Image text


Экологическая безопасность

на главную страницу к перечню статей
Защита атмосферы.

Помимо постоянных компонентов (в сухом чистом воздухе по объёму в %: N2 – 78,08; O2 – 20,95; Ar – 0,94; CO2 – 0,03; остальное – гелий, метан, криптон, озон) в атмосфере практически всегда содержатся и посторонние примеси.

К основным загрязнителям атмосферы (данные ЮНЕП – программа ООН по окружающей среде) можно отнести: SO2 и частицы – пыли (200 млн. т/год); NOx (60 млн. т/год); CO и CO2 (8000 млн. т/год); углеводороды CxHy (80 млн. т/год).

Часть загрязнителей попадает в атмосферу естественным путём (вулканическая деятельность, грозы, лесные пожары, деятельность живых организмов), однако весомый вклад вносят и антропогенные источники среди которых наиболее важные это (данные по РФ за 1996 г. в тыс. т) автотранспорт (10955); теплоэнергетика (4748); металлургия (6133); нефтегазовая промышленность (2699); химическая промышленность (454).

Состав антропогенных выбросов конкретной территории зависит от характера промышленных предприятий. В настоящее время учитывается около 500 вредных веществ загрязняющих атмосферу.

Среди них наиболее опасны (из встречающихся на территории России) – многоядерные ароматические углеводороды (бензпирены), фосген, хлор, фенол, бензол, формальдегид, аммиак, ХФУ и т. д. Кроме того, вместе с пылью в организм человека через дыхательный тракт часто поступают патогенные микроорганизмы, тяжёлые металлы и радиоактивные изотопы.

При совместном присутствии в воздухе нескольких загрязнителей может происходить их взаимодействие друг с другом, приводящее к образованию ещё более опасных загрязнителей. Например, в воздухе крупных городов в результате взаимодействия между углеводородами, оксидами азота и серы образуется смог, резко ухудшающий условия жизни людей.

Для оценки качества воздушной среды существуют следующие критерии: ПДКр.з. – предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны (мг/м3) – концентрация при ежедневной работе в пределах 8 часов в течение всего трудового стажа не вызывающая в состоянии здоровья обнаруживаемых отклонений.

ПДКм.р. – предельно допустимая максимальная разовая концентрация вещества в воздухе населённых мест (мг/м3) – концентрация не оказывающая при вдыхании в течение 20 минут вредных реакций в организме человека. Следует отметить, что согласно ныне действующим нормативно-правовым актам, эта величина не должна применяться для оценки состояния атмосферы населённых мест.

ПДКс.с. – предельно допустимая среднесуточная концентрация токсичного вещества в воздухе населённых мест (мг/м3) – не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном вдыхании.

Определение величин ПДК является длительным и дорогостоящим процессом, поэтому для многих веществ используют менее научно обоснованные величины: ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействия и ВДК – временно допустимая концентрация.

 
 

Кратко охарактеризуем некоторые атмосферные загрязнители.

Оксид серы (IV). Часто встречается как продукт металлургической, химической промышленности, производства серной кислоты, компонент дымов тепловых электростанций и котельных, работающих на сернистых топливах. Является основной причиной появления кислотных дождей:

SO2 + H2O = H2SO3 (сернистая кислота).

Бесцветный газ с острым запахом (Тпл. = - 75,5 оС, Ткип. = - 10оС). В 1 объёме воды, при 20оС растворяется 43,3 объёма SO2, с ростом температуры растворимость падает.

При воздействии на организм малые концентрации SO2 раздражают слизистые оболочки, более высокие вызывают воспаление слизистых оболочек носа, носоглотки, трахеи, бронхов, иногда появляются носовые кровотечения. При длительном воздействии – рвота.

Порог запаха 3-6 мг/м3; 50 мг/м3 – вызывает раздражение глаз; 60 мг/м3 – кашель. ПДКр.з. – 10 мг/м3.

Первая помощь при отравлении – свежий воздух, свобода дыхания, промывание глаз, носа 2%-ным раствором NaHCO3 (питьевой содой), в тяжёлых случаях – ингаляция кислорода.

Для защиты дыхательных путей применяют фильтрующий противогаз с коробкой марки В (жёлтая окраска).

Оксиды азота (NOx). В атмосфере могут встречаться NO, N2O3, NO2, N2O4, при особых условиях возможно появление N2O. Характер влияния на организм меняется в зависимости от содержания в газовой смеси различных оксидов. Отравление протекает в основном по типу раздражающего действия. Острое отравление начинается кашлем, иногда рвотой. На свежем воздухе явления быстро проходят.

В контакте с влажной поверхностью лёгких NOx образуют HNO3 и HNO2, что может привести к отёку лёгких.

В крови появляются нитраты и нитриты. NO2- вызывает расширение сосудов и снижение кровяного давления, кроме того, превращает оксигемоглобин в метгемоглобин.

ПДКр.з. в пересчёте на NO2 – 5 мг/м3. Опасно кратковременное воздействие концентраций 20 мг/м3.

Первая помощь – свежий воздух, пострадавшего необходимо нести, недопустимо его самостоятельное хождение.

Для защиты дыхательных путей применяют фильтрующие противогазы с коробкой марки В (жёлтая окраска).

Оксид углерода (II).(СО). Бесцветный газ без запаха, образуется при неполном сгорании углерода и органических соединений, его источником может быть любое пламя, любой двигатель, где происходит неполное сгорание углерода. Например, в выхлопных газах автомобилей содержится от 1 до 13,7 % СО. В кабине автомобиля концентрация СО составляет – 50 мг/м3, в районе крупных автомагистралей – 90 мг/м3.

ПДКр.з. = 20 мг/м3. (ПДКс.с. = 1 мг/м3). При концентрации в воздухе выше 0,4% быстро наступает смерть.

Механизм действия СО на организм связан с вытеснением кислорода из оксигемоглобина (НbО2) крови с образованием карбоксигемоглобина (НbСО): НbО2 + СО = НbСО + О2. Средство СО к гемоглобину в 300-200 раз больше, чем кислорода. Кроме того присутствие СО в крови снижает способность оксигемоглобина к диссоциации: НbО2 = Нb + О2.

СО оказывает и непосредственное токсическое воздействие на клетки, нарушая тканевое дыхание и уменьшая потребление О2.

Начальными симптомами отравления СО являются мышечная слабость, особенно в ногах, головокружение, сильные головные боли, учащение пульса. Различают три степени тяжести отравления: лёгкая степень – спутанность сознания, иногда кратковременные обморочные состояния; средняя степень – с более продолжительной потерей сознания; тяжёлая степень – длительная потеря сознания, нарушение дыхания.

Качественная оценка, прогнозирующая влияние СО на человека может быть получена из уравнения С х t = К, где С – концентрация СО в воздухе (мг/м3); t – время (час); если К ≤ 350 – токсическое действие отсутствует; К = 700 – слабое токсическое действие; К>1000 – головная боль, тошнота. Первая помощь заключается в срочном прекращении дальнейшего воздействия монооксида углерода, вынести пострадавшего из ядовитой атмосферы, поднести к носовым отверстиям кусок ваты смоченный нашатырным спиртом, дать горячий чай, кофе, в тяжёлых случаях вдыхание кислорода.

Средства защиты – при высоких концентрациях изолирующий противогаз, при низких фильтрующий с коробками марки СО (белая окраска) или М (красная окраска), которую нельзя применять в присутствии органических веществ.

Оксид углерода (IV) CO2. Бесцветный газ, имеющий слегка кисловатый запах и вкус. Диоксид углерода примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха, что может приводить к его накоплению в низких местах с плохой вентиляцией (в природных условиях – в местах выделения СО2 из трещин земной коры, – например, «Собачья пещера» около Неаполя, «Долина смерти» Камчатка, в производственных условиях – силосные ямы, овощехранилища, бродильные помещения, канализационные колодцы, реже погреба).

В малых концентрациях СО2 не представляет опасности для человеческого организма, при содержании в воздухе более 4% (по объёму) диоксида углерода наблюдается раздражение дыхательных путей, головная боль, шум в ушах, при концентрации более 10% может наступить быстрая потеря сознания и смерть.

Отравления диоксидом углерода крайне редки, однако отмечались и смертельные случаи.

Наибольшую опасность СО2 несёт в глобальном масштабе играя основную роль в проявлении парникового эффекта. Сущность этого явления заключается в поглощении некоторыми, так называемыми парниковыми газами (СО2, NOх, СН4, Н2О, пыль, ХФУ) отражаемого землёй инфракрасного излучения. С 1850 года содержание СО2 в атмосфере возросло с 0,027% до 0,033%.

Вклад различных веществ в ожидаемый парниковый эффект, если не принимать надлежащих мер, за счёт антропогенного воздействия может достичь следующих величин:

вещество

СО2

СН4

NOx

CF2Cl2

CFCl3

CH3CCl3

Повышение температуры оС

0,8

0,8

1,0

2,2

2,4

2,4

 

Однако полностью прогноз не выполняется, что объясняют проявлением действия так называемого аэрозольного эффекта, ориентировочностью расчётов и рядом других факторов.

 

  на главную страницу поиск