3Класифікація способів очищення стічних вод
— відстоювання забруднень зі стоків за допомогою нафтовловлювачів, пісковловлювачів та інших відстійників;
— розділення води та забруднювачів за допомогою центрифуг та гідроциклонів;
— усереднення стоків чистою водою з метою зниження концентрації шкідливих речовин та домішок до рівня, при котрому стоки можна скидати у водойми або в каналізацію;
— вилучення механічних домішок за допомогою елеваторів, решіток, скребків та інших пристроїв;
— фільтрування стоків через сітки, сита, спеціальні фільтри, а найчастіше — шляхом пропускання їх через пісок;
— освітлення води шляхом пропускання її через пісок або спеціальні пристрої, наповнені композиціями або мінералами, здатними поглинати завислі частки.
Вибір схеми очищення води від завислих часток та нафтопродуктів залежить від виду та кількості забруднень, необхідного ступеня очищення.
4. Причиною парникового ефекту
Постійно збільшуються обсяги палива, що спалюється, проникнення в атмосферу промислово вироблених газів, широке випалювання і зведення лісів, анаеробне бродіння та багато іншого - все це зумовило виникнення такої глобальної екологічної проблеми, як парниковий ефект.
Основними хімічними речовинами, що створюють парниковий ефект, є наступні п'ять газів:
- Вуглекислий газ (50% парникового ефекту);
- Хлорфторвуглеці (25%);
- Оксид азоту (8%);
- Озон приземного рівня (7%);
- Метан (10%).
Вуглекислий газ потрапляє в атмосферу в результаті спалювання різних видів палива. Близько 1 / 3 кількості вуглекислого газу обумовлене випалюванням і зведенням лісів, а також процесами опустелювання. Зменшення лісів означає скорочення кількості зелених деревних рослин, здатних поглинати вуглекислий газ в процесі фотосинтезу. Щорічно вміст вуглекислого газу в атмосфері Землі збільшується в середньому на 0,5%.
Хлорфторвуглеці вносять близько 25% внеску у створення сукупного парникового ефекту. Вони мають подвійну небезпеку для людини і природи Землі: по-перше, сприяють розвитку парникового ефекту, по-друге, руйнують атмосферне озон.
Метан - один з важливих «парникових» газів. Вміст метану в атмосфері за останні 100 років подвоїлося. Основним джерелом надходження метану в атмосферу Землі є природний процес анаеробного бродіння, що має місце у вологих рисових виробництвах, в тваринництві, на полях очищення стічних вод, в розкладанні міських та житлово-комунальних стоків, у процесах гниття і розкладання органічних речовин у звалищах побутового сміття та ін Нафтове забруднення поверхні суші і Світового океану також вносить свій суттєвий внесок у збільшення вільного метану в атмосфері нашої планети.
Оксид азоту утворюється у багатьох технологічних процесах сучасного сільськогосподарського виробництва (наприклад, при утворенні і використанні органічних добрив), а також у результаті спалювання все зростаючих обсягів різного палива.
МОЖЛИВІ СЦЕНАРІЇ Глобальні кліматичні зміни
Глобальні кліматичні зміни дуже складні, тому сучасна наука не може дати однозначної відповіді, що ж нас очікує в найближчому майбутньому. Існує безліч сценаріїв розвитку ситуації. Для визначення даних сценаріїв враховуються фактори сповільнюють і прискорюють глобальне потепління.
Фактори, що прискорюють глобальне потепління:
+ Емісія CO 2, метану, закису азоту в результаті техногенної діяльності людини;
+ Розкладання, внаслідок підвищення температури, геохімічних джерел карбонатів з виділенням СО 2. У земній корі міститься у зв'язаному стані вуглекислого газу в 50000 разів більше, ніж в атмосфері;
+ Збільшення вмісту в атмосфері Землі водяної пари, внаслідок зростання температури, а значить і випаровуваності води океанів;
+ Виділення CO 2 Світовим океаном внаслідок його нагрівання (розчинність газів при підвищенні температури води падає). Зі зростанням температури води на кожен градус розчинність в ній CO2 падає на 3%. У Світовому океані міститься в 60 разів більше CO 2, ніж в атмосфері Землі (140 трильйонів тонн);
+ Зменшення альбедо Землі (що відбиває здатності поверхні планети), внаслідок танення льодовиків, зміни кліматичних зон і рослинності. Морська гладь відображає значно менше сонячних променів, ніж полярні льодовики і снігу планети, гори позбавлені льодовиків, також володію меншим альбедо, що просуває на північ деревна рослинність володіє меншим альбедо, ніж рослини тундри. За останні п'ять років альбедо Землі вже зменшилося на 2,5%;
+ Виділення метану при таненні вічної мерзлоти;
+ Розкладання метангідратов - кристалічних льодистих сполук води й метану, що містяться в приполярних областях Землі.
Фактори, що уповільнюють глобальне потепління:
- Глобальне потепління викликає уповільнення швидкості океанічних течій, уповільнення теплої течії Гольфстрім викличе зниження температури в Арктиці;
- Зі збільшенням температури на Землі зростає випаровуваність, а значить і хмарність, яка є певного роду перешкодою на шляху сонячних променів. Площа хмарності зростає приблизно на 0,4% на кожен градус потепління;
- Зі зростанням випаровуваності збільшується кількість опадів, що випадають, що сприяє заболочування земель, а болота, як відомо, є одними з головних депо CO 2;
- Збільшення температури, буде сприяти розширенню площі теплих морів, а значить і розширення ареалу молюсків і коралових рифів, ці організми беруть активну участь в депонуванні CO 2, який йде на будівництво раковин;
- Збільшення концентрації CO 2 в атмосфері стимулює ріст і розвиток рослин, які є активними акцепторами (споживачами) цього парникового газу.
Ось 5 сценаріїв майбутнього планети Земля:
Сценарій 1 - глобальне потепління буде відбуватися поступово. Земля дуже велика і складна система, що складається з великої кількості пов'язаних між собою структурних компонентів. На планеті є рухома атмосфера, рух повітряних мас якої розподіляє теплову енергію за широт планети, на Землі є величезний акумулятор тепла і газів - Світовий океан (океан накопичує в 1000 разів більше тепла, ніж атмосфера) Зміни в такій складній системі не можуть відбуватися швидко. Минуть століття і тисячоліття, перш ніж можна судитиме про скільки-небудь відчутному зміну клімату.
Сценарій 2 - глобальне потепління буде відбуватися відносно швидко. Самий «популярний» нині сценарій. За різними оцінками за останні сто років середня температура на нашій планеті збільшилася на 0,5-1 ° С, концентрація - СО 2 зросла на 20-24%, а метану на 100%. У майбутньому ці процеси отримають подальше продовження і до кінця XXI століття середня температура поверхні Землі може збільшитися від 1,1 до 6,4 ° С. Подальше танення арктичних і антарктичних льодів може прискорити процеси глобального потепління через зміни альбедо планети. За твердженням деяких вчених, тільки крижані шапки планети за рахунок відбиття сонячного випромінювання охолоджують нашу Землю на 2 ° С, а покриває поверхню океану лід істотно уповільнює процеси теплообміну між відносно теплими океанічним водами і більш холодним поверхневим шаром атмосфери. Крім того, над крижаними шапками практично немає головного парникового газу - водяної пари, так як він виморожен.
Глобальне потепління буде супроводжуватися підйомом рівня світового океану. З 1995 по 2005 рік рівень Світового океану вже піднявся на 4 см, замість прогнозованих 2-ух см. Якщо рівень Світового океану в подальшому буде підніматися з такою ж швидкістю, то до кінця XXI століття сумарний підйом його рівня складе 30 - 50 см, що викличе часткове затоплення багатьох прибережних територій, особливо багатонаселеного узбережжя Азії. Слід пам'ятати, що близько 100 мільйонів чоловік на Землі живе на висоті менше 88 сантиметрів над рівнем моря.
Крім підвищення рівня Світового океану глобальне потепління впливає на силу вітрів і розподіл опадів на планеті. У результаті на планеті зросте частота і масштаби різних природних катаклізмів (шторми, урагани, посухи, повені).
В даний час від посухи страждає 2% усієї суші, за прогнозами деяких вчених до 2050 року посухою буде охоплено до 10% всіх земель материків. Крім того, зміниться розподіл кількості опадів по сезонах.
У Північній Європі і на заході США збільшиться кількість опадів і частота штормів, урагани будуть бушувати в 2-а рази частіше, ніж у XX столітті. Клімат Центральної Європи стане мінливим, в серці Європи зими стануть теплішими, а літо дощове. Східну і Південну Європу, включаючи Середземномор'я, чекає посуха та спека.
Сценарій 3 - Глобальне потепління в деяких частинах Землі зміниться короткочасним похолоданням. Відомо, що одним з факторів виникнення океанічних течій є градієнт (різниця) температур між арктичними і тропічними водами. Танення полярних льодів сприяє підвищенню температури Арктичних вод, а значить, викликає зменшення температурної різниці між тропічними і арктичними водами, що неминуче, в майбутньому приведе до уповільнення течій.
Одним з найвідоміших теплих течій є Гольфстрім, завдяки якому в багатьох країнах Північної Європи середньорічна температура на 10 градусів вище, ніж в інших аналогічних кліматичних зонах Землі. Зрозуміло, що зупинка цього океанічного конвеєра тепла дуже сильно вплине на клімат Землі. Вже зараз течія Гольфстрім, стало слабше на 30% в порівнянні з 1957 роком. Математичне моделювання показало, щоб повністю зупинити Гольфстрім достатньо буде підвищення температури на 2-2,5 градуса. В даний час температура Північної Атлантики вже прогрілася на 0,2 градуса в порівнянні з 70-ми роками. У разі зупинки Гольфстріму середньорічна температура в Європі до 2010 року знизиться на 1 градус, а після 2010 року подальше зростання середньорічної температури продовжиться. Інші математичні моделі «обіцяють» більш сильне похолодання Європі.
Згідно з цими математичними розрахунками повна зупинка Гольфстріму відбудеться через 20 років, в результаті чого клімат Північної Європи, Ірландії, Ісландії та Великої Британії може стати холодніше сьогодення на 4-6 градусів, посиляться дощі та почастішають шторму. Похолодання торкнеться також і Нідерланди, Бельгію, Скандинавію і північ європейської частини Росії. Після 2020-2030 року потепління в Європі відновиться за сценарієм № 2.
Сценарій 4 - Глобальне потепління заміниться глобальним похолоданням. Зупинка Гольфстріму і інших океанічних викличе глобальне похолодання на Землі і настання чергового льодовикового періоду.
Сценарій 5 - Парникова катастрофа. Парникова катастрофа - самий «неприємний» сценарій розвитку процесів глобального потепління. Автором теорії є наш учений Карнаухов, суть її в наступному. Зростання середньорічної температури на Землі, внаслідок збільшення в атмосфері Землі змісту антропогенного CO 2, викличе перехід в атмосферу розчиненого в океані CO 2, а також спровокує розкладання осадових карбонатних порід з додатковим виділенням вуглекислого газу, який, у свою чергу, підніме температуру на Землі ще вище, що спричинить за собою подальше розкладання карбонатів, що лежать у більш глибоких шарах земної кори (в океані міститься вуглекислого газу в 60 разів більше, ніж в атмосфері, а в земній корі майже в 50 000 разів більше). Льодовики будуть інтенсивно танути, зменшуючи альбедо Землі. Таке швидке підвищення температури сприятиме інтенсивному надходженню метану з танучої вічної мерзлоти, а підвищення температури до 1,4-5,8 ° С до кінця сторіччя сприятиме розкладанню метангідратов (льодистих сполук води та метану), зосереджених переважно в холодних місцях Землі. Якщо врахувати, що метан, є в 21 разів сильнішим парниковим газом, ніж CO 2 зростання температури на Землі буде катастрофічним.
5. важливою екологічною проблемою стало випадання кислотних дощів. Щорічно при спалюванні палива в атмосферу надходить до 15 млн. т двоокису сірки, який, сполучаючись з водою, утворює слабкий розчин сірчаної кислоти, що разом з дощем випадає на землю. Кислотні дощі негативно впливають на людей, врожай, споруди і т. ін.
Кислотні дощі виникають у результаті поєднання з атмосферним киснем двоокису сірки та оксидів азоту, які викидаються у атмосферу працюючими на вугіллі та нафті електростанціями, металургійними заводами, а також автомобільним транспортом. Добуті таким шляхом зневоднені сірчана та азотна кислоти відносяться вітрами у вигляді дощів та нерідко мають значну кислотність. Фільтруючись у ґрунті, вода кислотних дощів уносить багато поживних речовин: кальцій, магній, калій та натрій. Їх місце займають токсичні метали, які під дією дощів стають розчинними та вбивають мікроорганізми, які розкладають органічні залишки і ґрунт залишається без поживних речовин.
Озонові діри. В 1985 р. Джозеф Фарман разом зі своїми співробітниками з Британської антарктичної служби вперше повідомив, що з кінця 1970х років над Антарктидою відбувалося значне потоншення озонового шару. Виміри супутника «Німбус-7», зроблені Арліном Крюгером з Годдардовського центра космічних польотів НАСА, показали, що з роками дефіцит озону збільшувався від однієї південної весни до іншої. В вересні та жовтні втрачається біля 70% озону над Антарктидою, що дорівнює приблизно 3% всього озону атмосфери.
Виміри зроблені лабораторією Д. Хофмана з Університету шт. Вайомінг, США, показали, щонайбільша частина втрат озону проходить на висотах від 12 до 30 кілометрів.
Було висунуто ряд гіпотез щодо пояснення виникнення озонової діри. Було відправлено декілька експедицій для тог, щоб відсіяти невірні гіпотези.
Гіпотеза 1: атмосферна циркуляція.
Схема циркуляції могла поступово змінитись так, що над Антарктидою потоки повітря спрямовані вверх. В результаті стратосферне повітря, збагачене озоном, заміщується повітрям з тропосфери - нижнього 10км-шару, що втримує мало озону.
Макс Левенштайн та його група з Еймского дослідницького цетру НАСА та їх колеги національного центу атмосферних дослідженнь та інші показали, що відповідно до динамічних моделей використаних прибічниками гіпотези циркуляції,на висоті озонової діри мають бути присутніми газоподібні мікроелементи з поверхні Землі. Виміри, навпаки, показали низькі рівні газоподібних мікроелементів, отже насправді повітря, що заповнює озонову діру поступає з більших висот, де озону зазвичай багато.
Гіпотеза 2: хімічні реакції.
В одній з перших гіпотез йшлося про те, що навколо озонової діри може у підвищених концентраціях бути присутніми сполуки азоту, що є найважнішими агентами в руйнуванні озону. в нижніх шарах атмосфери. Підвищення концентрації приписувалось сонячної активності та атмосферної циркуляції.
В теоріях засвідчувалось, що підвищена сонячна активність створює на великих висотах над Південним полюсом сполуки азоту з високою реакційною здатністю. Повітря, що рухається вниз переносить цей активний азот в нижні шари атмосфери, де дослідники дійсно спостерігали втрату азоту. Але співробітники лабораторії реактивного руху НАСА та лабораторії аерономії Національного управління дослідів океану та атмосфери віднайшли, що і озоновій дірці активні форми азоту також зменшувались в кількості.
Фарман та йогос півробітники запропонували альтернативну хімічну теорію, що
основана на дослідах М.Моліна, Масачусетський технологічний інститут, США та Ф. Шервуда Роуленда, Каліфорнійський університет, США, що були виконані в1970х роках.
В теорії припускалося, що за утворення озонової діри відповідають сполуки хлору, що надходять в атмосферу головним чином у складі антропогеного хлорфторвуглецю (ХФВ). Ці інертні сполуки, що використовуються як хладагенти для кондиціонерів та холодильників, як хімічні агенти для виробництва пенопластів, можуть зберігатися в атмосфері від 50 до 100 років.
За декілька тисячолітть вони досягають середини стратосфери, розташованої на висоті біля 30 км, або піднімаються вище. Там ультрафіолетове випромінювання розриває їх. Хлор ,що виділився з молекул ХФВ спочатку існує в вигляді вільного хлору або реагує з озоном, утворюючи закис хлору Cl O. Обидві форми вступають в подальші реакції, утворюючи стійкі сполук - резервуари хлору. Вони складаються з різноманітних форм хлористооводневої кислоти HCl, що утворюється під час реакції вільного хлору з такими компонентами, як метан та нітрат хлору Cl ONO2, що виникає в реакції між ClO та двуокисом азоту NO2.
Власне резервуари хлору не руйнують озон - в таких сполуках хлор залишається інертним та не може реагувати з озоном. Перші компютерні моделі показали, що ХФВ не можуть викликати великого впливу на озоновий шар. З них випливало, що деяка частина вільного хлору зруйнує тільки невелику частину озону.
Очевидно, що існує механізм вивільнення хлору з резервуарів.
Сюзан Соломон та співробітники з лабораторії аерономії та співробітники з Гарвардського університету, США, першими показали, яким може бути цей процес в 1986 році. Було зроблено припущення, що кореляція міжциклом потоншення шару озону та наявністю стратосферних хмар є свідком того, що хлор з резервуарів вивільнюють реакції, що йдуть на частках льоду в цих хмарах.
Хмари в стратосфері вважались явищем незвичним. Відносна вологість там досягає 1%. Кількість же водяної пари - всього декілька частин на мільйон, що в 1000 разів менше, ніж в тропосфері, де й утворюється більшість хмар. До недавнього часу вважалося, що існують стратосферні хмари єдиного виду - перламутрові. Вони утворюються на висотах приблизно віл 15 до30 км та являють собою різновид лінзовидних хмар. В висхідній частині хвиль повітря швидко розширюється і охолоджується. Якщо у повітрі є достатньо вологи, то вона буде конденсуватись на багаточислених частинках
Швидке охолодження та конденсація водяної пари приводять до формування перламутрових хмар. Розподілення розмірів часток в хмарі надає їй здатності переливатись. Перламутрові хмари показали метеорологам, що стратосфера достатньо холодна і що там може утворюватися лід хоча б поблизу полярних областей, але через крайню сухість температура має впасти для цього нижче 190 К. Такі температури зберігаються тільки під час антарктичної зими.
Пристрій, що був запущений за програмою «Стратосферні аерозольні зміни(SAM) 11» на борту супутника «Німбус - 7» в 1978 р. знаходив частинки а повітря шляхом аналізу сонячних променів, що торкаються країв Землі. Пристрій показав, що стратосферні хмари існують над Антарктидою навіть тоді, коли температура падає до 195 К.. Такі температури занадто високі для утворення перламутрових хмар, отже можна допустити, що хмари утворюються якимось іншим шляхом.
Було висловлене припущення, що за складом ці хмари мають відрізнятися, від перламутрових хмар, що складаються з чистої води, сконденсованої на завислих частинках. Хімічні теорії руйнування озонну вимагають видалення активного азоту, що звязує хлор в вигляді нітрату хлору - одного з основих резервуарів.. Так зявилася теорія , про стратосферні хмари - носії азоту. Вони мають складатися з азотної кислоти (HNO3)в замороженому стані, з трьома молекулами води на кожну молекулу азотної кислоти (HNO3 *3H2O). Така сполука, що називається тригідратом азотної кислоти не тільки забезпечує видалення азоту, але й конденсується при більш високих температурах, ніж чиста вода.
Перламутрові хмари з тригідрату азотної кислоти виникають в процесі повільного охолодження.. Порівняно з перламутровими хмарами хмари з тригідрату азотної кислоти менш масивні та більш розріджені, що заважає їх вивченню.
Крім перламутрових хмар з тригідрату азотної кислоти зустрічаються ще полярні стратосферні хмари (ПСХ) ще одного виду. Вони утворюються, якщо зимова антарктична температура повільно опускається нижче 190 К. З охолодженням повітря водяна пара конденсується на деяких завислих частинках, утворюючи водно-льодові хмари. Частинками-зародками є в них частки азотної кислоти. ПСХ цього типу, утримують водяну кригу. Зазвичай ці типи хмар відносять до одного класу, розрізняючи їх за щвидкістю утворення. Хмари, що повільно утворюються, добре видимі з поверхні Землі.
Всі три типи ПСХ - з тригідрату азотної кислоти, ті, що швидко і повільно охолоджуються(перламутрові) - виступають як ключові моменти знищення озону над Антарктикою. Лабораторні досліди співробітників НАСА та Станфордського міжнародного дослідницького інституту довели, що реакція між хлористоводневою кислотою та нітратом хлору, що утримують хлор в неактивному стані, дійсно буде йти на похерхні водного льоду та тригідрату азотної кислоти. Ця реакція, що дає молекулярний хлор та азотну кислоту, йде в відсутності твердих частинок з незначною швидкістю, якою можна знехтувати.
6…електромагнітну енергію використовують у радіо-, радіорелейному і космічному зв'язках, радіолокації, радіонавігації, на телебаченні, у металургії та металообробній промисловості для індукційного плавлення, зварювання, напилювання металів, у деревообробній, текстильній, легкій та харчовій промисловості, у радіоспектроскопії, сучасній обчислювальній техніці, медицині тощо.
У виробничих приміщеннях джерелами електромагнітного випромінювання є неекрановані робочі елементи високочастотних установок (індуктори, конденсатори, високочастотні трансформатори, фідерні лінії, батареї конденсаторів, котушки коливальних контурів тощо). При експлуатації ВЧ-, ДВЧ-, УВЧ-передавачів на радіо- та телецентрах джерелами електромагнітного випромінювання є високочастотні генератори, антенні комутатори, пристрої складання потужностей електромагнітного поля, комунікації (від генератора до антенного пристрою), антени.
Ступінь опромінення працюючих залежить від кількості розміщуваних у приміщенні передавачів (в окремих зонах, на радіо- та телецентрах їх може бути до 20), їх потужності, ступеня екранування, розміщення окремих блоків всередині приміщення і поза його межами.
Для всіх видів зв'язку джерелом електромагнітного випромінювання є радіолокаційні станції, зокрема генератори, фідерні лінії, антени, окремі блоки енергії електромагнітного поля ЗВЧ- та НВЧ-діапазонів.
Впливу енергії НВЧ-діапазону працівники зазнають при регулюванні, настроюванні та випробовуванні радіолокаційних станцій (РЛС), у цехах заводів і ремонтних майстерень. Основним джерелом випромінювання в цехах заводу є відкриті антенні системи. Під час випробовування РЛС на полігонах або їх експлуатації в цивільній авіації умови праці операторів сприятливіші, оскільки більшу частину робочого часу вони перебувають в екранованих кабінах.
В умовах виробництва електромагнітне випромінювання характеризується різноманітністю режимів генерації та варіантів дій працівників (випромінювання у ближній зоні, зоні індукції, загальне і місцеве, яке часто діє разом з іншими несприятливими факторами навколишнього середовища). Випромінювання може бути ізольоване (від одного джерела ЕМП), поєднане (від кількох джерел ЕМП одного частотного діапазону), змішане (від кількох джерел ЕМП різних частотних діапазонів) та комбіноване (коли одночасно діє інший несприятливий фактор). Дія ЕМП може бути постійною або переривчастою. Остання, у свою чергу, може бути періодичною та аперіодичною. Прикладом переривчастої періодичної дії ЕМП є випромінювання від антен РЛС, які працюють у режимі кругового огляду або сканування. Дії ЕМП може зазнавати як усе тіло працівника (загальне опромінення), так і окремі його частини (локальне або місцеве опромінення).
Біологічна дія електромагнітного поля на людину
Розрізняють дві форми негативного впливу на організм людини електромагнітного випромінювання діапазону радіочастот — гостру і хронічну, яка, у свою чергу, поділяється на три ступені: легкий, середній і тяжкий. Хронічна форма характеризується функціональними порушеннями нервової, серцево-судинної та інших систем організму, що проявляються астенічним синдромом, і вегетативними порушеннями, переважно серцево-судинної системи.
Особи, які перебувають під впливом хронічного випромінювання ЕМП, частіше (в 1,9 раза чоловіки та в 1,5 раза жінки), ніж ті, хто не зазнає опромінення, скаржаться на незадовільний стан здоров'я, у тому числі на головний біль (в 1,5 раза чоловіки та в 1,3 раза жінки), біль у серці (в 1,8 раза чоловіки та в 1,5 раза жінки), серцебиття, загальну слабкість, сонливість, шум у вухах, парестезію тощо.
Електромагнітне випромінювання — потужний фізичний подразник. Різні організми мають різну чутливість до природних та антропогенних (штучних) ЕМП: характер і вираженість біологічного ефекту залежать від параметрів ЕМП і рівня організації біосистеми. Міліметрові хвилі ЕМП впливають переважно на рецепторний апарат, хвилі більшої довжини — на центральну нервову систему.
Радіочастотне випромінювання різні органи і системи організму поглинають по-різному: істотне значення мають їх форма та лінійні розміри, орієнтація відносно джерела ЕМП. Первинні зміни функцій центральної нервової системи і пов'язані з ними порушення спричинюють біологічні ефекти на рівні органів і систем. Тривала дія високих рівнів електромагнітного випромінювання призводить до перенапруження адаптаційно-компенсаторних механізмів, істотних відхилень функцій органів і систем, порушення обміну речовин і ферментативної активності, гіпоксії, органічних змін. Оскільки у виробничому середовищі електромагнітне випромінювання діє, як правило, в комплексі з іншими факторами, його вплив на організм людини посилюється.
Захисно-пристосувальні реакції, що з'являються у людини під впливом електромагнітного випромінювання, мають неспецифічний характер. Найчастіше пристосувальними реакціями є збудження центральної нервової системи і підвищення рівня обміну речовин.
Ефекти від впливу на біологічні тканини людини електромагнітного випромінювання радіочастотного діапазону малої потужності поділяються на теплові й нетеплові. Тепловий ефект може виявлятись у людини або підвищенням температури тіла, або вибірковим (селективним) нагріванням окремих його органів, терморегуляція яких утруднена (жовчного і сечового міхурів, шлунка, кишок, яєчок, кришталиків, склистого тіла та ін.). Дія електромагнітного випромінювання на біологічний об'єкт виявляється тоді, коли інтенсивність випромінювання нижча від теплових порогових його значень, тобто спостерігаються нетеплові ефекти або специфічна дія радіохвиль, яка визначається інформаційним аспектом електромагнітного випромінювання, що сприймається організмом і залежить від властивостей джерела ЕМП та каналу зв'язку. Очевидно, що інформаційні процеси відіграють також певну роль при тепловій дії електромагнітного поля на організм. Крім того, дія електромагнітного випромінювання малої Інтенсивності призводить до локального нагрівання — мікро-нагрівання.
Умовно розрізняють такі механізми біологічної дії ЕМП:
• безпосередня дія на тканини та органи, коли змінюється функція центральної нервової системи і пов'язана з нею нейрогуморальна регуляція;
• рефлекторні зміни нейрогуморальної регуляції;
• поєднання основних механізмів патогенезу, дії ЕМП з переважним порушенням обміну речовин, активності ферментів. Питома вага кожного з цих механізмів визначається фізичними та біологічними змінами в організмі людини.
В окремих випадках у людини з'являються біль у серці, задишка, серцебиття, запаморочення, підвищена пітливість, посилюється функція щитовидної залози, порушується менструальний цикл у жінок і спостерігається статева слабкість у чоловіків; змінюється формула крові (зменшується кількість лейкоцитів і тромбоцитів). Одним із специфічних уражень людини є катаракта, яка може виникнути або одразу після опромінення, або через 3-6 днів, або розвиватися поступово впродовж кількох років. Катаракта спричинюється нагріванням кришталика до температури понад допустимі фізіологічні межі. Окрім катаракти можливе пошкодження строми рогівки і кератит.
Отже, вплив електромагнітного випромінювання має системний характер і потребує відповідних системних заходів захисту від нього.
Постійне електричне (електростатичне) поле як фактор впливу на людину
Джерелами постійного електричного (електростатичного) поля (ЕСП) є енергетичні установки для електротехнологічних процесів, які застосовують у народному господарстві (електрогазоочищення, електростатична сепарація руд і матеріалів, електростатичне нанесення лакофарбових матеріалів). Заряди статичної електрики виникають при подрібненні, деформації речовин, переміщенні тіл, сипких матеріалів, при інтенсивному перемішуванні, кристалізації, випаровуванні тощо.
Електростатичне поле утворюється електричним полем нерухомих електричних зарядів, з якими воно взаємодіє, і є найпоширенішим класом стаціонарних фізичних полів в енергетичних установках та електротехнічних процесах. Електростатичне поле може існувати як власне електричне поле (поле нерухомих зарядів) або стаціонарне електричне поле (електричне поле постійного струму).
7. Якість атмосферного повітря – сукупність властивостей повітря, яка визначає ступінь впливу фізичних, хімічних і біологічних факторів на людей, рослинний та тваринний світ, а також на матеріали, конструкції і довкілля загалом.
Оцінюють рівень забруднення середовища та його якість, використовуючи показники гранично допустимих концентрацій.
За прямої дії забрудника людина відчуває загальне погіршення стану, яке виражається різними симптомами. Накопичення в організмі шкідливих речовин понад визначену дозу може спричиняти патологічні зміни окремих органів або організму в цілому. Опосередковано впливають такі зміни й на довкілля: вони не діють на живі організми, але погіршують звичні умови життєдіяльності (пошкоджують зелені насадження, збільшують кількість туманних днів тощо).
Отже, основним критерієм встановлення нормативів ГДК для оцінювання якості атмосферного повітря є обсяг і особливості дії наявних у повітрі забруднювальних речовин на організм людини. Для визначення якості атмосферного повітря послуговуються двома ГДК – максимально разовою (ГДКм.р.) і середньодобовою (ГДКс.д.).
Максимально разова гранично допустима концентрація (ГДКм.р.) – основна характеристика небезпечності шкідливої речовини, яка встановлюється для попередження рефлекторних реакцій у людини (відчуття запаху, світлової чутливості, біоелектричної активності головного мозку) при короткотривалому впливі атмосферних домішок.
Максимально разові ГДК застосовують при оцінюванні умов праці у забруднених приміщеннях.
Середньодобова гранично допустима концентрація (ГДКсд.) – характеристика небезпечності шкідливої речовини, встановлена для попередження загальнотоксичного, канцерогенного, мутагенного та інших впливів речовин на організм людини. Речовини, які оцінюють за цим нормативом, здатні тимчасово або постійно накопичуватися в організмі людини. ГДКм.р. встановлюють для промислових підприємств, а ГДКс.д. – для зон житлової забудови. Різниця між цими показниками зумовлена тим, що на підприємствах до роботи допускають, як правило, здорових людей, які пройшли медичний огляд і стійкіші до дії на організм шкідливих речовин. Отже, ГДКм.р. більші, ніж ГДКс.д. На основі ГДК інженерні служби розраховують розміри гранично допустимих викидів (ГДВ) речовин в атмосферу. Зазвичай у різних країнах використовують два показники: ГДК та гранично допустиме екологічне навантаження (ГДЕН) на природні об’єкти. Санітарно-гігієнічне оцінювання якості атмосферного повітря здійснюють, дотримуючись таких необхідних вимог:
- допустимою може бути тільки така концентрація, яка не спричиняє прямої, побічної шкідливої або неприємної дії на людський організм, не знижує працездатності, не впливає на настрій, забезпечує фізіологічний оптимум життя;
- звикання до шкідливих речовин є неприйнятним, і концентрація, яка може його викликати, не допускається;
- недопустимі такі концентрації шкідливих речовин, які негативно впливають на рослини, клімат, прозорість атмосфери.
В Україні запроваджуються заходи, спрямовані на попередження забруднення атмосферного повітря та зниження вмісту шкідливих домішок, а саме:
- поліпшення наявних та впровадження нових технологічних процесів, які виключають поширення шкідливих речовин;
- поліпшення складу палива, апаратів карбюрації та зменшення надходження викидів в атмосферу за допомогою очисних споруд;
- запобігання забрудненню атмосфери за допомогою раціонального розміщення ймовірних джерел шкідливих викидів та розширення площ зелених насаджень.
Комплексне застосування цих заходів сприяє поліпшенню стану атмосферного повітря над містами. За чистотою повітря та його змінами постійно стежать органи санітарного контролю санітарно-епідеміологічної служби Міністерства охорони здоров’я України.
8..Для визначення категорії небезпечності підприємств використовують дані про викиди забруднюючих речовин в атмосферу за формою статистичної звітності 2тп-повітря. При цьому в цій формі необхідно розшифрувати графи "вуглеводні" та "інші" і не потрібно наводити інформацію про сумарні викиди шкідливих речовин в атмосферу від групи підприємств.
Категорію небезпечності підприємств (КНП) розраховують за виразом:
де М j — маса викиду j-ї речовини, т/рік;
ГДК с.д — середньодобова гранично допустима концентрація і-ї речовини, мг/м3:
n — кількість шкідливих речовин, які викидаються підприємством і забруднюють атмосферу;
а j — безрозмірна константа, яка дозволяє порівняти ступінь шкідливості іj-ї речовини зі шкідливістю сірчистого газу (визначається за табл. 3.30).
Таблиця 3.30. Безрозмірна константа у відповідності з класом небезпечності речовинКонстанта Клас небезпечності речовин
1 2 3 4
1,7 1,3 1,0 0,9
Для розрахунку КНП за відсутності середньодобових значень ГДК використовують значення максимально разових ГДК, ОБРВ або зменшені в десять разів значення ГДК робочої зони забруднюючих речовин.
Значення КНП щодо речовин, для котрих відсутня інформація про ГДК або ОБРВ, прирівнюють до маси викидів даних речовин. За величиною КНП підприємства поділяються на 4 категорії небезпечності. Граничні умови для виділення підприємства за категоріями небезпечності наведено в табл. 3.31.
Таблиця 3.31. Категорії небезпечності підприємств і граничні значення КНП
У залежності від тієї чи іншої категорії небезпечності підприємства здійснюється облік викидів забруднюючих речовин в атмосферу і запроваджується періодичність контролю за викидами підприємств, а також призначається санітарно-захисна зона від джерел забруднень до житлових районів (СЗЗ).
Як приклад, розглянемо викиди, що забруднюють атмосферне повітря електродного заводу та визначимо категорію цього підприємства (табл. 3.32).
Таблиця 3.32. Викиди за інгредієнтами і класом небезпечності речовин, які виділяютьсяНазва речовин, які виділяються ГДК£ЛІ мг/м* Клас небезпечності Викид, т/рік
Зважені речовини (пил) 0,15 3 4663,293
Окис вуглецю 3,0 4 8992,420
Сірчистий ангідрид 0,05 3 727,285
Двоокис азоту 0,04 2 150,000
Бенз(а)пірен 0,000001 1 0,665
Смолисті 0,02 (0,2 = ГДК роб зони) 2 911,579
Розрахуємо КНП цього підприємства:
Отримане значення КНП перевищує 108, що є свідченням того, що цей завод є джерелом забруднення довкілля і відноситься до 1 категорії за забрудненням атмосфери. Оцінити ступінь забруднення атмосфери речовинами, що виділяються, можна на підставі чисельного результату, отриманого від піднесення до степені відповідного члена, що входить у рівняння. Розташуємо речовини, що виділяються підприємством, за ступенем забруднення атмосфери (СЗА) (табл. 3.33).
Таблиця 3.33. Розподіл шкідливих речовин за ступенем забруднення атмосфериБенз(а)пірен 7 900 000 000
Смолисті 1 138 660
Двоокис азоту 44 283
Пил 31 089
Сірчистий ангідрид 14 546
Окис вмлепю 1346
9…Оцінка якості води за індексом забрудненості води
До категорії найбільш часто використовуваних методик для оцінки якості води водних об’єктів можна віднести гідрохімічний індекс забрудненості води. Ця методика є однією з найпростіших методик комплексної оцінки якості води та дозволяє у короткий термін проводити оцінку якості поверхневих водоймищ. Методика оцінки якості води за індексом забрудненості води (І3В) була рекомендована для використання підрозділам Держкомгідромету. Гідрохімічний індекс забрудненості води є комплексним показником якості води.
Сутність цієї методики полягає у розрахунку індексу забруднення води за гідрохімічними показниками, а потім за величинами розрахованих ІЗВ воду, яку досліджують, відносять до відповідного класу якості. При цьому виділяються такі класи якості води:
I – дуже чиста (ІЗВ < 0,3);
II – чиста (0,3 < ІЗВ < 1);
III – помірно забруднена (1 < ІЗВ < 2,5);
IV – забруднена (2,5 < ІЗВ < 4);
V – брудна (4 < ІЗВ < 6);
VI – дуже брудна (6 < IЗB < 10);
VII – надзвичайно брудна (IЗB > 10).
До першого класу відносяться води, на які найменше впливає антропогенне навантаження. Величини їх гідрохімічних та гідробілогічних показників близькі до природних значень для даного регіону.
Для вод другого класу xapaктepні певні зміни порівняно з природними, одначе ці зміни не порушують екологічної рівноваги.
До третього класу відносяться води, які знаходяться під значним антропогенним впливом, рівень якого близький до межі стійкості екосистем.
Води IV-VII класів – це води з порушеними екологічними параметрами, їх екологічний стан оцінюється як екологічний регрес.
Безпосередньо розрахунок І3В проводиться за обмеженим числом інгредієнтів або показників. Обирають 6 - 7 мінімум 5 показників.
Визначається середнє арифметичне значення результатів хімічних аналізів по кожному з таких показників: азот амонійний, азот нітритний, нафтопродукти, фенол, розчинений кисень, біохімічне споживання кисню (БСК5). Знайдене середнє арифметичне значення кожного з показників порівнюється з їх гранично допустимими концентраціями. При цьому у випадку розчиненого кисню величина гранично допустимої концентрації ділиться на знайдене середнє значення концентрації кисню, тоді як для інших показників це робиться навпаки.
Оцінка якості поверхневих вод суші за гідрохімічними показниками (методика Гідрохімічного інституту)
Гідрохімічним інститутом Держкомгідромету колишнього СССР розроблено один з можливих методів оцінки якості води водних об'єктів за гідрохімічними показниками, який широко застосовується при проведенні досліджень якості води, в тому числі в Україні.
Головна мета методу полягає в одержання оцінки якості води i проведенню на її основі класифікації води за ступенем придатності для основних видів водоспоживання — господарсько-питного, культурно-побутового, а також для рибогосподарських цілей.
Принципову основу методу складами поєднання диференційованого i комплексного підходів до оцінки якості та використання при цьому набору відносних критеріїв, які дозволяють з різних сторін вирішити поставлене завдання.
Структура методу включає такі основні напрямки обробки аналітичного матеріалу:
— визначення характеру забруднення за величиною умовного коефіцієнту комплексності;
— установлення рівня i класу якості води по величині комбінаторного індексу забруднення;
— виділення пріоритетних забруднюючих компонентів за кількістю i складом лімітуючих показників забруднення;
— проведення диференційованої оцінки лімітуючих забруднюючих речовин.
Визначення виду забруднення залежно від умовного коефіцієнта комплексності
З метою виявлення доцільності застосування для оцінки якості води водних об'єктах диференційованого або комплексного підходів.
На перший стадії обробки матеріалу оцінюються комплексність забруднення води в створі за допомогою умовного коефіцієнта комплексності, вираженого відношенням числа забруднюючих речовин, вміст яких перевищує функціонуючі в країні нормативи, до загального числа інгредієнтів, визначених програмою дослідження.
Коефіцієнт комплексності К характеризує в основному участь антропогенної складової у формуванні хімічного складу води водних об'єктів.
Встановлення рівня i класу якості води водних об'єктів за величиною комбінаторного індексу забруднення
З метою встановлення рівня якості води водних об'єктів проводиться триступенева класифікація за ознаками повторюваності випадків забруднення, кратності перевищень нормативів, а також з врахуванням характеру забруднення.
Перший ступінь класифікації оснований на встановленні міри стійкості забруднення.
Після проведення аналізу забруднення за ознакою повторюваності може бути виділено як якісно відмінні такі характеристики: забруднення може спостерігатися в окремих пробах, тобто бути одиничним; забруднення може бути нестійким; може не бути домінуючим, але очевидно мати стійкий характер, i, нарешті, забруднення може бути домінуючим, тобто характерним. Якісним вираженням виділених характеристик забруднення води присуджуються кількісні вираження в балах (табл. 1).