Опасности техногенного характера и защита от них. Учебное пособие

Действия населения при авариях на АЭС. В момент про-

хождения облака выброса и после него в результате радиоактивного заражения воздуха и местности люди будут подвергаться внешнему и внутреннему облучению.

Доза внутреннего облучения на щитовидную железу за счёт радиоактивного йода в облаке выброса при допустимой дозе 30 бэр может достигать: для детей – от 50 до 300 бэр, для взрослых – от 15 до 100 бэр. Поэтому очень важно своевременное проведение йодной профилактики. Необходимо принять меры, предотвращающие поступление в организм радиоактивных веществ с продовольствием и водой. Запасы продовольствия и воды следует хранить в пыле- и водонепроницаемых ёмкостях. Внешняя поверхность таких ёмкостей может оказаться зараженной радиоактивными веществами, но всё же большая их часть может быть удалена, если перед открытием ёмкость помыть.

Заражённые запасы продовольствия необходимо подвергнуть дезактивации. Например, свежие фрукты и овощи обмыть и снять с них кожуру. Плохо дезактивирующиеся продукты, имеющие пористую поверхность, подлежат уничтожению. Молоко от находящихся в зоне радиоактивного заражения будет содержать радиоактивный йод, поэтому употреблять его нельзя.

На водопроводных станциях питьевая вода, поступающая из наземных источников, может быть очищена от радиоактивных веществ осаждением коллоидных частиц с последующей фильтрацией. Питьевая вода, получаемая из подземных скважин либо хранящаяся в герметичных ёмкостях, обычно не подвергается радиационному заражению.

Важно использовать средства защиты органов дыхания. Для этой цели пригодны в первую очередь респираторы различных типов (Р-2, «Лепесток» и др.) При отсутствии респираторов могут быть использованы все типы фильтрующих противогазов и простейшие средства защиты органов дыхания, такие, как противопыльная тканевая маска (ПТМ-1), ватно-марлевая повязка (ВМП) и др.

41

Выводы

При планировании защитных мероприятий на случай радиационной аварии, органами Госсанэпиднадзора устанавливаются уровни вмешательства применительно к конкретному радиационному объекту и условий его размещения с учётом вероятных типов аварий.

Человека может подвергаться радиоактивному заражению. Поэтому пребывание людей в период выброса радиоактивных веществ в защитных сооружениях или в жилых и производственных зданиях может исключить, либо значительно ограничить заражение.

Контрольные вопросы

1.Дать определение радиационно-опасного объекта.

2.Перечислите АЭС на территории Российской Федерации.

3.В каких системных и внесистемных единицах измеряется эквивалентная доза?

4.Порядок проведения йодной профилактики.

5.Правила поведения при оповещении о радиационной опас-

ности.

6.Какие средства защиты органов дыхания от радиоактивной пыли вам известны?

42

5. ОПАСНЫЕ СИТУАЦИИ НА ПРОМЫШЛЕНЫХ ОБЪЕКТАХ С ВЫБРОСОМ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ

План

1.Изменение концентрации веществ в атмосфере.

2.Изменение концентрации веществ в природных водах.

3.Изменение концентрации веществ в почвах.

4.Изменение концентрации веществ в живых организмах и продуктах питания.

1. Изменение концентрации веществ в атмосфере

Отрицательное наибольшее воздействие на безопасность жизнедеятельности оказывает изменение концентрации веществ в атмосфере промышленных и селитебных ландшафтов. От них загрязняющие вещества распространяются на большие расстояния. В целом в России статус особо загрязненных городов имеют 45 городов, в которых проживает около 30 млн. человек. Таким образом, даже если учитывать только загрязнение атмосферы, то о безопасности жизнедеятельности 20% населения можно говорить с определенной долей условности. Подсчеты же ряда исследователей показывают, что в городских агломерациях с высоким уровнем загрязнения атмосферы проживает более 50 млн. человек, или одна треть всех жителей страны.

Таким образом, к настоящему времени в пределах отдельных районов влияние антропогенных процессов на изменение состава газов атмосферы стало не только сопоставимым с природными процессами, но по ряду параметров уже превосходит их. Можно выделить два направления воздействия антропогенных факторов на атмосферу: извлечение определенных газов и поступление в атмосферу различных веществ.

Атмосферный воздух — основной источник получения 02 N2, Ne, Ar, Кг, Хе в свободном состоянии. Благодаря довольно быстрому перемешиванию воздуха и обычно комплексному его использованию этот процесс при изучении загрязнения атмосферы часто не отмечается вообще. Однако в условиях полупустынных ландшафтов и при преимущественном извлечении кислорода чаще всего на металлургических комбинатах рассматриваемая техно-

43

генная деятельность существенно влияет на уменьшение содержания этого газа в составе атмосферы.

Основные техногенные источники загрязнения атмосферы могут быть объединены в три группы.

К первой группе относятся те источники, которые образуют загрязняющие вещества в результате сжигания топлива: авиация, автомобильный, морской (речной) и частично железнодорожный транспорт. Считается, что в настоящее время наибольшее загрязнение атмосферы из-за сжигания топлива связано с автомобильным транспортом. Токсичные компоненты в составе выхлопных газов бензиновых двигателей составляют около 18 % их объема, а в дизельных – около 1 %. К числу основных загрязняющих веществ, находящихся в выхлопных газах, относятся СО, N0x , СnН m, Рb, альдегиды, и обычно обладающие резким запахом), бенз(а)пирен (канцерогенный углеводород с бензольными ядрами), сажа, а часто и SO, Br, P, Cl.

Основными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферу при сжигании топлива, можно считать углекислый газ (СO2); оксид углерода (СО); несгоревшие углеводороды или окисленные вещества (альдегиды и кислоты); сернистый (SO2) и серный (SO3) ангидрид, переходящий в присутствии воды или ее паров в кислоту (H2SO4); оксиды азота (NO и NO2); сажи, представляющие собой несгоревшие частицы топлива; дымы (аэродисперсные системы); пыль.

Ко второй группе источников загрязнений относятся промышленные предприятия, основное загрязняющее воздействие которых не связано со сжиганием топлива. Все их промышленные выбросы в атмосферу можно разделить на следующие виды: разнообразная пыль (химические элементы в минеральной форме); дымы (дисперсная форма); запахи; газообразные соединения и отдельные химические элементы; компоненты с фотохимическим эффектом.

В составе пыли чаще всего преобладают SiO2, AI2O3, СаО, С,

K2O, Na2O, PbO, ZnO, SeO2, As2O3, MgO, Fe2O3. Дымы, а точнее аэросуспензии, чаще всего представлены отрицательно заряженными частицами СаО, ZnO, MgO, Fe2O3 и положительно заряжен-

ными SiO2, P2O5, С.

44

Газообразная составляющая выбросов в большинстве случаев содержит СO2, СО, SO2, SO3, NO, NO2, NH3, реже встречаются повышенные концентрации CI, HF. Неприятные запахи, характерные для предприятий нефтяной промышленности, часто обусловлены присутствием в газах меркаптанов (тиоспиртов): CH3 -S-H (метилмеркаптан), C2H5-S-H (этилмеркаптан). Могут быть запахи, связанные с фенолом (С6Н5ОН), акролеином.

Третья группа источников загрязнения связана с процессами утилизации бытовых и промышленных отходов. В эту группу входят зоны захоронения отходов и различные мусоросжигающие установки. От последних в атмосферу поступает наибольшее в этой группе количество загрязняющих веществ, которые представлены в основном альдегидами, углеводородами, органическими кислотами, СО, NO, NO2, SO2, SO3, NH3, пылью.

К процессам, оказывающим глобальное влияние, следует отнести увеличение содержания в атмосфере Земли углекислого газа (СO2). По мнению ряда исследователей, он, как пленка в парниках, задерживает отдачу солнечного и глубинного тепла с поверхности Земли. Если промышленные выбросы СO2 сохранятся в нынешних количествах, то к середине будущего столетия температура приземной атмосферы может повыситься на 1,5... 4,5°С. В результате по прогнозам перераспределится выпадение осадков, увеличится в России число засух, изменится режим речного стока (значит, и работы ГЭС), растопится верхний слой многолетней мерзлоты (около 60% площади нашей страны) и нарушится устойчивость фундаментов, поднимется уровень Океана примерно на 20 см. Тем самым, в нашей стране и в мире появится угроза существующей сейчас безопасности жизнедеятельности.

Сегодня же доля СO2, выбрасываемого предприятиями разных стран, такова: США — 22%, Россия и Китай — по 11%, Германия и Япония — по 5%.

Считается, что безопасность жизнедеятельности глобально изменяют выбросы фторпроизводных предельных углеводородов, фреонов, в молекуле которых одновременно содержатся F и CL. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, фреоны начинают разлагаться под действием жесткого ультрафиолетового излучения, образуя молекулярный хлор, способствующий фотохимическому разложению озона:

O3 + CL → СLO + O2; СLO + O → CL + О2.

45

Считается, что в таких условиях атом хлора способен разрушить десятки тысяч молекул озона из озонового слоя. Уничтожение же этого слоя может привести к гибели существующей сейчас жизни на Земле. Следует особо отметить, что уже находящиеся сейчас в атмосфере десятки (сотни?) тысяч тонн фреонов еще долго будут разрушать озоновый слой. Способов прекратить данный процесс, техногенным путем пока нет, а озоновый слой предохраняет живое вещество от губительных рентгеновских и ультрафиолетовых лучей.

К 1996 г. промышленно развитые страны полностью прекратили производство фреонов. Развивающиеся страны должны сделать это к 2010 г. России, выбросившей в 1990 г. 20 % мирового фреона, Глобальный экологический фонд безвозмездно передал 60 млн долл. для перехода на безфреонные технологии.

Глобальные последствия имеют и выбросы диоксидов серы и азота, образующиеся при сгорании любого ископаемого топлива. Вобрав эти диоксиды, дождевые воды становятся заметно кислыми. Выпадая, такие дожди наносят большой вред лесам, вызывая образование суховершинности, угнетение листвы и хвои. Попадая на сельскохозяйственные угодья, кислые дожди повреждают покровные ткани растений, изменяют обмен веществ в клетках, замедляют рост и развитие растений, уменьшают их сопротивляемость болезням и паразитам. В результате снижается урожайность.

Под воздействием кислых дождей быстрее разрушаются различные постройки, исторические памятники, интенсивнее растворяются многие металлы, ухудшается состояние питьевых и технических вод.

3. Изменение концентрации веществ в природных водах

Без воды невозможна жизнь организмов, существующих сейчас на Земле. При этом для большинства из них, в том числе и для людей, нужна не просто вода, а пресная, т. е. такая в одном литре которой содержится меньше 1 г сухого остатка. А ресурсы такой воды на Земле составляют всего около 2 % ее общих запасов. Большая часть вод отличается довольно высокой степенью минерализации. Так, в морях и океанах (а это более 70 % всей гидросферы) средняя соленость 3,5 г/л, а соленость минерализованных подземных вод континентов часто доходит до 200 г/л.

46

Пресную воду люди используют не только для питья, но и в самых разнообразных техногенных процессах. Считается, что ее общее годовое потребление составляет около 3500 км3 и таким образом на одного человека приходится порядка 800 м3 воды. Рассмотрим, на что она расходуется.

Около 70 % воды, используемой человеком, приходится на долю сельского хозяйства. По данным С. А. Брылова с соавторами (1985), при выращивании растительной массы в 1 кг только на транспирацию в зависимости от вида растений и внешних условий необходимо от 150 до 1000 м3. У нас в сельском хозяйстве основные объемы воды тратятся на орошение по следующим нормам: зерновые – 1500...

3500 м3/га; многолетние травы – 2000...8000 м3/га; хлопок –

5000...8000 м3/га; рис – 8000... 15000 м3г/а. В подавляющем большин-

стве случаев не учитываются ландшафтно-геохимические особенности орошаемых участков, что часто приводит к засолению земель и накоплению в них тяжелых металлов. В сельском хозяйстве значительные количества воды используются для разведения рыб и водоплавающих птиц, а также для водоснабжения.

Более 20 % воды потребляется промышленностью. По данным разных исследователей расходы воды на 1 т готовой продукции составляют: синтетических волокон — от 500 до 5000 м3, хлопчатобумажной ткани — свыше 1000 м3, пластмасс – от 500 до 1000 м3, бумаги — от 400 до 800 м3, никеля — около 4000 м3, меди – 500 м3, нефти — около 18 м3, каменного угля – 2 м3.

Значительное количество пресных вод, включая питьевую, идет на удовлетворение бытовых нужд населения. На одного жителя благоустроенного города приходится около 200 л в сутки. Обеспеченность пресными водами различных регионов крайне неравномерна, и по данным Всемирной организации здравоохранения еще в 80-е годы нашего столетия более 1 млрд человек страдало от нехватки питьевой воды. В настоящее время ряд стран (Алжир, Голландия, Сингапур и др.) используют привозную воду, а во многих работают опреснители морской воды.

Техногенное воздействие на природные воды не ограничивается водозабором. Чрезвычайно усилилось их загрязнение определенными химическими элементами и их различными соединениями в основном за счет поступления в различные водные бассейны

47

загрязненных вод, которые разделяются на производственные, бытовые и атмосферные.

В производственных водах большинства предприятий обычно содержатся нерастворенные вещества (от 10 до 900 мг/л), различные нефтепродукты (от 3 до 800 мг/л) и тяжелые металлы в следующих концентрациях: Fe 0, 5...500 мг/л; Сr – 0,07...95 мг/л; Zn –

0,01..15 мг/л; Ni – 0,01...3,6 мг/л; Сu — 0,15...32 мг/л; Рb —

0.01…5мг/л. В число особо токсичных веществ производственных вод входят цианиды (0,05... 10 мг/л), фенолы (до 45 мг/л), Сг+6

(0,15...3,5 мг/л). Среди нерастворимых соединений распространены SiO2,Fe2O3 AI2O3. В последние десятилетия стала увеличиваться концентрация Аg, Cd, Sn и ряда рассеянных элементов.

Бытовые воды отличаются повышенным содержанием различных органических соединений, а также чаще встречающейся коллоидной формой нахождения химических элементов.

Атмосферные воды загрязняются в основном за счет веществ, смываемых дождевыми и снеговыми водами с твердой поверхности биогенных (природных) и техногенных ландшафтов. С водами с сельскохозяйственных угодий поступает большое количество удобрений, что приводит к эвтрофикации рек, водохранилищ, озер, прудов, каналов, а затем — к возникновению целого ряда геохимических барьеров, на которых скапливаются Сu, Cr, Mo, U, V и ряд других элементов.

Общий объем всех сбрасываемых сточных вод России составляет около 60 км3/год. Несколько условно их обычно подразделяют на три группы: условно чистые, нормативно-очищенные и загрязненные или недостаточно очищенные. Сброс условно чистой воды не изменяет физико-химического состава вод водоема в месте стока. В нормативно-очищенных водах содержание различных поллютантов должно соответствовать действующим в стране нормирующим показателям. В недостаточно очищенных водах загрязняющие вещества находятся в концентрациях, превышающих предельно допустимые нормы.

4. Изменение концентрации веществ в почвах

Отрицательный наибольший эффект дает резкое изменение концентрации веществ в почвах сельскохозяйственных угодий. Из общего земельного фонда страны, составляющего около 1710 млн

48

га, 222 млн га (13 % общей площади) приходиться на сельскохозяйственные угодья. Из них 130,2 млн га (8 %) занимают непосредственные пашни. Среди пашен, наибольшую техногенную нагрузку испытывают черноземом.

Число примеров, подтверждающих повсеместное загрязнение почв сельскохозяйственных ландшафтов (и в первую очередь их пахотных горизонтов) тяжелыми металлами, можно продолжать довольно долго. Эти данные подтверждают тезис о всеобщей металлизации биосферы. Следует отметить, что в разных регионах к основным загрязняющим веществам относятся практически одни и те же металлы, чаще и в больших количествах используемые в хозяйственной деятельности. Рассматриваемое явление описывается законом об ассоциациях химических элементов, образующих региональные техногенные геохимические аномалии.

С внесением удобрений в почвах также существенно концентрации азота, калия и фосфора. Избыток азота приводит к увеличению в продуктах сельского хозяйства нитратов, которые в организме человека частично трансформируются в нитраты, вызывая затруднения в транспортировке по кровеносной системе, отравления, а в отдельных случаях приводят к смерти. Избыток фосфора нарушает в организме всасывание Mg и Fe, что также служит причиной заболеваний, как и избыток калия.

Из-за расширяющего применения в сельском хозяйстве пестицидов в почвах накапливается значительное количество ядохимикатов. При этом наиболее стойкие соединения сохраняются до 10 лет. Через 2…3 года после их применения в гумусовом горизонте почв сохраняется более 50 % ДДТ и ему подобных соединений. Поступая сначала из почв в растения, а затем, попадая с продуктами питания в организм человека, они практически всегда вызывают отравления, а часто – опаснейшие заболевания внутренних органов. Некоторые биоциды воздействуют на генетический аппарат людей сильнее, чем радиация. Таким образом, научно необоснованное применение удобрений и ядохимикатов может существенно уменьшить безопасность жизнедеятельности. Этот процесс происходит и в удалении от районов применения рассмотренных веществ – везде, где используются выращенные таким образом сельскохозяйственные продукты. Избежать подобного воз-

49

действия на безопасность жизнедеятельности можно за счет усиления контроля за качеством сельскохозяйственной продукции.

Особо следует выделить все возрастающее техногенное загрязнение почв нефтепродуктами. На долю России приходиться 12 % мировых запасов нефти и около 10 % мировой добычи. При этом 40 % добытой нефти экспортируется по нефтепроводам, протяженность которых в России составляет сотни тысяч километров. Ежегодно изза прорывов в почвы вытекают миллионы тонн нефти. Уже через 2 дня после поражения нефтепродуктами начинает увядать растительность. Период восстановления растительного покрова после загрязнения нефтепродуктами составляет в Северных районах (откуда перекачивается значительное количество нефти) 10…15 лет. В этих условиях при попадании на 1 м2 почв 12 л нефти биомасса растений через 3 года уменьшается на 74 %. После разлива в масштабе 25 л / м2 уничтожается 90 % всей биомассы, включая леса.

Высокие концентрации ряда химических элементов в почвах вызывают болезни и уничтожение ряда почвенных организмов и растений, произрастающих на этих почвах. Всем известно исчезновение после применения удобрений и ядохимикатов на ряде пахотных земель червей, улучшающих структуру почв. Вместе с ними пропали и многие другие организмы, включая микроорганизмы.

Можно считать, что необоснованная вера в возможности техники, удобрений и пестицидов бесконечно повышать плодородие существенно подрывает безопасность жизнедеятельности.

Существенное техногенное увеличение содержаний в почвах ряда веществ оказывает и прямое воздействие на здоровье человека. Ядохимикаты, тяжелые металлы, удобрения в виде мельчайших пылевидных частиц попадают (в основном при дыхании) непосредственно из почв в организм людей, минуя растения. В этом случае поллютанты вызывают все те же заболевания, что и при попадании через продукты питания, но скорее. Этому особенно способствует засоление почв, в верхнем горизонте которых вместе с солями накапливаются остальные загрязняющие вещества, легко поднимаемые в воздух даже при незначительном ветре.

Следовательно, в районах внесения в почвы ядохимикатов, удобрений, тяжелых металлов и т. п. веществ создается наиболее неблагоприятная обстановка для безопасности жизнедеятельности. Эти вещества непосредственно воздействуют на людей (правда,

50