. Административная и уголовная ответственность за экологические преступления для физических и юридических лиц, как правило, явление редкое. А ведь в развитых странах широко используются экономические рычаги, позволяющие предприятиям и организациям защищать природу с выгодой для себя. Это может быть снижение налогов, поощрение предприятия в случае снижения сбросов (выбросов), а также заключение с правительством выгодных договоров на выполнение крупных проектов.
Несмотря на достижения общественного и научно-технического прогресса, конец ХХ в. к сожалению, характеризовался господством потребительской психологии человека по отношению к природе. Несмотря на многочисленные дискуссии о рациональном природопользовании, которые усилились на рубеже двух веков, психология основной массы людей осталась на потребительском уровне.
Социологические опросы москвичей по важным социальным проблемам показали следующее: 50 назвали улучшение медицинского обслуживания, 44% — снабжение продуктами или улучшение жилищных условий. Проблема охраны окружающей среды не получила существенного процента в ответах.
Исследования, связанные с проблемами охраны окружающей среды, показывают тесную связь между охраной природы и состоянием не только здоровья человека, но и его нравственностью. Между человеком и природой существует диалектическая взаимосвязь. Преобразованная человеком природа, приспособленная для решения задач системы обратной связи, воздействует на человека, формирует его личность, его нравственный и духовный облик.
Оригинальные исследования о связи алкоголизма с загрязненностью окружающей среды проведены академиком А. В. Яблоковым. Им отмечено, что в нормальной экологической среде крысы предпочитают пить чистую воду, игнорируя при этом слабый раствор спирта. При загрязнении среды углекислым газом в нормах, свойственных крупным промышленным городам, крысы предпочитают пить разбавленный в воде спирт, а не чистую воду. Этот эксперимент наводит на грустные мысли. Результатом недостаточного внимания общества к проблемам охраны окружающей среды стали экологическое невежество и экологический нигилизм. Общим у них является пренебрежение к знаниям и использованию экологических закономерностей в общении человека и окружающей среды. Экологическое невежество — нежелание изучать законы взаимосвязи человека и окружающей среды; экологический нигилизм — нежелание руководствоваться этими законами. К сожалению, невежество и экологический нигилизм в сочетании с потребительской психологией становятся опасными для существования всего живого на Земле. В последнее время в обществе все более начинает проявляться иная форма взаимодействия с природной средой, которая называется охрана окружающей среды, как реакция на загрязнение природы, истощение природных ресурсов и угрозу разрушения экологических связей.
В отличие от потребления это — осознанная форма общественной и государственной деятельности, направленная как сохранение и воспроизводство природных ресурсов. Идея охраны природы возникла еще в XIX в. и рассматривалась как защита памятников природы и уникальных объектов от разрушения человеком. Будучи вторичной формой взаимодействия общества и природы, охрана природы возникает и совершенствуется по мере роста потребления и использования природной среды. Поэтому наряду с консервативной охраной природной среды в ХХ в. стала развиваться другая форма, получившая название рациональное использование природных ресурсов. В понятие "рациональное" вкладывается не только экономическое, но и экологическое содержание. Иначе говоря, рациональное — это экономное, бережное использование источников природного сырья, природных ресурсов с учетом требований охраны окружающей среды.
Проблема охраны окружающей природной среды во все ее формах (консервативной, рационального использования. природных ресурсов и оздоровления окружающей природ- ной среды) из региональной постепенно превращается в национальную, а затем и международную, решение которой зависит от совместных усилий всего мирового сообщества Для глобального решения проблемы необходимо обеспечить выполнение международных обязательств и договоров, связанных с экологической безопасностью планеты.
Для современного этапа развития охраны окружающей среды характерны следующие направления:
+ гуманизация охраны окружающей среды. Это значит, что в центре проблемы ставится человек, т. е. через призму здоровья и генетической цельности человечества решаются проблемы охраны всей окружающей природной среды (в отличие от охраны природы, когда здоровье человека охраняется как результат защиты всей экологической цепочки, в конце которой находится человек);
+ экологизация хозяйственной деятельности. Это значит, что экологические требования должны внедряться во все виды и на всех этапах хозяйственной деятельности человека, а также в его духовной и культурно-бытовой сфере;
+ экономизация охраны окружающей среды. Это направление исходит из заинтересованности любого субъекта в охране окружающей природной среды. Такая заинтересованность выгодна и полезна обществу, так как хозяйства всех стран терпят колоссальные убытки от загрязнения и нерационального использования природной среды.
+ антивоенная направленность природозащитных мероприятий. Затраты всех государств со времени окончания Второй мировой войны на военные нужды составили 17,5 трлн долл. Тысячи самых талантливых ученых работают в закрытых городах и лабораториях над усовершенствованием оружия массового уничтожения человека и природ- ной среды. Военные расходы несут угрозу развязывания но- вой войны, а в случае невоенного использования человеческого, финансового и промышленного потенциала позволяют высвободить огромные средства для оздоровления и улучшения окружающей среды.
На этом фоне происходящие в нашей стране и других странах процессы сокращения вооружений и армий, перевода военной промышленности на производство товаров мирного назначения способствуют не только развитию экономики в мире, но и имеют большое экологическое значение. Во-первых, снимается угроза разрушения природной среды в результате военных действий; во-вторых, снижается угроза загрязнения среды обитания, которую обеспечивают военно-промышленные комплексы; в-третьих, увеличиваются денежные и материальные расходы на социальные нужды и на благо природы.
2. Техногенное воздействие на природу
К концу ХХ в. загрязнения окружающей среды отходами, выбросами, сточными водами всех видов промышленного производства, сельского хозяйства, коммунального хозяйства городов приобрели глобальный характер, что поставило человечество на грань экологической катастрофы.
Источники загрязняющих веществ разнообразны, также многочисленны виды отходов и характер их воздействия на компоненты биосферы. Биосфера загрязняется твердыми отходами, газовыми выбросами и сточными водами металлургических, металлообрабатывающих и машиностроительных заводов. Огромный вред наносят водным ресурсам сточные воды целлюлозно-бумажной, пищевой, деревообрабатывающей, нефтехимической промышленности. Развитие автомобильного транспорта привело к загрязнению атмосферы городов и транспортных коммуникаций токсичными металлами и токсичными углеводородами, а постоянное возрастание масштабов морских перевозок вызвало почти повсеместное загрязнение морей и океанов нефтью и нефтепродуктами. Массовое применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений привело к появлению ядохимикатов в атмосфере, почвах и природных водах, загрязнению биогенными элементами водоемов и сельскохозяйственной продукции. При разработках на поверхность земли извлекаются миллионы тонн разнообразных гopных пород, образующих пылящие и горящие терриконы и отвалы.
В процессе эксплуатации химических заводов и тепловых электростанций также образуется огромное количество твердых отходов (огарок, шлаки, золы), которые складируются на больших площадях, оказывая негативное влияние на атмосферу, поверхностные и подземные воды, почвенный покров.
По статистическим данным в начале 80-х гг. ХХ в на нашей планете добывалось около 100 млрд т различных руд, горючих ископаемых, строительных материалов. При этом в результате хозяйственной деятельности человека в биосферу поступило более 200 млн т СО„около 146 млн т SOД 53 млн т оксидов азота и других химических соединений. Побочными продуктами деятельности промышленных предприятий явились также 32 млрд м неочищенных сточных вод и 250 млн т пыли.
Вторая половина ХХ в характеризовалась бурным развитием химической промышленности. В свое время успехи развития химизации принесли несомненную пользу. В настоящее время стали очевидны отрицательные последствия этого процесса.
В о — первых, с каждым годом увеличивается выброс химических соединений в окружающую среду. По оценке BO3, из более чем 6 млн известных химических соединений практически используется до 500 тыс. соединений, из них около 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. токсичны. Каждая люминесцентная лампа содержит 150 мг ртути. Например, одна разбитая лампа загрязняет на уровне ПДК 500 тыс. м воздуха. В о — вторых, замена естественных материалов на синтетические приводит к целому ряду непредвиденных последствий. В биохимические циклы включается большой перечень синтетических соединений, не свойственных для целинных природных сред. Например, если в водоем попадает мыло, основой которого являются природные соединения — жиры, то вода самоочищается. Если же в воду попадают синтетические моющие средства, содержащие фосфаты, то это приводит к размножению сине-зеленых водорослей и водоем погибает.
Многие химические соединения способны передаваться по пищевым цепям и накапливаться в живых организмах, вследствие чего возрастает химическая нагрузка на организм человека (табл. 5).
Под химической нагрузкой подразумевается общее количество вредных и токсичных веществ, которые попадают в организм человека за время его жизни.
Предприятия химической и нефтехимической промышленности являются источниками целого ряда разнообразных токсичных веществ. К ним в первую очередь следует отнести органические растворители, амины, альдегиды, хлор, оксиды серы и азота, соединения фосфора, ртути.
При сернокислотном производстве происходит выброс SO, и других соединений серы. Заводы по производству азотных удобрений выбрасывают в сутки 2 — 5 т оксидов азота. Загрязняют воздух оксидами азота предприятия по производству анилиновых красителей, вискозы. Предприятия по производству пестицидов, органических красителей, соды, соляной и уксусной кислот загрязняют окружающую среду хромом. Шинная промышленность выбрасывает в атмосферу стирол, толуол, ацетон.
Основными источниками загрязнения нефтью и нефтепродуктами почв и поверхностных вод являются нефтепромыслы на суше и континентальном шельфе.
Общая масса нефтепродуктов, ежегодно попадающих в моря и океаны, приблизительно оценивается в 5 — 10 млн т. Нефтепродукты, попадая в воду, наносят серьезный ущерб живым организмам. При концентрации нефтепродуктов в водоеме 0,05 — 1,0 мг/л погибает планктон, а концентрация 10 — 15 мг/л смертельно опасна для взрослых особей рыб.
Цветная металлургия — второй после теплоэнергетики загрязнитель биосферы диоксидом серы. В процессе обжига и переработки сульфидных руд, цинка, меди, свинца и некоторых других металлов в атмосферу выбрасываются газы, содержащие 4 — 10% SO,. Кроме диоксида серы эти газы содержат трихлорид мышьяка, хлорид и фторид водорода и другие токсические соединения.
Техногенная ситуация в России. В России 150 тыс. предприятий или более 2,5 млн опасных объектов (шахты, рудники, трубопроводный транспорт, нефтехимическое сооружение, грузоподъемные механизмы и т. п.), состояние промышленной безопасности которых вызывает серьезную тревогу и ухудшается с каждым годом.
Главная причина — старение производственных фондов, по некоторым отраслям оно доходит до 60 — 80%. Если учесть, что нарастание износа оборудования ежегодно составляет 3 — 5%, то через 10 лет на морально и физически устаревшем оборудовании будет опасно работать.
Традиционно опасной считается профессия шахтера. По скорбной неофициальной статистике 1 млн т угля стоит человеческой жизни.
Вследствие свертывания капстроительства технический уровень оснащения угольных предприятий с каждым годом снижается. В реконструкции и техническом перевооружении нуждается 80% шахт. Проводимая реструктуризация привела к развалу угольной отрасли, к дезорганизации систем управления промышленной безопасностью, начиная с рабочих мест на шахтах и разрезах до Минтопэнерго. Производственная и трудовая дисциплина резко упала.
На чрезвычайно низком уровне технической безопасности ведутся горные работы рудников и золотых приисков в Башкортостане, Красноярском крае, Иркутской области, Республике Саха (Якутия) и др.
Ликвидация объектов горных работ осуществляется в большинстве случаев без проектов. На смену старым, опытным руководителям приходят новые, слабо подготовленные в вопросах промышленной безопасности. В ближайшей перспективе не исключен рост аварийности на горных работах.
Сложной остается промышленная безопасность на предприятиях нефти и газодобывающей промышленности. Растущую опасность представляют тысячи "бесхозных" скважин — их 7500.
В предаварийном состоянии находятся трубопроводные системы большинства нефтедобывающих предприятий. Их протяженность составляет 350 тыс. км. На них ежегодно происходит свыше 50 тыс. инцидентов с выбросом нефти, в том числе в водоемы.
На магистральном трубопроводном транспорте коррозия труб и неудовлетворительное состояние более 300 газораспределительных станций может в ближайшие годы привести к росту аварийности и перебоям в газоснабжении населения.
Во взрывоопасных производствах около 28 тыс. сосудов, работающих под давлением, отработали нормативные сроки. Все это чревато серьезными последствиями для людей.
В черной и цветной металлургии, в коксохимическом производстве практически остановлено строительство новых и реконструкция действующих объектов. Не проводится положенный капитальный ремонт, не заменяются вовремя изношенные узлы и агрегаты. Несущие бетонные и металлические конструкции производственных помещений значительно изношены и представляют повышенную опасность. Почти на четверть выросла аварийность на объектах котлонадзора из-за неисправности технических средств.
А вот факты, уже непосредственно касающиеся каждого горожанина, начиная от ребенка и кончая стариком. В, стране эксплуатируется около 400 тыс. лифтов, большая
часть которых выработала свой ресурс и устарела. Много негативного можно сказать о состоянии дел на объектах газоснабжения, перевозках опасных грузов, безопасности при производстве взрывоопасных работ.
Невыделение средств на профилактический, капитальный ремонты, обеспечение промышленной безопасности приводит к авариям, ликвидация последствий которых требует в 3 — 4 раза больших расходов.
Поскольку экономика в глубоком кризисе, необходимо максимально снизить воздействие отрицательных факторов, ужесточить требования к нарушителям производственной и технологической дисциплины, восстановить практически разрушенную систему управления промышленной безопасностью, за счет организационно-технических мероприятий поддержать работоспособность имеющегося оборудования.
С выходом Федерального закона "О промышленной безопасности опасных промышленных объектов" возможностей у Госгортехнадзора России стало больше. На всю страну сегодня всего 4900 инспекторов Госгортехнадзора, и с каждым годом число их сокращается. Один инспектор приходится на 74 предприятия — 546 объектов.
Если не принять действенных мер, то через десяток лет опасные объекты станут непригодны для эксплуатации и вызовут техногенные катастрофы с многочисленными жертвами. Нельзя допустить в стране еще одну катастрофу
техногенную.
3. Экологический кризис, его демографические и социальные последствия
Экологическим кризисом называют ту стадию взаимодействия общества и природы, при которой до предела обостряются противоречия между хозяйственной деятельностью человека и экологией, экономическими интересами общества в освоении природных богатств и экологическими требованиями по охране окружающей среды.
По своей структуре экологический кризис принято делить на две части: естественную и социальную. Естественная часть свидетельствует о наступлении деградации, разрушении окружающей природной среды. Социальная сторона экологического кризиса заключается в неспособности государственных и общественных структур остановить деградацию окружающей среды и оздоровить ее. Обе стороны экологического кризиса тесно взаимосвязаны. Наступление экологического кризиса может быть остановлено только при рациональной государственной структуре, развитой экономике и в результате экстренных мер по экологической защите.
Каково же состояние окружающей природной среды в современной России? Даже в официальных документах бывшего союзного и республиканского федеративного уровня его характеризуют как экологический кризис.
Российская Федерация занимает территорию 17 млн км, на которой проживает около 145 млн человек. С запада на восток Россия протянулась на 10 тыс. км, с севера на юг на 3 — 4 тыс. км. На ее пространствах имеются все природно- климатические зоны, кроме тропиков, включающие большое разнообразие ландшафтов и экологических систем. На территории России расположено более 24 тыс. предприятий, загрязняющих окружающую среду. Причем значительная доля этих предприятий не укладывается в установленные предельно допустимые нормативы выбросов вредных веществ, а зачастую эти нормативы просто игнорируются, и в первую очередь военными ведомствами и предприятиями.
В результате сегодня на территории России в 55 крупных городах экологическая обстановка оценивается как критическая. Ежегодно в Российской Федерации очищается лишь 18Щ сточных вод. Качество воды основных рек России, являющихся источниками питьевой воды, оценивается как неудовлетворительное. Реки Волга, Дон, Обь, Енисей, Лена, Кубань, Печора загрязнены органическими веществами, соединениями азота, солями тяжелых металлов, фенолом, нефтепродуктами.
Вызывает опасение санитарное состояние Невской губы, куда без достаточной очистки и обеззараживания сбрасывают сточные воды. В результате показатель бактериального загрязнения вод превышает в 100 раз установленные гигиенические нормативы.
Воды Волги содержат нефтепродуктов в 3 — 4 раза булыге предельно допустимых концентраций. Кроме того, в результате нарушения гидрологического режима резко изменилось состояние популяции рыб. Многие ценные виды потеряли промысловое значение. В итоге за последние 20— 30 лет вылов рыбы из Каспия снизился почти в 2 раза, при этом большую долю в вылове составляют малоценные породы рыб. Существующие водохранилища местами привели к резкому изменению состояния прилегающих территорий на расстоянии до 10 — 15 км, где подъем уровня грунтовых вод при плоском рельефе привел к заболачиванию ,лесов и когда-то высокопродуктивных лугов.
Культурно-исторические и экологические экспедиции последних лет показали, что Волга и Каспий находятся на грани катастрофы. Отрицательные экологические последствия достигли гигантских размеров. Искусственные водохранилища способствуют развитию засухи на расстоянии до 30 км от береговой линии. Из-за безвозвратного потребления воды значительно уменьшился сток малых рек и самой Волги. В условиях сократившегося в 12 разводообмена и одновременного увеличения объема загрязненных сточных вод с полей и территорий промышленных предприятий создалась тяжелая гидрохимическая обстановка, нависла угроза над экосистемой дельты Волги, рыбными ресурсами, здоровьем людей и растительным миром.
Несмотря на стабилизацию концентрации солей за последние годы, Азовское море также потеряло свою уникальную рыбопромысловую ценность.
Наиболее неблагоприятная экологическая обстановка создалась в связи с усыханием Аральского моря. Несмотря на то, что годовой сток Амударьи и Сырдарьи составляет 114,7 км', Аральское море катастрофически мелеет. Причиной явилось то, что годовой сток этих двух полноводных рек находится у людей "под арестом" в искусственных водохранилищах, и вся вода полностью разбирается на нужды промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Ситуация в регионе из-за употребления недоброкачественной воды (а другой там просто нет) находится на грани катастрофы.
Кроме того, за минувшие два десятилетия в аральском регионе ужесточился и без того резко континентальный климат. Нарушение экологического равновесия вызвало сильные пылевые бури. В атмосферу планеты с поверхности бывшего морского дна ежегодно поднимается до 75 млн т пылесоляной смеси. Это самый мощный на территории нашей страны загрязнитель окружающей среды: аральскую соль находят даже в Северном Ледовитом океане. Пылевые шлейфы с Арала достигают 400 км в длину и 40 км в ширину. На каждый гектар орошаемых земель Приаралья выпадают сотни килограммов соли, что выводит из севооборота посевные площади.
Исключительную остроту приобрели в нашей стране экологические проблемы больших городов. Нередко они связаны с экономической беспомощностью и бесхозяйственностью. Например, экологические проблемы Санкт-Петербурга ученые связывают с обстановкой на Ладоге, напоминающей байкальскую, с той лишь разницей, что Ладога меньше Байкала, а загрязняющих объектов на ней больше. При этом Ладога является самым крупным пресноводным озером Европы и главным источником водоснабжения пяти миллионного города. Она вмещает около 900 км воды, в два раза более пресной, чем воды Байкала.
Ладожская вода считалась очень вкусной и по мягкости приближалась к дождевой. В настоящее время из-за загрязнения отходами целлюлозно-бумажных предприятий и животноводческих ферм многие участки Ладоги "цветут" из-за массового развития сине-зеленых водорослей. Воды Ладоги переобогащены соединениями азота и фосфора. Ядовитые выделения водорослей отравляют ладожскую воду, а, отмирая и разлагаясь, водоросли забирают из нее кислород. Довершают дело бытовые стоки прилегающих городов и поселков. Судьба Ладоги тесно связана со здоровьем Санкт-Петербурга. Город оказался в трудном экологическом окружении. Среда обитания петербуржцев интенсивно загрязняется автотранспортом и выбросами заводских труб. На востоке растет загрязнение Ладоги, ее воду несет Нева через город в Финский залив. В черте города ладожская вода еще больше загрязняется городскими стоками и притоками Невы. А на западе, на пути всего того, что несет Нева, встает дамба, строящаяся для защиты города от возможных наводнений. В результате значительная часть ядовитых и вредных растворенных веществ оседает в отгороженной дамбой части Невской губы, вода "цветет", а мелководная акватория интенсивно зарастает.
Все более серьезной становится экологическая обстановка в Балтийском море. Представители международной общественной организации "Гринпис", посетившие Санкт- Петербург, считают, что Балтийское море на пути к экологической катастрофе. Оно настолько отравлено отходами промышленности, что рыба становится уродливой, тюлени вымирают. Балтийское море загрязнено нефтью, солями металлов, которые попадают в морскую воду вместе с атмосферными осадками, промышленными стоками. В настоящее время никто не берется точно сказать, сколько еще лет в Балтийском море просуществует жизнь. Значительная часть моря в придонных слоях уже мертва, там нет кислорода, накапливается сероводород.
Серьезно нарушено экологическое равновесие и в Северном море. Ежегодно в него поставляется около 11 тыс. т свинца, 28 тыс. т цинка, 950 т мышьяка, 335 т кадмия, 75 т ртути, 150 тыс. т нефти. По сообщениям из разных источников, на Земле из атмосферы в море ежегодно попадает около 2 млн т растворов разных кислот, 100 тыс. т фосфатов, 1,5 млн т азотистых соединений, которые являются питательной средой для интенсивного роста водорослей. Жертвами "водорослевой чумы" стали тысячи тонн рыбы, 10% поголовья тюленей. Нашествие водорослей-убийц, вероятно, следует рассматривать как своего рода ответную реакцию природы на продолжающееся загрязнение морей.
Особую опасность для всего живого на Земле представляет радиоактивное заражение окружающей среды- ионизирующее излучение, которое является "достижением" человечества ХХ в. Основными источниками радиоактивного заражения являются атомные реакторы электростанций, морских кораблей и предприятия военно-промышленного комплекса. В результате воздействия радиации развивается лучевая болезнь, нарушаются генетические закономерности. Претензии по избыточному радиационному излучению у нас в стране можно адресовать также предприятиям, использующим радиационные материалы или имеющие дело с их переработкой и захоронением.
Радиационная обстановка в бывшем СССР стала сложной по следующим причинам:
+ 714 ядерных взрывов, в том числе сверхмощная водородная бомба (1961 г.);
+ 183 испытания в атмосфере (из них на северном полигоне Новая Земля — 90 открытых ядерных взрывов). Результаты этих испытаний еще долго будут ощущаться' в экосистемах Крайнего Севера и Алтая, соседствующего с полигоном в Семипалатинске;
+ 115 подземных ядерных взрывов в различных регионах страны (Западная Сибирь, Нижнее Поволжье, Якутия, Донбасс, Красноярский край, Подмосковье и Крайний Север);
+ загрязнение поймы Енисея искусственными радионуклидами на 900 км в результате производства оружейного плутония в Красноярске-26;
+ загрязнение подземной среды в результате закачки в нее жидких радиоактивных отходов в Красноярске-26 и Томске-7;
+ предприятие "Маяк" (Челябинск-40) "подарило" Уральскому региону 1 млрд Ки в жидких радиоотходах, из них 120 млн Ки попало в озеро Карачай. Под этим образовались загрязненные сточные воды объемом около 4 млн м и площадью до 10 км. В результате ряда радиационных аварий и сброса высокорадиоактивных отходов в бассейн реки Тобол радиационному облучению подверглось более 500 тыс. человек, а загрязненная территория составила примерно 30 тыс. км;
+ авария на Чернобыльской АЭС по своим масштабам не имеет равных. Если при взрыве атомной бомбы над Хиросимой выделялись 1,1 кг продуктов деления, то в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС — до 15 т. В результате выноса воздушными потоками радиоактивной пыли весьма сильному ионизирующему излучению пятнами подверглись следующие регионы России: Тульская, Брянская, Орловская, Калужская и Рязанская области.
На предприятиях атомной энергетики в настоящее время скопилось значительное количество радиоактивных отходов с общей активностью 1,7 млрд Ки. Они хранятся н 227 хранилищах, из них 81 законсервировано и 146 эксплуатируется.
Ежегодные поступления радиоактивных отходов от атомного флота составляют около 9 тыс. м. В настоящее время на землях бывшего СССР 4 млн км площадей непригодны для проживания из-за повышенного уровня радиации.
Большую опасность для жизни на Земле представляет загрязнение радиоактивными отходами Мирового океана. Сброс в море твердых отходов низкого уровня активности осуществлялся практически во всех странах с начала развития атомной энергетики и промышленности. До 1971 г. сбросы радиоактивных отходов велись без контроля со стороны международных организаций. Первые сбросы таких отходов в нашей стране были связаны с ходовыми испытаниями атомных подводных лодок и ледокола "Ленин". В 1959 г. в Белое море слили 600 м низкоактивных отходов (20 МКи), а в 1960 г. — слив составил 100 м' жидких отходов (200 МКи).
В настоящее время считается, что общая активность обращенных жидких радиоактивных отходов по северным морям составляет: Белое — 100 Ки; Баренцево — 12153, Карское — 8500 Ки. В целом суммарная активность отходов в омывающих территорию России морях по разным оценкам составляет до 2500 МКи.
Велика угроза проникновения радиоактивности в экосистему Мирового океана в результате течи атомных реакторов и атомных боеголовок, затонувших вместе с атомными подводными лодками. В результате аварий на советских атомных лодках с 1968 по 1989 г. в Мировом океане оказались пять ядерных энергоустановок и более 30 ядерных боеголовок. По расчетам Института физической химии РАН, первые течи из ядерного реактора подводной лодки "Комсомолец", затонувшей 7 апреля 1989 г., должны были появиться уже через 2 — 2,5 года (правда, пока на глубине затопления — 1680 м). Корпуса ракет были буквально съедены коррозией в течение нескольких месяцев. В сущности, сейчас плутоний в торпедах отделен от воды только бериллиевым экраном, который коррозия уничтожит через 1,5 года. Место, где лежит атомная подлодка "Комсомолец", — богатейший рыбопромысловый район; сильные течения оттуда направляются то в Баренцево море, то к берегам Норвегии.
При усвоении плутония живыми организмами он может беспрепятственно проходить по природной пищевой цепи к человеку. При активном употреблении морских продуктов, накопивших достаточно большое количество плутония, можно ожидать серьезных последствий для живых организмов, в том числе и человека.
В России технические и финансовые проблемы по ликвидации радиоактивных отходов необычайно сложны. Главное состоит в том, что все ядерные предприятия и установки военного назначения были построены 30 — 40 лет назад. Объекты и оборудование давно устарели и не соответствуют действующим нормам безопасности выбросов в окружающую среду и радиационной защиты, установленным для гражданских объектов.
В настоящее время отсутствуют спецпроизводства для ликвидации радиоактивного оборудования, контейнеры для транспортировки и хранения.
На многих базах ВМФ радиоактивные материалы накапливаются прямо на открытых площадках. По мнению специалистов, из-за тяжелого экономического положения Россия, по-видимому, еще минимум пять лет будет вынуждена затапливать в море радиоактивные отходы всех видов.
Также далека от соблюдения экологических принципов акая область человеческой деятельности, как лесной промысел. Огромный поток литературы в защиту лесов остается без внимания. Площадь сибирской тайги катастрофически сокращается. В 1986 г. академик А. Исаев писал, что лучшие лесные массивы на юге Сибири, прилегающие к Транссибирской магистрали, уже сильно истощены: почти не осталось кедра, насаждения сосны сократились наполовину. До сих пор лесные ресурсы используются крайне нерационально.
В целом по Сибири ежегодно лес вырубается на площади 600 тыс. га, и примерно на такой же площади он гибнет от пожаров. Искусственное восстановление лесов не превышает 200 тыс. га. Таким образом, восстанавливается лишь 1/6 того, что гибнет. А. Исаев считает, что при таком хозяйствовании лесные ресурсы Сибири окажутся полностью исчерпанными за 30 — 40 лет. После чего наступит экологическая катастрофа, потому что вслед за исчезновением великой сибирской тайги со всеми ее исконными обитателями начнется разрушение лесных почв, изменится гидрологический режим, уменьшится речной сток, иным станет климат региона.
Много вреда причиняют лесам, особенно в европейской части России, применяемые методы борьбы с насекомыми-вредителями; они нередко причиняют серьезный урон другим лесным обитателям, разрывая устойчивые экологические цепи. Широко распространены практически бесконтрольные самозаготовки леса, на. долю которых приходится до 1/5 общего объема вырубов по стране.
Кислотные дожди довершают плачевную картину массовой гибели лесов. Они высыхают, развивается суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает подвижность алюминия в почвах, который токсичен для мелких корней, и это приводит к угнетению листвы и хвои, хрупкости ветвей. Не происходит естественное возобновление хвойных и лиственных лесов. Эти симптомы сопровождаются вторичными поражениями от насекомых и болезней деревьев. Поражение лесов все в большей степени захватывает и молодые деревья.
Продолжается уменьшение сельскохозяйственных угодий, особенно пашни. За 50 лет из сельскохозяйственного оборота вышло свыше 1 млн га пахотных земель. Основные причины: ветровая и водная эрозия почв, наступление городов и поселков на лучшие пахотные земли, истощение биопотенциала почв за счет неправильного использования минеральных удобрений, фунгицидов, массовое засоление почв за счет поливного земледелия. Опасные размеры приобрели процессы заболачивания, зарастания угодий кустарником и мелколесьем. В России таких земель около 13%, много нарушенных земель
получено в результате добычи полезных ископаемых, при строительстве дорожных магистралей, речных плотин. В настоящее время в срочной рекультивации, т. е. восстановлении, нуждается 1,5 млн га земель.
Деградация окружающей природной среды прежде всего сказывается на здоровье человека и состоянии его ген е т и ч е с к о г о ф о н а. Более 20% территории России находится в критическом экологическом состоянии, в районах экологического бедствия. Более 70 млн (из 150 млн) населения страны дышит воздухом, насыщенным опасными для здоровья веществами, в 5 раз и более превышающими предельно допустимые нормы.
Сокращается рождаемость и увеличивается смертность населения, особенно детская. Каждый десятый ребенок )рождается генетически неполноценным (при 13% общество обречено на вымирание). У 45% призывников в армию выявлены нарушения психики. По данным на 1990 г., более 50% населения имеет ослабленное здоровье, из них 50 млн Человек относится к числу хронически больных либо физически неполноценных. Каждая четвертая женщина не может родить здорового ребенка по генетическим обстоятельствам, каждый четвертый мужчина — импотент.
Масштабы нынешнего демографического бедствия сравнимы только с черными в истории нашей страны тридцатыми годами, отмеченными голодом, коллективизацией, высылками, массовыми репрессиями. В те годы страна потеряла 15 млн человек за счет смертности и снижения рождаемости. На каждые 100 тыс. населения ежегодно уходили из жизни дополнительно (избыточная смертность и нарождение) 890 человек. За последние годы в России этот показатель составил 1150 человек.
В середине 60-х гг. продолжительность жизни россиян была такой же, как в Германии, Франции, Великобритании и США. Спустя 30 лет европейцы и американцы стали жить в среднем 77 лет, японцы — до 82 лет, россияне до 64 лет, а мужчины — до 57,7 лет. На снижении продолжительности жизни сказалось общее ухудшение экологической ситуации, а в нашей стране также снижение уровня жизни и моральное состояние.
Продолжительность жизни с 60-х гг. стала снижаться во всех странах, но различными темпами. В экономически развитых странах загрязнение окружающей среды, урбанизация, компенсировались улучшением качества жизни и использованием экологически чистых технологий.
В России по сравнению с другими странами по экологическим причинам ускоряются процессы старения у взрослых и торможения развития роста и массы тела у детей.
На поддержание здоровья человека в России тратится 9 долл. в год, в США — 2700, т. е. в 300 раз больше.
Если не будут приняты меры к приостановке негативных экологических и общественных процессов, то численность населения России к 2060 г. сократится вдвое.
Все эти данные о состоянии здоровья природы и человека красноречиво свидетельствуют о той непреложной,: диалектически обусловленной связи, которая существует между разрушением экологических систем природы и отрицательными изменениями в состоянии здоровья настоящего и будущего поколений людей.
Деградация окружающей природной среды — лишь одна сторона проявления экологического кризиса. Другая сторона — кризис государственных и общественных структур, неспособных обеспечить проведение эффективных мер по экологической безопасности общества.
Социальные аспекты экологического кризиса проявляются, во-первых, в недостаточно эффективной работе специальных органов по охране окружающей природной среды, иных специальных органов по охране лесов, рыбных ресурсов, животного мира, недр, воды и т. д. Эти органы практически никогда не управляли охраной окружающей среды. Принимаемые ими решения, разрабатываемые мероприятия не оказывают какое-либо положительное влияние на экологическую обстановку в стране. На местах — в областях, краях, городах и районах — эти недостатки усугубляются противостоянием представительных и исполнительных органов власти, а также местных орлеанов самоуправления.
Во-вторых, экологический кризис проявляется в неспособности правоохранительных органов обеспечить надежный контроль и надзор за выполнением законов об охране окружающей среды. Из года в год растет противоречие между количеством совершаемых экологических преступлений, уничтожением природных объектов и количеством дел, которые рассматриваются в уголовном или гражданском порядке в судебных или арбитражных органах. Так называемые экологические дела, рассматриваемые прокуратурой, судом и органами внутренних дел, составляют 5 — 105 всего количества рассматриваемых дел. Не спасает положение и организация природоохранных прокуратур, которые действуют в России.
Наконец, в-третьих, экологический кризис в его социальном аспекте проявляется в массовом эколого-правовом невежестве и нигилизме, т. е. в массовом незнании или неуважении эколого-правовых требований, в нарушении или невыполнении их. Поэтому правомерно говорить, что экологический кризис включает в качестве составной части отсутствие какой-либо законности в экологических отношениях.
Ни классовая, ни общечеловеческая оценка сущности экологического кризиса не дает нам основания считать, что он является закономерным порождением научно-технического прогресса.
Каковы же пути гармонизации экологических отношений? Анализ как социально-экономической, так и экологической и политической обстановки в России позволяет, по мнению ведущих ученых, выделить пять основных направлений, по которым наша страна должна выходить из экологического коллапса.
Технологическое направление — создание экологически чистой технологии, внедрение безотходных или малоотходных производств, обновление основных фондов, совершенствование технологических процессов.
Экономическое направление — развитие и совершенствование экономического механизма охраны окружающей природной среды. Это направление можно развить за счет: внедрения платежей за выбросы вредных веществ, введения налоговых льгот за выпуск экологически чистой продукции и других экономических мер. Главная задача экономического направления — сделать охрану окружающей среды составной частью производственно-коммерческой деятельности, чтобы хозяйственник был заинтересован в охране окружающей среды не меньше, чем в выпуске конкурентоспособной продукции.
Административное и юридическое направление, повышающее ответственность за правонарушения в области охраны природы. Использование средств административно правового воздействия, т. е. прекращение деятельности предприятий, нарушающих природоохранные законы, привлечение виновных к уголовной или гражданской ответственности, безусловно, будет способствовать повышению экологической дисциплины.
Эколого-просветительское направление заключается в создании всеобъемлющей системы экологического образования, просвещения, воспитания, в перестройке потребительского отношения к природе, иначе говоря, в экологической революции мышления человека. Без перестройки сознания человека, без экологического воспитания трудно говорить о соблюдении предусмотренных законом правил
экологической безопасности.
Международно-правовое направление, заключающееся в объединении усилий всех стран в решении экологических проблем. Некоторые ученые и политики это направление считают чуть ли не генеральным в решении проблем окружающей среды. Для этого есть свои причины: первая— неуверенность в эффективности национальных средств охраны окружающей среды; вторая — нежелание понять что международно-правовая охрана окружающей среды, хотя и осуществляется на основе международных договоров и соглашений, в основном выполняется национальными средствами, здесь не исключена международная помощь.
На сегодняшний день ни один из вышеуказанных способов охраны окружающей среды еще не готов взять на себя всю работу по оздоровлению природы. По-видимому, необходим комплексный подход к решению, т. е. использование всех пяти направлений. Однако основополагающим здесь является сочетание экономических и административных методов руководства для выполнения единой задачи. Это отнюдь не исключает роль и значение других направлений в охране природы, особенно культурно-просветительного.
Решение проблемы на основе сочетания экономических Й административных методов воздействия наталкивается на множество противоречий, мешающих эффективному их использованию.
Во-первых, экономика России находится в глубоком экономическом кризисе, охватившем страну на современном этапе.
Во-вторых, до сих пор отсутствуют мощные экономические рычаги, воздействующие на охрану природы. Введенные государством платежи за загрязнение окружающей среды пока плохо себя оправдывают из-за того, что экономика еще не полностью вышла из-под контроля государства. Несмотря на процессы приватизации, основная доля гигантских предприятий-загрязнителей находится в руках государства. Не устранен монополизм в производстве товаров, что создает трудности природоохранным органам в приостановлении работы предприятий за нарушение природоохранного законодательства. Экологические фонды, образованные за счет платежей предприятий за загрязнение окружающей среды, не оправдали своего назначения, так как стали предметом злоупотребления местных исполнительных и представительных властей.
В-третьих, охрана окружающей среды еще не стала нравственной задачей. Низка экологическая культура населения и хозяйственников. Нельзя безоглядно засорять окружающую среду. Пора понять, что это уже опасно для выживания человечества. Особенно это касается тех, кто принимает безответственные решения по производству, размещению, захоронению экологически опасных продуктов и отходов, а также тех, кто исполняет такие решения. Нельзя производить и использовать вещества, опасные для окружающей природной среды и человека, не имея обоснованных гарантий его обезвреживания и утилизации. Недопустимо пренебрегать этим незыблемым правилом.
Главной ценностью общества должен стать человек, eгo здоровье. Принимая любое политическое, экономической решение, властные органы должны предвидеть последствия их влияния на каждого гражданина. Однако, судя по ухудшению демографической ситуации, правительство не уделяет этой проблеме должного внимания.
Раздел Ш. Безопасность жизнедеятельности и жилая (бытовая) среда
1. Понятие и основные группы неблагоприятных факторов жилой (бытовой) среды.
Важнейшей задачей экономического и социального развития страны является осуществление мер, направленных на постоянное улучшение условий жизни населения, в том числе и на повышение качества современной жилой среды.
Гигиеническое обоснование оптимальных условий жилой среды, комплексная оценка перспективных путей улучшения ее качества в целях предупреждения заболеваемости людей, вызванной воздействием неблагоприятных химических и физических факторов антропогенного происхождения, составляют основу решения актуальной проблемы укрепления здоровья населения крупных городов.
Тесная взаимосвязь внутрижилищной и городской среды предопределяет необходимость рассмотрения системы "человек — жилая ячейка — здание — микрорайон — жилой район города" как единого комплекса (получившего наименование жилой (бытовой) среды).
Жилая (бытовая) среда — это совокупность условий и факторов, позволяющих человеку на территории населенных мест осуществлять свою непроизводственную деятельность.
Совокупность всех антропогенных воздействий на окружающую среду в условиях крупных городов ведет к формированию новой санитарной ситуации и в жилой среде.
В настоящее время термин "жилая среда" обозначает, сложную по составу систему, в которой объективно выявляются по меньшей мере три иерархически взаимосвязанных уровня.
Первый уровень. Жилая среда прежде всего формируется конкретными домами. Однако на уровне городской среды в качестве основного объекта исследования следует рассматривать не отдельные здания, а систему сооруженной и городских пространств, образующих единый градостроительный комплекс — жилой район (улицы, дворы, парки, школы, центры общественного обслуживания).
Второй уровень. Элементами системы здесь выступают отдельные градостроительные комплексы, в которых реализуются трудовые, потребительские и рекреационные связи населения. Единицей "городского организма" может служить определенный район города. Критерием целостности системы этого типа связей является, следовательно, замкнутый цикл "труд — быт — отдых".
Т р е т и й уровень. На этом уровне отдельные города выступают как элементы, сравниваемые между собой по качеству жилой среды.
Установлено, что приспособление человеческого организма к жилой среде в условиях крупного города не может быть беспредельным. Основной чертой всех неблагоприятных воздействий жилой среды на здоровье человека является их комплексность.
Факторы жилой среды по степени опасности могут быть разделены на две основные группы: факторы, которые являются действительными причинами заболеваний, и факторы, способствующие развитию заболеваний, вызываемые причинами.
В большинстве случаев факторы жилой среды относятся к факторам малой интенсивности. На практике это проявляется в повышении общей заболеваемости населяя под влиянием, например, неблагоприятных жилищных условий.
В условиях жилой среды имеется небольшое количество факторов (например, асбест, формальдегид, аллергены, которые можно отнести к группе "абсолютных" причин заболеваний. Большинство же факторов жилой среды по своей природе обладает меньшей патогенностью. Например, химическое, микробное, пылевое загрязнение воздуха помещений. Как правило, в жилых и общественных зданиях эти факторы создают условия для развития заболеваний. В то же время они способны в определенных, крайних случаях приобретать свойства, характерные для факторов — причин заболеваний, что позволяет отнести их к группе "относительных" условий развития заболеваний.
Действующие в РФ государственные акты экономического и социального развития в области градостроительства направлены на реализацию стратегии повышения качества жилой среды.
В указанных документах подчеркивается необходимость улучшения планировки и застройки селитебной части городов как важного дополнительного звена в создании гигиенически благоприятных условий быта и отдыха населения, т. е. речь по существу идет об обеспечении восстановления, сил населения, затраченных в процессе труда, о предоставлении подрастающему поколению условий для полноценного развития.
2.Влияние на здоровье человека состава воздуха жилых и общественных помещений
Большое значение для здоровья человека имеет качество воздуха жилых и общественных помещений, так как в их воздушной среде даже малые источники загрязнения
создают высокие концентрации его (из-за небольших объемов воздуха для разбавления), а длительность их воздействия максимальна по сравнению с другими средами.
Современный человек проводит в жилых и общественных зданиях от 52 до 85a суточного времени. Поэтому внутренняя среда помещений даже при относительно невысоких концентрациях большого количества токсических веществ может влиять на его самочувствие, работоспособность и здоровье. Кроме того, в зданиях токсические вещества действуют на организм человека не изолированно, а в сочетании с другими факторами: температурой, влажностью воздуха, ионно-озонным режимом помещений, радиоактивным фоном и др. При несоответствии комплекса этих факторов гигиеническим требованиям внутренняя среда помещений может стать источником риска для здоровья.
Основные источники химического загрязнения воздуха жилой среды. В зданиях формируется особая воздушная среда, которая находится в зависимости от состояния атмосферного воздуха и мощности внутренних источников загрязнения. К таким источникам в первую очередь относятся продукты деструкции отделочных полимерных материалов, жизнедеятельности человека, неполного сгорания бытового газа. В воздухе жилой среды обнаружено около 100 химических веществ, относящихся к различным классам химических соединений.
Качество воздушной среды закрытых помещений по химическому составу в значительной степени зависит от качества окружающего атмосферного воздуха. Все здания имеют постоянный воздухообмен и не защищают жителей от загрязненного атмосферного воздуха. Миграция пыли, токсических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, во внутреннюю среду помещений обусловлена их естественной и искусственной вентиляцией, и поэтому вещества, присутствующие в наружном воздухе, обнаруживают в помещениях, причем даже в тех, в которые подают воздух, прошедший обработку в системе кондиционирования.
Степень проникновения атмосферного загрязнения внутрь здания для разных веществ различна. Сравнительная количественная оценка химического загрязнения наружного воздуха и воздуха внутри помещений жилых и общественных зданий показала, что загрязнение воздушной среды зданий превосходило уровень загрязнения наружного воздуха в 1,8— 4 раза в зависимости от степени загрязнения последнего и мощности внутренних источников загрязнения.
Одним из самых мощных внутренних источников загрязнения воздушной среды закрытых помещений являются строительные и отделочные материалы, изготовленные из полимеров. В настоящее время только в строительстве номенклатура полимерных материалов насчитывает около 100 наименований.
Масштабы и целесообразность применения полимерных материалов в строительстве жилых и общественных зданий определяются рядом положительных свойств, облегчающих их использование, улучшающих качество строительства, удешевляющих его. Однако результаты исследований показывают, что практически все полимерные материалы выделяют в воздушную среду те или иные токсические химические вещества, оказывающие вредное влияние на здоровье населения.
Интенсивность выделения летучих веществ зависит от условий эксплуатации полимерных материалов — температуры, влажности, кратности воздухообмена, времени эксплуатации.
Установлена прямая зависимость уровня химического загрязнения воздушной среды от общей насыщенности помещений полимерными материалами.
Химические вещества, выделяющиеся из полимерных материалов даже в небольших количествах, могут вызвать существенные нарушения в состоянии живого организма, например, в случае аллергического воздействия полимерных материалов. Более чувствителен к воздействию летучих компонентов из полимерных материалов растущий организм. Установлена также повышенная чувствительность больных к воздействию химических веществ, выделяющихся из пластиков, по сравнению со здоровыми. Исследования показали, что в помещениях с большой насыщенностью полимерами подверженность населения аллергическим, простудным заболеваниям, неврастении, вегетодистонии, гипертонии оказалась выше, чем в помещениях, где полимерные материалы использовались в меньшем количестве.
Для обеспечения безопасности применения полимерных, материалов принято, что концентрации выделяющихся из полимеров летучих веществ в жилых и общественных зданиях не должны превышать их ПДК, установленные для атмосферного воздуха, а суммарный показатель отношений обнаруженных концентраций нескольких веществ к их ПДК должен быть выше единицы. С целью предупредительного санитарного надзора за полимерными материалами и изделиями из них предложено лимитировать выделение ими вредных веществ в окружающую среду или на стадии изготовления, или вскоре после их выпуска заводами-изготовителями. В настоящее время обоснованы допустимые уровни около 100 химических веществ, выделяющихся из полимерных материалов.
В современном строительстве все отчетливее проявляется тенденция к химизации технологических процессов и использованию в качестве смесей различных веществ, в первую очередь бетона и железобетона. С гигиенической точки зрения важно учитывать неблагоприятное влияние химических добавок в строительные материалы из-за токсических веществ. Не менее мощным внутренним источником загрязнения помещений служат и продукты жизнедеятельности человека — антропотоксины. Установлено, что в процессе жизнедеятельности человек выделяет примерно 400 химических соединений.
Исследования показали, что воздушная среда невентилируемых помещений ухудшается пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении. Химический анализ воздуха помещений позволил идентифицировать в них ряд токсических веществ, распределение которых по классам опасности представляется следующим образом: диметиламин, сероводород, двуокись азота, окись этилена, бензол (второй класс опасности — высокоопасные вещества); уксусная кислота, фенол, метилстирол, толуол, метанол, винилацетат (третий класс опасности — малоопасные вещества). Пятая часть выявленных антропотоксинов относится к высокоопасные веществам. При этом обнаружено, что в невентилируемом помещении концентрации диметиламина и сероводорода превышали ПДК для атмосферного воздуха.
Превышали ПДК или находились на их уровне и концентрации таких веществ, как двуокись и окись углерода, аммиак. Остальные вещества, хотя и составляли десятые и меньшие доли ПДК, вместе взятые свидетельствовали о неблагополучии воздушной среды, поскольку даже двух— четырехчасовое пребывание в этих условиях отрицательно сказывалось на умственной работоспособности исследуемых.
Изучение воздушной среды газифицированных помещений показало, что при часовом горении газа в воздухе помещений концентрация веществ составляла (мг/м'): окиси углерода — в среднем 15, формальдегида, — 0,037, окиси азота — 0,62, двуокиси азота — 0,44, бензола — 0,07. Температура воздуха в помещении во время горения газа повышались на 3 — 6'С, влажность увеличивалась на 10 — 15Щ, Причем высокие концентрации химических соединений наблюдалась не только в кухне, но и в жилых помещениях квартиры. После выключения газовых приборов содержание в воздухе окиси углерода и других химических веществ снижалось, но к исходным величинам иногда не возвращалось и через 1,5 — 2,5 часа.
Изучение действия продуктов горения бытового газа на внешнее дыхание человека выявило увеличение нагрузки на систему дыхания и изменение функционального состояния центральной нервной системы.
Одним из самых распространенных источников загрязнения воздушной среды закрытых помещений является курение. При спектрометрическом анализе воздуха, загрязненного табачным дымом, обнаружено 186 химических соединений. В недостаточно проветриваемых помещениях загрязнение воздушной среды продуктами курения может достигать 60 — 905.
При изучении воздействия компонентов табачного дыма на некурящих (пассивное курение) у испытуемых наблюдалось раздражение слизистых оболочек глаз, увеличение . содержания в крови карбоксигемоглобина, учащение пульса, повышение уровня артериального давления. Таким образом, основные источники загрязнения воздушной среды помещения условно можно разделить на четыре группы:
1) вещества, поступающие в помещение с загрязненным атмосферным воздухом;
2) продукты деструкции полимерных материалов;
3) антропотоксины;
4) продукты сгорания бытового газа и бытовой деятельности.
Значимость внутренних источников загрязнения в различных типах зданий неодинакова. В административных зданиях уровень суммарного загрязнения наиболее тесно коррелирует с насыщенностью помещений полимерными материалами (R = 0,75), в крытых спортивных сооружениях уровень химического загрязнения наиболее хорошо коррелирует с численностью людей в них (R = 0,75). Для жилых зданий теснота корреляционной связи уровня химического загрязнения как с насыщенностью помещений полимерными материалами, так и с количеством людей в помещении приблизительно одинаковая.
Химическое загрязнение воздушной среды жилых и общественных зданий при определенных условиях (плохой вентиляции, чрезмерной насыщенности помещений полимерными материалами, большом скоплении людей и др.) может достигать уровня, оказывающего негативное влияние на общее состояние организма человека.
В последние годы, по данным ВОЗ, значительно возросло число сообщений о так называемом синдроме "больных" зданий. Описанные симптомы ухудшения здоровья людей, проживающих или работающих в таких зданиях, отличаются большим разнообразием, однако имеют и ряд общих черт, а именно: головные боли, умственное переутомление, повышенная частота воздушно-капельных инфекций и простудных заболеваний, раздражение слизистых оболочек глаз, носа, глотки, ощущение сухости слизистых оболочек и кожи, тошнота, головокружение.
Различают две категории "больных" зданий. Первая категория — временно "больные" здания — включает недавно построенные или недавно реконструированные здания, в которых интенсивность проявления указанных симптомов с течением времени ослабевает и в большинстве случаев примерно через полгода они исчезают совсем. Уменьшение остроты проявления симптомов, возможно, связано с закономерностями эмиссии летучих компонентов, содержащихся в стройматериалах, красках и т. д.
В зданиях второй категории — постоянно "больных"— описанные симптомы наблюдаются в течение многих лет, и даже широкомасштабные оздоровительные мероприятия могут не дать эффекта. Объяснение такой ситуации, как правило, найти трудно, несмотря на тщательное изучение состава воздуха, работы вентиляционной системы и особенностей конструкции здания.
Следует отметить, что не всегда удается обнаружить прямую зависимость между состоянием воздушной среды помещения и состоянием здоровья населения.
Однако обеспечение оптимальной воздушной среды жилых и общественных зданий — важная гигиеническая и инженерно-техническая проблема. Ведущим звеном в решении этой проблемы является воздухообмен помещений, который обеспечивает требуемые параметры воздушной среды. При проектировании систем кондиционирования воздуха в жилых и общественных зданиях необходимая норма воздухоподачи рассчитывается в объеме, достаточном для ассимиляции тепло и влаговыделений человека, выдыхаемой углекислоты, а в помещениях, предназначенных для курения, учитывается и необходимость удаления табачного дыма.
Помимо регламентации количества приточного воздуха и его химического состава известное значение для обеспечения воздушного комфорта в закрытом помещении имеет электрическая характеристика воздушной среды. Последняя определяется ионным режимом помещений, т. е. уровнем положительной и отрицательной аэроионизации. Негативное воздействие на организм оказывает как недостаточная, так и избыточная ионизация воздуха.
Проживание в местностях с содержанием отрицательных аэроионов порядка 1000 — 2000 в 1 мл воздуха благоприятно влияет на состояние здоровья населения.
Присутствие людей в помещениях вызывает снижение содержания легких аэроионов. При этом ионизация воздуха изменяется тем интенсивнее, чем больше в помещении людей и чем меньше его площадь.
Уменьшение числа легких ионов связывают с потерей воздухом освежающих свойств, с его меньшей физиологической и химической активностью, что неблагоприятно действует на организм человека и вызывает жалобы на духоту.
3. Физические факторы жилой среды (свет, шум, вибрация, ЭМП) и их значение в формировании условий жизнедеятельности человека
Обеспечение полноценной световой среды в жилых помещениях. Стремительно растущая урбанизация изменяет интенсивность и спектральный состав солнечной радиации у поверхности земли — вследствие загрязнения атмосферного воздуха, снижающего его прозрачность, и существенного затенения территории плотной многоэтажной застройкой. Ограниченная прозрачность остекления светопроемов, их, а зачастую несоответствие размеров площади окон глубине помещений вызывают повышенный дефицит естественного света в помещениях. Недостаток естественного света ухудшает условия зрительной работы и создает предпосылки для развития у городского населения синдрома "солнечного (или светового) голодания", икающего устойчивость организма к воздействию факторов химической, физической и бактерийной природы, а по последним данным и к стрессовым ситуациям. Поэтому дефицит естественного света и световой среды отнесены к факторам, для жизнедеятельности человека. В больших городах особое значение имеет качество среды внутри помещения, где человеку должен обеспечен не только зрительный комфорт, но и необходимый биологический эффект от освещения. Последний в основном условиями освещения помещений естественным светом, под которым понимается рассеянный свет небосвода, проникающий через светопроемы, и прямыми солнечными лучами (инсоляцией). Эти природные факторы должны присутствовать в достаточном количестве в каждом помещении, предназначенном для длительного пребывания человека, и прежде всего в помещениях жилых зданий.
Естественное освещение и инсоляция. В закрытых помещениях световая среда существенно денатурирована, а естественные оптические факторы ослаблены, так как светопроемы составляют относительно небольшую часть ограждений, пропуская около 50% падающего на них света и лишь незначительную долю ультрафиолетового излучения.
Для обеспечения полноценной световой среды в жилых зданиях действующими нормами и правилами регламентируются минимальная величина коэффициента естественной освещенности (к.е.о.), режим и длительность инсоляции.
В соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования" величина к.е.о. для основных помещений жилых зданий (комнат и кухонь) в средней светоклиматической поло се установлена не ниже 04% для зон с устойчивым снежным покровом и не ниже 0,5% — для остальной территории. Снижение к.е.о. в комнатах и кухнях жилых зданий н допускается. Это требование обусловлено особой биологической значимостью естественного света в помещениях невозможностью восполнения его дефицита современным средствами искусственного освещения.
Наряду с общебиологическим влиянием естественно освещение оказывает выраженное психологическое воздействие на организм человека. Свободный зрительный с внешним миром через светопроемы достаточного изменчивость дневного освещения (колебания интенсивности, равномерности, соотношений яркости, ароматичности света на протяжении дня) оказывают большое влияние на психику человека. Поэтому с гигиенической точки зрения в зданиях разного назначения необходимо предусматривать максимально возможное использование естественного освещения. Если в помещениях, предназначенных для длительного пребывания людей, обеспечить достаточное естественное освещение невозможно, то следует упорядочить дневной режим этих людей, установив для них время периодического пребывания под открытым небом в часы с достаточным естественным освещением (например, в обеденный перерыв или путем смещения графика работы).
Большое внимание уделяется в последнее время проблеме инсоляции жилых зданий. Инсоляция — это важный гигиенический фактор, она обеспечивает поступление в помещение дополнительной световой энергии, тепла и ультрафиолетового излучения Солнца, влияет на самочувствие и настроение человека, микроклимат жилища и снижение его обсемененности микроорганизмами. Опрос больших групп населения показал положительное отношение к жилых и общественных помещений у людей, проживающих как в северных и центральных, так и в южных районах Российской Федерации. Параллельно проведенное изучение психофизиологического состояния части опрошенных выявило улучшение их работоспособности, самочувствия настроения в хорошо инсолируемых помещениях. Совмещенное освещение. Дефицит естественного освещения в ряде помещений жилых и общественных даней требует комплексного решения проблемы его восполнения искусственным освещением, в частности с помою системы совмещенного освещения.
Основной гигиенический недостаток применения совмещенного освещения обусловлен разной биологической эффективностью естественного и искусственного света, катая не в полной мере учитывается при нормировании освещения.
Неблагоприятное воздействие на организм замены естественного света искусственным подтверждается и данными биологических экспериментов по изучению иммунологической реактивности животных и их устойчивости к химической нагрузке. Полученные результаты позволили показать биологическую неадекватность естественного и искусственного света одинаковой интенсивности.
Совмещенное освещение должно улучшать положение в тех помещениях, в которых по разным причинам (строительным, эксплуатационным и т. п.) не может быть обеспечено удовлетворительное дневное освещение. Во вновь проектируемых жилых зданиях следует изыскивать возможности полноценного естественного освещения.
В том случае, когда дневное освещение постоянно дополняется общим или комбинированным искусственным, большое значение имеет выбор источников света и светильников, а также их размещение в помещении. При совмещенном освещении нельзя применять лампы накаливания. Для этого целесообразно использовать люминесцентные лампы белого и дневного света, выбираемые с учетом ориентации помещения, а на крупных общественных объектах (вокзалы, спортивные залы и т. п.) — ртутные лампы высокого давления. Размещение и тип светильников должны обеспечивать автономный подсвет зоны с недостаточным естественным освещением и однонаправленность теней. Искусственное освещение помещений в жилых зданиях. Основные гигиенические требования к искусственному освещению в быту сводятся к тому, чтобы освещение интерьеров соответствовало их назначению: света было достаточно (он не должен слепить и оказывать иного неблагоприятного влияния на человека и на среду); осветительные приборы были легко управляемыми и безопасными, а их расположение способствовало функциональному зонированию жилищ; выбор источников света производится с учетом восприятия цветового решения интерьера, спектрального состава света и благоприятного биологического воздействия светового потока.
До настоящего времени в жилых помещениях целесообразным с гигиенической точки зрения считается применение светильников с лампами накаливания как более удобных в эксплуатации, легко регулируемых, бесшумных и не излучающих ультрафиолетового потока. Экономичные люминесцентные светильники рекомендуется использовать в основном для освещения вспомогательных помещений с кратковременным пребыванием людей (прихожей, ванной и т. п.). Установка их в кухнях требует применения спектрального типа ламп, точно передающего естественный вид продукта. При освещении люминесцентными светильниками, например, письменного стола, необходимо наряду с правильным подбором спектрального типа ламп устранение пульсации их светового потока.
Обогащение светового потока установок искусственного освещения ультрафиолетовые м и з л у ч е н и е м. Проблема обогащения света ультрафиолетовым излучением (УФИ) весьма актуальна в настоящее время, когда денатурация световой среды в городах и увеличение времени пребывания человека в условиях искусственного освещения требуют широкой профилактики возможного развития симптомов светового у людей, сопровождающихся снижением организма к воздействию неблагоприятных факторов и повышением заболеваемости. Наиболее удобным и эффективным приемом профилактики светового голодания использование в системе общего освещения посещений с длительным пребыванием людей установок, создающих световой поток- N УФИ. При этом может использоваться двойная система — осветительных и, излучающих УФ- по к в диапазоне длин волн 280 — 320 нм, или единая систем — с полифункциональными осветительное лампами, генерирующими одновременно видимый свет и УФИ (спектр их излучения охватывает область 280— 700 нм), которые обеспечивают получение человеком за 8 часов рабочего дня 0,125 — 0,25 МЭД (минимальной эритемной дозы) при освещенности 300 — 500 лк. Эритемные лампы в системе общего освещения обеспечивают 0,25 — 0,75 МЭД в день и используются лишь в осенне-зимний период года, Суммарная годовая доза УФИ как от эритемных, так и от полифункциональных ламп составляет около 65 МЭД.
Гигиеническая оценка светооблучательных установок показала их благотворное влияние на работоспособность, а также отсутствие неблагоприятного влияния УФИ на зрительные функции человека и на среду в помещении.
Обогащение искусственного света УФИ рекомендуется прежде всего в районах с выраженным дефицитом естественного УФИ (севернее 57,5' северной широты, а также в промышленных городах с загрязненным атмосферным воздухом, расположенных в зоне 57,5 — 42,5' северной широты) и на подземных объектах, в зданиях без естественного света и с выраженным дефицитом естественного света (при к.е.о. менее 0,5') вне зависимости от их территориального размещения.
Шумы в жилой среде: источники, влияние на организм и меры защиты. Защита городской и жилой среды от шума имеет большое гигиеническое и социально-экономическое значение, что связано с повсеместным ростом шумового загрязнения, вызывающего ухудшение состояния здоровья населения.
Существующие источники шума в условиях городской жилой среды можно подразделить на две основные группы: расположенные в свободном пространстве (вне зданий) и находящиеся внутри зданий.
Источники шума, расположенные в свободном пространстве, по своему характеру делятся на подвижные и стационарные, т. е. постоянно или долговременно установленные в каком-либо месте
Для источников шума, расположенных внутри зданий, имеют значение характер размещения источников шума по отношению к окружающим защищаемым объектам и их соответствие предъявляемым к ним требованиям. Внутренние источники шума можно подразделить на несколько групп:
+ техническое оснащение зданий (лифты, трансформаторные подстанции и т. п.);
+ технологическое оснащение зданий (морозильные камеры магазинов, машинное оборудование небольших мастерских и т. п.);
+ санитарное оснащение зданий (водопроводные сети, смывные краны туалетов, душевые и т. п.);
+ бытовые приборы (холодильники, пылесосы, миксеры, стиральные машины и др.);
+ аппаратура для воспроизведения музыки, радиоприемники и телевизоры, музыкальные инструменты.
В последние годы отмечается рост шума в городах, что связано с резким увеличением движения транспорта ( мобильного, рельсового, воздушного).
Транспортный шум по характеру воздействия является непостоянным внешним шумом, так как уровень звука изменяется во времени более чем на 5 дБ.
Уровень различных шумов зависит от интенсивности и состава транспортных потоков, планировочных решений (профиль улиц, высота и плотность застройки) и наличия отдельных элементов благоустройства (тип дорожного покрытия и проезжей части, зеленые насаждения). Наблюдается зависимость уровней звука на магистралях от фактических режимов движения транспорта.
Диапазон колебаний между фоновыми и максимальны и (пиковыми) уровнями звука, характеризующими шумовой режим примагистральной территории, в дневное время составляет в среднем 20 дБ.
В ночной период суток размах колебаний максимальных уровней звука относительно фона увеличивается
+ системные (внеслуховые) — воздействие на отдельные системы и организм в целом (на заболеваемость, сон, психику).
Уровни коммунального шума почти всегда значительно ниже предела, установленного для рабочей зоны (85— 90 дБ). Однако имеются коммунальные шумы, максимальные значения которых достигают указанного верхнего предела (от телевизора, ударных музыкальных инструментов, мотоциклов). Снижению остроты слуха может способствовать и длительное воздействие на человека транспортного шума. Неблагоприятное воздействие на слух оказывается в тех случаях, когда человек подвергается действию шума как на производстве, так и дома.
В настоящее время лиц, обладающих "отличным" слухом, среди молодежи и взрослых намного меньше, чем 20 лет назад. Изменения в органе слуха происходят уже в период полового созревания. Причиной является насыщенная техникой жизненная среда, а у молодежи, кроме того громкая музыка.
Одной из специфических особенностей шума является его маскировочный эффект — воздействие на восприятие звуковой и в особенности речевой информации.
Под влиянием шума у людей изменяются показатели переработки информации, снижается темп и ухудшается качество выполняемой работы.
Изучение влияния шума на жителей разного пола и возраста показало, что более чувствительны к нему женщины и лица старших возрастных групп. Данные категории Населения, проживающие в шумных районах, чаще жалуется на раздражение, нарушение сна, головные боли, боли области сердца. Объективно выявлены тенденции к повышению артериального давления, изменения отдельных показателей электрокардиограммы, функциональные нарушения центральной и вегетативной нервной системы, снижение слуховой чувствительности.
Для снижения шума на жилой территории необходимо соблюдать следующие принципы: + вблизи источников шума размещать малоэтажные здания;
+ строить параллельно транспортной магистрали шумозащитные объекты;
+ группировать жилые объекты в удаленные или защищенные кварталы;
+ здания, не требующие защиты от шума (склады, гаражи, некоторые мастерские и т. д.), использовать в качестве барьеров, ограничивающих распространение шума;
+ экранирующие объекты, используемые для борьбы с шумом, должны располагаться как можно ближе к его источнику, причем большое значение имеют непрерывность таких объектов по всей длине, их высота и ширина;
+ поверхность противошумовых экранов, обращенная к источнику, должна быть выполнена по возможности из звукопоглощающего материала.
В условиях плотной городской застройки и дефицита свободной территории целесообразно осуществлять строительство специальных шумозащитные (барьерных) зданий экранов (жилого и нежилого назначения), фронтально размещаемых вдоль магистралей и образующих акустическую тень за зданием. В качестве экранов для защиты от шума кроме протяженных зданий могут использоваться специальные сооружения типа стенок, выемок, насыпей, эстакад и т. п. Экраны, выполненные в виде вертикальной защитной стенки, получили применение в условиях сложившейся застройки как более компактные по сравнению с остальными типами экранов. Уровень шума в жилой среде можно снизить за счет облицовки лоджий и балконов и применения плотных (без отверстий) перил, особенно на более высоких этажах.
Гигиеническое нормирование вибрации в условиях жилища. Важнейшим направлением решения проблемы ограничения неблагоприятного воздействия вибрации в жилищных условиях является гигиеническое нормирование ее допустимых воздействий. При определении предельных значений вибрации для различных условий пребывания человека в качестве основной величины используется порог ощущения вибрации. Предельные значения даются как кратная величина этого порога ощущения. Ночью в жилых помещениях допускается только одно или четырехкратный порог ощущения, днем — двукратный.
Электромагнитные поля как неблагоприятный фактор и общественных помещений. Распространенным и постоянно возрастающим негативным фактором городской среды являются электромагнитные поля (ЭМП), создаваемые различными устройствами, генерирующими, передающими и использующими электрическую энергию. Электромагнитное загрязнение среды населенных мест стало столь существенным, что ВОЗ включила эту проблему в число наиболее актуальных для человека.
В настоящее время имеется огромное количество самых разнообразных источников электромагнитных полей, находящихся как вне жилых и общественных зданий (линии электропередач, станции спутниковой связи, радиорелейные установки, телепередающие центры, открытые распределительные устройства, электротранспорт и т. д.), так и внутри помещений (компьютеры, сотовые и радиотелефоны, пейджеры, бытовые микроволновые печи и др.).
Мощными источниками высокочастотных электромагнитных полей являются телерадиопередающие ретрансляторы, которые располагаются обычно в центре крупных городов, рядом с жилой застройкой. Передающие центры, спроектированные более двух десятков лет назад для трансляции двух телевизионных программ, сейчас транслируют от 5 до 10 программ.
На территории санитарно-защитной зоны линий электропередач (ЛЭП) нередко строятся частные дома и дачи.
Спектр электромагнитных колебаний, создаваемых линиями электропередач, радио- и телепередающими центрами, радиолокационными системами достаточно широк (табл. 7).
Спектр электромагнитных колебаний ЛЭП, радио и телепередающие устройств
Рассматривая ЭМП как важный фактор окружающей среды, необходимо отметить, что в электромагнитном поле выделяют две составляющие — электрическую и магнитную. Распространяющееся в пространстве ЭМП условно делят на две зоны: зону индукции (находится вблизи антенных устройств) и волновую зону (дальнюю), лежащую за пределами антенного поля. Поэтому в условиях населенных мест люди чаще всего могут подвергаться облучению в волновой зоне электромагнитного излучения.
Организм человека, находящегося в электромагнитном поле, поглощает его энергию, в тканях возникают высоко частотные токи с образованием теплового эффекта. Биологическое действие электромагнитного излучения зависит от длины волны, напряженности поля (или плотности потока энергии), длительности и режима воздействия (постоянный, импульсный). Чем выше мощность поля, короче длина волны и продолжительнее время облучения, тем сильнее негативное влияние ЭМП на организм.
В настоящее время нередко встречаются случаи, когда используемые в компьютерах защитные средства абсолютно неэффективны, так как или не предназначены для защиты от электромагнитных полей по своей природе, или неправильно используются. По данным ученых, более половины защитных экранов, находящихся в эксплуатации, либо вообще не ослабляют напряженность поля, либо увеличивают ее в 1,5 раза, вызывая противоположный эффект.
В этой связи весьма перспективным и обнадеживающим является использование при производстве персональных компьютеров разработанного в Российской Федерации защитного фильтра ФЗ 14-15 (" Русский щит"), предназначенного для ослабления вредных воздействий монитора и позволяющего снизить их до уровней, безопасных для человека. Технико-эксплуатационные характеристики защитного фильтра ФЗ 14-15 приведены в табл. 8
К профилактическим мероприятиям по предупреждению негативного влияния источников электромагнитных излучений относится прежде всего обеспечение соответствия их технических характеристик нормативным требованиям и строгое соблюдение правил эксплуатации. Кроме того, для более эффективной оценки степени их электромагнитной опасности для человека представляются целесообразными специальные исследования по изучению фактических значений нормируемых параметров электромагнитных полей, создаваемых различными моделями технических средств (сотовыми и радиотелефонами, пейджерами, микроволновыми печами и т. д.) в реальных условиях их использования.
Таким образом, изложенное показывает, что внедрение разнообразных достижений науки и техники в производственной и непроизводственной сферах деятельности человека сопровождается повышением электромагнитной опасности в жилой среде и требует обеспечения надежной защиты населения современных городов от неблагоприятного воздействия электромагнитных излучений.
Раздел IV. Обеспечение безопасности и экологичность технических систем
Повышение технического уровня современного производства, электронизация офисов создают в той или иной степени вредные, а иногда и опасные условия для работающих и окружающей среды, что требует организации их, надежной и эффективной защиты. К числу мер, широко. используемых в настоящее время на предприятиях различных отраслей, относятся средства производственной безопасности (СПБ), средства индивидуальной защиты (СИЗ) .и многочисленные виды экобиозащитной техники (ЭТ), совершенствующиеся на основе достижений и успехов научно-технического прогресса.
1. Производственные средства безопасности
К средствам производственной безопасности относятся устройства, которые предназначены для оповещения или человека от воздействия опасных производственно и внешних факторов. Конструкции СПБ разнообразны, размерами, назначением, областью применения, принципами действия.
Оградительные устройство предназначены для ограждения опасной зоны либо для предупреждения воздействия опасных производственных факторов на человека. Этот вид устройств получил широкое распространение во всех отраслях экономики.
По конструктивным особенностям оградительные устройства делятся на три типа: стационарные (съемные и несъемные), подвижные и полуподвижные.
Стационарные несъемные устройства устанавливают на границе опасной зоны постоянно действующего производственного фактора — работающих агрегатов, машин, механизмов, компьютеров.
Стационарные съемные оградительные устройства выполняют те же функции, однако в отличие от несъемных они имеют съемное крепление, меньшие массу и размеры.1 Это наиболее распространенный тип оградительных устройств.
Подвижные оградительные устройства используют для ограждения перемещающихся опасных производственных факторов. Разновидностью этих устройств являются временные незакрепленные и переносные оградительные устройства. Подвижные оградительные устройства имеют ручной или механический привод.
Полуподвижные оградительные устройства одной стороной жестко крепятся к неподвижной части агрегата, конструкции механизма, сооружения. Другая часть остается подвижной. При перемещении подвижной части происходит либо поворот оградительного устройства, либо складывание в гармошку, либо сокращение площади ограждения. Полуподвижные оградительные устройства применяют для ограждения перемещающихся опасных зон, а также опасных зон временных производственных факторов.
Блокирующие устройства — СПБ; предупреждающие возникновение опасных производственных факторов при нарушениях параметров технологических процессов и действующего оборудования. Блокирующие устройства либо приостанавливают процесс или работу оборудования, допуская возникновения опасных производственных факторов, либо нормализуют параметры оборудования при их отклонениях выше установленных пределов. По конструкции блокирующие устройства делятся на электронные, механические, электромеханические, фотоэлектрические и электрические.
Электромеханические блокирующие устройства применяют, когда блокирующим элементом является концевой выключатель, соединенный с электромагнитом, при замыкании цепи электромагнит включает рубильник. Такая конструкция универсальна и может быть использована в различных установках.
Электрические блокирующие устройства чаще всего используют в электроустановках высокого напряжения, химических производствах при переработке ядовитых и токсических веществ, на установках и агрегатах с принудительной системой охлаждения.
Фотоэлектрическое блокирующее устройство состоит из источника света, концентрированный луч которого попадает на освещаемый элемент. В результате этого в цепи поддерживается электрический ток, который вызывает размыкание выходных контактов реле и удерживает их в таком положении, пока фотоэлемент освещен. Фотоэлектрические блокирующие устройства применяют для приостановки технологического процесса или работы оборудования при пересечении человеком границы опасной зоны.
Ограничительная техника. К ней относятся технические средства и приспособления, ограничивающие опасную возможного воздействия на человека производственных факторов.
Особую конструкцию представляют устройства, огранивающие перемещение отдельных видов оборудования и грузов, такие конструкции применяются на оптовых юзах, например, тупиковые ограничители перемещения, мостовых кранов, ограничители массы высоты подъема грузов.
Предохранительные устройства — это устройств; которые предупреждают возникновение опасных произвол факторов при различных технологических процессах и работе оборудования путем нормализации паре метров процесса или отключения оборудования.
Предохранительные устройства обеспечивают безопасный выпуск избытков газов, пара или жидкости и снижаю давление в сосуде до безопасного; предупреждают материалов; отключают оборудование при перегрузка и т. д.
Средства сигнализации. К средствам сигнализации относятся устройства, предупреждающие обслуживающие персонал о пуске и остановке оборудования, нарушения и экстремальных отклонениях технологических процесса и работы производственного оборудования, концентрациях ядовитых и взрывоопасных газов в помещении. Сигнализация может быть световой, звуковой или и другой одновременно.
Защитные устройства ограждают человека от возмож ного воздействия опасных производственных факторов. разнообразны по назначению и конструктивному оформлению. К ним относятся различные экраны, защищающие человека или части его тела от осколками или частицами обрабатываемых материалов; устройства, защищающие от воздействия брызг кислот, и расплавов. Например, мониторы компьютеров о защитными экранами, чтобы предотвратить воздействие на организм оператора.
2. Средства индивидуальной защиты
Если безопасность работ не может быть обеспечена инструкцией оборудования, организацией производствен процессов, архитектурно-планировочными решениям
техническими средствами безопасности, то применяют средства индивидуальной защиты. В зависимости от назначения средства индивидуальной защиты (СИЗ) включают: специальную одежду и обувь, изолирующие костюмы, средства защиты органов дыхания, глаз, рук, головы, лица, органов слуха, предохранительные приспособления и защитные дерматологические средства.
Специальная одежда служит для предохранения тела работающих от неблагоприятного воздействия механических, физических и химических факторов производственной среды.
Спецодежда должна надежно защищать от вредного производственного фактора, не нарушать нормальной терморегуляции организма, обеспечивать свободу движений, удобство ношения и хорошо очищаться от загрязнений, не изменяя при этом своих свойств.
Специальная обувь должна защищать ноги работников от воздействия опасных и вредных производственных факторов. Спецобувь изготовляют из кожи и кожзаменителей, плотных хлопчатобумажных тканей с полихлорвиниловым покрытием, резины. Вместо кожаной подошвы часто применяют кожзаменитель, резину и др. В химических производствах, где применяют кислоты, щелочи и другие агрессивные вещества, пользуются резиновой обувью. Широко применяют также пластмассовые сапоги из смеси поливинилхлоридных смол и синтетических каучуков.
Для защиты стопы от повреждений, связанных с падением на ноги отливок и поковок, обувь снабжают стальным носком, выдерживающим удар до 20 кг.
Средства защитные глаз и лица — это очки открытого и закрытого типов, козырьковые очки, ручные и неголовные щитки, шлемы, защищающие глаза и органы дыхания.
При механической обработке материалов применяют очки закрытого типа с безосколочными стеклами. Для защиты маляров-пульверизаторщиков от лакокрасочного тумана при особо неблагоприятных условиях рекомендуется пользоваться шланговым респиратором РМП-62.
При работах в условиях высокой запыленности пользуются шлемами с подачей воздуха в подшлемное пространство; при работах с веществами, раздражающими или проникающими через кожный покров, применяют пневмокостюм из полиэтиленовой пленки, также с подачей внутрь чистого воздуха. Аналогичные пневмокостюмы, но из невоспламеняемых и неплавящихся тканей (прорезиненные ткани, брезент) применяют для кратковременных работ при особо высоких температурах.
Защитные дерматологические средства служат для предупреждения заболеваний кожи при воздействии некоторых вредных производственных факторов. Эти защитные средства выпускают в виде мазей или паст, которые по назначению делятся на:
+ мази и пасты для защиты от нефтепродуктов, растворителей различных углеводородов, жиров, масел, лаков, красок и других органических веществ;
+ мази и пасты для защиты от воды, водных растворов кислот, щелочей, солей, охлаждающих водомасляных эмульсий.
Мази и пасты первой группы гидрофильны и содержат в основном вещества, легко смачиваемые водой и растворимые в ней. Будучи нанесены на кожу, они создают защитный слой, непроницаемый для органических веществ. К ним относятся паста ХИОТ-6, паста Селисского, ИЭР-1,' "Миолан", "Флот".
Мази и пасты второй группы гидрофобны и содержат в основном жиры и невысыхающие масла или пленкообразующие вещества. Будучи втертыми в кожу, они образуют в порах и на поверхности кожи барьер, защищающий от вредного воздействия воды, водных растворов солей, кислот, щелочей. К ним относятся цинкстеаратная паста № 2, ИЭР-2, паста Чумакова, защитный силиконовый крем.
3. Средства защиты окружающей среды (экобиозащитная техника) от вредных факторов
Вредные факторы технических систем, технологических и производственных процессов различных объектов экономики неблагоприятно влияют не только на работающих, но и на окружающую среду современных городов. Активной формой защиты окружающей среды населенных мест от вредного воздействия промышленных предприятий является переход к малоотходным и безотходным технологиям, а в условиях сельскохозяйственного производства — к биологическим методам борьбы с сорняками и вредителями.
Вместе с тем в качестве дополнительных и достаточно эффективных средств защиты в настоящее время широко применяются как различное очистное оборудование (аппараты и системы очистки пылевых и газовых выбросов, сточных вод и др.), так и специальные технические устройства по уменьшению интенсивности различных энергетических воздействий техногенного происхождения.
3. 1. Очистка газопылевых выбросов
Основной физической характеристикой примесей атмосферы является концентрация — масса (мг) вещества в, единице объема (м') воздуха при нормальных условиях. Концентрация примесей (мг/м') определяет физическое, химическое и другие воздействия веществ на окружающую среду и человека и служит основным параметром при нормировании содержания примесей в атмосфере.
Классификация пылеулавливающего оборудования основана на принципиальных особенностях механизма отделения твердых частиц от газовой фазы. Пылеулавливающее оборудование разнообразно и может быть разделено на 4 типа (рис. 7).
Простыми и широко распространенными являются аппараты сухой очистки воздуха и газов от крупной неслипающейся пыли. К их числу относятся разнообразные по конструкции циклоны, принцип действия которых основан на использовании центробежной силы, воздействующей на частицы пыли во вращающемся потоке воздуха (рис. 8).
Газы, подвергаемые очистке, вводятся через патрубок по касательной к внутренней поверхности корпуса. За счет тангенциального подвода происходит закрутка газопылевого потока. Частицы пыли отбрасываются к стенке корпуса и по ней ссыпаются в бункер. Газ, освободившись от пыли, поворачивает на 180' и выходит из циклона через трубу. Циклон рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед фильтрами или электрофильтрами.
Для разделения газового потока на очищенный и обогащенный пылью газ используют жалюзийные пылеотделители (рис. 9).
На жалюзийной решетке поток газа, подаваемого на очистку, с расходом Q разделяется на два потока: очищенный с расходом Q, = (0,8 — 0,9) Q и обогащенный пылью Q, = (0,1 — 0,2) Q. Отделение частиц пыли от основного газового потока на жалюзийной решетке происходит под действием инерционных сил, которые заставляют частицы пыли двигаться вдоль жалюзийной решетки, а также за счет отражения частиц от поверхности решетки.
с пылью вредных газообразных компонентов). Комплексная очистка газов — это достоинство аппаратов мокрой очистки — полых форсуночных скрубберов (рис. 11).
Простыми по конструкции являются полые или форсуночные скрубберы, в которых запыленный газовый поток по патрубку направляется на зеркало жидкости, на котором осаждаются наиболее крупные частицы пыли. Затем запыленный газ, равномерно распределенный по сечению корпуса, поднимается навстречу потоку капель жидкости, подаваемой в скруббер через форсуночные пояса, которые образуют несколько завес из распыленной на капли орошающей жидкости. Аппараты этого типа работают по принципу противотока.
Очищаемый газ движется навстречу распыляемой жид-. кости. Эффективность очистки, достигаемая в форсуночных
скрубберах, невысока и составляет 0,6 — 0,7 для частиц с размером более 10 мкм. Одновременно с очисткой газ, проходящий через полый форсуночный скруббер, охлаждается и увлажняется до состояния насыщения.
Наряду с полыми скрубберами широко используются насадочные скрубберы (рис. 12), представляющие собой колонны, заполненные специальными насадками в виде колец или шариков, изготовленных из пластмассовых или керамических элементов или крупный шлак и щебень. Насадка может распределяться в виде отдельных регулярных слоев или беспорядочно.
За счет насадки скруббер обладает хорошо развитой поверхностью контакта между газом и орошающей жидкостью, пленка которой образуется на элементах насадки и постоянно разрушается, перетекая с одного элемента насадки на другой.
Насадочные скрубберы используются в основном для предварительного охлаждения газа, улавливания тумана или хорошо растворимой пыли, например сульфата натрия, присутствующего в дымовых газах содорегенерационных котлоагрегатов.
Для мокрой очистки нетоксичных или невзрывоопасных газов от пыли применяют центробежные скрубберы (рис. 13), в которых частицы пыли отбрасываются на пленку жидкости центробежными силами, возникающими при вращении газового потока в аппарате за счет тангенциального расположения входного патрубка в корпусе. Пленка жидкости толщиной не менее О,З мм создается подачей воды через распределительное устройство и непрерывно стекает вниз, увлекая в бункер частицы пыли. Эффективность очистки газа от пыли в аппаратах такого типа зависит главным образом от диаметра корпуса аппарата, скорости газа во входном патрубке и дисперсности пыли.
Наиболее распространенными аппаратами мокрой очистки газов являются скрубберы Вентури (рис. 14), которые состоят из орошающей форсунки, трубы Вентури и капле уловителя. Труба Вентури состоит из сужающегося участка (конфузора), в который подается очищаемый газ, и из расширяющегося участка (диффузора), Орошающая жидкость подается при помощи форсунок, распыляющих ее на капли, движущиеся со скоростью 30 — 40 м/с. Этот поток капель увлекает очищаемые газы. В трубе Вентури происходит осаждение частиц пыли на каплях жидкости, которое зависит от поверхности капель и скорости частиц жидкости и пыли в диффузорной части. Степень очистки в значительной мере зависит от равномерности распределения капель жидкости по сечению конфузорной части трубы Вентури. В диффузорной части скорость потока снижается до 15 — 20 м/с и подается в каплеуловитель. Каплеуловитель представляет собой прямоточный циклон. Скрубберы Вентури обеспечивают высокую эффективность очистки аэрозолей
(до 99%) со средним размером частиц 1 — 2 мкм при начальной концентрации примесей до 100 г/м'.
К мокрым пылеуловителям относятся барботажно-пенные пылеуловитель с провальной и переливной решетками (рис. 15). В таких аппаратах очищаемый газ подается под решетку и проходит через слой жидкости, очищаясь от частиц пыли. При скоростях очищаемого воздуха или газа, не превышающих 1 м/с, последний пробулькивает через слой орошающей жидкости в виде отдельных пузырьков. Такой режим работы аппарата называется барботажным. Увеличение скорости очищаемого газа в корпусе аппарата до 2 — 2,5 м/с приводит к возникновению пенного слоя над слоем жидкости, что повышает эффективность очистки газа за счет более интенсивного перемешивания газовой и жидкой фаз. Современные барботажно-пенные пылеуловителя обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсвой пыли до 0,95 — 0,96.
Использовать повторно. В системах промышленной газоочистки широкое распространение нашли рукавные фильтры непрерывного действия с импульсной продувкой, с цилиндрическими рукавами из шерстяной или синтетической ткани (рис. 16). Скорость прохождения газа через поры тканей, т. е. скорость фильтрации, невысока и составляет от 0,02 до 0,2 м/с.
Очистка (регенерация) фильтрационной ткани, из которой изготовлен рукав, производится периодической импульсной продувкой сжатым воздухом каждого рукава по очереди. Такие фильтры могут состоять из одной или нескольких секций, в каждой из которых может быть от 4 — 6 до нескольких сотен рукавов. При очистке больших объемных расходов газов при небольших скоростях фильтрации поверхность фильтрующих рукавов достаточно велика, что приводит к большим габаритам таких фильтров.
Аппараты электрофильтрационной очистки предназначены для очистки больших объемных расходов газа от пыли и тумана (масляного), в частности дымовых газов содорегенерационных котлоагрегатов. Конструкция таких агрегатов отличается большим разнообразием, но принцип действия одинаков и основан на осаждении частиц пыли в электрическом поле. На рис. 17 представлены типы электрофильтров.
Очищаемые газы проходят через систему коронирующих и осадительных электродов. К коронирующим электродам подведен ток высокого (до 60 000 В) напряжения, благодаря коронному разряду происходит ионизация частиц или, которые приобретают электрический заряд. Заряженные частицы двигаются в электрическом поле в сторону
осадительных электродов и оседают на них. Осевшая пыль удаляется из электрофильтров встряхиванием электродов в сухих электрофильтрах или промывкой в мокрых. В однозонных электрофильтрах ионизация и осаждение частиц осуществляются в одной зоне. Для тонкой очистки газов более эффективными являются двухзонные электрофильтры, в которых ионизация частиц происходит в специальном ионизаторе. Электрофильтры могут состоять из одной или нескольких секций, в каждой из которых создается свое электрическое поле.
Аппараты с последовательным расположением таких секций называются многопольными, а с параллельными — многосекционными или многокамерными
Для очистки вентиляционных выбросов от пыли, туманов минеральных масел, пластификаторов и т. п. разработаны электрические туманоуловители типа УУП (рис. 18). Они состоят из корпуса, в котором установлен блок электродов ФЭ (двухзонный электрофильтр), который питается от источника напряжением 13 кВ. Подвод питания к электродам осуществляется через высоковольтные электроизоляторы с клеммами. Загрязненный воздух через входной патрубок, распределительную решетку и сетку поступает к блоку электродов, очищается от примесей и, пройдя каплеуловитель, подается на выход. Примеси загрязнений, отделенные от воздуха, собираются в воронках и сливаются через гидрозатворы. Туманоуловители УУП отличаются высокой эффективностью и низким гидравлическим сопротивлением.
Условием эффективной работы электрофильтров является герметичность камер, исключающая подсос воздуха, приводящий к вторичному уносу загрязнений. Достоинство электрофильтров — высокая эффективность очистки при соблюдении оптимальных режимов работы, сравнительно низкие затраты энергии, а недостаток —металла емкость и крупные габариты.
Очистка газовых выбросов от газов и парообразных загрязнителей В настоящее время существует 2 типа газов пароулавливающих установок. Первый тип установок обеспечивает санитарную очистку выбросов без последующей утилизации уловленных примесей, количество которых невелико, но которые даже в малых концентрациях опасны для здоровья человека. Второй тип предназначен для промышленной очистки выбросов от больших количеств вредных примесей с последующей их концентрацией и дальнейшим использованием в качестве исходного сырья в различных технологических процессах. Установки второго тина являются составляющими элементами разрабатываемых перспективных малоотходных и безотходных технологий.
Методы очистки промышленных выбросов от газообразных и парообразных загрязнителей по характеру протекания физико-химических процессов делят на пять основных групп: промывка выбросов растворителя примесей (абсорбция); промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически (хемосорбция); поглощение газовые
части за счет поглощения одной или нескольких вредных примесей (абсорбатов), содержащихся в этой жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием расы вора. Для удаления из технологических выбросов таких газов, как аммиак, хлористый или фтористый водород, в качестве жидкого поглотителя применяется вода. Раствори этих вредных веществ в воде составляет сотни графов на 1 кг воды. Растворимость в воде сернистого ангидрида или хлора не превышает сотых долей грамма на 1 к воды, поэтому при обработке газовых примесей, содержащих эти вредные газы, требуются большие количества воды. В качестве абсорбентов используются и другие жидкости например, раствор сернистой кислоты для улавливания водяных паров или вязкие масла для улавливания ароматических углеводородов из коксового газа.
Контакт очищаемых газов с абсорбентом осуществляется пропусканием газа через насадочную колонну, либо распылением поглощающей жидкости, либо через ее слой. В зависимости от способа контакта "газ- жидкость" различают следующие аппараты: насадочные башни; форсуночные и центробежные скрубберы (рис. 16, 12); скрубберы Вентури (рис. 14); барботажно-пенные (рис. 14), тарельчатые и другие типы скрубберов. Конструкция широко используемых для абсорбционной очистки противопоточных насадочных башен аналогична конструкции насадочного скруббера (рис. 12), который может иметь несколько слоев насадки, увеличивающей площадь контакта газа с абсорбентом. Очищенный газ обычно отводится в атмосферу, а жидкость, содержащую вредные растворимые примеси, подвергают регенерации для отделения вредных веществ, после чего возвращают в аппарат или отводят в качестве отхода. Методхемосорбции заключается в поглощении вредных газовых и паровых примесей, содержащихся в газовых выбросах, твердыми или жидкими поглотителями с образованием малолетучих или малорастворимых химических соединений. Этот метод применяют при небольших концентрациях вредных примесей в отходящих газах. Методом хемосорбции осуществляют очистку газовоздушной смеси от сероводорода с использованием мышьяково-щелочного, этаноламинового и других растворов. Сероводород при этом связывается в соответствующей хемосорбенту соли, находящейся в водном растворе, регенерация которого осуществляется кислородом, содержащимся в очищенном воздухе, с образованием серы, которая может быть использована как сырье.
Очистка газов с помощью хемосорбции осуществляется в насадочных башнях, пенных и барботажных скрубберах, распылительных аппаратах типа труб Вентури и в аппаратах с различными механическими распылителями. Широко распространены скрубберы с подвижной насадкой, аналогичные по конструкции скрубберам, представленным на рис. 29. Насадка в виде сплошных, полых и перфорированных шаров, колец, полуколец, кубиков и элементов другой формы совершает пульсационное движение, что интенсифицирует процесс взаимодействия очищаемых газов с орошающей жидкостью, а также удаляет образующийся в результате химической реакции осадок со стенок корпуса аппарата или опорной решетки. Такие аппараты эффективно очищают газовые выбросы, производительны и имеют низкое гидравлическое сопротивление.
Метод хемосорбции широко применяют для очистки отходящих газов от окислов азота, образующихся при сживании топлива, выделяющихся из ванн для травления и в
Других технологических процессах. Очистка осуществляется в скрубберах с использованием в качестве хемосорбентазвесткового раствора. Эффективность очистки от окислов составляет 0,17 — 0,86 и от паров кислот — 0,95.
Достоинство методов абсорбции и хемосорбции заключается в непрерывности ведения технологического процесса и экономичности очистки больших количеств газовых выбросов. Недостаток — громоздкость оборудования и необходимость создания систем жидкостного орошения. В процессе очистки газы подвергаются охлаждению, что снижает эффективность их рассеяния при отводе в атмосферу. В процессе работы абсорбционных аппаратов образуется большое количество отходов, состоящих из смеси пыли, поглощающей жидкости и вредных примесей, которые подлежат транспортировке и утилизации, что усложняет и удорожает процесс очистки.
Адсорбционный метод очистки газов основан на поглощении содержащихся в них вредных примесей поверхностью твердых пористых тел с ультрамикроскопической структурой, называемых адсорбентами. Эффективность процесса адсорбции зависит от пористости адсорбента, скорости и температуры очищаемых газов.
Чем больше пористость адсорбента и выше концентрация примеси, тем интенсивнее протекает процесс адсорбции. В качестве адсорбентов для очистки газов от органических паров, поглощения неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в небольших количества в промышленных выбросах, широко применяют активированный уголь, удельная поверхность которого составлял 10' — 10' м'/г. Кроме активированного угля используются активированный глинозем, силикагель, активированный оксид алюминия, синтетические цеолиты или молекулярные сита, которые наряду с активированным углем обладаю высокой адсорбционной способностью и избирательность поглощения определенных газов, механической прочность и способностью к регенерации. Последнее свойство важно, так как при снижении давления или повышении температуры оно позволяет удалять из адсорбента поглощуные газы без изменения их химического состава и тем повторно использовать адсорбент и адсорбируемый.Аппараты адсорбционной очистки работают периодически или непрерывно и выполняются в виде вертикальных, горизонтальных или кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом, через который проходит поток очищаемого газа. Выбор конструкции определяет расход очищаемого газа, размер частиц адсорбента, степень очистки и другие факторы. Вертикальные адсорберы отличаются небольшой производительностью. Производительность горизонтальных и кольцевых адсорберов достигает десятков и сотен тысяч м'/ч. Наиболее распространены адсорберы периодического действия, в которых период очистки газов чередуется с периодом регенерации твердого адсорбента.
Адсорберы непрерывного действия представляют вертикальную многосекционную колонну с движущимся сверху вниз адсорбентом, который проходит зоны охлаждения, поглощения, ректификации, нагрева и десорбции и вновь возвращается в исходное положение. Газ поступает в зону поглощения и движется навстречу адсорбенту.
На рис. 20 представлена схема адсорбционной установка для удаления сернистого ангидрида (SO,) из горячих точных газов. В качестве адсорбента в установке используют активированный уголь, которым заполняют адсорбер. Горячие топочные газы проходят через теплообменник, воздух, поступающий в топку и для обогрева, и подаются в нижнюю часть адсорбера, где при температуре 150 — 200'С происходит улавливание SO. Очевидный дымовой газ выбрасывают в атмосферу через трубу. Адсорбент после насыщения переводится в где с помощью нагретого в теплообменнике поддерживается температура 300 — 600'С, при адсорбента выделяется сернистый ангидрид и полезно используемый. Регенерированный адсорбент поступает в бункер, из которого подает в верхнюю часть адсорбера.
Установки периодического действия отличаются конструктивной простотой, но имеют низкие скорости газа большие энергетические затраты на его прокачку.
В установках непрерывного действия с подвижным слоем адсорбента полнее используется адсорбционная способность адсорбента, обеспечивается процесс десорбции, однако имеются значительные его потери за счет частиц адсорбента друг о друга и истирания о стенки аппарата.
Термическая нейтрализация обеспечивая окисление токсичных примесей в газовых выбросах до м
3.2. Очистка промышленных и бытовых стоков
Исторически сложившееся размещение производственных комплексов в районах жилой застройки населенных мест не оптимально. Системы водоснабжения и водоотведения в таких агломерациях также являются совместными для жилой и промышленной зоны. На крупных предприятиях, как правило, имеется собственная система водного хозяйства с полным технологическим циклом от забора воды до ее очистки, обезвреживания и утилизации твердой фазы.
Основные элементы системы водного хозяйства населенного пункта и ее взаимодействие с окружающей при одной средой представлены на рис, 21. Водозаборные сооружения забирают природную воду из поверхностного водоисточника. Насосная станция первою подъема по напорным трубопроводам подает ее на очистные сооружения. Здесь вода очищается до питьевого качества и из резервуаров насосной станцией второго подъема подается в населенный пункт, как правило, имеющий водопроводную сеть. Вода используется на пищевые, хозяйственные нужды, полив улиц и насаждений, предприятиях местной промышленности.
Использованную воду (сточные воды) по закрытой сети отводят за пределы города и главной нализационной насосной станцией подают на городские сооружения.
Здесь сточные воды проходят механическую и биологическую очистку, дезинфицируются и подаются на биологические пруды, где очищаются в естественных условиях прудов вода по своим качествам незначительно отчается от воды естественного водоема, может в реку, озеро и т. д.
Количество образующейся твердой фазы на очистных сооружениях зависит от генезиса исходного состава и расхода сточных вод, метода их очистки и составляет в среднем 0,01 — 3% объема. Влажность твердой фазы колеблется от 85 (предприятия стройиндустрии) до 99,8% (активный ил).
Основные задачи обработки шламов и осадков сточных вод — обезвоживание, обеззараживание и утилизация.
В зависимости от зольности они могут быть трех типов;
+ преимущественно минеральные (зольность более 70%),
+ преимущественно органические (зольность менее 30)
+ смешанные (зольность 30 — 70%),
В настоящее время имеется промышленный опыт воз врата в основное производство шламов очистки сточных во стекольных, оптико-механических, металлургических пред приятий, заводов по выпуску строительных изделий, не которых химических производств, а также в качестве добавок во вспомогательные производства — мясокомбинат ты; молокозаводы (технические жиры, ланолин, жирозаменители); гидролизные заводы (белково-витаминные концентраты); целлюлозное картонно-бумажные комбинат (производство древесноволокнистых плит, картона, целлюлозы).
Утилизация шламов — это сложная многовариантно проблема, основным вопросом которой является предотвращение вторичного загрязнения окружающей среды металлами. Наиболее распространенным способ утилизации шламов очистки сточных вод является их на полигонах промышленных отходов (шла обрабатывают цементом, битумом, стеклом или связующими). Имеется опыт утилизации шламов металлов в производстве строительной кирпича, черепицы. Современные экологические формированию системы водоотведения гальванических учитывают цели цивилизации.