Экология. ЭКОЛОГИЯ !!!! МУ 2021. Методические указания для самостоятельной работы по дисциплине Экология для обучающихся всех направлений подготовки бакалавров и всех форм обучения
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
ТЕХНОГЕННЫЕ АВАРИИ И ПРИРОДНЫЕ КАТАСТРОФЫ Серьезными факторами дестабилизации среды жизни человека стано- вятся техногенные аварии и природные катастрофы. Многие ученые, спе- циалисты указывают на усиление связи между ними. Стихийные явления, такие как землетрясение, извержение вулкана, селевые потоки и оползни, наводнения и т.д., часто приводят к естествен- но-техногенным опасностям. Характерным примером такой опасности яв- ляется событие 2011 г. в Японии, когда землетрясение с магнитудой 8,9 балла вызвало цунами с высотой волны более 10 м (стихийная опас- ность) и последующее разрушение инфраструктуры, пожары и взрывы промышленных объектов, в том числе разрушение четырех блоков атом- ной станции «Фукусима-1», что привело к радиоактивному заражению местности и прибрежных участков моря. При землетрясениях в окружающем пространстве наблюдается сей- смический удар, происходит деформация горных пород, возможны извер- жение вулканов, нагон воды (цунами), смещение горных пород, снежных масс, ледников и т.д. При извержениях вулканов чаще всего наблюдаются следующие яв- ления: деформация и сотрясения земной поверхности; выброс и выпаде- ние продуктов извержения; движения лавы, грязевых, каменных потоков; гравитационное смещение горных пород. В атмосферу вырывается боль- шое количество паров и газов, приводящих к химическому загрязнению атмосферы. Раскаленная лава приводит к тепловому загрязнению окру- жающей среды с потенциальной опасностью образования крупномас- штабных пожаров. Нередко в кратерах в период покоя образуются озера, тогда в период извержения водогрязевые потоки представляют опасность даже большую, чем потоки лавы (из-за больших скоростей перемещения потоков по склонам). Сели – это внезапно возникающий в руслах горных рек временный поток, характеризующийся резким подъемом уровня воды и высоким со- держанием в нем продуктов разрушения горных пород. Возникновению грязевого потока в основном способствуют три условия: интенсивный ливень или очень дружное снеготаяние; значительная крутизна склонов речных долин и балок, т.е. большие уклоны водных потоков; наличие на склонах значительных масс легко смываемого рыхлого мелкообломочного грунта. Оползень – скользящее под влиянием силы тяжести вниз по склону смещение горных пород. Оползни возникают на каком-нибудь участке склона или откоса вследствие нарушения равновесия пород, вызванного различными причинами: 11 - увеличением крутизны склона в результате подмыва водой; ослаб- лением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадка- ми и подземными водами; - воздействием сейсмических толчков; - хозяйственной деятельностью, проводимой без учета геологических условий местности. Селевые потоки и оползни способны вызвать крупные завалы и об- рушения автомобильных и железных дорог, разрушение зданий и соору- жений, населенных пунктов, затопление территорий, поражение и гибель людей. Оползни обычно возникают неожиданно и приносят большие бед- ствия, накрывая населенные пункты или их части плотным высоким слоем обломочных пород, глиной и песком, что крайне затрудняет проведение спасательных работ. Наводнение – затопление значительных территорий, возникающее в результате разлива рек во время половодья и паводков, ливневых дожей, ледяных заторов рек, обильного таяния снегов и других природных при- чин. При наводнении разрушаются здания и сооружения, происходит раз- мыв участков дорог, повреждаются гидротехнические и дорожные соору- жения. Грозовые разрядытакже относятся к стихийным бедствиям. На зем- ном шаре ежегодно регистрируются более шестнадцати миллионов гроз. Причем ежесекундно в атмосфере происходит около ста грозовых разря- дов. Атмосферные электрические разряды могут происходить как между отдельными облаками, так и между грозовыми облаками и земной по- верхностью. Протяженность грозовых каналов нередко достигает не- скольких километров, а сила тока в них составляет несколько сотен тысяч ампер. Такие грозовые каналы представляют значительную опасность для промышленных, гражданских и военных объектов, поскольку могут стать причиной пожаров, механических повреждений оборудования. За последние годы произошло 600 различных природных катастроф, в том числе 200 ураганов, 170 наводнений и 50 землетрясений. Стихия унесла 11 тыс. человеческих жизней, материальный ущерб от нее составил 60 млрд. долл. Количество природных катастроф в последние годы увели- чилось на 30 %. Наибольшую опасность представляли смерчи, ураганы, наводнения. Ежегодно потери от аварий и катастроф техногенного и природного характера измеряются тысячами человеческих жизней и невосполнимым ущербом природной среде. Анализ техногенных аварий и природных катастроф приводит к за- ключению, что главные источники опасности для человека проистекают из созданной им же среды. 12 2. ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ ОПАСНОСТИ Чрезвычайные опасности, неожиданно возникая и обладая высокими уровнями воздействия на человека, как правило, его травмируют, а про- мышленные объекты, селитебные зоны и природу разрушают. Основными техносферными источниками чрезвычайных опасностей являются: - пожаро-, взрыво-, химически и радиационно опасные производ- ственные объекты; - транспорт и подъемно-транспортная техника; - газовые, нефтяные, тепловые, электрические и другие коммуника- ции и сети; - иные объекты экономики. Стихийные явления (землетрясение, ураганы, сели, грозовые разряды и т.п.), как правило, инициируют возникновение и развитие техногенных аварий. Основными опасными процессами являются: - объекты ядерного топливного цикла и атомные реакторы; - ракетно-космические комплексы; - нефтегазовые комплексы; - химические и биохимические комплексы; - объекты энергетики; - металлургические комплексы; - транспортные комплексы; - магистральные газо-, нефте- и продуктопроводы; - горнодобывающие комплексы; - крупные объекты гражданского строительства; - системы связи, управления и оповещения. Для России в силу ее особенностей, связанных со структурными из- менениями в экономике, к числу источников техногенной опасности так- же относятся: - остановка ряда производств; - высокий уровень износа основных производственных средств; - накопление отходов производства и быта, представляющих угрозу распространения токсичных веществ в природной среде; - снижение технологической и трудовой дисциплины работающих. Радиационные аварии.Авария радиационная – потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью обо- рудования, неправильными действиями персонала, стихийными явления- ми или иными причинами, которые могли привести или привели к облу- 13 чению людей выше установленных норм или радиоактивному загрязне- нию окружающей среды. К настоящему времени произошло немало радиационных аварий раз- личной тяжести на предприятиях ядерной энерготехнологии, в медицине и в научных исследованиях, в промышленной радиографии. Из всех объектов, использующих источники ионизирующих излуче- ний, наибольшую опасность как возможные источники радиоактивных загрязнений окружающей среды и радиационного облучения населения представляют предприятия ядерного топливного цикла, к ним относятся: - атомные станции; - предприятия, осуществляющие добычу сырья (урановой руды) для последующего изготовления из него ядерного топлива, его переработку, транспортировку сырья и компонентов для изготовления ядерного топли- ва и их отходов; - атомный военный и гражданский флоты; - системы ядерного оружия, заводы по их производству, переработке и склады такого оружия; могильники отработанного ядерного топлива; - предприятия по изготовлению тепловыделяющих элементов; - хранилища использованного ядерного топлива. Особое место в приведенном перечне занимают атомные станции. Это связано с тем, что именно в процессе работы станции образуется по- давляющая часть искусственных радиоактивных изотопов, активность и концентрация которых в реакторе чрезвычайно высоки. По данным МАГАТЭ, за последние 20 лет в 14 странах мира на АЭС имели место в среднем около 10 аварий различной тяжести в год. В табл. 1 представлены основные причины аварий на АЭС. Таблица 1. Основные причины аварий на АЭС Причины аварий Доля аварий, % Ошибки в проектах (дефекты) 30,7 Износ оборудования, коррозия 25,5 Ошибки оператора 17,5 Ошибки в эксплуатации 14,7 Прочие причины 11,6 Особое место среди радиационных аварий занимает Чернобыльская трагедия 1986 г. Только в России общая площадь радиоактивного загряз- нения по цезию-137 достигает более 50 тыс. км 2 . На заряженных террито- риях в настоящее время проживает более трех миллионов человек. В 2011 году глобальная радиационная авария произошла на АЭС «Фукусима-1» (Япония), что негативно отразилось на здоровье больших 14 групп населения и состоянии природной среды, существенно снизило до- верие людей всего мира к атомной энергетике. По предварительной оцен- ке экспертов материальный ущерб от катастрофы на этой АЭС составил 35 млрд. долл. США. Химические аварии. Это чрезвычайные события, сопровождающиеся проливом или выбросом аварийно химически опасных веществ (АХОВ), способных привести к гибели или химическому заражению людей, живот- ных и др. Привести к массовым людским потерям в результате аварий, сопро- вождаемых выбросами (утечками), могут не все вещества, включая даже высокотоксичные. Химически опасное вещество – это химическое соеди- нение природного или искусственного происхождения, прямое или опо- средованное воздействие которого на людей может вызвать у них острые и хронические заболевания или вообще гибель. В зависимости от поражающего действия на организм человека все АХОВ подразделяются на шесть групп. 1. Вещества с преимущественным удушающим действием. К ним от- носятся хлор, хлорпикрин, треххлористый фосфор, хлориды серы, фосген и др. Они, главным образом, воздействуют на дыхательные пути. 2. Вещества преимущественно общеядовитого действия. К ним от- носятся оксид углерода, синильная кислота, оксиды азота, сероводород, цианиды и др. Для этих веществ характерно бурное течение интоксика- ции. 3. Вещества ухудшающего и общеядовитого действия. К ним отно- сятся сернистый ангидрид, сероводород, акрилонитрил, оксиды азота и др. 4. Нейротропные яды. К ним относятся сероуглерод и фосфороргани- ческие соединения. 5. Вещества ухудшающего и нейротропного действия. Типичным и наиболее массовым представителем таких веществ является аммиак. При ингаляционном его воздействии в течение 60 мин с концентрацией 1,5 г/м 3 возникает токсический отек легких, на фоне которого формируется тяже- лое поражение нервной системы. Оказывает выраженное действие на цен- тральную нервную систему, в результате чего появляется возбуждение, судороги. 6. Метаболические яды. К ним относятся оксид этилена, бромистый метил, диоксины, метилхлорид, дихлорэтан и др. Отравление таким АХОВ характеризуется отсутствием первичной реакции на яд и сопро- вождается длительным скрытым периодом. В патологический процесс по- степенно вовлекаются многие органы, но ведущими являются нарушения центральной нервной и кроветворной систем, работы печени и почек. 15 Химически опасными называются такие объекты экономики, на кото- рых хранят, перерабатывают и используют или транспортируют опасные химические вещества и при авариях, на которых может произойти гибель или химическое заражение людей, а также химическое заражение окру- жающей природной среды. Только химически опасных промышленных объектов в стране было более 3300. Наиболее химически опасными реги- онами России являются Башкортостан, Воронежская, Волгоградская, Са- ратовская, Тульская, Нижегородская, Архангельская, Ленинградская и Московская области, города Челябинск, Екатеринбург, Дзержинск, Ир- кутск и др. Только в Нижегородской области имеется 188 таких объектов. Объекты с химически опасными веществами могут быть источниками следующих воздействий на население: залповых выбросов АХОВ в атмо- сферу; сброса АХОВ в водоемы; «химического» пожара с поступлением токсических веществ в окружающую среду; разрушительных взрывов; химического заражения объектов и местности в районе аварии и на следе распространения облака АХОВ; обширных зон задымления в сочетании с токсичными продуктами. Аварии на продуктопроводах (газ, нефть и др.). Основными источ- никами аварий являются износ трубопроводов, их несвоевременный и не- качественный ремонт. Годовой ущерб в России от износа только маги- стральных трубопроводов в 2005 г. оценен в 57 млрд. руб., а индивиду- альный риск гибели людей при авариях на трубопроводах приближается к значениям, близким 10 -4 чел/год. В 2006 г. на продуктопроводах произо- шло 40 аварий. Нарушение правил безопасности при эксплуатации газовых систем и их изношенность приводит к взрывам бытового газа, которые часто со- провождаются разрушением строительных конструкций и гибелью людей. Транспортные аварии. Они имеют почти всегда техногенное проис- хождение, но обусловлены, как правило, ошибочными действиями людей. Причины авиационных катастроф распределяются (%) следующим обра- зом: Ошибочные действия пилотов 75 – 80; Неправильное управление полетом с Земли 3 – 6; Ошибки метеослужб 5 – 6; Технические неисправности самолетов 10 – 12. Транспортные аварии происходят внезапно, что делает их непредска- зуемыми по времени. Масштабы гибели пассажиров на транспорте представлены в табл. 2. 16 Таблица 2. Масштабы гибели пассажиров на транспорте Вид транспорта Численность пострадавших (по данным России), чел/год Риск гибели пассажиров (по данным США), чел/год Автодорожный 29500 2,1 10 -4 Гражданская авиация 219 8 10 -6 Железнодорожный 20 9,1 10 -6 Водный 7 7,8 10 -4 3. АНАЛИЗ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОСФЕРНЫХ ОПАСНОСТЕЙ НА ЧЕЛОВЕКА Каждая из реальных ситуаций, приводящих к гибели людей, изучает- ся достаточно подробно. Например, транспортные потери подразделяют на потери от автотранспорта, в авиации, на железных дорогах, на морских и речных судах и т.п. Потери на производстве обычно делят по видам производств (химическое, металлургическое, машиностроение и т.п.) или по видам опасных воздействий на человека (поражение электротоком, внутризаводским транспортом, технологическим оборудованием, падаю- щими предметами при падении человека и т.п.). Каждый вид опасного воздействия на работающего изучается макси- мально подробно, и на этой основе получают представление о влиянии со- вокупности технологических режимов, состава оборудования и аппарату- ры на травматизм. Воздействие опасностей на человека оценивают и по временному фактору. Общепринято сравнивать травматизм на основе годовой стати- стической отчетности. Более подробно распределение несчастных случаев анализируют по месяцам, дням недели и времени суток. Известно, напри- мер, что максимум смертельного электротравматизма приходится на июль, на начало недели (понедельник – среда) и на время дня с 9 до 15 ч. Результат влияния вредных факторов на здоровье человека в зонах его пребывания определяется совокупностью и уровнями воздействия вредных факторов, а также длительностью нахождения человека в этих зонах. Совокупностью вредных факторов производственной среды рас- смотрена в Р 2.2.2006 – 05. В этом документе определена связь между со- вокупностью вредных производственных факторов и классами условий труда. Шкала оценки ущерба здоровью работающих в виде сокращения продолжительности жизни в сутках за год в зависимости от класса усло- вий труда приведена в табл. 3. 17 Класс усл овий труда вредны й 3.4 15,1 – 20, 0 6,1 – 10,0 10,1 – 50, 0 15,1 – 20, 00 3.3 10,1 – 15, 0 10,1 – 15, 0 4,1 – 6,0 5,1 – 10,0 4,1 – 10,0 3,1 – 15,0 5,1 – 15,0 3.2 3,1 – 10,0 3,1 – 10,0 2,1 – 4,0 2,1 – 5,0 2,1 – 4,0 1,1 – 3,0 2,1 – 5,0 3.1 1,1 – 3,0 1,1 – 3,0 1,1 – 2,0 1,0 – 2,0 1,1 – 2,0 1,1 – 2,0 допустимы й 2 Вредны е вещес тва Вредны е вещес тва 1 – 4 -го кл ассов опасн ос ти, з а иск лю чени ем пере чи слен ны х ни ж е Веществ а, опас ны е д ля раз вития острог о отра влен ия : с остронап ра влен ны м м ех а- ни зм ом дейс твия ( хло р, а м- ми ак ); раз драж аю щег о дейс твия Канц ерогены ; ве щест ва, опа сны е для репродук тивно го здоровья человек а. Аллергены : вы сок оопасн ы е; ум еренн о- опасн ы е Особен ности дейс твия на организ м Т абл иц а 3. Кла ссы усл ови й труда в зав иси м ост и от соде рж ани я в во зд ухе рабочей зо ны вр ед н ы х ве щест в (п рев ы шени е ПД К, р а зы) 18 Методика количественной оценки ущерба здоровью при работе в не- благоприятных условиях труда включает следующие этапы: оценку условий труда на рабочем месте в соответствии с и установление класса вредности условий труда; оценку ущерба здоровью в виде сокращения продолжительности жизни в зависимости от класса вредности условий труда по табл. 4 и 5. Таблица 4. Шкала оценки ущерба здоровью в зависимости от класса вредности условий труда Класс вредности условий труда Время сокращения средней продолжительности жизни, сут/год диапазон среднее значение 3.1 2,5 – 5,0 3,75 3.2 5,1 – 12,5 8,75 3.3 12,6 – 25,0 18,75 3.4 25,1 – 75,0 50,0 Таблица 5. Определение ущерба здоровью на основании общей |