ТЕМА 4 Здоровье человека и среда обитания

Семинарское занятие 4

Изучение среды обитания и влияния ее состояния на организм человека

Вопросы семинара

1. Среда жизни человека. Качество жизни.

2. Влияние состояния окружающей среды на здоровье человека.

3. Вредное вещество и токсикант, их особенности. Классификация токсикантов. Токсичность и канцерогенность.

4. Устойчивость живого организма к загрязнению.

5. Влияние внешних факторов на здоровье человека.

Основные понятия изучаемой темы

Сущность понятий среда обитания и ее основных компонентов: природная, квазиприродная, артеприродная и социальная среда. Показатели качества жизни: здоровье, уровень образования, занятость и качество трудовой жизни, время и досуг, возможность приобретения товаров и пользования услугами, личная безопасность и правовые органы, социальные возможности и социальная активность. Классификация болезней: наследственные болезни, экопатологии, эндемические заболевания, болезни старения.

Изучение основ токсикологии: ксенобиотики, токсиканты, канцерогены и их классификаций. Виды устойчивости живых систем: инертность, постоянство, упругость. Последствия экологических стрессов на уровне организмов, популяций, экосистем и биосферы.

Влияние внешних факторов на здоровье человека: пыль, шум, ультразвук, вибрация, инфразвук, электромагнитные поля, лазерное излучение, химические вещества, биологические загрязнители.

Задание 1. Комплексная оценка качества атмосферы промышленного предприятия и города

Цель работы: овладение методикой комплексной оценки качества атмосферы промышленного предприятия и города.

Общие положения. В настоящее время известно немало различных подходов и показателей, применяемых для оценки загрязненности атмосферного воздуха. Для оценки степени загрязнения атмосферы средние и максимальные концентрации веществ относят к величине средней (максимальной) концентрации вещества-токсиканта или к санитарно-гигиеническому нормативу, например, к предельно-допустимой концентрации (ПДК).

Анализ критериев и моделей, описывающих экологическое состояние воздушной среды, показывает, что существует возможность системного анализа данных по качеству и состоянию воздушной среды. В основе такой системы могут находиться ряд параметров, используемых для характеристики антропогенного воздействия человека на среду.

Одним из основных параметров, характеризующих источники выбросов загрязняющих веществ, является категория опасности предприятия (КОП), которая учитывает суммарную массу выбросов вредных веществ в атмосферу от источника выбросов, приведенную к одному классу опасности. Физический смысл КОП заключается в некотором условном объеме загрязненного воздуха от предприятия, который разбавлен до ПДК и приведен к одной токсичности.

---

Расчет загрязнения атмосферы выбросами от промышленных предприятий

Категория опасности предприятия (КОП) используется для характеристики изменений качества атмосферы через выбросы, осуществляемые стационарными источниками, с учетом их токсичности.

КОП определяется через массовые характеристики выбросов в атмосферу:

, (4.1)

где m – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;

КОВ_i – категория опасности i-го вещества, м³/с;

M_i – масса выброса i-ой примеси в атмосферу, г/с;

ПДК_i – предельно допустимая среднесуточная концентрация i-го вещества в атмосфере населенного пункта, мг/м³ (таблица 4.1);

_i – безразмерная константа, позволяющая соотнести степень вредности i-го вещества с вредностью диоксида серы (таблица 4.2).

Таблица 4.1 – Предельно допустимые концентрации и класс опасности для используемых загрязнителей

Наименование вещества	ПДКм.р. ПДКс.с. ОБУВ	Класс опасности
1	2	3
Диоксид серы	0,005	3
Диоксид азота	0,04	2
Бенз(а)пирен	1 10-6	1

Продолжение таблицы 4.1

1	2	3
Зола бурого угля	0,3	ОБУВ
Мазутная зола	0,002	2
Оксид азота	0,40	3
Хрома (VI) оксид	0,0015	1
Взвешенные вещества	0,15	3
Оксид углерода	3,00	4
Пыль древесная	0,1	ОБУВ
Ксилол	0,200	3
Железа оксид	0,04	3
Бутиловый спирт	0,100	3
Толуол	0,600	3
Бутилацетат	0,100	4
Пыль неорганическая: 20 – 70% SiO2	0,3	3
Уайт-спирт	1,000	ОБУВ
Марганец и его соединения	0,01	2
Ацетон	0,350	4
Этилацетат	0,1	4
Корунд белый	0,04	ОБУВ
Гидразин-гидрат	0,001	3
2-этоксиканол	1,00	3
Фториды хорошо растворимые	0,03	2
Углерод черный (сажа)	0,15	3
Углеводороды предельные С12 – С19	1,00	4
Сероводород	0,008	2
Этиловый спирт	5,00	4
Керосин	1,2	ОБУВ
Аммиак	0,20	4
Бензин нефтяной	5,00	4
Масло минеральное	0,05	ОБУВ
Меди оксид	0,002	2
Никеля оксид	0,001	2
Серная кислота	0,30	2
Хлористый водород	0,200	2
Свинец и его соединения	0,001	1
Смесь углеводородов предельных С1 – С5	50,00	ОБУВ

Таблица 4.2 – Значение коэффициента _i для разного класса опасности загрязняющих веществ

Класс опасности вещества	1	2	3	4
i	1,7	1,3	1,0	0,9

Значения КОП рассчитывают при условии, когда М_i / ПДК_i > 1.

При М_i / ПДК_i < 1 значения КОП не рассчитываются и приравниваются к нулю.

Для расчета КОП при отсутствии ПДК_сс используют значения ПДК_мр, ОБУВ или уменьшенные в 10 раз значения предельно-допустимых концентраций рабочей зоны. Для веществ, по которым отсутствует информация о ПДК или ОБУВ, значения КОП приравнивают к массе выброса данных веществ.

---

Предприятия по величине категории опасности делят на четыре категории. Граничные условия для деления предприятий на категории опасности приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Граничные условия для деления предприятий по категории опасности

Категория опасности предприятия	Значения КОП
I	≥ 31,7 · 106
II	≥ 31,7 · 104
III	≥ 31,7 · 103
IV	< 31,7 · 103

Загрязнение городской среды от промышленных и транспортных источников определяется многими факторами, среди которых ключевые – мощность источника, высота его над рельефом, состав и температура отходящих газов, спектр примесей, внешние условия рассеивания (метеорологические данные, роза ветров), тип ландшафта и другие. С учетом этих факторов выделения в атмосферный воздух вредных веществ, отделяют от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Размер этих зон до границы жилой застройки устанавливают для предприятий, являющихся источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами, выделяемыми непосредственно от источников загрязнения атмосферы сосредоточенными (через трубы, шахты) или рассредоточенными (через фонари зданий и другие) выбросами, а также для тепловых, электрических станций, производственных и отопительных котельных. В соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов в настоящее время приняты следующие размеры санитарно-защитных зон для предприятий (таблица 4.4):

Таблица 4.4 – Зависимость размера санитарно-защитных зон от класса опасности предприятия

Класс предприятия	1	2	3	4	5
Расстояние, м	1000	500	300	100	50

Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может быть увеличена при необходимости не более чем в три раза в зависимости от ряда причин:

1. эффективности предусмотренных или возможных для осуществления методов очистки выбросов;

2. отсутствия способов очистки выбросов;

3. размещения жилой застройки при необходимости с подветренной стороны по отношению к предприятию;

4. розы ветров и других неблагоприятных местных условий (например, частые штили и туманы);

5. строительства новых, еще недостаточно изученных, вредных в санитарном отношении производств.

Результаты расчетов КОВ и КОП сводятся в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 – Результаты ранжирования по массе выбросов и категории опасности вещества предприятия

Показатель	Характеристика выбросов в атмосферу
	Значения КОВ		Масса выбросов
	м3/с	%	т/год	%
ИТОГО:		100		100

Вывод по результатам расчетов включает в себя выбор приоритетной примеси по массе выброса и по категории опасности вещества, а также отнесение предприятия к определенной категории опасности и выбора соответствующего размера санитарно-защитной зоны.

---

Пример расчета

Исходные данные для расчета определяются согласно Приложению А по своему номеру варианта и заполняются в виде таблицы 4.6:

Таблица 4.6 – Количество выбросов загрязняющих веществ

Вещество	Масса выбросов, т/год	Предприятие
Диоксид азота	69,09	ГКС Медногорск Медногорского ЛПУ и Уралтрансгаз
Углеводороды	2326,4
Оксид углерода	139,5

По данным таблиц 4.1 и 4.2 для исследуемых загрязняющих веществ определяют величину ПДК, класс опасности и коэффициент _i и сводятся в таблицу 4.7.

Таблица 4.7 – ПДК и класс опасности для используемых загрязнителей

Вещество	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Коэффициент i
Диоксид азота	0,04	2	1,3
Углеводороды	50	ОБУВ	1,0
Оксид углерода	3	4	0,9

Выполнение:

КОВ = (М_i / ПДК_i)^i, м³/с

Перевод М из т/год в г/с: 1000 · 1000 · 1000 / 365 · 24 · 60 · 60 = 31,7

КОВ_NO2 = (69,09 · 31,7 / 0,04)^1,3 = 1443000 = 1,44 · 10⁶ м³/с

КОВ_УВ = (2326,4 · 31,7 / 50)^0,9 = 1500 = 1,5 · 10³ м³/с

КОВ_СО = (139,5 · 31,7 / 3)^0,9 = 711 м³/с

Расчет категории опасности предприятия:

КОП = КОВ₁ + КОВ₂ + … + КОВ_i, м³/с

КОП = 1440000 + 1500 + 711 = 1445211 = 1,45 · 10⁶ м³/с

Таблица 4.8 – Ранжирование по массе и категории опасности

Показатель	Характеристика выбросов в атмосферу
	Значения КОВ		Масса выбросов
	м3/с	%	т/год	%
Суммарный по предприятию	1,45 · 106	100	2535	100
Диоксид азота	1,44 · 106	99,85	69,09	2,7
Углеводороды	1,5 · 103	0,1	2326,4	91,8
Оксид углерода	711	0,05	139,5	5,5

Вывод: Приоритетной примесью по массе выброса от предприятия ГКС Медногорск Медногорского ЛПУ и Уралтрансгаз являются углеводороды, на их долю приходится 91,85 %, по категории опасности вещества – диоксид азота (99,8 %). Суммарное значение категории опасности предприятия показывает, что исследуемое нами предприятие относится ко II категории опасности и размер санитарно-защитной зоны составляет 500 м.

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение понятию среда жизни человека.

2. Какие компоненты входят в состав среды жизни человека?

3. Что такое качество жизни?

4. Перечислите основные показатели качества жизни.

5. Приведите классификацию болезней с примерами.

6. В чем различие между понятиями ксенобиотики, токсиканты, канцерогены.

7. Назовите основные виды устойчивости живых систем.

8. Каковы последствия экологических стрессов на уровне организмов?

9. Каким образом пыль влияет на организм человека?

10. Как влияют электромагнитные поля на организм человека?

---

ТЕМА 5 Глобальные проблемы окружающей природной среды

Практическое занятие 5

Изучение процессов, протекающих в биосфере с целью поддержания ее устойчивости

Задание 1. Методика расчета критерия качества атмосферы промышленного города

Цель работы: овладение методикой расчета категории опасности территории при конвективной и молекулярной диффузии.

Общие положения. В случае, когда на территории исследуемого территориально-производственного комплекса (ТПК) стоит ясная погода, прогноз качества атмосферного воздуха следует проводить с учетом механизмов рассеивания примеси в атмосфере. То есть, изменение опасности территории происходит за счет диффузии примеси в объеме среды во времени (молекулярная диффузия) или за счет конвекции примеси со средой в пространстве. Молекулярную диффузию (штиль), в свою очередь, мы разбиваем на две составляющие: инверсионное движение воздушных масс (), как наиболее неблагоприятное погодное условие, и перемещение воздушных масс в результате температурных стратификаций ). Так как, ветреная погода является наиболее вероятной и благоприятной ситуацией, в первую очередь имеет смысл рассмотреть рассеивание примеси в воздушном пространстве города при конвективной диффузии.

Для оценки способности исследуемой территории к рассеиванию примеси необходимо определить категорию опасности территории, в которую заложен определенный экологический смысл – это емкость приземного слоя атмосферы данной территории по примесям, рассчитанная с учетом кинетики диффузии.

Для ветреной погоды (конвективная диффузия) категория опасности территории, в которой рассеивается примесь при стандартных экологических условиях, рассчитывается по формуле 5.1, которая учитывает скорость ветра:

(5.1)

где – радиус территории, м (Приложение В);

– скорость диффузии, м/с, (0,01 м/с);

– время протекания процесса, с, (1,1·10⁴с);

– скорость ветра, м/с, (1 – 10 м/с);

– высота приземного слоя атмосферы, м, (100 м);

– степень, соответствующая классу опасности примесей, присутствующих в атмосфере исследуемой территории (определяется по таблице 4.1).

Определение критерия качества атмосферы проводится по формуле 5.2:

(5.2)

где – категория опасности города, м³/с.

По изменениям критерия качества атмосферы проводится прогноз и картирование территории города по экологическому благополучию городской среды. Это можно сделать при использовании ограничений, предложенных во «Временной методике отнесения территории к зонам экологического неблагополучия» (таблица 5.1).

Таблица 5.1 – Значение критерия качества атмосферы для территории, прилегающей к источнику

Характеристика атмосферного воздуха на территории	Величина критерия качества атмосферы
	минимальная	максимальная
Условно чистая	–	< 0,3
Напряженная	0,3	1
Критически нагруженная	1	4
Зона ЧЭС	4	8
ЗЭБ	> 8	–

---

Смотрите также файлы

• экзфил1-10.docx

• ИТвЮД (некоторые ответы).docx

• Документ Microsoft Office Word.docx

• Региональное управление и ТП(семинарские).docx

• Самостоялка по ГМС 1.docx