2. Нормирование загрязнений атмосферы, гидросферы, литосферы
Экологические исследования показывают, что за последние десятилетия всевозрастающее воздействие антропогенных факторов на окружающую среду привело ее на грань кризиса. НТР вовлекает в производство огромные массы природных ресурсов. Только за один ХГХ век человечество извлекло из недр Земли 22711 тыс. т. свинца, 11373 тыс. т. цинка. Ежегодно человек выносит на поверхность Земли более 4 куб. км горных пород. Сегодня человек освоил девственный ландшафт на 55% территории суши.
Негативное действие антропогенных процессов проявляется во всех элементах биосферы. Быстрое загрязнение атмосферы началось в XIX веке Хвостом потребления всех видов топлив. Загрязнение атмосферы отрицательно действует на человека, фауну и флору, а также на сооружения и технику.
Основными загрязнениями воздуха городов являются:
Канцерогенные вещества (3,4-бензопирен от сгорания угля, алифатияеские эпоксиды, образующиеся из нефтянных топлив, мелкодисперсная пыль, волокнистая асбестовая пыль, аэрозоли свинца, марганца и др.).
Раздражающие вещества (сернистый и серный ангидриды, окислы азота, пары соляной, азотной и серной кислот, сероводород, фосфор и его соединения, всевозможная пыль).
Загрязнение атмосферного воздуха, как правило, не вызывает острых отравлений, интоксикация протекает в хронической форме, что делает ее не менее вредоносной. Сернистый и серный ангидриды, окислы азота, пары кислот, загрязняющие воздух, приводят к болезням дыхательных путей, заболеваниям глаз.
При неблагоприятных сочетаниях атмосферных условий в городах появляется смесь тумана и дыма с высоким содержанием сернистого газа, сажи. Такой смог в Лондоне (1952 г.) погубил более 4000 человек. В условиях сухого тумана при влажности около 70% и солнечного света возникает фотохимический туман в процессе сложных фотохимических превращений в смеси углеводородов и окислов азота автомобильных выбросов. При этом образуются новые вещества со значительно большей токсичностью. Фотохимический туман - искусственное явление, созданное человеком.
За последние 20 лет кислотность воды, выпадающей дождем, на востоке США, Западной Европе увеличена в 100-1000 раз по сравнению с нормой. Сернистый ангидрид разрушает хлорофилл, содержащийся в листьях деревьев. Небольшое превышение нормы содержания в воде фтора приводит к нарушению биосинтеза.
В атмосферном воздухе всегда присутствует озон в концентрации 10%. Он защищает жизнь на Земле от губительного воздействия ультрафиолетовых излучений солнца. В настоящее время обнаружено разрушение озонового слоя под действием фреонов, которые широко используются в быту.
Сжигание в огромных количествах топлива ежегодно вносит в атмосферу не менее 1*1010 т углекислоты, что увеличивает ее концентрацию на 0,2% в год. А полный обмен СО2 в атмосфере происходит за 300-500 лет. В силу этого за последнее десятилетие содержание СО2 в атмосфере нарастает. Поскольку СО2 пропускает солнечную радиацию и не пропускает инфракрасные излучения, создается тепличный эффект, который может привести к нарушению теплового баланса на Земле.
Загрязнение воды отрицательно действует на биосферу. Вредные вещества из загрязненной воды воздействуют на кожный покров организма, слизистую оболочку и могут поступать в организм с пищей. Наибольшей вред биосфере наносят примеси в воде химических веществ. Даже небольшое увеличение концентрации некоторых загрязнений наносят существенный вред живым организмам. Наибольший вред наносят следующие загрязнения воды:
Тяжелые металлы: свинец, кадмий, хром, ртуть, бериллий и др. Кадмий вызывает заболевание костей. Хром поражает кожу (отеки, экзема). Ртуть вызывает хроническое отравление, нарушения в центральной нервной системе. Бериллий является ядом общетоксичного действия с высокой степенью кумуляции, поражающим центральную нервную систему.
Химические вещества: цианиды, мышьяк, фтор, бор и др. Так, концентрация фтора свыше 1,5 мг/л вызывает флюороз, поражающий кости человека.
Пестициды, используемые при обработке сельскохозяйственных угодий. Их вредные действия на биосферу зависят от вида продукта и формы его применения.
Бактериальные загрязнения воды возбудителями инфекционных заболеваний приводят к эпидемиям (холера, брюшной тиф, сибирская язва, дизентерия и др.).
Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), нарушающие аэрацию воды и процесс самоочищения, стимулируют размножение микрофлоры (кишечные палочки, брюшной тиф и др.).
Указанные загрязнения приводят к заболеванию животных и растений. И прежде всего пагубно действуют на жизнь водных организмов уменьшение кислорода в воде вследствие загрязнения нефтепродуктами, а также тепловое загрязнение водоемов. Последнее нарушает термический и биологический режим водоемов.
Машиностроение является основой индустрии и развивается более высокими темпами, чем другие отрасли. Отсюда особая актуальность развития экологически чистого машиностроения. Для решения указанной задачи разрабатываются методы социально-экономического прогнозирования развития отраслей на основе использования моделей процессов загрязнения: "модели источников загрязнения", "модели загрязнений". Моделирование дает рекомендации по разработке технических, технологических и организационных мер по очищению окружающей среды.
Экономический расчет ущерба от загрязнения окружающей среды представляет большую сложность. По данным США, общий экономический ущерб страны от загрязнений атмосферы составляет 16 млрд. долл. в год.
Действие токсичных примесей воздуха, почвы и воды на человека и природу
Перечень вредных веществ, с которыми соприкасается человек на машиностроительном производстве, чрезвычайно велик (металлы, органические и неорганические химические соединения). Целесообразно провести рассмотрение вредных веществ, наиболее широко используемых в машиностроении и в быту. Широкое распространение получают химические соединения, избирательно действующие на функции нервной системы. К числу их относятся препараты типа гидразины, фосфорорганические соединения (ФОС), карбаматы, фармакологические средства (наркотики, ан-тидепрессанты и др.). Все эти средства обладают свойством влиять на передачу нервного импульса. К числу ФОС принадлежат известные отравляющие вещества табун, зарин, зоман. ФОС повсеместно используются в качестве ядохимикатов (хлорофос, карбофос, фосфамин и др.). ФОС – это эфиры кислот пятивалентного фосфора.
Будучи малолетучими жидкостями, ФОС проникают в организм через кожу и слизистые оболочки. Источниками отравления могут быть загрязненная пища и вода, воздух с парами и аэрозолями ФОС. Картина отравления сводится к нарушению функции ЦНС, мышечной, дыхательной, сердечно-сосудистой систем, желудочно-кишечного тракта и органа зрения. При смертельной дозе - паралич дыхательного центра, обморочное состояние.
Широкое использование в машиностроении металлов определяет необходимость изучения их токсических свойств.
Ряд металлов относятся к группе тиоловых ядов (Pb, Hg , Cd, Ag, Cr, Mn). Они взаимодействуют с сульфгидрильными (тиоловыми) группами макромолекул организма (ферменты, белковые структуры, аминокислоты). Тиоловые группы осуществляют биохимические процессы, с ними связаны передача нервных импульсов, тканевое дыхание, мышечные сокращения, проницаемость мембран и др.
Один из наиболее опасных металлов этой группы - свинец. Он применяется в аккумуляторах, свинцовых пигментах, тетраэтилсвинце при изготовлении бронзы, латуни, припоев и т.д. Опасность представляют его соединения. Свинец поступает в организм через дыхательные пути, а также через кожу и желудочно-кишечный тракт. Свинец и его соединения относятся к политропным ядам, действующим на все органы, но прежде всего на систему крови, нервную и сердечно-сосудистую систему, а также желудочно-кишечный тракт. Тетраэтилсвинец Pb(C2H5)4 - это металлоор-ганическое соединение в виде маслянистой жидкости, хорошо растворимой в жирах. Применяется как антидетонатор для двигателей, входит в состав этилированного бензина. В организм попадает через кожу и при ингаляции, накапливается во внутренних органах. Под действием татраэтил-свинца возникают функциональные нарушения ЦНС и органические изменения. ПДК тетраэтилсвинца в воздухе 0,005мг/куб.м.
Ртуть Hg и ее соединения цианид ртути Hg(CN)z., сулема HgCb и др. попадают в организм в основном через органы дыхания. Ртуть циркулирует в крови и вызывает нарушения обмена веществ, поражает почки, печень, желудочно-кишечный тракт, нарушение функции внутренних органов. Работающие с ртутью должны полоскать рот раствором перманганата калия. ПДК металлической ртути в воздухе рабочей зоны 0,01 мг/куб.м.
Мышьяк и его соединения в красильном, фармацевтическом и других производствах. Сильными ядами являются его соединения, АззОз особенно. В организм попадает в виде пыли, с зараженной пищей, водой. Соединения мышьяка фиксируются в костях, печени, коже, вызывают поражение ЦНС, расстройство обменных процессов.
Кадмий и его соединения используются в электроплавильном, электролитическом, аккумуляторном производстве, в красках. Особую токсичность имеет CdO. Попадает в организм через органы дыхания и вызывает их поражение (отек легких), а также поражает желудочно-кишечный тракт, нарушает обменные процессы, прочность костей.
Марганец и его соединения применяются в металлургии (Mn). В организм поступает главным образом ингаляционным путем в виде аэрозолей. Марганец задерживается в костях, головном мозге и других органах. Нарушает активность ферментов нервных клеток, избирательно поражает нервную систему. ПДК марганца для аэрозоля конденсации 0,05 мг/куб.м.
Многие вещества, используемые в промышленности и в быту, действуют на гемоглобин, являющийся переносчиком кислорода. В организме идет распад и синтез гемоглобина. Благодаря большому сродству окиси углерода (СО) гемоглобину, она вступает во взаимодействие с ним, образуя комплекс карбоксигемоглобин, который не способен присоединять кислород и очень медленно распадается. Отравление средней тяжести сопровождается потерей сознания, а при тяжелой форме возникает длительное коматозное состояние.
Есть и другие вещества, блокирующие кислородопередающую функцию крови: гидразинопроизводные, бертолетова соль (КСlOз), мышьяковистый водород (AsHa) и др.
К раздражающим веществам относятся соединения хлора, соды, азота в виде кислот, их солей и многие другие вещества. В воздух рабочей зоны они могут поступать в виде газов, паров и аэрозолей.
Раздражающее действие на органы дыхания зависит от растворимости в воде. Раздражающие вещества задерживаются на слизистых оболочках дыхательных путей, вызывают явление химического раздражения и даже ожоги, отек легких.
Хлор широко используется для дезинфекции, для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, в анилинокрасочных производствах. Хлор, соединяясь с водой, выделяет хлористый водород и активный кислород, которые вызывают воспалительный процесс. При остром отравлении возникают отек легких, пневмония. ПДК для воздуха рабочей зоны составляет 1 мг/куб.м.
Сернистый ангидрид выделяется при обжоге руд, цветных металлов, сгорании угля и нефти. ПДК для воздуха рабочей зоны составляет 10 мг/куб.м. Поступает в организм ингаляционным путем, нарушает обменные и ферментативные процессы, поражает легкие. При остром отравлении - потеря сознания, отек легких. Сероводород имеет характерный запах, который ощущается в начальный период. Будучи несколько тяжелее воздуха, он скапливается в ямах, колодцах и т.п. ПДК для воздуха рабочей среды составляет 10 мг/куб.м. На производстве выделяется при использовании сернистых красителей, гниении органических веществ. Поступает в организм через органы дыхания и кожу. Его действие заключается в поражении ЦНС, блокаде дыхательного центра.
Для нитрогазов (no), NC>2) ПДК от 2 до 5 мг/куб.м.Они выделяются в процессах нитрации, при электросварке. В зависимости от видов оксидов азота они могут вызывать прижигающее действие, поражение ЦНС, наркотическое действие. Раздражающее действие имеет латентный период, после которого может развиваться отек легких. Аммиак NIfa с резким запахом хорошо растворяется в воде, используется в термическом, гальваническом производстве, в холодильных машинах и т.д. Аммиак отличается прижигающим и некротическим действием. ПДК 20мг/куб.м. При остром отравлении наблюдается ожог дыхательных путей, образование некроти-зированных участков, бред, поражение глаз и развитие слепоты.
Органические растворители - химические соединения для растворения твердых веществ (смол, пластмасс, красок и т.д.). В эту группу входят спирты, эфиры, хлорированные углеводороды, кетоны, углеводороды и т.п.
|
