Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем. Учебное пособие
.pdf
3
2
tQH
nmFМА
м
3
8 HQH
ndFМА
му
m
С
)/(
3
QВf
)/( QKfCm
Согласно руководящему документу РД 52.04.52 – 86 «Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях» предусмотрены три
степени предупреждения: 1-я – при ожидаемом повышении приземной концентрации вредных выделений до 1,5 ПДК
ПДК
, 3-я– при концентрации более 5 ПДК
М.Р.
, 2-я – при концентрации (3 – 5)
М.Р.
. При 1-й степени предупре-
М.Р.
ждения предприятия должны принять организационные меры по снижению выбросов; при 2-й - сокращение выбросов на 20 – 40 %, при 3-й – сокращение выбросов на 40 – 60 %.
Снижение приземной концентрации до нормируемого значения при возникновении НМУ осуществляется двумя способами:
- снижением расхода выбрасываемой газовоздушной смеси, т.е. снижени-
ем производительности производственного процесса,
- иметь запас по эффективности очистки выбросов очистным устройством.
Максимальная приземная концентрация Cm вредных выделений для
нагретых выбросов определяется по методике ОНД – 86 и приведенной в [20]
для объема нагретых газов Q, м3/с, с расходом вредного вещества М, г/с, с источника высотой H, м, с учетом показателя рельефа местности ηм:
Cm =
, (12)
и для холодных выбросов при диаметре устья трубы dу:
Cm =
. (13)
При постоянных величинах коэффициента стратификации A, показателя
вида выбросов F, коэффициентов условий выхода выбросов из источника m и n,
перепада температур выброса и окружающего атмосферного воздуха ∆t и при
M = const имеем
и
, где В и К – величины постоян-
ные. В этом случае при 2-м режиме предупреждения наступления НМУ для
предотвращения повышения приземной концентрации на 40 % потребуется
снизить выбрасываемый объем газа в 1,67 раза, так как [(1- 0,4) = 1/1,67].
Необходимая эффективность очистного устройства, при которой не происходит повышение приземной концентрации при НМУ на 40 %, т.е. в 2.5 раза
[23], равна
*
η
= (1/п)∙(1-ηо), (14)
где п = 2,5; ηо – эффективность очистного аппарата без учета НМУ, равная
η
= 1 – ПДВ/М. (15)
о
При эффективности ηо = 0,8 и 0,9 режим НМУ будет нейтрализован при
изменении η* на 15 и 7 %, соответственно. Следовательно, второй метод снижения влияния НМУ предпочтительней.
51
nmFA
tQНСПДК
фонрм
3
2
..
)(
у
фонрм
dmFA
HQНСПДК
3
..
)(8
Величины предельно допустимых выбросов (ПДВ) устанавливаются санитарными службами надзора для каждого источника в городе по зависимости
для нагретого выброса
ПДВ =
и для холодного выброса
ПДВ =
(16)
. (17)
52
ГЛАВА 9. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Экологическая чистота используемых строительных материалов определяется содержанием в них и выделением вредных веществ. При этом учитывается их токсичность, радиоактивность и микробиологическое их повреждение.
Полимерные строительные материалы – это высокомолекулярные соединения пластмасс, состоящие из связующего (смола, полистирол, фенолоформальдегидные соединения), пластификатора, наполнителя и красителя. Из полимерных материалов наиболее широко используются полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, фторопласт.
Применяются как отделочный материал, звукоизоляционный, кровельный, в полимербетоне, в линолеуме, релине и др.
Все эти вещества и материалы могут выделять в атмосферу токсичные
вещества при определенных условиях. Полученные из нефти и угля, они могут
выделять и канцерогенные вещества (изоцианаты).
Так, древесно-стружечная плита (ДСП) и древесноволокнистая плита
(ДВП) выделяют фенол и формальдегид, концентрация которых в замкнутом
объеме может превысить ПДК в 2,5 – 3 раза. Поливинилхлоридные материалы
(ПВХ) – линолеумы создают электростатическое поле напряженностью 2000 –
3000 В/м, выделяют бромсодержащие вещества. Поливинилацетатные покрытия (ПВА) выделяют формальдегид и метанол.
Уплотнения из полиуретановых материалов выделяют изоцианты, вызывающие астму и аллергию.
В составе лакокрасочных материалов опасным является присутствие кадмия, который вызывает заболевание почек и анемию, или, как называют в народе, «малокровие».
В настоящее время производство большинства полимерных материалов
прекращено, а на выпускающие материалы должен быть получен сертификат.
Асбестосодержащие материалы – хризотил-асбест, термостойкий тонковолокнистый материал, изготавливают из него асбоцементные трубы, шифер,
стеновые панели. Асбоцементная пыль канцерогенна, однако в производствах
асбеста в г. Асбесте Свердловской области заболевания раком на 8 % ниже, чем
в среднем по России, что свидетельствует о влиянии культуры производства. В
настоящее время технология связывания асбеста в выпускаемом шифере и асбоцементных трубах исключает его пыление, поэтому с 2000 года разрешено
использовать эти изделия в США и России под строгим контролем производства продукции.
Важным фактором является радиоактивность строительных материалов.
Предельное содержание радия в материале не более 370 Бк/кг, в воздухе –
100 Бк/м3.
В табл. 9.1 приведены данные удельного выделения радия – 226 (продукта распада радона - 222) в материалах, используемых в строительстве.
53
Наименование материала
Удельные выделения
радия 226, Бк/кг
Глина
48
Гранитный щебень
35
Песок
9,6
Гравий
16
Цемент
41
Известь
26
Кирпич силикатный
14
Гравий керамический
28
Гипс строительный
9
Таблица 9.1
Строительные материалы подвергаются действию бактерий, микроскопических грибков. Они воздействуют на древесину и ряд полимерных материалов.
Биокоррозию вызывают грибки оштукатуренных поверхностей, микроводоросли и лишайники на наружных поверхностях. Биокоррозии подвержены и
металлы, бетон, полимерные материалы.
Автотрофные бактерии разрушают материалы, которые содержат серу,
азот, железо, органические кислоты, как при процессах окисления, так и восстановления.
Средствами защиты от биоповреждений являются:
- фунгициды для защиты от грибков,
- бактерициды для защиты от бактерий,
- инсектициды для защиты древесины и полимерных материалов.
Бетон защищают путем введения в него оловоорганического материала
АБП-90, суперпластификатора С-3.
Полимерные материалы являются пожароопасными, выделяют вредные
вещества (фосген, формальдегид, хлористый и цианистый водород). 1кг этих
веществ способен отравить 2000 м3 воздуха, при воздействии которых в течение 10 – 15 минут может наступить летальный исход.
Существуют также и экологически безопасные строительные материалы.
Безопасным является ячеистый бетон из кремнеземистых компонентов,
вяжущего материала и газообразователя. Он не гниет, создает благоприятный
микроклимат в помещении, по экологичности занимает второе место после
древесины.
Пеноизол - теплоизоляционный материал для стен потолков, полов, не
подвержен действию микроорганизмов, для его изготовления используется
карбамидоформальдегидные смолы ВПС-Г.
Гипсоволокнистый лист на основе гипса, имеет высокие теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства, химически нейтрален.
Линолеум натуральный на основе льняного масла, смеси смолы, ткани,
известняка (производитель Нидерланды), стоек к биовоздействию.
54
Ориентированно-стружечные плиты (ОСП) (американская технология),
не коробятся, не расслаиваются, имеют синтетические связующие, по физикомеханическим показателям лучше ДСП в 2,5 раза.
Пенополистирол - термопласт, состоит из 2 % полистирола и 98 % воздуха, теплоизолятор, требует покрытия наружных сторон здания штукатуркой,
сток к грибкам и бактериям, не выделяет изоцианаты.
Древеснополимерные материалы (ДМП) из древесных опилок, полиэтилена, они стойки к бактериям и грибкам, обладают высокой прочностью и низким водопоглощением, по способности к изменению формы подобны пластику.
55
ГЛАВА 10. ВЛИЯНИЕ ВРЕДНЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ
НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
При наличии в воздушной городской среде, воде и пище недопустимого
наличия вредных веществ, включая микроорганизмы, и с учетом длительности
их воздействия нужны меры, препятствующие их разрушающему влиянию.
Совокупность нарушения экологических и санитарно-гигиенических
нормативов приводит к появлению заболеваний, излечивание которых протекает крайне медленно.
Для обеспечения экологической безопасности человека должно быть ликвидировано противоречие между показателями экономического роста и показателями норм урбоэкологии. Ухудшение качества окружающей среды влияет на
здоровье человека, а состояние здоровья влияет как на работоспособность человека, так и на воспроизводство численности населения города.
К экологически зависимым заболеваниям относятся заболевания, вызванные:
- химическими и пылевыми вредными веществами (поражения нервной и
кроветворной системы, острые отравления, ОРЗ, пневмония, патология беременности и др.),
- шумовыми и вибрационными воздействиями (снижение слуха, ослабле-
ние памяти, снижение производительности труда, рост аварий и др.),
- электромагнитными полями (тахикардия, неврастения, лейкоцитоз крови),
- лучевыми воздействиями (лучевая болезнь с изменением эндокринной
системы, кроветворной ткани и др.),
- продуктами питания (отравления, нарушения обменных процессов,
снижение трудоспособности и пр.),
- изменением социальных факторов (ухудшение гигиены и санитарии),
- нарушением естественного состояния экологической системы города
(снижение озонового слоя над ним и, как следствие, увеличение ультрафиолетового излучения, изменение температуры городской среды, снижение водных
ресурсов, рекреации и пр.).
Для лечения человека начала внедряться химиотерапия с 1930 г., когда
были открыты лечебные свойства сульфаниламида как антибактериального
средства, которое излечивает туберкулез, менингит, заболевания кишечного
тракта, и в 1941году – антибиотики - пенициллин и стрептомицин. Вирус ВИЧ
– новое тяжкое заболевание человека, для лечения которого разработано лекарство азидотимидин, угнетающее вирусы и продлевающее жизнь человеку.
Выполненными исследованиями в 2002 году в Левобережном районе
г. Воронежа установлено, что экологически зависимые заболевания составляют
до 70 % от общего количества заболеваний [22].
Для борьбы с болезнетворными микроорганизмами как в помещениях,
так и в воздухе городской среды применяется дезинфекция. Ранее использовали
пары уксусной кислоты, серы, ладан, амбру. В настоящее время используется
хлорамин в парообразном состоянии. При его концентрации 25 мг/м3 через од-
56
ну минуту погибает 100 % микробов, при 5 мг/м3 – 75 % через 15 минут. При
ионизации воздуха с концентрацией ионов 5∙106 в 1см3 достигается полное уничтожение микробов в течение нескольких минут, однако через 5 минут они
снова появляются, но не более 40 % от начального их количества. При обработке в течение более 1 часа обеспечивается полная дезинфекция во всём помеще-
нии.
Значительный вред здоровью человека наносят аэрозоли свинца, ртути,
кадмия, бериллия в воздухе, вызывающие поражения центральной нервной системы.
Одной из причин распада Римской империи считают отравление его
правления свинцом в связи с использованием питьевой воды, подаваемой в города по трубам из свинца. В СССР за 1988 г. выбросы свинца в окружающую
среду составили 7,2 тыс. т, его ПДК
равна 0,001 мг/м3. Использовался сви-
М.Р.
нец в бензине как антидетонатор, его заменителем стало марганцеорганическое
вещество С6Н7Мн(СО)3 и метилбутиловый эфир (СН3)4∙С.
При попадании кобальта в организм человека увеличивается количество
эритроцитов в крови, его ПДК
составляет 0,01 мг/м3.
М.Р.
Ртуть выделяется в цементном производстве, производстве цветных металлов, при обжиге известняков, сжигании угля. При отравлении ртутью происходит расстройство нервной системы, паралич конечностей, ее ПДК
М.Р.
со-
ставляет 0,0003 мг/м3.
Синтетически моющие вещества (СПАВ) – это алкилсульфаты, попадание которых в городские сточные воды образуют пену на поверхности водоемов, угнетая рост микроорганизмов, биопланктона. Их смертельная доза для
рыб 3 – 5 мг/л.
Городские твердые бытовые отходы до 50 % содержат органические вещества, при разложении которых через год образуются газообразные и жидкие
вредные вещества (пропионовая С3Н6О2 и уксусная С2Н6О2 кислоты, метан
СН4, аммиак NН3 и др.), которые поступают в воздушную и водную среды. Количество метана увеличивается до 1 % в год в верхних слоях атмосферы, то
есть быстрее, чем происходит увеличение углекислого газа, что также создает
парниковый эффект.
При наличии в природном метане повышенного содержания сероводорода (например, в Астраханском газе его содержится до 24 %) очистка осуществляется абсорбцией аммиаком, моноэтаноламином, щелочью (H2S + NaOH +
+ O2 = Na2SO3 + H2O, H2S + Н7С2О = Н9С2OS0), при этом концентрация сероводорода снижается с 5 г/м3 до 0,02 г/м3.
Экология человека существенно зависит как от внешних условий, так и
от продуктов питания, которые могут как ослабить, так и усилить влияние
внешней среды на здоровье человека.
Белки пищи для человека являются строительным материалом, носителем
жизни. Человек должен ежедневно потреблять 80 – 100 г белка, получаемые от
мяса, молока, пшеницы, риса, кукурузы и соевых бобов как заменителей мяса.
57
Белок вырабатывается микроорганизмами и из парафинов, находящихся в дизельном топливе (открытие сделано во Франции). Белок состоит из 150 видов
аминокислот, 20 из которых участвуют в обмене азотистых веществ, построении генетического кода (лизин, метионин, триптофан, глутамат натрия и др.).
Используемые человеком жиры до 64 грамм в сутки являются до 30 % источниками энергии для человека, поставляя организму кислоты и витамины.
До 30 % энергии вырабатывается при окислении глюкозы. Углеводы в
виде глюкозы обеспечивают работу нервных клеток и клеток головного мозга.
Дневная потребность человека в углеводах - 400–500 г, при этом глюкоза в виде
сахара составляет 50 – 100 г. Рафинированный сахар появился только в 1800 г.
Избыток сахара более 100 г вредит здоровью человека, вызывая сахарный диабет, при котором возникают перебои с поставкой глюкозы к нервным клеткам и
человек теряет сознание. Предпочтительней использовать желтый сахар-сырец
с содержанием 2 % патоки, которая обволакивает кристаллы сахарозы. Годовое
потребление человеком сахаросодержащих веществ - 30 кг, в которых белого
сахара до 20 %.
Существенное влияние на здоровье и работоспособность человека оказывает алкоголь. Организм человека при процессах брожения вырабатывает этиловый спирт в количестве до 0,018 % от массы брожения, и организм его
непрерывно утилизирует, превращая в белок. Человек, употребляя спирт,
нагружает организм и особенно печень, в которой алкоголь превращается в
ацетальдегид и затем трансформируется в углекислый газ и воду, усиливая образование жиров. Если постоянно доза спирта за сутки превышает 100 г, то
идет накопление жира, что приводит к циррозу печени. Алкоголики живут на
15 – 20 лет меньше. Безвредных доз алкоголя нет, есть безопасные дозы, выработанные природой.
Не менее вредным является табачный дым как для курящих, так и для
дышащих воздухом с дымом. Так, Россия, по данным Минздрава, только в
2011 г от преждевременной смерти курящих людей потеряла около 1,5 трлн
рублей, потратив на приобретение сигарет 600 млрд рублей. Всего курит 40 %
населения, из них 60,2 % мужчин и 21,7 % женщин.
Энергозатраты на развитие городского строительства зависят от энергоемкости получения строительных материалов. Энергозатраты на получение 1т
алюминия составляют 7250 кВт∙ч, 1т кирпича - 500 кВт∙ч, 1м3 полистирола 18900 кВт∙ч, 1м3 минеральной ваты - 10000 кВт∙ч, 1м3 цемента - 1700 кВт∙ч, 1м3
дерева - 180 кВт∙ч. Эти энергозатраты не учитывают затраты на изготовление
из них изделий. При росте энергозатрат возрастают выбросы вредных веществ.
Источниками энергии помимо угля, нефти и природного газа является
спирт (метанол и этанол), получаемый из растительного сырья и используемый
как автомобильное экологически чистое топливо.
58
Касаясь получения энергии для нужд города, следует отметить, что 1 г
урана-235 эквивалентен 2,7 т угля и 2,2 т нефти. Выработка электроэнергии в
России на атомных электростанциях составляет 13 % от всей электроэнергии,
во Франции - 70 %, в Бельгии - 67 %, в Швеции - 50 %. Экологическая сложность использования урана заключается в захоронении радиоактивных отходов. В перспективе должен быть освоен управляемый термоядерный синтез, но
трудность этого процесса в том, что для начала реакции необходима температура 10
8 о
С.
59
Показатели воздействия
серы
Уголь
Мазут
Содержание серы, %
Содержание серы,%
3,0
0,8
0,4
0,27
2,5
0,2
Число летальных исхо-
дов на 3 млн чел.
17
6,3
2,3
1,7
9,0
0,7
Индивидуальный
риск
5,7∙10
-6
2,1∙10-6
0,77∙10-6
0,57∙10
-6
3∙10-6
0,23∙10-6
ГЛАВА 11. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА
Экологическая экспертиза основывается на принципе презумпции потенциальной экологической опасности намечаемой строительной деятельности,
т.е. на определении достаточности мер безопасности. Выполняемый экологический аудит (ревизия) – это независимая комплексная проверка проекта на соответствие его природоохранным нормам и правилам.
Экологический аудит регламентируется ГОСТ Р ИСО - 14010-98,
ГОСТ Р ИСО-1411-98 и ГОСТ Р ИСО -14012 – 98.
В проектах городского строительства выполняется оценка экологического
риска, т.е. вероятностной меры опасности причинения вреда окружающей среде.
Во всем мире действует концепция допустимого (приемлемого) риска, т.е. такого, который приемлет общество в данный период времени, составляющий 10 -6.
Допустимость экологического риска основывается:
- на неизбежности потерь в экологических системах,
- сведении потерь к минимуму,
- реальной возможности восстановления потерь в экологической системе,
- предотвращении вреда здоровью человеку,
- соразмерности затрат предотвращенному экологическому ущербу.
В табл. 11.1 приведены показатели индивидуальных рисков среди жителей, проживающих в радиусе 80 км от ТЭС мощностью 1ГВт при работе на угле и на мазуте [8].
Таблица 11.1
Из приведенных данных следует, что топливо котельных не должно содержать серы более 0,5 %.
Применяется добровольное и принудительное страхование экологического риска.
В соответствии с ГОСТ 17.0.0.04-90 и СП 11-102-97 каждый объект должен
иметь экологический паспорт, включающий в себя следующую информацию:
- природно-климатические характеристики, фоновые концентрации,
- характеристики выбросов, сбросов, отходов и физических воздействий,
- затраты на охрану окружающей среды, плата за выброс загрязнителей,
- показатель риска при аварийных выбросах в воздух и сбросах стоков.
При архитектурно-ландшафтном проектировании территория под строительство оценивается по степени привлекательности, по живописности, по эстетичности, визуальной значимости архитектурно-пространственной структуре.
Классы территорий:
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]