Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Электромагнитные поля радиочастот




Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цеха и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям).

РАДИОВОЛНЫ, электромагнитные волны с частотой меньше 6000 ГГц (с длиной волны l больше 100 мкм). Радиоволны с различной l отличаются по особенностям при распространении в околоземном пространстве и по методам генерации, усиления и излучения. Их делят на сверхдлинные (l > 10 км), длинные (10-1 км), средние (1000-100 м), короткие (100-10 м) и УКВ (l < 10 м). УКВ, в свою очередь, подразделяются на метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые и субмиллиметровые волны.

Зоны с повышенными уровнями ЭМП, источниками которых могут быть РТО и РЛС, имеют размеры до 100...150 м. При этом даже внутри зданий, расположенных в этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.

Электромагнитное поле обладает определенной энергией, характеризующейся плотностью потока энергии.

Практически плотность потока энергии J (Вт/м2) в зависимости от расстояния r (м) до излучателя в воздухе определяется через мощность излучения радиотехнического устройства P (Вт) и коэффициент усиления излучающей антенны G:

(4.3)
(4.4)

При распространении в воздухе или вакууме Е = 377×Н.

При G = 1:

[В/м] (4.5)

где E – напряженность электрического поля;

Н – напряженность магнитного поля;

r – расстояние от источника излучения до места измерения напряженности.

Пространство около излучающей электромагнитное поле антенны или другого проводника с переменным током принято условно разделять на две зоны:

ближнюю (зону индукции);

дальнюю (волновую зону, или зону излучения).

В волновой зоне на расстоянии r >λ/2π (λ — длина волны) производят оценку излучаемой энергии по плотности энергии J (Вт/м2).

В зоне индукции оценивают раздельно напряженности электрического поля Е (В/м) и магнитного поля Н(А/м).

Источниками излучения электромагнитной энергии радиочастот в промышленности могут являться установки электротермии, работа которых основана на применении токов радиочастот для нагревания металлов при закалке, плавке, пайке, сварке, отжиге и других технологических процессах, а также диэлектриков при сушке и склейке изделий из древесины, сварке пластиков, спекании и др.

Эксплуатация и изготовление устройств радиосвязи, радиовещания, телевидения, радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, медицинских аппаратов физиотерапии и др. также могут быть связаны с облучением обслуживающего персонала.

При воздействии электромагнитных полей на организм человека энергия поля поглощается тканями человека, что ведет к колебанию содержащихся в них ионов и дипольных молекул воды. Ионы тканей приходят в движение, так как в тканях возникают высокочастотные токи, сопровождающиеся тепловым эффектом. Наибольшему воздействию электромагнитного поля подвержены головной и спинной мозг, глаза.

Ранние признаки воздействия ВЧ, УВЧ и СВЧ — легкая утомляемость, изменения в крови. Исследования лиц, длительно работающих в зоне действия ЭМП радиочастоты, подтверждают кумуляцию (накопление) биологического эффекта даже при малых интенсивностях облучения.

Образуемые антропогенными источниками постоянные и переменные ЭМП по сравнению с естественными имеют обычно более высокую интенсивность. В зависимости от напряженности поля активность ацетилхолинэстеразы увеличивается. Отмечены поведенческие эффекты воздействия переменных ЭМП на людей, обезьян, птиц, грызунов. В последние годы много говорят о канцерогенном действии ЭМП особо низкой частоты (до 300 Гц).

4.3. Влияние на деятельность человека теплового и лазерного излучений

Тепловое излучение

Тепловое излучение в производственных условиях имеет диапазон волн от 0,1 мкм до 500 мкм.

Ультрафиолетовая область спектра имеет длину волн 0,1…4 мкм:

видимая часть – 0,4…0,78 мкм (400...780 нм);

инфракрасная – 0,78…500 мкм (780 нм до 500 мкм).

Инфракрасное излучение подразделяется на три области:

коротковолновую – излучения с длиной волны менее 1,4 мкм;

средневолновую – (1,4...3,0) мкм;

длинноволновую – более 3,0 мкм.

Не менее 60% всего теряемого тепла распространяется в окружающей среде путем инфракрасного излучения.

Эффект действия тепловых излучений на организм человека зависит от длины волны, которая обуславливает глубину их проникновения. Длинноволновое и средневолновое инфракрасные излучения поглощаются в основном кожным покровом, видимые излучения и коротковолновые инфракрасные излучения проникают в организм человека, воздействуя на его внутренние органы.

Коротковолновые инфракрасные излучения, поглощаясь хрусталиком глаза, являются причиной профессиональной катаракты (помутнение хрусталика). При интенсивном воздействии этих излучений на незащищенную голову может произойти тепловой удар.

При длительном пребывании человека в зоне тепловых излучений нарушается работа механизма терморегуляции, поддерживающего температуру тела на уровне 36,6...37,2 0С, происходит нарушение солевого баланса организма. При потере организмом солей в крови плохо удерживается вода. Нарушение водно-солевого баланса вызывает судорожную болезнь.

Интегральная допустимая интенсивность теплового облучения не должна превышать 258 Вт/м2 (0,5 кал/(см2×мин).

Интенсивность облучения от нагретой поверхности(при ) можно определить по формуле:

, (4.6)

где Ерасч – интенсивность облучения, Вт/м2;

F – площадь излучающей поверхности, м2;

l – расстояние от центра излучающей поверхности до облучаемого объекта, м;

А = 85 – для кожи человека и хлопчатобумажной ткани;

А = 100 – постоянный коэффициент для сукна.

Лазерное излучение

Лазерное излучение является электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн

λ = 0,2...1000 мкм.

Лазерное излучение характеризуется чрезвычайно малой расходимостью луча и высокой энергетической освещенностью (Вт/см2) – отношением мощности потока излучения, падающего на участок облучаемой поверхности, к площади этого участка.

Наибольшую опасность лазерное излучение представляет для органов зрения. Попавшая в них энергия лазерного излучения преобразуется в тепловую энергию. Нагревание может вызвать различные повреждения и разрушения глаза.

Ткани живого организма при малых и средних интенсивностях облучения почти непроницаемы для лазерного излучения. Поэтому кожа наиболее подвержена его воздействию (чем выше интенсивность излучения и длиннее его волна, тем сильнее воздействие).

При больших интенсивностях лазерного облучения возможны повреждения не только кожи, но и внутренних тканей. Эти повреждения имеют характер отеков, кровоизлияний, омертвения тканей, а также свертывания или распада крови.

Лазерное излучение нормируется по предельно допустимым уровням облучения (ПДУ) – это уровни лазерного облучения, при которых в условиях ежедневной работы не появляются у работающих заболеваний и отклонений в состоянии здоровья.

За ПДУ лазерного излучения принимаются произведение энергетической освещенности (Вт/см2) на длительность облучения (с).

Биологические эффекты при воздействии лазерного излучения на организм делятся на две группы:

первичные эффекты — органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых живых тканях;

вторичные эффекты — неспецифические изменения, возникающие в организме в ответ на облучение.

ПДУ непрерывного лазерного излучения для видимой области (λ= 0,4...0,75 мкм) нормируется по энергетической экспозиции на роговице глаза, не вызывающей первичных (Нп, Дж/см2) и вторичных (Нв, Дж/см2) биологических эффектов.

Для первичных биологических эффектов (Нп, Дж/см2):

 

Нп = Н1×k1, (4.7)

где H1 — энергетическая экспозиция на роговице глаза в зависимости от длительности воздействия τ при максимальном диаметре зрачка (d3 = 0,8 см);

k1=0,8 – поправочный коэффициент на длину волны λ=0,45-0,9 мкм лазерного излучения при максимальном диаметре зрачка d3 = 0,8 см.

Глава 5. Влияние на деятельность человека ионизирующих излучений

Виды ионизирующих излучений. Активность. Дозовые характеристики ионизирующих излучений. Связь активности и мощности дозы. Фоновое облучение человека. Требования к ограничению облучения.

5.1. Виды ионизирующих излучений

 

Под термином «радиация» обычно понимают ионизирующее излучение, способное вызывать определенные изменения в живой и неживой материи.

Ионизирующим излучением (ИИ) считается любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков.

Ионизирующее излучение состоит из ионизирующих частиц. К ионизирующим частицам относят корпускулы и фотоны.

Корпускулы - частицы с массой покоя отличной от нуля.

Фотоны - кванты электромагнитного излучения с нулевой массой покоя.

Корпускулярное излучение – ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля. К корпускулярному ионизирующему излучению относятся альфа-излучение, бета-излучение, протонное, нейтронное излучения.

Альфа-излучение – корпускулярное излучение, состоящее из ядер атомов гелия.

Бета-излучение – излучение, состоящее из электронов или позитронов.

р-излучение – излучение, состоящее из протонов.

n-излучение – излучение, состоящее из нейтронов.

К фотонному ионизирующему излучению относят гамма-, характеристическое, тормозное и рентгеновское излучения.

Гамма-излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер, при ядерных превращениях или при аннигиляции частиц. Длина волны 1Ǻ и короче (1 Ǻ = 10-10 м). Энергия гамма-излучения природных радионуклидов – до 5 Мэв, при искусственных ядерных реакциях – до 20 Мэв.

Характеристическое излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния электрона атома. Имеет дискретный энергетический спектр.

Тормозное излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц. Имеет непрерывный энергетический спектр.

Рентгеновское излучение. Электромагнитное излучение, состоящее из тормозного и характеристического излучений. Природа рентгеновских лучей относительно проста: это электромагнитные колебания с длиной волны от 10-4 до 1000 Å (от 10-14 до 10-7 м)

5.2. Активность

Источниками ионизирующих излучений (ИИИ) называют вещества или установки, при использовании которых возникают ионизирующие излучения. Мощность источника ионизирующих излучений характеризуется его активностью (А).

Под активностью (А)понимается среднее число атомов радиоактивного вещества распадающихся в единицу времени:

А = dN/dt, (5.1)

где dN – число атомов РВ, распавшееся за интервал времени dt.

Удельная активность радионуклида – отношение активности радионуклида в образце к массе образца: Аm = А/m.

Объемная активность радионуклида – отношение активности радионуклида в образце к объему образца: АV = А/V.

Поверхностная активность радионуклида – отношение активности радионуклида содержащегося на поверхности образца к площади поверхности этого образца: АS = А/S.

Линейная активность радионуклида – отношение активности радионуклида содержащейся на длине образца к его длине: АL = А/L

Изменение активности во времени описывается экспоненциальной зависимостью получившей название Закон радиоактивного распада:

Аt = A0×exp(-λ·t), (5.2)

где A0 – активность источника в начальный момент времени (t=0);

λ – постоянная распада (отношение доли ядер радионуклида, распадающихся за интервал времени dt, к этому интервалу).

На практике часто вместо экспоненциального закона изменение активности во времени определяется степенной зависимостью предложенной Вигнером и Веем:

, (5.3)

где A0 – активность осколков деления в момент времени t0;

At – активность осколков деления в момент времени t;

n – коэффициент, зависящий от изотопного состава источника ионизирующего излучения и от времени прошедшего после аварийного выброса или ядерного взрыва. Для практических расчетов принимают:

n = 0,4 (для радиационной аварии); n = 1,2 (для ядерного взрыва).

Единица активности радионуклида – беккерель (Бк).

1Бк = 1распад/с.

Беккерель равен активности источника в котором за время 1 сек происходит одно спонтанное ядерное превращение. Внесистемная единица активности – кюри (Ки).

Кюри – это активность источника в котором за время 1 сек происходит 37 миллиардов спонтанных ядерных превращений

(1 Ки = 3,7·1010 Бк) (1 Ки/км2 = 37000 Бк/м2).

 

5.3. Дозовые характеристики ионизирующих излучений

 

Мерой воздействия ионизирующего излучения на человека является доза. Различают следующие виды доз: экспозиционная, керма, поглощенная, эквивалентная, эффективная.

Экспозиционная доза Х – это отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в сухом воздухе, когда все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха с массой dm, полностью остановились в воздухе, к массе воздуха в этом объеме:

Х = dQ/dm (5.4)

Единицы измерения: Кл/кг; рентген: 1Р = 2,58×10-4 Кл/кг; 1Кл/кг = 3876 Р.

Понятием экспозиционной дозы желательно пользоваться для фотонного излучения в воздухе, при энергии фотонов до 3 Мэв.

В настоящее время (с 1.01.1990г.) использование экспозиционной дозы не рекомендуется. Это связано с тем, что экспозиционная доза была введена только для фотонного излучения, поэтому она не может использоваться в полях смешанного излучения разных видов.

Керма. Для оценки воздействия на среду косвенно ионизирующих излучений всех видов используют понятие «керма» (kerma – аббревиатура от английских слов kinetic energy released in material).

Керма К – это отношение суммы первоначальных кинетических энергий dWK всех заряженных ионизирующих частиц, образованных под действием косвенно ионизирующего излучения в элементарном объеме вещества к массе dm вещества в этом объеме:

К = dWK / dm (5.5)

Керма удобна тем, что она применима как для фотонов, так и для нейтронов в любом диапазоне доз и энергий излучения.

Единицы измерения: грей. 1 Гр = 1 Дж/кг.

Поглощенная доза ионизирующего излучения D – это отношение средней энергии , переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме:

D = / dm (5.6)

То есть поглощенная доза - это отношение энергии поглощенной веществом, к массе этого вещества. Единицы измерения: грей. 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад.

Между экспозиционной и поглощенной дозами существует определенная связь, так для образования пары ионов в воздухе при нормальных условиях необходимо затратить в среднем 34 эВ. Знание этого факта позволяет установить связь между ЭД и ПД: 1 Р = 0,01 Гр.

Эквивалентная доза НТ,R – это поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, WR.

НТ,R = WR. × DT,R (5.7)

где DT,R средняя поглощенная доза в органе или ткани Т;

WR – взвешивающий коэффициент для излучения R:

для λ-квантов и β-частиц любых энергий WR = 1;

для нейтронов WR от 5 до 10;

для α-частиц WR = 20.

В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах. Внесистемной единицей эквивалентной дозы является 1 бэр.

1 Зв = 100 бэр или 1бэр = 0,01 Зв.

Разные органы или тканиимеют разные чувствительности к излучению. Поэтому для случаев неравномерного облучения разных органов или тканей тела человека введено понятие эффективной дозы.

Эффективная доза Е – сумма произведений эквивалентных доз в органах и тканях человека НТ на взвешивающие коэффициенты для этих органов и тканей WT.

(5.8)

где НТ - эквивалентная доза в органе или ткани Т;

WT – взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т. Сумма всех коэффициентов WT равна единице.

Единицы измерения эффективной дозы – зиверт.

Wт имеет следующие значения: половые железы - 0,2; костный мозг - 0,12; кишечник - 0,12, желудок - 0,12, легкие - 0,12; мочевой пузырь - 0,05, молочные железы - 0,05, печень - 0,05, пищевод - 0,05, щитовидная железа - 0,05; кожа - 0,01; кости - 0,01; остальные органы - 0,05.

Эффективная коллективная доза( S ) это эффективная доза, полученная группой людей от какого-либо источника радиации. Она равна сумме индивидуальных эффективных доз. Единица измерения эффективной коллективной дозы – человеко-зиверт (чел-Зв), внесистемная – человеко-бэр (чел-бэр ):

(5.9)

n – число людей.

Мощность дозы (уровень радиации) – это отношение приращения дозы за интервал времени dt к величине этого интервала.

Мощность экспозиционной дозы: [Р/час ]

Мощность кермы: [Гр/час]

Мощность поглощенной дозы [Гр/час]

Мощность эквивалентной дозы [Зв/час]

Мощность эффективной дозы Ê = dE/dt [Зв/час]

5.4. Связь активности и мощности дозы

Схематично связь активности и мощности дозы представлена на рис.5.1.

Рис. 5.1. Схема связи активности и мощности дозы

Связь активности с дозовыми величинами осуществляется через керма-постоянную радионуклида ( Гδ).

Мощность воздушной кермы Ќ, создаваемой фотонами от точечного изотропно излучающего источника с активностью А находящегося в вакууме на расстоянии R от источника равна: произведению керма-постоянной данного радионуклида и активности источника деленному на квадрат этого расстояния:

Ќ = Гδ ×А / R2 [Гр/с] (5.10)

Керма-постоянная радионуклида Гδ – это отношение мощности воздушной кермы Ќ, создаваемой фотонами с энергией больше заданного порогового значения δ от точечного изотропно излучающего источника данного радионуклида, находящегося в вакууме на расстоянии r от источника, умноженной на квадрат этого расстояния, к активности А источника:

Гδ = Ќ× R2 [Гр·м2/(с·Бк)] (5.11)

Раньше использовалась гамма-постоянная (Г) – это отношение мощности экспозиционной дозы Р, создаваемой γ-излучением точечного изотропного источника данного радионуклида на расстоянии R, умноженной на квадрат этого расстояния, к активности А этого источника:

Р = Г×А/R2 (5.12)
Г = Р× L2 [Гр·м2/(с·Бк)] (5.13)

На практике, для того чтобы связать активность с мощностью дозы используют коэффициент k γ.

k γ – это коэффициент перехода от плотности заражения к уровню радиации.

Р = kγ.× АS (5.14)
kγ. =Р/АS [Р∙м2/(час∙Ки)] (5.15)

АS - поверхностная активность (плотность загрязнения)

АS = А/S [Бк/м2]

В НРБ-99 используется понятие дозового коэффициента ε:

ε = Ĥ/А [Зв/Бк] (5.16)

 

5.5. Фоновое облучение человека

 

Фоновое облучение человека создается космическим излучением, а также естественными и искусственными радиоактивными веществами, содержащимися в теле человека и в окружающей среде. Фоновое облучение (ФО) делят на две составляющие:

естественный радиационный фон (ЕРФ);

техногенно измененный радиационный фон (ТИРФ).

ФО = ЕРФ + ТИРФ

Естественный радиационный фон – это доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека. Средняя годовая эффективная доза (Е) внутреннего и внешнего облучения за счет ЕРФ составляет примерно 2 мЗв/год (15 мкР/ч).

Техногенно измененный радиационный фон – это естественный радиационный фон, измененный в результате деятельности человека. Он складывается из двух составляющих:

радиационный фон от радиоактивных осадков ядерных взрывов (на сегодняшний день фон от осадков ЯВ дает 0,02 мЗв в год).

радиационный фон от объектов атомной энергетики (годовая эффективная доза каждого жителя Земли от объектов атомной энергетики оценивается менее 1% от естественного уровня радиации и составляет 0,001 мЗв/год).

Кроме радиационного фона каждый человек подвергается воздействию ионизирующих излучений при прохождении некоторых медицинских процедур и при использовании электронной аппаратуры.

Источники ИИ используемые в медицине. Средняя эффективная эквивалентная доза, получаемая от всех источников в медицине, составляет около 1 мЗв/год (0,1 бэр/год).

Электронная аппаратура. Телевизоры и другая электронная аппаратура, где используются электровакуумные приборы с напряжением более 20 кВ, являются источником мягкого рентгеновского облучения, они дают вклад 0,01мЗв/год (1мбэр/год). Для телевизоров допускается мощность экспозиционной дозы 100 мкР/час на расстоянии 10 см.

Таким образом, человек получает за счет фонового облучения, медицинских процедур и облучения от электронной аппаратуры:

2 + 1 + 0,01 = 3 мЗв/год.

Радиационный фон 10…25 мкР/час (≈15 мкР/час)

Для человека, проживающего в промышленно развитых регионах РФ, годовая суммарная эквивалентная доза облучения из-за высокой частоты рентгенодиагностических обследований достигает 3000...3500 мкЗв/год (средняя на Земле доза облучения равна 2400 мкЗв/год).

 

5.6. Требования к ограничению облучения

 

Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:

персонал (группы А и Б);

все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов:

основные пределы доз (ПД), приведенные в табл. 6.1;

допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения);

контрольные уровни (дозы, уровни, активности и др.).

Таблица 6.1.

Основные пределы доз

Нормируемые величины Пределы доз
Персонал (группа А) Население
Эффективная доза 20 мЗв в год 1 мЗв в год
Эквивалентная доза за год: в хрусталике глаза 150 мЗв 15 мЗв
на коже 500 мЗв 50 мЗв
на кистях и стопах 500 мЗв 50 мЗв

 

Основные пределы доз, персонала группы Б, равны 1/4 значений для персонала группы А.

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) — 1000 мЗв, а дли населения за период жизни (70 лет) —70 мЗв.

Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения. Так доза от медицинского обследования для здоровых людей не должна превышать 1 мЗв/год.

В помещениях естественный фон не должен быть выше уровня радиации на открытой местности на 0,2 мкЗв/час (20 мкР/час).

т.е. Рдоп.пом ‹ Ротк.мест+20мкР/ч.

При превышении 30 мЗв/месяц – временное отселение.

Допустимые плотности загрязнения кожи составляют:

для бета-активных нуклидов – 200 част/(см2 × мин);

для альфа-активных нуклидов – 2 част/(см2 × мин).

Глава 6. Токсические загрязнения среды обитания

Загрязнение среды обитания токсичными веществами. Вредные вещества. Опасные биологические вещества.

6.1. Загрязнение среды обитания токсичными веществами

Загрязнение атмосферы. Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SO2, оксиды азота NуОх, углеводороды СnHm и пыль.

Большая часть примесей атмосферного воздуха в городах проникает в жилые помещения. В летнее время (при открытых окнах) состав воздуха в жилом помещении соответствует составу воздуха вне помещения на 90 %, зимой – на 50 %.

Высокие концентрации и миграция примесей в атмосферном воздухе стимулируют их взаимодействие с образованием более токсичных соединений (смога, кислот) или приводят к таким явлениям, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.

Фотохимические смоги, впервые обнаруженные в 40-х годах в Лос-Анджелесе, теперь периодически наблюдаются во многих городах.

Кислотные дожди известны более 100 лет, однако проблема этих дождей возникла около 20 лет назад. Источниками кислотных дождей служат газы, содержащие серу и азот.

Техногенные загрязнения атмосферы не ограничиваются приземной зоной. Определенная часть примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения, достигающего земной поверхности. Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют собой источник канцерогенной опасности для человека, стимулируют рост глазных заболеваний.

Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, продолжительность жизни которых достигает 100 лет. Источниками поступления фреонов являются: холодильники при нарушении герметичности контура переноса теплоты; технологии с использованием фреонов; бытовые баллончики для распыления различных веществ.

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия:

превышение ПДК многих токсичных веществ в населенных пунктах;

образование смога;

выпадение кислотных дождей

появление парникового эффекта, что способствует повышению средней температуры Земли;

разрушение озонового слоя, что создает опасность ультрафиолетового облучения.

Загрязнение гидросферы. При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности (металлургической, нефтеперерабатывающей, химической и др.), сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками. Основными источниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство.

Загрязнители делятся на биологические (органические микроорганизмы), вызывающие брожение воды; химические, изменяющие химический состав воды; физические, изменяющие ее прозрачность (мутность), температуру и другие показатели.

Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основном предприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности.

Биологические загрязнения оценивают биохимическим потреблением кислорода БПК.

БПК5 – это количество кислорода, потребляемое за 5 суток микроорганизмами – деструкторами для полной минерализации органических веществ, содержащихся в 1 л воды. Нормативное значение БПК5 = 5 мг/л.

Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бытовыми стоками. К ним относятся: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства. Наиболее опасны свинец, ртуть, кадмий.

В результате антропогенной деятельности многие водоемы мира и нашей страны крайне загрязнены. Уровень загрязненности воды по отдельным ингредиентам превышает 30 ПДК. Наиболее высокий уровень загрязненности воды наблюдается в бассейнах рек: Днестр, Печора, Обь, Енисей, Амур, Северная Двина, Волга, Урал.

Антропогенное воздействие на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:

снижаются запасы питьевой воды (около 40 % контролируемых водоемов имеют загрязнения, превышающие 10 ПДК);

изменяется состояние и развитие фауны и флоры водоемов;

нарушается круговорот многих веществ в биосфере;

снижается биомасса планеты и как следствие воспроизводство кислорода.

Загрязнение земель. Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: добыче полезных ископаемых и их обогащении; захоронении бытовых и промышленных отходов; проведении военных учений и испытаний и т. п.

Существенно загрязнение земель в результате седиментации токсичных веществ из атмосферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20…50 км, а превышение ПДК достигает 100 раз. К основным загрязнителям относятся никель, свинец, бенз(а)пирен, ртуть и др.

Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетраэтилсвинец, ртуть, диоксины, бенз(а)пирен и т. п.

Выбросы ТЭС содержат бенз(а)пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества. Зоны загрязнения почвы около трубы имеют радиусы 5 км и более.

Интенсивно загрязняются пахотные земли при внесении удобрений и использовании пестицидов.

Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия и других веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почву вносятся тяжелые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси. К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром и др. Выведение этих примесей из удобрений – трудоемкий и дорогой процесс. Особую опасность представляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточных вод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других производств.

Антропогенное воздействие на земную кору сопровождается:

отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия;

чрезмерным насыщением токсичными веществами растений;

нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;

загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса сточных вод.

6.2. Вредные вещества

 

Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются на:

промышленные яды, используемые в производстве;

ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве;

лекарственные средства;

бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;

биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорпионов);

отравляющие вещества (ОВ).

 

Типы классификаций опасных химических веществ
       
Классификация опасных химических веществ по характеру отравления Классификация опасных химических веществ по степени токсичности (ядовитости) Классификация опасных химических веществ по степени опасности. Классификация опасных химических веществ по способности вызывать массовые поражения.

Рис. 6.1. Основные подходы к классификации опасных химических веществ

 

Потенциально опасное вещество ( опасное вещество): вещество, которое вследствие своих физических, химических, биологических или токсикологических свойств предопределяет собой опасность для жизни и здоровья людей, для сельскохозяйственных животных и растений.

Опасное биологическое вещество: биологическое вещество природного или искусственного происхождения, неблагоприятно воздействующее на людей, сельскохозяйственных животных и растения в случае соприкасания с ними, а также на окружающую природную среду.

Опасное химическое вещество: химическое вещество, прямое или опосредованное, воздействие которого на человека может вызвать острые и хронические заболевания людей или их гибель.

Из известных в настоящее время 5 миллионов химических соединений 53500 признаны опасными (одно из ста). Классификация опасных химических веществ является довольно сложной методологической задачей, причем на разных исторических этапах ее решения применялись различные подходы, рассмотрим 4 из них (рис.6.1).

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...