Студент, налетай – подешевело! Готовый реферат или курсач…

2.3 Окись углерода (Угарный газ)

Общий характер действия. Оксид углерода вытесняет кислород из оксигемоглобина (НbО) крови, образуя карбоксигемоглобин (СОНb), содержание кислорода может снижаться с 18—20 до 8% (аноксемия), а разница между содержанием оксигемоглобина в артериальной и венозной крови уменьшается с 6—7 до 2—4%. Способность вытеснить кислород из соединения с гемоглобином объясняется гораздо более высоким сродством последнего к оксиду углерода, чем к кислороду. Кроме того, в присутствии оксида углерода в крови ухудшается способность НbО к диссоциации, и отдача кислорода тканям происходит только при очень низком парциальном давлении его в тканевой среде.

Окись углерода способна оказывать непосредственное токсическое действие на клетки, нарушая тканевое дыхание и уменьшая потребление тканями кислорода. Оксид углерода соединяется не только с гемоглобином, но и с геминовыми ферментами (цитохромами и цитохромоксидазой и с миоглобином), с восстановленной формой пероксидазы, давая соединение, напоминающее карбоксигемоглобин, и с каталазой. Угнетает активность тирозиназы и сукцинатдегидрогеназы в печень, сердце и в мозге. Подтверждением цитотоксического действия оксида углерода являются многочисленные сведения о токсическом эффекте (преимущественно при длительном отравлении малыми концентрациями), когда содержание карбоксигемоглобина не превышает нормального. Особо чувствительны молодые люди и беременные женщины. Тяжело переносят отравление также алкоголики, курящие, лица, страдающие бронхитом и астмой, пневмокониозом и другими болезнями легких, сердечными заболеваниями, нарушениями кровообращения, неврастенией, анемией, диабетом, заболеваниями печени. При резкой анемии возможна смерть даже тогда, когда всего 20% гемоглобина связано с оксидом углерода.

Понижение и повышение температуры воздуха, уменьшение парциального давления кислорода, повышенная физическая нагрузка, шум, вибрация усиливают токсическое действие оксида углерода. С другой стороны, оксид углерода потенцирует токсический эффект инсектицидов, СС14, усугубляет поражение печени, вызванное углеводородами, изменяет характер действия барбитуратов и снижает устойчивость к действию низкой и высокой температуры, интенсивной мышечной работе, гипоксии [1,2,18].

2.4 Серная кислота

Раздражает и прижигает слизистые верхних дыхательных путей, поражает легкие. При попадании на кожу вызывает тяжелые ожоги. Аэрозоль серной кислоты обладает более выраженным токсическим действием, чем диоксид серы.

Острое отравление человека. Раздражающее действие тумана серной кислоты проявляется уже при 1 мг/м3. Обычно серная кислота встречается в воздухе предприятий вместе с диоксидом серы и поэтому почти все описания отравлений относятся к совместному действию этих веществ.

Серная кислота действует на организм человека как разъедающее ткани вещество и общетоксическое средство. Попадание серной кислоты в тело человека в виде жидкости или пара вызывает сильное раздражение и химические ожоги слизистых оболочек дыхательных путей и пищеварительного трата, а также зубов, глаз и кожи. При контакте с кожей серная кислота вызывает интенсивную дегидратацию, в результате чего выделяется значительное количество тепла, что приводит к ожогам первой, второй или третьей степени. Глубина поражения тканей зависит от концентрации кислоты и длительности контакта.

При вдыхании паров серной кислоты появляются следующие симптомы: выделения из носа, чихание, жжение в горле – за которыми следует кашель, нарушения дыхания, иногда сопровождающиеся спазмом голосовых связок, а также жжение в глазах, слезотечение и воспаление слизистой оболочки глаз. Высокие концентрации серной кислоты могут вызывать появление крови в мокроте и выделениях из носа, кровавую рвоту, гастрит и т. д. Часто встречаются повреждения зубов; кислота воздействует главным образом на резцы, что проявляется в виде появления коричневого оттенка, полос на эмали, кариеса, быстрого и безболезненного разрушения коронки зуба. [2,11,18]

2.5 Оксид азота

Распределение в организме и превращения. В верхних дыхательных путях не задерживается, задержка в легких кролика составляла около 80%. За счет последующего образования HNO2 и HNO3 в крови могут накапливаться нитриты. Предполагается возможность образования в организме нитрозаминов.

Диоксид азота сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. Вдыхание ядовитых паров диоксида азота может привести к серьезному отравлению. Диоксид азота вызывает сенсорные, функциональные и патологические эффекты. К сенсорным эффектам можно отнести обонятельные и зрительные реакции организма на воздействие диоксидом азота. Даже при малых концентрациях, составляющих всего 0,23 мг/м3, человек ощущает присутствие этого газа. Эта концентрация является порогом обнаружения диоксида азота. Однако способность организма обнаруживать диоксид азота пропадает после 10 минут вдыхания, но при этом ощущается чувство сухости и першения в горле. Хотя и эти признаки исчезают при продолжительном воздействии газа в концентрации, в 15 раз превышающей порог обнаружения. Таким образом, NO ослабляет обоняние.

Но диоксид азота воздействует не только на обоняние, но и ослабляет ночное зрение – способность глаза адаптироваться к темноте. Этот эффект же наблюдается при концентрации 0,14 мг/м3, что, соответственно, ниже порога обнаружения.

Функциональным эффектом, вызываемым диоксидом азота, является повышенное сопротивление дыхательных путей. Иными словами, NO вызывает увеличение усилий, затрачиваемых на дыхание. Эта реакция наблюдалась у здоровых людей при концентрации NO всего 0,056 мг/м3, что в четыре раза ниже порога обнаружения. А люди с хроническими заболеваниями легких испытывают затрудненность дыхания уже при концентрации 0,038 мг/м3.

У людей, подвергшихся воздействию высоких концентраций диоксида азота, чаще наблюдаются катар верхних дыхательных путей, бронхиты, круп и воспаление легких. Кроме того, диоксид азота сам по себе может стать причиной заболеваний дыхательных путей. Попадая в организм человека, NO при контакте с влагой образует азотистую и азотную кислоты, которые разъедают стенки альвеол легких. При этом стенки альвеол и кровеносных капилляров становятся настолько проницаемыми, что пропускают сыворотку крови в полость легких. В этой жидкости растворяется вдыхаемый воздух, образуя пену, препятствующую дальнейшему газообмену. Возникает отек легких, который зачастую ведет к летальному исходу. Длительное воздействие оксидов азота вызывает расширение клеток в корешках бронхов (тонких разветвлениях воздушных путей альвеол), ухудшение сопротивляемости легких к бактериям, а также расширение альвеол. Некоторые исследователи считают, что в районах с высоким содержанием в атмосфере диоксида азота наблюдается повышенная смертность от сердечных и раковых заболеваний. [18,19]

2.6 Кислотный дождь

В современном промышленном мире избыточная кислотность дождя обусловлена в основном присутствием двух веществ. Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как диоксид серы и различными оксидами азота. Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот – серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Кислотные дожди оказывают многоплановое влияние на окружающую среду. В первую очередь отрицательному воздействию подвергаются водные экосистемы, почва и растительность.

Повышение кислотности приводит к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам.

Почвенные организмы более приспособлены к пониженным значениям рН почвенной влаги, но и они угнетаются возрастающей кислотностью, особенно азотфиксирующие бактерии и грибницы. Среди других нарушений, происходящих в почве вследствие ее подкисления, следует отметить нарушение процессов питания растений, разрушение их корневой системы.

Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария, причем этот фактор долгодействующий, который может проявиться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают елово-пихтовые и дубовые леса. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации (испарение с поверхности листа) и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла (это воздействие можно определить зрительно по побурению листьев и игл).

Многообразно косвенное влияние: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение, нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим изменениям, делающих его менее устойчивым к вредителям – грибам, бактериям, жукам и др.

Воздействию кислотообразующих газов и кислотных осадков подвергаются органические материалы – кожа, бумага, ткани, резина, красители.

Известняк, мел, мрамор, туф, содержащие карбонат кальция, разрушаются под действием кислотных дождей. Металлы под действием кислотных дождей, туманов и рос разрушаются еще быстрее, чем строительные материалы и стекло. Корка образующегося на поверхности железных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисляется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины.

Загрязнение воздуха кислотообразующими выбросами оказывает многообразное вредное влияние и на организм человека.

Вдыхание влажного воздуха, содержащего диоксид серы, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких. Вредно это и для здоровых людей, поскольку SO2 и сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Установлена тесная взаимосвязь между повышением смертности от бронхитов и ростом концентрации диоксида серы в воздухе. [9,19]

2.7 Определение класса опасности предприятия ООО Строймонтаж

Орск – крупный промышленный центр. Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят выбросы ОАО «Комбинат Южуралникель» (цветная металлургия), Южно-Уральского машиностроительного завода (ОАО «ОРМЕТО – ЮУМЗ») (тяжелое машиностроение), ЗАО завод «Синтезспирт» (химическая промышленность), ОАО «Орскнефтеоргсинтез» (нефтехимическая промышленность), ТЭЦ, автомобильный транспорт. Наиболее крупные предприятия расположены в северо-северо-восточной части города.

Класс опасности предприятия – основная (и по сути единственная) в современной отечественной нормативной базе комплексная характеристика экологической опасности предприятия. Выделяется пять классов опасности. Класс опасности определяется в зависимости от величин параметров разбавления по воде и по воздуху. Параметр разбавления представляет собой количество воздуха (или воды), необходимое для того, чтобы концентрации загрязняющих веществ, выделяемых предприятием в соответствующие среды, не превышали величин ПДК. В зависимости от класса опасности предприятия нормируются размеры санитарно-защитной зоны (на практике для особо опасных предприятий 1-го и частично 2-го классов определение размеров СЗЗ проводится с помощью дополнительных исследований) :

От источников выбросов ООО «Строймонтаж» в атмосферу выделяется 23 ингредиента (в том числе 12 – газообразных и жидких, 11 твердых). Перечень загрязняющих веществ при существующем положении представлен в таблице.

Выбрасываемые вещества относятся к 1,2,3,4, классам опасности:

– 1 класса опасности – 2 вещества – 0,000462 т/год (0,04%);

– 2 класса опасности – 4 вещества – 0,006530 т/год (0,60%);

– 3 класса опасности – 10 веществ – 0,278573 т/год (25,45%);

– 4 класса опасности – 2 вещества – 0,533920 т/год (48,78%);

– вещества с неустановленным классом опасности – 5 веществ – 0,275134 т/год (25,14%). [1—7]

В результате инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух установлено, что основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу источниками предприятия, являются: углерод оксид, ксилол (смесь изомеров), пыль древесная.

Валовые выбросы загрязняющих веществ при существующем положении рассчитаны с учетом фактической загрузки производственных мощностей предприятия.

В соответствии с расчётом предприятие относится к 3 категории. [8,5,28]

В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200—03 п. 7.1.11 (новая редакция) нормативная санитарно-защитная зона предприятия принимается равной 300 метрам. Расстояние до ближайшей жилой застройки, жилого дома №1 по улице Достоевского, составляет 320—330 метров.

Между городом и предприятием каких-либо значительных естественных преград, влияющих на распространение вредных выбросов, нет, в связи с этим поправочные коэффициенты для расчёта приземных концентраций, учитывающих рельеф местности, не требуется.

Поправочный коэффициент на рельеф составляет 1.

Таким образом, можно сделать вывод о достаточно сильном влияннии предприятия, относящегося к высокому классу опасности, на сравнительно небольшой территории. Это может свидетельствовать о весьма отрицательном воздействии на окружающую среду города Орска.

2.8 Влияние климатических условий на рассеивание примесей в атмосфере

При постоянных параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы существенно зависит от климатических условий: направления, условий переноса и распространения примесей в атмосфере, интенсивности солнечной радиации, определяющей фотохимические превращения примесей и возникновение вторичных продуктов загрязнения воздуха, количества и продолжительности атмосферных осадков, приводящих к вымыванию примесей из атмосферы. Поэтому снижение загрязнения атмосферы должно осуществляться технологическими средствами с учетом характерных особенностей климатических условий в рассматриваемом районе.

Влияние метеорологических условий проявляется по-разному при холодных и нагретых выбросах из высоких и низких труб. Концентрации примеси в приземном слое атмосферы под факелом дымовых и вентиляционных труб на разных расстояниях от источника выбросов распределяются следующим образом. Вблизи источника при отсутствии низких и особенно неорганизованных выбросов концентрация примеси мала. Она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы. Максимум и характер изменения концентрации с расстоянием зависят от мощности выброса, высоты трубы, температуры и скорости выбрасываемых газов, а также от метеорологических условий. Чем выше источник выбросов, тем больше рассеивается примесь в атмосфере, прежде чем достигнет подстилающей поверхности. Наибольшего значения концентрация обычно достигает на расстоянии от 10 до 40 высот труб. На промышленной площадке загрязнение приземного слоя воздуха может быть повышенным за счет неорганизованных выбросов. [10,12, 23—26]

Рассеивание в атмосфере газообразных примесей и мелкодисперсных твердых частиц (диаметром менее 10 мкм), имеющих незначительную скорость осаждения, подчиняется одним и тем же закономерностям. Для более крупных частиц пыли эта закономерность нарушается, так как скорость их осаждения под действием силы тяжести возрастает.

Поскольку в пылегазоочистных аппаратах крупные частицы улавливаются более эффективно, чем мелкие, в выбросах, прошедших очистку, остаются только мелкие частицы. Их рассеивание в атмосфере рассчитывают так же, как и рассеивание газообразных примесей.

Температурный режим

Рассеивающая способность атмосферы зависит от вертикального распределения температуры и скорости ветра. Если температура с высотой падает, то создаются условия интенсивного турбулентного обмена. Чаще всего неустойчивое состояние атмосферы наблюдается летом в дневное время. При таких условиях у земной поверхности отмечаются большие концентрации и возможны значительные колебания их со временем. Если в приземном слое воздуха температура с высотой растет (инверсия температуры), то рассеивание примесей ослабевает. В случае мощных и длительных приземных инверсий при низких, в частности, неорганизованных выбросах концентрации примесей могут существенно возрастать.

В случае приподнятых инверсий приземные концентрации зависят от высоты расположения источника загрязнения по отношению к их нижней границе. Если источник расположен выше слоя приподнятой инверсии, то примесь к земной поверхности поступает в небольших количествах. Если источник располагается ниже слоя приподнятой инверсии, то основная часть примеси концентрируется вблизи поверхности земли. [10,14—16]

Средние температуры воздуха по месяцам в году приводятся по данным Оренбургского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – среднемесячная характеристика температуры

Лето жаркое, сухое с большим числом солнечных дней. Температура воздуха летом в отдельные дни может подняться до +42 оС, но даже в июле не исключены резкие похолодания. Самым тёплым месяцем в году является июль, среднемесячная температура которого равна +21,5 оС.

Зима ветреная, холодная. Морозы могут достигать -44оС. Среднемесячная температура зимы (январь) составляет – 16,2 оС. Продолжительность зимы 4—5 месяцев.

Весна короткая. Март чисто зимний месяц. В середине апреля сходит снег. Продолжительность залегания снежного покрова в среднем составляет 140 дней. Осенью температура понижается постепенно. В середине сентября отмечаются первые морозы. В ноябре ложится снег.

2.9 Осадки

При туманах концентрация примесей может сильно увеличиться. С туманами связаны смоги, при которых в течение продолжительного времени удерживаются высокие концентрации вредных примесей. Осадки очищают воздух от примесей. После длительных интенсивных осадков высокие концентрации примесей в атмосфере практически не наблюдаются.

Среднее количество осадков за год – 306 мм. Примерно 60—70% годового количества осадков приходится на тёплый период, что несколько сглаживает засушливость климата. Число дней с туманами – 20.

2.10 Роза ветров

Скорость ветра способствует переносу и рассеиванию примесей, так как с усилением ветра возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. При слабом ветре в районе высоких источников выброса концентрации у земли уменьшаются за счет увеличения подъема факела и уноса примеси вверх. Подъем примеси особенно значителен при нагретых выбросах.

При сильном ветре начальный подъем примеси уменьшается, но происходит возрастание скорости переноса примеси на значительные расстояния. Максимальные концентрации примеси обычно наблюдаются при некоторой скорости, которая называется опасной. Опасная скорость ветра зависит от параметров выброса. Для мощных источников выброса с большим перегревом дымовых газов относительно окружающего воздуха, например для тепловых электростанций, она составляет 5—7 м/с. Для источников со сравнительно малым объемом выбросов и низкой температурой газов, например, для предприятий химической промышленности, она близка к 1—2 м/с.

Неустойчивость направления ветра способствует усилению рассеивания по горизонтали, и концентрации у земли уменьшаются.

Таблица 2.2 – повторяемость направления ветра и штилей, годовая, %

Ветер на рассматриваемой территории отличается крайней изменчивостью как по направлению, так и по скоростному режиму. Наибольшее число дней с сильным ветром (более 15 м/с) наблюдается в феврале-марте. Преобладающее направление ветра – западное и юго-западное. Скорость ветра, повторяемость превышения которой по средним многолетним данным составляет 5% – 9 м/с. На направление ветров влияет открытая местность, где правят сухие ветра Казахстана.

2.11 Рельеф местности

На распространение примеси влияют также упорядоченные вертикальные движения, обусловленные неоднородностью подстилающей поверхности. В условиях пересеченной местности на наветренных склонах возникают восходящие, а на подветренных – нисходящие движения, над водоемами летом – нисходящие, а в прибрежных районах – восходящие движения.

При нисходящих потоках приземные концентрации увеличиваются, при восходящих – уменьшаются. В некоторых формах рельефа, например в котловинах, воздух застаивается, что приводит к накоплению вредных веществ вблизи подстилающей поверхности, особенно от низких источников выбросов. В холмистой местности максимумы приземной концентрации примеси обычно больше, чем при отсутствии неровностей рельефа.

Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (А), определяющий условия рассеивания вредных веществ в атмосфере составляет 180. Рельеф участка ровный. Перепад высот не превышает 50 м на 1 км. Коэффициент поправки на рельеф местности составляет 1.

2.11 Фотохимические превращения

Солнечная радиация обусловливает фотохимические реакции в атмосфере и формирование различных вторичных продуктов, обладающих часто более токсичными свойствами, чем вещества, поступающие от источников выбросов. Так, в процессе фотохимических реакций в атмосфере происходит окисление сернистого газа с образованием сульфатных аэрозолей. В результате фотохимического эффекта в ясные солнечные дни в загрязненном воздухе формируется фотохимический смог.

2.12 Городской микроклимат

На рассеивание примесей в условиях города существенно влияют планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, зеленых массивов и водные объекты, образующие как бы разные формы наземных препятствий воздушному потоку и приводящие к возникновению особых метеорологических условий в городе.

В крупных городах формируется свой микроклимат, существенно меняются аэродинамические, радиационные, термические и влажностные характеристики атмосферы. Выделение в городах большого количества тепла, изменение газового и аэрозольного состава воздуха приводят к повышению температуры воздуха и образованию так называемых «островов тепла». Повышение температуры над крупным городом по сравнению с температурой окружающей местности может наблюдаться до высоты в несколько сотен метров.

Учёт влияния метеоусловий

Наблюдения показывают, что даже при постоянных объемах и составах промышленных и транспортных выбросов в результате влияния метеорологических условий уровни загрязнения воздуха могут различаться в несколько раз. Учет этого влияния важен при подготовке документов о качестве атмосферного воздуха, разработке воздухоохранных мероприятий, планировании размещения городов и промышленных объектов, прогнозирования уровня загрязнения.

В связи с этим при оценке эффективности выполнения мероприятий по охране атмосферы недостаточно иметь только сведения о сокращении выбросов. Требуется надежная информация за длительный период о содержании примесей в атмосфере и климатических условиях распространения примесей в атмосфере.

При получении прогнозов неблагоприятных метеорологических условий, юридические лица, имеющие источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, обязаны проводить мероприятия по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух. Эти мероприятия должны быть согласованны с территориальными органами специально уполномоченного федерального органа исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха, обеспечивающими контроль за проведением и эффективностью указанных мероприятий. Мероприятия по регулированию выбросов выполняют в соответствии с прогнозными предупреждениями местных органов Росгидромета. Порядок регулирования выбросов определен РД 52.04.52—85. Методических указаниях «Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях». [2—4,6]

2.4 Гигиеническая оценка антропогенного загрязнения атмосферного воздуха промышленного города Орска

2.4.1. Влияние экологических факторов среды обитания на здоровье населения

Атмосферный воздух является важнейшей и неотъемлемой частью среды обитания человека. Степень его загрязнения относится к числу приоритетных факторов, влияющих на здоровье населения. Слагаемыми качества атмосферного воздуха являются интенсивность загрязнения его выбросами, как от стационарных источников загрязнения (промышленные предприятия), так и передвижных (транспорт). Демографическая политика Оренбургской области направлена на увеличение продолжительности жизни населения, сокращение уровня смертности, рост рождаемости, регулирование внутренней и внешней миграции, сохранение и укрепление здоровья населения, и улучшение на этой основе демографической ситуации. [8,28]