 |
Экологические кризисы и катастрофы.
|
|
|
|
Кризисы, бедствия и катастрофы ведут к нарушению природного экологического равновесия, потере биологическими системами устойчивости.
К р и з и с ы не разрушают систему полностью, а приводят её в состояние неустойчивости, из которого возможен выход к изменению уровня функционирования или управления системой, но возможен и выход к гибели системы. Кризис ещё может быть обратим.
К а т а с т р о ф а – комплекс изменений в системе, которые ведут к её исчезновению.
Первый1 антропогенный экологический кризис произошёл 10... 50 тыс. лет назад и был к р и з и с о м п е р е п р о м ы с л а ж и в о т н ы х (кризис консументов), т.е. в результате интенсивного развития охоты произошёл перепромысел крупных животных-консументов.
Около 2 тыс. лет тому назад, произошёл кризис, из-за повышения производительности сельского хозяйства. Появились излишки продукции, которые можно было менять или продавать. Истощение плодородия почв вызвало к р и з и с п р и м и т и в н о г о п о л и в н о г о з е м л е д е л и я (кризис продуцентов).
Второй антропогенный кризис, произошёл 150... 350 лет назад. Это к р и з и с п е р е п р о м ы с л а р а с т и т е л ь н о г о м а т е р и а л а (также кризис продуцентов). Человечество начать интенсивное использование минеральных (ископаемых) источников энергии (уголь, нефть, газ), что вызвало дисбаланс в энергетических процессах биосферы.
50... 60 лет назад, в связи с научно-технической революцией начался и продолжается в настоящее время третий антропогенный кризис или глобальный к р и з и с ф и з и ч е с к о г о и х и м и ч е с к о г о з а г р я з н е н и я б и о с ф е р ы, угрозы нехватки минеральных ресурсов. Это кризис редуцентов, которые уже не в состоянии справляться с разложением всего постоянно растущих загрязнений.
|
|
|
Современный экологический кризис:
В наши дни 3-й антропогенный кризис дополнился четвёртым г л о б а л ь н ы м т е р м о д и н а м и ч е с к и м (тепловым) к р и з и с о м, который называют энергетическим кризисом потребления.
АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ - всё то, что появляется не в том месте,не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы,что выводит её системы из равновесия, что отличается от нормы, обычно наблюдаемой и (или) желательной для человека.
Принято выделять загрязнение:
- х и м и ч е с к о е (или ингредиентное), заключающееся в изменении химического состава среды (отклонении от нормального уровня концентрации характерных ингредиентов и появлении новых);
- ф и з и ч е с к о е (или параметрическое), связанное с отклонением от нормы физических параметров окружающей среды;
- б и о л о г и ч е с к о е, включающее микробиологическое (бактериями и вирусами – возбудителями болезней, носящих характер эпидемий) и макробиологическое (животными и растениями, случайно либо ошибочно интродуцированными1 в новые экосистемы).
По масштабам воздействия загрязнения биосферы подразделяют на:
- л о к а л ь н о е – (города, крупные промышленных и транспортных пред- приятия, крупные животноводческие комплексы);
- р е г и о н а л ь н о е – (значительные территории и акватории, крупные промышленные районы);
- г л о б а л ь н о е – (распространяется на большие расстояния вплоть до общепланетарного влияния).
Человек – основной загрязнитель окружающей природной среды.
Всякая хозяйственная деятельность приводит к образованию отходов, которые рассеиваются в окружающей природной среде, меняя диапазон естественных колебаний экологических (в первую очередь абиотических) факторов.
Р е с у р с н ы й ц и к л – обмен веществ между природой и обществом, включающий извлечение естественных ресурсов из природной среды, вовлечение их в хозяйственный оборот с последующей утилизацией, а также возвращение трансформированной природной субстанции в окружающую среду.
|
|
|
Аналогом рассматриваемого понятия, в определённой степени, является "ж и з н е н н ы й ц и к л" продукции – новое понятие, введённое международными стандартами ИСО серии 14 000.
Всё произведённое человеком, включая шедевры искусства и памятники истории, рано или поздно изнашиваются, выходят из строя, разрушаются и рассеиваются в окружающей природной среде.
АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ.
Главные источники антропогенного загрязнения воздуха: энергетика, транспорт, чёрная и цветная металлургия, химия и нефтехимия.
Основные загрязнители гидросферы: предприятия целлюлознобумажной промышленности, нефтеперерабатывающей, химической, пищевой и легкой отраслей промышленности, индустриальное сельское хозяйство.
Основная масса промышленных твёрдых и жидких отходов образуется на предприятиях горнодобычи и горнопереработки, энергетики, металлургической и химической промышленности.
Воздействие на атмосферу.
Основные ингредиенты загрязнения атмосферы:
-оксид углерода (СО);
-Оксиды азота (NOX);
-диоксид серы (SO2);
-углеводороды (СnHm);
-взвешенные частицы (пыль).
В качестве синонима "диоксида углерода" в международных дискуссиях по глобальной климатической проблеме широко используется термин " углерод ", при этом имеются в виду количество СО2 в пересчёте на углерод.
44 тонны диоксида углерода эквивалентны 12 тоннам углерода.
Воздействие на биосферу физических факторов:
- Тепловое загрязнение
Энергопотребление и биосфера
ДИСЦИПЛИНА «Надежность технических систем и техногенный риск»
Вопрос Понятие надежности технической системы (объекта). Параметры надежности.
Основные понятия надежности технических систем
Термины надежность, безопасность, опасность и риск часто смешивают, при этом их значения перекрываются. Часто термины анализ безопасности или анализ опасности используются как равнозначные понятия. Наряду с термином анализ надежности они относятся к исследованию как работоспособности, отказов оборудования, потери работоспособности, так и процесса их возникновения.
|
|
|
Обеспечение надежности систем охватывает самые различные аспекты человеческой деятельности. Надежность является одной из важнейших характеристик, учитываемых на этапах разработки, проектирования и эксплуатации самых различных технических систем.
С развитием и усложнением техники углубилась и развивалась проблема ее на-дежности. Изучение причин, вызывающих отказы объектов, определение закономерностей, которым они подчиняются, разработка метода проверки надежности изделий и способов контроля надежности, методов расчетов и испытаний, изыскание путей и средств повышения надежности – являются предметом исследований надежности.
Если в результате анализа требуется определить параметры, характеризующие безопасность, необходимо в дополнение к отказам оборудования и нарушениям рабо-тоспособности системы рассмотреть возможность повреждений самого оборудования или вызываемых ими других повреждений. Если на этой стадии анализа безопасности предполагается возможность отказов в системе, то проводится анализ риска для того, чтобы определить последствия отказов в смысле ущерба, наносимого оборудованию, и последствий для людей, находящихся вблизи него.
Быстрое развитие науки о надежности в настоящее время связано:
- с автоматизацией, многократным усложнением машин и их соединением в крупные комплексы;
- с задачами безлюдной технологии;
- с непрерывным форсированием машин, уменьшением их металлоемкости, повышением их силовой, тепловой, электрической напряженности.
Наука о надежности является комплексной наукой и развивается в тесном взаи-модействии с другими науками, такими как физика, химия, математика и др., что особенно наглядно проявляется при определении надежности систем большого масштаба и сложности.
При изучении вопросов надежности рассматривают самые разнообразные объекты — изделия, сооружения, системы с их подсистемами. Надежность изделия зависит от надежности его элементов, и чем выше их надежность, тем выше надежность всего изделия.
|
|
|
Надежность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Недостаточная надежность объекта приводит к огромным затратам на его ремонт, простою машин, прекращению снабжения населения электроэнергией, водой, газом, транспортными средствами, невыполнению ответственных задач, иногда к авариям, связанным с большими экономическими потерями, разрушением крупных объектов и с человеческими жертвами. Чем меньше надежность машин, тем большие партии их приходится изготовлять, что приводит к перерасходу металла, росту производственных мощностей, завышению расходов на ремонт и эксплуатацию.
Надежность объекта является комплексным свойством, ее оценивают по четырем показателям — безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости или по сочетанию этих свойств.
Безотказность — свойство объекта сохранять работоспособность непрерывно в течение некоторого времени или некоторой наработки. Это свойство особенно важно для машин, отказ в работе которых связан с опасностью для жизни людей. Безотказность свойственна объекту в любом из возможных режимов его существования, в том числе, при хранении и транспортировке.
Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособное состояние до на-ступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
В отличие от безотказности долговечность характеризуется продолжительностью работы объекта по суммарной наработке, прерываемой периодами для восстановления его работоспособности в плановых и неплановых ремонтах и при техническом обслуживании.
Предельное состояние — состояние объекта, при котором его дальнейшая экс-плуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта. Важность ремонтопригодности технических систем определяется огромными затратами на ремонт машин.
Сохраняемость — свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования. Практическая роль этого свойства велика для деталей, узлов и механизмов, находящихся на хранении в комплекте запасных принадлежностей.
|
|
|
Объекты подразделяют на невосстанавливаемые, которые не могут быть вос-становлены потребителем и подлежат замене (например, электрические лампочки, подшипники, резисторы и т.д.), и восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены потребителем (например, телевизор, автомобиль, трактор, станок и т.д.).
Надежность объекта характеризуется следующими состояниями: исправное, не-исправное, работоспособное, неработоспособное.
Исправное состояние — такое состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Исправное изделие обязательно работоспособно.
Неисправное состояние — такое состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности, приводящие к отказам. Например, повреждение окраски автомобиля означает его неисправное состояние, но такой автомобиль работоспособен.
Работоспособным состоянием называют такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, соответствующие требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Неработоспособное изделие является одновременно неисправным.
Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.
Отказы по характеру возникновения подразделяют на случайные и неслучайные (систематические).
Случайные отказы вызваны непредусмотренными нагрузками, скрытыми дефектами материалов, погрешностями изготовления, ошибками обслуживающего персонала.
Неслучайные отказы — это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений, связанные с влиянием среды, времени, температуры, облучения и т. п.
В зависимости от возможности прогнозировать момент наступления отказа все отказы подразделяют на внезапные (поломки, заедания, отключения) и постепенные (износ, старение, коррозия).
По причинам возникновения отказы классифицируют на конструктивные (вы-званные недостатками конструкции), производственные (вызванные нарушениями тех-нологии изготовления) и эксплуатационные (вызванные неправильной эксплуатацией).
|
|
|
