Экология и безопасность жизнедеятельности / Egorov - Posobiye po bezopasnosti zhiznedeyatelnosti 2003

г. Тольятти образуется столько твердых отходов, что на каждого жителя их пришлось бы по полторы тонны в год. Количественно на 35 предприятиях образуется 1134,3 тыс. т. твердых отходов в год и 5,4 тыс. м3. жидких. Из них утилизировано, соответственно, 564,4 тыс. т (чуть более 50%) и 0,86 тыс. м3 (около 16%). Бытовые отходы в городе составляют 0,65 м3/чел., что на 38% выше общероссийского норматива (0,47 куб.). Непосредственно отведенные площади под свалки служат источником загрязнения - площадь техногенных ореолов рассеивания в городе в 2-3 раза превышает площадь складирования отходов.

Введенный в эксплуатацию завод по переработке твердых бытовых отходов рассчитан на переработку 1,2 тонны отходов в сутки. Из общей массы отходов извлекаются полиэтилен, стекло, пластмасса. Остальной мусор брикетируется и отправляется на место захоронения отходов.

Электромагнитное загрязнение. Электромагнитное поле (ЭМП) в городе имело 1000 кратное превышение над фоном на ул. Новозаводская в районе арок с силовым кабелем, вне города на плотине ГЭС, где уровни магнитной составляющей превышали фон в 10 тыс. раз. Вблизи ЛЭП максимальные значения ЭМП превышали фон в 30 раз (зона электромагнитного воздействия ЛЭП ограничивается коридором в 200-300 м). Повышенные уровни магнитного поля наблюдаются в районах троллейбусных линий. В целом, электромагнитная обстановка в городе характеризуется существенной неоднородностью и нестабильностью.

Радиоактивное загрязнение. В городе насчитывается не менее 13 объектов, имеющих источники ионизирующих излучений с уровнями активности от 0,02 до 200 Ku (иридий-192, цезий-137 и кобальт-60). Превышение радиационного уровня в селитебной и промышленной зонах города, в выпадающих осадках не зафиксировано. Потенциальную опасность радиоактивного загрязнения представляют НИИ атомных реакторов в Димитровграде и АЭС в г.Балаково.

Влияние загрязнений на использование земель. В 1985 г., по сравнению с 1965 г.,

площадь промышленной застройки увеличилась в 3 раза, в основном, за счет сокращения лесных и сельскохозяйственных угодий. В пересчете на одного человека площадь промышленной застройки в 3-5 раз превышает этот показатель в развитых странах, под сельскохозяйственными угодьями соответственно в 3 раза ниже.

Существенно сократилась в пересчете на одного жителя площадь селитебной зоны. В 1965 г. она была представлена в основном частым сектором, 2/3 площади которого занимали приусадебные участки, в 1985 г. территория застроена в основном многоэтажными жилыми зданиями и покрыта асфальтом.

Общая площадь деградированных земель за 20 лет увеличились в общей сложности более чем в 5 раз. По данным снеговой съемки 1987-88 и 1992-93 гг. значительное загрязнение поверхности выявляется вдоль автомагистралей (зона за гаражами на севере Комсомольского района, поворота на ТоАЗ, Автовокзал в Центральном районе, Московский проспект вблизи ВАЗа, вдоль дорог у села Тимофеевка и между Автозаводским и Центральным районами, пос. Шлюзовой, ул.Дзержинского). "Средняя" степень техногенного загрязнения наблюдается в зоне Северного промышленного узла с центром приблизительно на территории завода Синтезкаучук.

Влияние загрязнений на городские и рекреационные леса. Сохранившиеся городские леса (8475 га) составляют почти 3/4 былого лесного массива на незатопленной территории. Они расчленены дорогами, ЛЭП и другими коммуникациями, обезображены водозаборами, замусорены и частью вытоптаны. Значительный ущерб лесу наносится пожарами, за последние 20 лет количество пожаров возросло с 0 -1 до 11-14, как и площадь гари с 0 до 108 га в 1992 г. Лес теряет системное единство лесного массива. Несмотря на это, городские

251

леса способны выделять 38,5 тыс. тонн в год кислорода(57,5 кг на одного жителя), поглотить 2 тыс. тонн сернистого газа (чуть более 10% от городских выбросов), более 2.5 тыс. тонн окислов азота (около 7%), свыше 45 тыс. тонн углекислого газа, более 237 тыс. тонн пыли. Трудно переоценить значение городского леса как места отдыха и удовлетворения эстетических потребностей горожан, сохранения диких животных, водоохранную роль по отношению к располагающимся на его территории месторождениям питьевой воды.

По данным инвентаризации Жигулевского заповедника, за последние 20 лет бесследно исчезли 58 видов растений.

Влияние загрязнений на здоровье населения. О состоянии здоровья населения г. Тольятти можно судить, используя обратный показатель заболеваемость населения. Сколь

либо полного анализа заболеваемости в городе не проводилось. Ниже приводятся результаты, полученные при разработке ТерКСООС г.Тольятти в ИЭВБ РАН с участием ГорСЭС и Онкологического центра на основании, в основном, данных статотчетности органов здравоохранения. Общая заболеваемость детей в два раза выше по сравнению со средней по России и в 1,5 раза выше средней для Самарской области (по статистической отчетности); по данным АГИС-Здоровье - на 30% выше среднероссийских показателей. Заболеваемость детей в Ставропольском районе составляет около 40% от наблюдающейся в городе. Заболеваемость взрослых на 80% выше республиканской и на 60% - областной, заболеваемость в Ставропольском районе отличается лишь на 15% от городской (по данным АГИС-Здоровье, заболеваемость взрослых не превышает таковой по городам, включенным в систему). В городе имеется аномально высокая заболеваемость детского и взрослого населения как в республиканском, так и областном масштабе. Это касается и взрослого населения Ставропольского района; среди детей ситуация в последнем более благополучная. Новообразования у детей в городе встречаются в 3,8 раза, а у взрослых в 4,3 раза чаще, чем в России; эти показатели близки к областным. В Ставропольском районе у взрослых они выявляются даже чаше, чем в городе. По данным онкоцентра заболеваемость злокачественными новообразованиями в Центральном районе на 10% выше общереспубликанского; в Автозаводском районе этот показатель ниже в два раза, в основном за счет более молодого населения. В последние годы здесь отмечаются более высокие темпы прироста злокачественных новообразований. По данным АГИС-Здоровье, новообразования у детей в 1994 г. по сравнению с 1989 г. возросли в 2 раза (в т.ч. ЗНО на 14%); ЗНО у взрослых возросли на 20%. Болезни, связанные с нарушением питания, эндокринными органами и т.п. у детей в Автозаводском районе в 6,4 раза выше среднероссийского уровня, на остальной территории и в Ставропольском районе они близки к средним по России и области значениям; у взрослых более существенные отклонения характерны для Ставропольского района. Отчасти эти различия могут быть связаны с эндемией зобной болезни, но это требует специального анализа. Болезни крови в 1,5-2 раза выше среднереспубликанских и областных значений. У взрослых за последние 5 лет возросли в 2 раза, у детей в 4,8 раза; наибольший уровень заболеваемости у детей в Автозаводском районе.

252

4.2Воздействие негативных факторов

иих нормирование

4.2.1Системы восприятия человеком состояния внешней среды

Вэтом разделе на основе материала изложенного в [1], представлены основные системы посредством которых человек воспринимает состояния окружающей среды, а также воздействие характерных негативных факторов на него и их нормирование.

Целесообразная и безопасная деятельность человека основывается на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и внутренних системах организма. Возможность получать информацию об окружающей среде, способность ориентироваться в пространстве и оценивать свойства окружающей среды человеку обеспечиваются анализаторами (сенсорными системами). Они представляют собой системы ввода информации в мозг для анализа этой информации. Информация, поступающая через анализаторы, называется сенсорной (от лат. sensus – чувство, ощущение), а процесс ее приема и первичной переработки – сенсорным восприятием.

Общая функциональная схема анализатора представлена на рис.4.1 [28].

Рис.4.1 Общая функциональная схема анализатора [28]

В коре головного мозга - высшем звене центральной нервной системы (ЦНС) - информация, поступающая из внешней среды, анализируется и осуществляется выбор или разработка программы ответной реакции, т. е. формируется информация об изменении организации жизненных процессов таким образом, чтобы это изменение не привело к повреждению и гибели организма.

Датчиками сенсорных систем являются специфические структурные нервные образования, называемые рецепторами. Они представляют собой окончания чувствительных (афферентных) нервных волокон способные возбуждаться при действии раздражителя.

Согласно психофизиологической классификации рецепторов по характеру ощущений их различают на внешние и внутренние.

Внешние - зрительный, слуховой, тактильный, болевой, температурный, обонятельный, вкусовой.

Внутренние – анализатор давления, кинестетический, вестибулярный, специальные, расположенные во внутренних органах и полостях тела.

Полученная рецепторами информация, закодированная в нервных импульсах, передается по нервным путям в центральные отделы соответствующих анализаторов и используется для контроля со стороны нервной системы, координирующей работы исполнительных органов.

Функционирование разных анализаторов существенно изменяется под влиянием неблагоприятных для человека условий. В большинстве случаев изменения в организме в ответ на состояние внешней среды происходят при участии нескольких анализаторов и

253

невозможно провести четкие границы между ними, особенно на уровне центральной нервной системы.

Человек обладает рядом специализированных периферических образований - органов чувств, обеспечивающих восприятие действующих на организм внешних раздражителей (из окружающей среды). К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания [1].

Органы зрения играют исключительную роль в жизни человека. В процессе деятельности человек до 90% всей информации получает через зрительный анализатор. Посредством зрения человек познает форму, величину, цвет предмета направление и расстояние, на котором он находится. Зрительный анализатор - это глаза, зрительные нервы и зрительный центр, расположенный в затылочной доле коры головного мозга.

Глаз представляет собой сложную оптическую систему (рис. 4.2) [1].

Рис . 4.2.. Схема строения глаза человека:

1 — роговица; 2 — передняя камера; 3 — хрусталик; 4 — радужка; 5 — конъюнктива; 6 — ресничное (цилиарное) тело с отростками и волокнами связки, поддерживающей хрусталик; 7 — склера; 8 и 16 — прямые мышцы, обеспечивающие движение глаз; 9 — сосудистая оболочка; 10 — сетчатка; 11 — стекловидное тело; 12

— центральная ямка желтого пятна сетчатки; 13 — артерии; 14 — зрительный нерв; 15 — оболочка зрительного нерва.

Свет, проникающий в глаз, воздействует на фотохимическое вещество элементов сетчатки и разлагает его. Достигнув определенной концентрации, продукты распада раздражают нервные окончания, заложенные в светочувствительных рецепторах (палочках и колбочках). Возникающие при этом импульсы по волокнам зрительного нерва поступают в нервные клетки зрительного бугра и человек видит цвет, форму и величину предметов.

Временные характеристики зрительного анализатора:

-латентный период (скрытый период) – время от подачи сигнала до момента возникновения ощущения (0,15 …0,22 с);

-порог обнаружения сигнала при большей яркости – 0,001 с, при длительности вспышки 0,1 с.(яркость сигнала практического значения не имеет);

-привыкание к темноте (неполная темновая адаптация) длится от нескольких секунд до нескольких минут;

-восприятие мелькающего света (критическая частота слияния мельканий) изменяется от 14 до 70 Гц в зависимости от яркости импульсов, их формы, угловых размеров объекта, уровня зрительной адаптации, функционального состояния человека и т.п.

Чтобы видеть форму предмета, надо четко различать его границы, очертания. Эта

254

способность глаза характеризуется остротой зрения. Острота зрения измеряется минимальным углом (от 0,5 до 10°), при котором две точки на расстоянии 5 м еще воспринимаются отдельно.

Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных колебаний (380 - 760 нм). Цветовые ощущения вызываются действием световых волн, имеющих различную длину. Приблизительные границы длин волн и соответствующие им цветовые ощущения показаны на рис.4.3 [28].

Восприятие пространства - формы, объема, величины и взаимного расположения объектов, их рельефа, удаленности и направления, в котором они находятся, достигается за счет бинокулярного зрения двумя глазами.

Информация об удалении предметов достигается за счет конвергенции – сведений зрительных осей на объекте восприятия, благодаря чему возникают мышечные двигательные ощущения, которые и дают информацию.

Рис.4.3 Спектральная чувствительность глаза [28]

Слух - способность организма воспринимать и различать звуковые колебания. Эта способность воплощается слуховым анализатором. Характерными особенностями слухового анализатора являются:

-способность быть готовым к приему информации в любой момент времени;

-способность воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимые;

-способность устанавливать со значительной точностью место расположения источника звука.

Человеческому уху доступна область звуков, механических колебаний с частотой

16...22 000 Гц [28].

Для характеристики величин, определяющих восприятие звука, существенным является не только абсолютные значения интенсивности звука J и звукового давления P,

сколько их отношение к пороговым значениям (J0 и P0). К качестве таких относительных единиц измерения используют децибелы (дБ).

255

Шкалу децибел удобно использовать, так как почти весь диапазон слышамых звуков укладывается менее чем в 140 ДБ (рис. 4.4) [28].

Рис.4.4 Диаграмма области слухового восприятия [28]

Интенсивность звука уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния; при удвоении расстояния снижается на 6 дБ.

Орган слуха - ухо представляет собой воспринимающую часть звукового анализатора (рис. 4.5) [1]. Оно имеет три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода, затянутого упругой барабанной перепонкой, отделяющей среднее ухо. Ушная раковина и слуховой проход служат для улучшения приема звука высоких частот. Они способны усиливать звук с частотой 2000...5000 Гц на 10...20 дБ, и это обстоятельство определяет повышенную опасность звуков указанного диапазона частот.

Рис. 4.5. Схематическое изображение органа слуха (на разрезе):

/ — ушная раковина; 2 — наружный слуховой проход; 3 — барабанная перепонка, отделяющая наружный слуховой проход от полости среднего уха; 4 — система косточек среднего уха: молоточек, наковальня, стремечко; 5—полукружные каналы; 6 — улитка; 7 — лицевой нерв и нерв органа слуха и равновесия; 8 — евстахиева (слуховая) труба

Орган слуха воспринимает далеко не все многочисленные звуки окружающей среды. Минимальный уровень определенного звука, который требуется для того, чтобы вызвать слуховое ощущение в отсутствие шума, называется абсолютным порогом слышимости. Абсолютный порог слышамости звука состовляет 2 10-5 Па (10-12 Вт/м2) и соответствует 0 дБ. Абсолютный порог слышимости имеет тенденцию с возрастом уменьшаться (рис.4.6) [28].

256

Механизм восприятия вкусовых веществ связывают со специфическими химическими реакциями на границе «вещество-вкусовой рецептор». Предпологают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействииопределенных вкусовых веществ [1].

Абсолютные пороги вкусового анализатора выражаются в величинах концентраций раствора и они примерно в 10 000 раз выше, чем обонятельного. Различная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, в среднем она составляет 20%. Восстановление вкусовой чувствительности после воздействия различных раздражителей заканчивается через 10…15 мин.

Возбуждение от вкусовых рецепторов передается в ЦНС по специфическим проводящим путям.

Осязание - сложное ощущение, возникающее при раздражении рецепторов кожи, слизистых оболочек и мышечно-суставного аппарата. Основная роль в формировании осязания принадлежит кожному анализатору, который осуществляет восприятие внешних механических, температурных, химических и других раздражителей. Осязание складывается из тактильных, температурных, болевых и двигательных ощущений. Основная роль в ощущении принадлежит тактильной рецепции - прикосновению и давлению [1].

Тактильный анализатор обладает высокой способностью к пространственной локализации. Характерной особенностью тактильного анализатора является быстрое развитие адаптации, т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя и для различных участков тела может изменяться в пределах 2…20 с.

Кожа - внешний покров тела - представляет собой орган с весьма сложным строением, выполняющий ряд важных жизненных функций. Кроме защиты организма от вредных внешних воздействий кожа выполняет рецепторную, секреторную, обменную функции, играет значительную роль в терморегуляции и т. д.

В коже (рис. 4.7) различают три слоя: наружный (эпителиальный - эпидермис), соединительнотканный (собственно кожа - дерма) и подкожная жировая клетчатка. В коже имеется большое число кровеносных и лимфатических сосудов. Нервный аппарат кожи состоит из многочисленных пронизывающих дерму нервных волокон и нервных окончаний.

Одна из основных функций кожи - защитная; кожа - орган защиты. Так, растяжение, давление, ушибы обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностью кожи. Нормальный роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания и весьма устойчив по отношению к различным химическим веществам. Пигмент меланин, поглощающий ультрафиолетовые лучи, предохраняет кожу от воздействия солнечного света. Особенно большое значение имеют стерилизующие свойства кожи и устойчивость к различным микробам.

Важной функцией кожи является ее участие в терморегуляции (поддержании нормальной температуры тела); 80 % всей теплоотдачи организма осуществляется кожей.

Обменная функция кожи заключается в участии в процессах регуляции общего обмена веществ в организме, особенно водного, минерального и углеводного.

Помимо сенсорных в организме функционируют другие системы, которые или морфологически (структурно) отчетливо оформлены (кровообращения, пищеварения), или являются функциональными (терморегуляции, иммунологической защиты).

Человек постоянно приспосабливается к изменяющимся условиям окружающей среды благодаря гомеостазу - универсальному свойству сохранять и поддерживать стабильность работы различных систем организма в ответ на воздействия, нарушающие эту стабильность.

258

4.2.2 Оценка негативных факторов.

При оценке воздействия негативных факторов на человека следует учитывать степень влияния их на здоровье и жизнь человека, уровень и характер изменений функционального состояния и возможностей организма, его потенциальных резервов, адаптивных способностей и возможности развития последних [1].

При оценке допустимости воздействия вредных факторов на организм человека исходят из биологического закона субъективной количественной оценки раздражителя Вебера - Фехнера. Он выражает связь между изменением интенсивности раздражителя и силой вызванного ощущения: реакция организма прямо пропорциональна относительному приращению раздражителя.

dL = a dRR ,

где dL - элементарное ощущение организма; а - коэффициент пропорциональности; dR - элементарное приращение раздражителя.

Интегрируя данное выражение и принимая а = 10 Ige, получают уровень ощущения раздражителя (дБ)

L = 10lg R ,

R0

где Ro - пороговое значение ощущений, т. е. минимальная энергия раздражителя, характеризующая начало ощущения.

На базе закона Вебера - Фехнера построено нормирование вредных факторов. Чтобы исключить необратимые биологические эффекты, воздействие факторов ограничивается предельно допустимыми уровнями или предельно допустимыми концентрациями.

Предельно допустимый уровень или предельно допустимая концентрация - это максимальное значение фактора, которое, воздействуя на человека (изолированно или в сочетании с другими факторами), не вызывает у него и у его потомства биологических изменений даже скрытых и временно компенсируемых, в том числе заболеваний, изменений реактивности, адаптационно-компенсаторных возможностей, иммунологических реакций, нарушений физиологических циклов, а также психологических нарушений (снижения интеллектуальных и эмоциональных способностей, умственной работоспособности). ПДК и ПДУ устанавливают для производственной и окружающей среды. При их принятии руководствуются следующими принципами:

-приоритет медицинских и биологических показаний к установлению санитарных регламентов перед прочими подходами (технической достижимостью, экономическими требованиями);

-пороговость действия неблагоприятных факторов (в том числе химических соединений с мутагенным или канцерогенным эффектом действия, ионизирующего излучения);

-опережение разработки и внедрения профилактических мероприятий появления опасного и вредного фактора.

Ниже рассмотрено воздействие на организм человека и гигиеническое нормирование негативных факторов техносферы [29-31].

260