- •С.А.Соболев ноксология
- •Часть 2
- •Энтропия и опасности техносферы
- •Введение в часть 2
- •Термины и определения
- •2. Опасности прошлого
- •3. Общие понятия энтропии в технологических (закрытых) системах и окружающей их среде Связь энтропии и энергии в закрытых системах
- •Порядок и хаос в системе
- •Созидающая сила хаоса
- •Связь времени и теплоты, энтропии и работы
- •Хаос, созидающий жизнь
- •Контрольные вопросы для усвоения материала Введения в часть 2
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •Опасности рабочих зон и среды обитания человека
- •3.1.Показатели микроклимата рабочей зоны
- •3.2.Параметры метеорологических условий рабочей зоны
- •3.3.Воздействие инфракрасного теплового излучения
- •Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений
- •3.4.Организация чистых помещений рабочей зоны
- •Основные параметры чистых производственных помещений
- •Минимальное количество участков измерения параметров микроклимата
- •3.5.Электромагнитные поля рабочих помещений
- •3.6.Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и их нормирование
- •Предельно допустимые концентрации (пдк) вредных веществ в воздухе рабочей зоны
- •3.7. Воздействие механических и акустических колебаний на человека
- •Раздражающее
- •Смещение органов
- •Риск заболевания вибрационной болезнью при действии локальных вибраций в зависимости от профессии и стажа работы
- •Санитарные нормы одночисловых показателей вибрационной нагрузки на оператора
- •Санитарные нормы спектральных показателей вибрационной нагрузки на оператора
- •Уровни шума для различной трудовой деятельности с учетом степени напряженности труда
- •3.8.Экологические опасности среды обитания человека
- •Признаки территорий крайних степеней экологического неблагополучия
- •Медико-демографические критерии состояния здоровья населения, применяемые при оценке экологического состояния территории
- •Критерий оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по максимальным разовым концентрациям
- •Критерий оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по среднесуточным концентрациям
- •Критерии оценки среднегодового загрязнения атмосферного воздуха
- •Критерии санитарно-гигиенической оценки эпидемической опасности питьевой воды и водоисточников питьевого и рекреационного назначения
- •Критерии санитарно-гигиенической оценки опасности загрязнения питьевой воды и источников питьевого
- •Критерии санитарно-гигиенической оценки опасности
- •Загрязнения питьевой воды и водоисточников питьевого
- •Назначения возбудителями паразитарных болезней
- •И микозов человека
- •Критерии экологического состояния почв селитебных территорий
- •Контрольные вопросы для усвоения материала раздела 3
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •IV.Количественная оценка и нормирование техногенных опасностей
- •4.1.Закономерности и признаки техногенных опасностей
- •4.2. Энергоэнтропийная концепция опасностей
- •4.3. Классификация существующих опасностей
- •Контрольные вопросы для усвоения материала раздела 4
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •V.Ущерб от опасностей
- •5.1.Основные принципы определения ущерба от опасностей техносферы
- •Составляющие ущерба от аварии
- •5.2.Методы прогноза вероятности причинения ущерба
- •5.3.Оценка экономического ущерба и уязвимости объектов и территорий
- •5.4.Методы расчетов размера вреда природным объектам и ущерба от их гибели
- •Контрольные вопросы для усвоения материала раздела 5
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •VI.Мониторинг опасностей
- •Мониторинг окружающей среды, опасных природных процессов и явлений;
- •Контрольные вопросы для усвоения материала раздела 6
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •Библиография
Контрольные вопросы для усвоения материала Введения в часть 2
Раскройте понятие энтропии как природного явления.
Что понимается под ассиметрией как однонаправленностью природных процессов.
Тепловое равновесие между объектами, в каких процессах оно выражается.
Что руководит процессом передачи энергии другим способом за счет асимметрии происходящего при этом процесса.
Каким образом определяется энтропия как признак закрытой системы.
В каких случаях происходит изменение энтропии системы.
Чем рассеяние энергии (ее диссипация) сопровождается.
В чем выражается взаимосвязь энтропии и хаоса.
Когда происходит уменьшение энтропии закрытых систем.
Когда наступает термическое равновесие двух систем.
Когда порождается хаос и какими определенными свойствами (количественными величинами) он обладает.
Каким образом происходит понижение качества при стабильном количестве энергии внутри системы.
Связь времени и теплоты, энтропии и работы.
Опишите процесс преобразования хаоса в структуру и систему более высокого порядка.
Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
Слушателям выдаются контрольные вопросы по окончанию прохождения пройденных тем, на которые они отвечают письменно. На практических занятиях они производят расчеты по выполненной работе при поступлении теплоты из одной системы в другую на конкретных примерах. Преподаватель проверяет полученные данные и полноту ответов слушателей и информирует о результатах их работы с выставлением промежуточных оценок по теме в журнал.
Опасности рабочих зон и среды обитания человека
Человечество на всем протяжении истории своего развития, как показано выше, подвержен воздействию опасностей окружающего мира, и по мере развития и совершенствования созданной им искусственной системы – техносферы оказался в новом для него как объекта биосферы современном мире опасностей – ноксосфере.
Человек как объект природы (биосоциальной системы) одновременно представляет собой открытую систему, подверженную воздействию различных потоков из окружающей среды, и организм его постоянно находится во взаимодействии с окружающей его средой, а, следовательно, подвержен всем естественным опасностям, возникающим в ней при изменении абиотических факторов биосферы и при стихийных природных явлениях (9).
Жизнь человека на урбанизированной территории постоянно и непрерывно связана с производимой им работой и социальной деятельностью:
трудовые отношения;
пребывание в социальной и урбанизированной среде;
использование технических средств;
взаимодействие с природной средой;
отдых и досуг.
Деятельность организма человека совершается за счет потребляемой им энергии, выделяемой в результате химического расщепления биологических веществ в виде «топлива» - пищи, или обмена веществ (при различных видах деятельности и основного, жизненно необходимого обмена) (2).
Для поддержания жизни человека необходим расход энергии 4,2 кДж/ч на 1 кг массы тела, при этом затраты энергии возрастают при совершении человеком тех или иных действий.
Затраты энергии (расход энергии в Вт) при мышечной работе зависят от ее напряженности и продолжительности:
сон……………………………………………67,5…71,1;
легкая сидячая работа…………………….116,4..125;
легкая физическая работа…………………408,3..583,3;
тяжелая физическая работа……………….583,3..875.
Нормальная жизнедеятельность человека может осуществляться только при определенных метеорологических условиях:
давлении Р;
температуре Т;
относительной влажности φ;
скорости движения W атмосферного воздуха окружающей среды.
Параметры этих условий влияют на интенсивность тепломассообмена тела человека с окружающей средой, в процессе которого в окружающую среду поступает (отводится вырабатываемая организмом при жизнедеятельности) теплота Qвыр, а температура тела поддерживается на определенном уровне, обеспечивающем нормальное протекание обменных реакций в организме человека.
Температурный оптимум человека близок к температуре его тела, составляющему +37° С (температура «ядра» тела или внутренних органов).
Данная температура более-менее стабильна для здорового человеческого тела на всем протяжении его жизни, незначительно изменяясь в зависимости от времени года, суток и возраста (3):
максимальная величина температуры тела в течение дня в период с 16 до 18 часов (37,0…37,1° С), минимальная с 3.00 до 4.00 (36,0…36,2° С);
максимальная температура тела наблюдается в возрасте до 3-5 лет (37,0…37,1° С), минимальная у пожилых людей свыше 65 лет (35,…36,0° С);
оптимальная температура тела для жизнедеятельности человека находится в пределах 25,0…43,0° С.
Неравномерно распределяется температура тела по его частям:
кожи лба – 32,5…34,0° С;
груди 31…33,5° С;
кистей рук 28,5° С;
пальцев стопы 24,4° С;
в подмышечной впадине 36,5…36,9° С.
Количество отводимой в окружающую среду теплоты выражается:
Qотв = Qк + Qр + Qп + Qд, (3.1)
где:
Qк, Qр, Qп, Qд – количество теплоты, отводимой за счет конвекции, радиации (излучения), испарения пота и дыхания, Вт.
Конвективный теплообмен тела человека с окружающей средой определяется температурой окружающей среды Тос и подвижностью окружающего воздуха W:
Qк = ƒ(Tос;W) (3.2)
Радиационный теплообмен описывается обобщенным законом Стефана-Больцмана:
Qр = CпрFкψ{(Tк/100)4 – (Tоп/100)4} (3.3)
где:
Cпр – приведенный коэффициент излучения ≈ 4,9 В/(м2·К4);
Fк – площадь поверхности кожи, излучающей лучистый поток (~1,8 м2), м2;
ψ – коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров поверхностей и показывающий долю лучистого потока, излучаемого поверхностью пламени (~1);
Тк – средняя температура кожи;
Т оп – средняя температура окружающей среды.
Количество теплоты, отдаваемого телом человека в окружающую среду при испарении пота:
Qп = Mпr, (3.4)
где:
Мп – масса испарившегося пота, г/с;
r – скрытая теплота испарения пота, Дж/г (для воды 2450 Дж).
Количество теплоты, расходуемой на нагревание вдыхаемого воздуха, определяется по формуле:
Qд = VлвρвдCр(Tвыд – Tвд), (3.5)
где:
Vлв – объем воздуха, вдыхаемого человеком в единицу времени («легочная вентиляция»), м3/с;
ρвд – плотность вдыхаемого воздуха, кг/м3;
Cр – удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, кДж/(кг·°С);
Tвыд – температура выдыхаемого воздуха, °С;
Tвд - температура вдыхаемого воздуха, °С.
Нормальное тепловое состояние организма человека (тепловой комфорт) наблюдается при условии, когда вся вырабатываемая организмом теплота Qвыр передается телом окружающей среде при равенстве: Qвыр = Qотв.