Хван Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ

ния обесцвечивают зелень растений. Вредное воз-

действие на окружающую среду и организм челове-

ка оказывает избыток в смоге озона, обладающего

сильным окислительными свойствами.

Углеводороды в смоге частично имеют естествен-

ное происхождение. Метан выделяется при разло-

жении и гниении растений. Другие углеводороды

выделяются в результате работы нефтеперегонных

заводов, двигателей внутреннего сгорания.

На долю автотранспорта приходится до 50% об-

щего объема атмосферных выбросов техногенного

происхождения, в состав автомобильных выбросов

входит более 170 токсичных компонентов. Вблизи

дорог с высокой интенсивностью автомобильного

движения наблюдаются более или менее отчетли-

вые воздействия на почву, растения и животных.

Дизели представляют собой основной источник

загрязнений углеводородами, в том числе канцеро-

генными циклическими углеводородами, которые

содержатся в саже, выбрасываемой дизельными дви-

гателями.

Загрязнение воздуха при работе двигателя авто-

мобиля происходит за счет того, что продукты сго-

рания топлива выбрасываются из него прямо в воз-

дух. Наиболее вредными из компонентов выхлоп-

ных газов являются окись углерода, углеводороды

и окислы азота* Согласно рекомендации всемир-

ной организации здравоохранения (ВОЗ), концен-

трация СО в течение восьми часов не должна пре-

вышать 10 мг/м

[27], большие концентрации СО

ведут к необратимым изменениям в организме. Опас-

ная концентрация СО наблюдается на больших пе-

рекрестках в часы интенсивного движения авто-

7//

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСГИ

транспорта. Молекулы окиси углерода соединяют-

ся с гемоглобином, который переносит кислород,

возникает кислородное голодание. Его признаки —

покраснение кожи, мышечная слабость. Предотв-

ратить необратимые изменения в организме может

только вдыхание кислорода, тем эффективнее, чем

выше давление кислорода (для спасения людей в

тяжелых случаях применяется барокамера).

Наряду с этими компонентами существенную роль

играют примеси, действие которых проявляется при

малых концентрациях. Такой примесью является

тетраэтилсвинец, который используется в качестве

присадки к бензину и служит для предотвращения

детонации топлива в двигателе. Количество его по

весу немногим менее 0,1%. Работающие двигатели

автомобилей ежегодно выбрасывают в атмосферу

около двух миллионов тонн свинца. В результате

свинец появляется уже в овощах в количестве до

2 мг/кг. Установлено, что плоды деревьев, расту-

щих в полосе до 50 метров возле автострады не

следует употреблять в пищу. Избыток свинца в орга-

низме ведет к свинцовому отравлению, которое про-

является вначале в неврозах, бессоннице, утомляе-

мости, затем в депрессиях, ухудшении умственных

способностей. Соединения свинца обладают выра-

женным эмбрио- и гонадотропным действием.

Важным компонентом атмосферы является сера,

которая входит в состав сульфатных аэрозолей, од-

ного из наиболее распространенных видов аэрозо-

лей в атмосфере. В глобальных масштабах выбро-

сы

составляют 160—180 млн тонн в год. Из них

90% приходится на сжигание минерального топли-

ва и 10% на выбросы металлургических и хими-

ческих предприятий. Под действием ультрафиоле-

112

тового излучения сернистый ангидрид превращает-

ся в серный ангидрид S0

, который с атмосферным

водяным паром образует сернистую кислоту. Сер-

нистая кислота спонтанно превращается в серную

кислоту, очень гигроскопичную, способную образо-

вывать токсичный туман. ПДУ SO

в воздухе со-

ставляет 100—150 мг/м

[27].

Очень опасными загрязнителями биосферы яв-

ляются окислы азота. Ежегодно в атмосферу Зем-

ли поступает около 150 млн. тонн окислов азота,

половина из которых выбрасывается тепловыми

электростанциями и автомобилями, а другая поло-

вина образуется в результате процессов окисления,

происходящих в биосфере. Сильно ухудшает види-

мость на улицах города перекись азота — газ жел-

того цвета, придающий коричневатый оттенок воз-

духу. Этот газ поглощает ультрафиолетовые лучи,

производя фотохимическое загрязнение.

Окись азота при взаимодействии с кислородом

воздуха образует двуокись азота, которая в резуль-

тате реакции с атмосферным водяным паром (ра-

дикалом гидроксила воды) превращается в азотную

кислоту. Двуокись азота NO

, раздражает органы

дыхания, вызывает кашель, при больших концент-

рациях — рвоту, головную боль.

Азотная кислота может долго оставаться в газо-

образном состоянии, так как она плохо конденси-

руется, и при больших концентрациях может выз-

вать отек легких.

Капли облаков конденсируются на частицах аэро-

золей и молекулах серной и азотной кислоты. При

выпадении осадков промывается слой атмосферы

7/3

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

между облаком и землей. Так образуются кислот-

ные дожди. Их появление вызвано значительным

накоплением окислов серы и азота в атмосфере.

Кислотные дожди подавляют биологическую про-

дуктивность почв и водоемов, наносят значительный

экономический ущерб. Кислотность осадков оцени-

вается водородным показателем рН, равным отри-

цательному десятичному логарифму концентрации

ионов водорода. Так, при изменении концентрации

ионов от

10"

до

10~

рН принимает значения от 1

до 14. Концентрация ионов водорода в чистой дис-

тиллированной воде при комнатной температуре

равна

10~

моль/л, что соответствует рН=7 для ней-

тральной среды. В химии кислотами считаются ра-

створы с рН меньше 5,6. Растворы с рН больше

5,6, относятся к щелочным. Кислотность дождей

обусловлена, главным образом, присутствием сер-

ной и азотной кислот. При сильной кислотности

осадков рН может быть ниже 4,0 и при слабой кис-

лотности рН превышает 5,5. Кислотные аэрозоль-

ные частицы имеют небольшую скорость осажде-

ния и могут переноситься в отдаленные районы на

100...1000 километров от источников загрязнений.

Кислотные дожди ведут к разрушению различных

объектов и зданий, взаимодействуют с карбонатом

кальция песчаников и известняка, превращая его в

гипс, который вымывается дождями. Кислотные

дожди вызывают активную коррозию металличес-

ких предметов и конструкций.

Под воздействием кислотных дождей изменяют-

ся биохимические свойства почвы, что ведет к за-

болеванию и гибели некоторых видов растений. Про-

мышленные выбросы привели к возрастанию со-

114

держания тяжелых металлов в отдельных элемен-

тах биосферы в десятки и сотни раз. Тяжелые ме-

таллы поступают в атмосферу и возвращаются об-

ратно с осадками и вследствие сухого осаждения. В

результате изменения рН почвы и воды изменяется

растворимость в них тяжелых металлов.

Загрязнителями атмосферы принято считать наи-

более токсичные металлы, ПДК которых в воздухе

менее 1 мг/м

. Это Be, V, Cd, Co, Mn, Cu, As, Ni, Hg,

Pb, Se, Ag, Sb, Cr, Zn. Источниками тяжелых ме-

таллов являются выбросы металлургических пред-

приятий, предприятий вторичной переработки цвет-

ных металлов и стали, выбросы от сжигания угля,

нефти, древесины, городских отходов, производства

хлора, стекла, минеральных удобрений, цемента.

Кислотные дожди, взаимодействуя с тяжелыми

металлами в почве, переводят их в легко усваивае-

мую растениями форму. Далее по пищевой цепи тя-

желые металлы попадают в организмы рыб, жи-

вотных и человека. До определенных пределов жи-

вые организмы защищены от прямого вредного

воздействия кислотности, но накопление тяжелых

металлов опасно. Так, алюминий, растворимый в

кислотной среде, ядовит для живущих в почве мик-

роорганизмов, ослабляет рост корней растений. Кис-

лотные дожди, закисляя воды озер, ведут к гибели

их обитателей. Очевидно, что содержание цинка и

кадмия в свинине и говядине часто превышает до-

пустимые уровни.

Попадая в организм человека, тяжелые металлы

вызывают в нем изменения. Ионы тяжелых метал-

лов легко связываются с белками (в том числе с фер-

ментами), подавляя синтез макромолекул и в целом

115

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

обмен веществ в клетках. Так, например, кадмий

накапливается в почках, поражает почки и нервную

систему человека, при больших количествах приво-

дит к тяжелым специфическим заболеваниям.

Сжигание горючих ископаемых и других видов

топлива сопровождается выбросом углекислого газа

в атмосферу. Увеличение количества углекислого

газа в результате антропогенного воздействия ве-

дет к изменению теплового баланса Земли. Угле-

кислый газ пропускает падающее на Землю солнеч-

ное излучение, но поглощает отраженное от Земли

длинноволновое инфракрасное излучение. Это при-

водит к нагреванию атмосферы. Загрязняющие при-

меси и пыль в атмосфере поглощают часть падаю-

щего на Землю излучения, что дополнительно по-

вышает температуру атмосферы.

Нагретая атмосфера посылает дополнительный

поток тепла на землю, поднимая ее температуру.

Этот процесс называется парниковым по аналогии

с парником, в который свободно проходит солнеч-

ное излучение в оптической части спектра, а инф-

ракрасное излучение задерживается. По мере уве-

личения загрязнения атмосферы увеличивается тем-

пература поверхности земли. Особенно характерно

проявление парникового эффекта в городах с про-

мышленным производством — температура в цен-

тре оказывается на несколько градусов выше тем-

пературы в окрестностях города, особенно в безвет-

ренную погоду.

Основной источник атмосферной пыли — добы-

ча и использование стройматериалов, металлурги-

ческая промышленность. В пыли много различных

116

минералов (гипс, асбест, кварц и др.), около 20%

окиси железа, 15% силикатов, 5% сажи, окисей

различных металлоидов. Поступление техноген-ных

частиц в атмосферу Земли составляет ежегодно 500

млн тонн. Пыль создает экран доя солнечной ради-

ации, из-за загрязнений крупные города получают

на 15% меньше солнечного света. Пыль в атмосфе-

ре ведет к появлению и обострению респираторных

и легочных заболеваний.

Увеличение средней температуры атмосферы на

несколько градусов за счет уменьшения ее прозрач-

ности способно вызвать таяние ледников и повы-

шение уровня моря. Это может сопровождаться

затоплением плодородных земель в дельтах рек, из-

менением солености воды, а также глобальным из-

менением климата Земли.

Разрушительное действие оказывает антропоген-

ное воздействие на атмосферный озон. Озон в стра-

тосфере защищает все живое на Земле от вредного

действия коротких волн солнечной радиации. Умень-

шение содержание озона в атмосфере на 1% приво-

дит к увеличению на 2% интенсивности падающего

на поверхность Земли жесткого ультрафиолетового

излучения, губительного для живых клеток.

Во время работы реактивных двигателей при сжи-

гании топлива азот и кислород воздуха образуют

небольшое количество окислов азота, которые выб-

расываются в атмосферу вместе с продуктами сго-

рания. Если это происходит на небольших высо-

тах, окислы азота возвращаются на землю с осад-

ками. Если же окислы азота выбрасываются выше

облаков, то они долго (порядка года) находятся в

117

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

атмосфере и принимают участие в разрушении озо-

на. Оценки показывают, что ежедневное нахожде-

ние на высоте 17 километров примерно 300 сверх-

звуковых самолетов ведет к уменьшению количе-

ства стратосферного озона на 1 %.

Наиболее сильное разрушение озона связано с

производством фреонов CC1

и CC1

F и др. Фрео-

ны используются в качестве наполнителей аэрозо-

лей, пенящей компоненты и в качестве рабочего

вещества холодильников. При использовании бал-

лончиков с аэрозолями, при утечке из холодиль-

ных резервуаров фреон попадает в атмосферу. Фре-

оны безвредны для человека, химически пассивны.

Попадая в атмосферу, на высоте в несколько десят-

ков километров фреоны под действием жесткого уль-

трафиолетового излучения Солнца разлагаются на

составляющие компоненты. Одна из образующих-

ся компонент — атомарный хлор — активно спо-

собствует разрушению озона, причем, молекула

хлора действует как катализатор, оставаясь неиз-

менной в десятках тысяч актов разрушения моле-

кул озона. Время нахождения фреонов в стратос-

фере составляет несколько десятков лет. Пробле-

ма влияния фреонов на стратосферный озон

приобрела международное значение, особенно в

связи с образованием «озоновых дыр». Принята

международная программа сокращения производ-

ства, использующего фреоны.

Иногда метеорологические условия способствуют

накоплению вредных примесей у приземной повер-

хности. Ветер может дуть вдоль ряда источников

примесей, при этом примеси суммируются. При

118

ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ

сильном ветре вредные примеси перемещаются и

рассеиваются в более близких к земле слоях.

Наличие изотермических или инверсных слоев,

уменьшающих вертикальный обмен в атмосфере,

создает опасные метеорологические условия низких

подинверсных выбросов. Выбросы выше инверсии

способствуют переносу техногенных примесей на

большие расстояния. Возрастает опасность значи-

тельного загрязнения удаленных территорий, Зи-

мой создаются более благоприятные условия для

накопления примесей и концентрации окислов азо-

та в атмосфере выше, чем летом.

Антропогенное загрязнение гидросферы

Под гидросферой понимают совокупность всех вод

Земли, находящихся в твердом, жидком и газооб-

разном состоянии. Больше всего на Земле жидкой

воды, она образует Мировой океан.

Вода после атмосферного воздуха представляет

второй по важности компонент биосферы, поддер-

живающий жизнь и оказывающий прямое влияние

на здоровье человека. Вода присутствует во всей био-

сфере, в живых организмах ее содержится 80—90%.

Из всех запасов воды на Земле 97,5% составляет

соленая. Большая часть пресной воды связана лед-

никами. Запасы питьевой воды ограничены, поэто-

му сохранение качества чистой воды представляет

жизненно важное значение для человечества.

В естественном состоянии в воде всегда содер-

жатся растворенные газы и соли, взвешенные час-

тички, поэтому вкус воды разных источников раз-

119

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЕЯТЕЛЬНОСГИ

личен. Минеральный баланс организма тесно свя-

зан с минеральным составом употребляемой воды

и пищи, а свойства воды обусловлены геохимичес-

кими особенностями местности и деятельностью

человека, изменяющей природный состав элемен-

тов биосферы. Так, недостаток или избыток в воде

микроэлементов оказывает ощутимое влияние на

жизнедеятельность организма человека, микроэле-

менты обладают высокой биологической активнос-

тью, участвуют в обмене веществ, входят в состав

гормонов и витаминов. Жесткая вода содержит мно-

го кальция, оказывает негативное влияние на рабо-

ту почек и желудка. Оптимальное содержание каль-

ция в воде рекомендуется на уровне 50—75 мг/л, но

не ниже 25 мг/л [12]. Мягкая вода содержит мало

кальция, магния, ванадия, выполняющих защит-

ные функции в отношении сердечно-сосудистой си-

стемы. Повышенное содержание хлоридов в воде

способствует развитию гипертонической болезни.

Определены санитарные нормативы предельного

содержания различных веществ в питьевой воде,

превышение их может принести вред здоровью че-

ловека при постоянном употреблении такой воды.

Поэтому качество питьевой воды находится под по-

стоянным контролем.

Основными потребителями пресной воды являют-

ся промышленность и сельское хозяйство, увеличи-

вается расход воды на коммунально-бытовые нуж-

ды. В среднем на каждого городского жителя прихо-

дится 470 тонн воды в год. Постоянный круговорот

воды в природе обеспечивает ее запас, однако часть

используемой воды утрачивается безвозвратно.

120