Оценка качества окружающей среды. Оценка риска воздействия канцерогенных веществ на человека
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Геолого-географический факультет
Кафедра безопасности жизнедеятельности
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Техногенные системы и экологический риск»
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ОЦЕНКА РИСКА ВОЗДЕЙСТВИЯ КАНЦЕРОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ НА ЧЕЛОВЕКА.
ОГУ 280700.62.5013.080 ПЗ
Руководитель проекта
Доцент
_________Н.Н. Рахимова
«____»______________2014
Исполнитель
студентка гр.11ТБ(б)БЖд
_________М.В. Сухенко
«____»______________2014
Аннотация
В данной курсовой работе проводится оценка качества окружающей среды, а именно оценка воздействия промышленности и транспорта на окружающую среду; проводится оценка риска воздействия канцерогенных веществ на человека.
Данная курсовая работа содержит 6 таблиц, 19 формул и 13 источников литературы. Общий объем курсовой работы - 43 страницы.
Содержание
Введение……………………………..………………………
1 Оценка качества окружающей среды
1.1 Влияние основных
отраслей промышленности на
1.2 Влияние автотранспорта на качество окружающей среды……………22
2 Оценка риска
воздействия канцерогенных
3 Практическая часть
3.1 Задача №1………………………………………………………
3.2 Задача №2………………………………………………………
Заключение……………………………………………………
Список литературы……………………………………………………
Приложение
Введение
Экология города, иногда называемая антропоэкологией, - это исследование действий людей (горожан) и сравнение возникших в ходе этих действий оценок людьми тех или иных участков территории города и окружающего город пространства с объективно регулируемым набором свойств этих участков.
Процесс увеличения численности городских поселений, приводящий к росту и развитию городов, получил название урбанизации.
Урбанизация природы - это превращение естественных ландшафтов в искусственные под влиянием городской застройки. Процесс урбанизации неизбежно сопровождается почти полным изъятием данной территории из той, что ранее была занята естественными экосистемами.
Города служат центрами притяжения для людских и материальных ресурсов. В крупных и крупнейших городах концентрируются высококвалифицированные специалисты и рабочие, научная и творческая интеллигенция, хранятся огромные материальные, культурные, исторические и научные ценности. В города поступают промышленное сырье и полуфабрикаты, готовая продукция, плоды сельскохозяйственного производства. Одновременно города «экспортируют» промышленную продукцию, выбрасывают в окружающую среду огромное количество отходов. Они становятся центрами техногенных биогеохимических провинций.
Продолжающееся увеличение количества и разнообразие новых промышленных предприятий, химических производств, различных транспортных средств, химизация сельского хозяйства приводят к нарастающему загрязнению окружающей среды всевозможными химическими веществами, попадающими в нее с газообразными, жидкими и твердыми выбросами и отходами.
Создавшаяся на сегодняшний день экологическая обстановка является чрезвычайной и опасной. Ежегодные выбросы промышленных предприятий и транспорта России составляют около 25 млн. т. В настоящее время на территории страны находятся более 24 тыс. предприятий, загрязняющих окружающую среду. По официальным данным, более 65 млн. человек, проживающих в 187 городах, подвержены воздействию загрязняющих веществ, средние годовые концентрации которых превышают предельно допустимые нормы. Каждый десятый город России имеет высокий уровень загрязнения природных сред.
Значительное загрязнение атмосферы в современных городах вызывают стационарные источники. Большая часть загрязняющих веществ приходится на газообразные и жидкие вещества, и значительно меньшая часть — на твердые примеси. Суммарный выброс вредных газообразных веществ в атмосферу значительно увеличивают транспортные средства. Доля автомобильного транспорта в общем объеме выбросов составляет в среднем по Российской Федерации 35–40 %, а в крупных городах доходит до 80–90 %. Выделяемые автотранспортом выхлопные газы содержат более 200 вредных веществ и соединений. Наиболее известными загрязнителями атмосферного воздуха являются оксид углерода, оксид и диоксид азота, альдегиды, углеводороды, свинец и др. Некоторые загрязнители воздуха обладают канцерогенными свойствами (бензпирен).
1 Оценка качества окружающей среды
1.1 Влияние
основных отраслей
Человечество как биологический вид и социальная общность неразрывно связано с процессами, происходящими в окружающей среде, и во все возрастающих масштабах черпает из нее ресурсы, загрязняет отходами, продуктами жизнедеятельности.
В соответствии с законом сохранения массы (вещества) при любом физическом или химическом изменении вещество не возникает и не исчезает, но лишь изменяет свое физическое или химическое состояние. За длительное время мы привыкли говорить о потреблении или расходовании ресурсов. Но мы не потребляем вещество, а только временно пользуемся какими-то видами ресурсов Земли, перемещая их, превращая в продукты или полезные товары. Все, что выброшено, остается с нами.
В настоящее время, когда человек хочет получить для себя слишком много благ, ему сложно не вредить природе и приносить ей только пользу. Человеческая деятельность (строительство жилья, дорог, земледелие, добыча природных минеральных ресурсов, промышленное производство), имеющая целью достижение определенного благосостояния (комфорта), изменяет природные ландшафты, создает новую искусственную среду обитания человека, чуждую ему как биологическому существу. Несколько поколений, многие сотни миллионов людей живут в трансформированной природной среде (в мегаполисах, городских агломерациях, на освоенных территориях), пытаясь приспособиться, адаптироваться к ней. Человеку необходимы пища, одежда, и для производства всего этого необходимо переработать много сырья и сжечь много топлива. К сожалению, сделать это, не нанося ущерба окружающей среде, невозможно, одним словом, промышленная деятельность человечества очень тесно связана с окружающей средой.
Промышленность – главный потребитель большинства природных ресурсов; рост промышленности обостряет многие проблемы природопользования. В первую очередь, это относится к «грязным» производствам.
Основными отраслями промышленности, загрязняющими окружающую среду, являются транспорт (особенно автотранспорт мегаполисов), энергетика, черная и цветная металлургия, машиностроения, химическое производство (в том числе нефтеперерабатывающая отрасль), промышленность строительных материалов, легкая и пищевая промышленность, а также сельское хозяйство.
Промышленные и транспортные источники воздействия на окружающую среду определяются типом производства и видом используемого сырья.
Негативное влияние на окружающую среду в той или иной степени оказывают все виды транспорта, особенно автомобильный. В крупных городах выбросы автотранспорта составляют свыше 80 % всего количества выделяемых вредных веществ.
Тепловая электроэнергетика выбрасывает в окружающую среду огромное количество вредных веществ, изменяя газовый состав атмосферы, повышает температуру вод. Возникновение атомной энергетики породило сложную проблему захоронения радиоактивных отходов. Еще большую опасность для окружающей среды представляют аварии на АЭС, особенно такого масштаба, как в Чернобыле (Украина).
Гидроэнергетика является более «чистой», но связанные с нею гидротехнические сооружения часто приводят к другим нарушениям экологического равновесия.
Развитие горнодобывающей промышленности нарушает почвенный покров, «съедает» целые природные ландшафты, вызывая необходимость больших затрат на их рекультивацию. Морские горные разработки таят в себе большую экологическую угрозу для Мирового океана. При лесозаготовках также разрушается почвенный покров.
Развитие металлургии сопровождается загрязнением атмосферы, повышением содержания в окружающей среде железа, свинца, олова, меди, ртути, мышьяка и других металлов, что может создать реальную угрозу здоровью людей. Развитие химической и нефтехимической промышленности нередко приводит к заражению воздуха, воды, почвенного покрова, может привести к экологическим кризисам и катастрофам на локальном уровне (фотохимический смог, кислотные осадки, загрязнение водоемов биогенами) и в глобальном масштабе (образование парникового эффекта, разрушение озонового слоя в стратосфере). Особенно опасны крупные аварии на предприятиях, в том числе и на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности.
Эти и другие проявления экологического кризиса, привело к тому, что в большинстве стран мира вопросы обеспечения экологического благополучия выходят за рамки принятия конкретных инженерно-технических программ и решений и все более приобретают социально-экономическое звучание, формируют новые стереотипы поведения, нормы морали.
- Влияние основных отраслей промышленности на качество атмосферного воздуха
Под загрязнением атмосферы следует понимать изменение её химического состава при поступлении примесей различного происхождения. Масштабы загрязнения атмосферного воздуха связаны с мощностью выбросов и динамикой воздушных потоков.
Источники выбросов вредных примесей по характеру, технологии образования и выхода в атмосферу загрязнителей можно разделить на источники образования загрязняющих веществ и источники загрязнения воздушной среды.
К источникам образования загрязняющих веществ относится любое технологическое оборудование, порождающее вредные компоненты, которые потенциально способны переместиться в атмосферу.
Источники загрязнения воздушной среды разделяют на источники выделения примесей в воздух помещения и источники выброса примесей в атмосферу.
Кроме того, промышленные источники выбросов примесей делят на организованные, неорганизованные и распределенные:
а) организованный промышленный выброс поступает в атмосферу в виде компактного направленного потока через специально сооруженные вентиляционные системы или их элементы;
б) неорганизованный промышленный выброс поступает в атмосферу в виде ненаправленных потоков в результате нарушения герметичности зданий, сооружений, установок, а также отсутствия вентиляционных систем;
в) распределенные выбросы в основном связаны с автотранспортом и авиацией.
Все источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на естественные и антропогенные.
К естественным источникам загрязнения относятся:
а) внеземное загрязнение воздуха пылью космического происхождения и космическим излучением;
б) земное загрязнение атмосферы при извержениях вулканов, пыльных бурях, лесных и степных пожарах, пылью эрозии почв, частицами морской соли, продуктами растительного, животного и микробиологического происхождения.
Антропогенные источники загрязнения атмосферы подразделяют на источники газообразных соединений, радиоактивные, тепловые, шумовые и электромагнитные. Основными антропогенными источниками
загрязнения атмосферы являются автомобильный транспорт и промышленные предприятия.
К наиболее интенсивно воздействующим на атмосферу отраслям промышленности относятся энергетические объекты (тепло- и гидроэнергетические источники загрязнения окружающей среды; топливно-энергетический комплекс вообще и объекты энергетики в частности). В теплоэнергетике источником массированных атмосферных выбросов являются теплоэлектростанции, предприятия и установки паросилового хозяйства, работа которых связана со сжиганием топлива. Энергетические установки во всем мире ежегодно выбрасывают в атмосферу около 1 млрд т золы и 400 млн т сернистого ангидрида. В результате сжигания топлива концентрация углекислого газа в атмосфере планеты увеличивается ежегодно на 0, 03 %. Зола, сажа и пыль, содержащиеся в воздухе, уменьшают прозрачность атмосферы. Кроме того, в состав газообразных отходов, выбрасываемых в воздушный бассейн энергетическими установками, использующими в качестве топлива продукты переработки нефти и уголь, входит сернистый газ (SO2) – одно из наиболее опасных для здоровья человека химических соединений.
Значительное воздействие на окружающую среду оказывают золовые и шлаковые отвалы ТЭС, которые в зависимости от состава золы, типа консервации, физико-географических и климатических характеристик местности могут загрязнять прилегающие территории тяжелыми металлами и вредными соединениями.
В металлургии основными источниками загрязнения ОС являются различного типа металлургические печи (доменные печи, конверторы, медеплавильные агрегаты и т.п.). Особенно опасны для природной среды крупные печи цветной металлургии из-за большого выброса соединений тяжелых металлов.
Химическая промышленность характеризуется такими источниками загрязнения, как ректификационные колонны, аппараты производства аммиака и различных кислот и другие химические агрегаты.
Промышленность строительных материалов загрязняет ОС главным образом за счет выброса пыли из печей, применяемых при производстве цемента, стекла, кровельных материалов и керамики. Эксплуатация высокотемпературных печей приводит к загрязнению природной среды выбросами оксидов углерода, азота и серы.
В машиностроении вредные вещества выбрасываются из вагранок, печей, разливочных машин и другого оборудования, применяемого при металлообработке. Особенно опасные вещества выделяются в гальванических цехах.
В легкой и пищевой промышленности имеют место выбросы общих загрязнителей – оксидов азота и углерода.
- Влияние основных отраслей промышленности на качество поверхностных и подземных вод
Основные отрасли промышленности влияют не только на атмосферу, но и на подземные и поверхностные воды в том числе.
По определению академика А.Е. Ферсмана, вода – самый важный минерал на Земле. Водные ресурсы – запасы подземных и наземных вод на конкретной территории за определенный промежуток времени.
В промышленности вода играет важную роль: она используется как сырье, теплоноситель, растворитель, источник получения водорода и кислорода; водный транспорт – одно из основных средств перевозки сырья и материалов и т.д.
К водным объектам, расположенным в городской черте, относятся поверхностные водные объекты: водотоки, водоемы, моря и подземные воды. Территория, сток с которой формирует водный объект, называется водосборной площадью. Водотоки подразделяются на: реки, каналы, ручьи; водоемы на: озера, водохранилища, пруды.
По функциональному назначению городские водоемы делятся в основном на природные, природно-рекреационные, рекреационные для купания, декоративные, технические (пруды – регуляторы, отстойники). Принадлежность к тому или другому виду использования водоема определяется его местоположением в городе (природные комплексы, селитебная территория), происхождением (природные, искусственные), степенью проточности, водообменном, качественным составом.
Если раньше населенные пункты «прижимались» к рекам, а водораздельные пространства оставались нетронутыми, то современный город почти полностью освоил водоразделы, превратив их в жилую застройку и промышленные зоны. С увеличением застройки, площади твердых покрытий (дороги, площади, тротуары), искусственно уплотненных почв на территории города происходит перераспределение поверхностного и подземного стока, где доля поверхностного стока с водонепроницаемых покрытий возрастает, а подземного соответственно уменьшается при общем увеличении полного речного стока.
Таким образом, возрастающая антропогенная нагрузка на водные объекты городов часто приводит к резкому ухудшению качества воды и, в результате, они становятся непригодными для обитания, воспроизводства рыб и других водных организмов. Антропогенное воздействие на гидросферу приводит к следующим 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
Существенные экологические проблемы возникают при попадании в водоемы трудноразрушаемых или устойчивых органических загрязняющих веществ. Основными веществами (агентами), загрязняющими воду, являются:
- нефть и нефтепродукты;
- поверхностно-активные
вещества (синтетически моющие средства)
- кислоты и щелочи;
- пестициды и гербициды;
- загрязнители атмосферы (за счет осаждения);
- загрязнители почвы (за счет вымывания);
- органические вещества;
- ядохимикаты;
- горюче-смазочные материалы.
Также воду загрязняет и избыточный кислород. Биологическая потребность в кислороде (БПК5) – количество кислорода, которое необходимо биологическим организмам для окисления в течение пяти суток 1 л воды. Химическая потребность в кислороде (ХПК) – количество кислорода, которое требуется для окисления окислителем органических и неорганических веществ, находящихся в 1 л воды.
Основными источниками загрязнения водных объектов служат:
- промышленные сточные воды;
- сточные воды коммунального хозяйства городов и других населенных пунктов;
- сельскохозяйственные сточные
воды, включающие дренажные воды
систем орошения и стоки с
полей и животноводческих
- атмосферные воды, несущие
массы вымываемых из воздуха
загрязнителей промышленного
Отрасли промышленности, являющиеся источниками загрязнения для водных объектов:
- горная промышленность. Ежегодно в мире извлекается из недр до 100 млрд. т горных пород, при этом используется в среднем 3 % исходного сырья, а 97 % составляют различные отходы. Горная промышленность
дает 31 % всех образующихся в мире твердых отходов. При разработке карьеров основными факторами, влияющими на изменение гидрологических условий, являются обнажения массивов горных пород горными выработками, вскрытие водоносных горизонтов, предварительное осушение месторождения, карьерный водоотлив, искусственное изменение поверхностного стока, устройство гидроотвалов, шламохранилищ, сброс карьерных и технических вод. Производство открытых горных работ приводит к снижению уровня грунтовых вод.
- Энергетика. Все стороны деятельности человечества неразрывно связаны с производством и потреблением энергии, прежде всего электрической. Современные объемы производства требуют огромного количества энергии, причем расход ее на единицу производимой продукции постоянно растет. Энергетика – основной движущий фактор всех отраслей промышленности, транспорта, коммунального и сельского хозяйства.
Энергетика является наиболее водоемкой отраслью промышленности, причем в России удельный вес водопотребления этой отраслью все более возрастает. Если в 1985 г. в энергетике использовалось 63 % общего объема потребляемой промышленностью свежей воды, то в 1997 г. – уже 73 %. Энергетика потребляет большое количество свежей воды (~ 30 млрд. м3/год) и только 65–70 % ее экономится за счет использования водооборота.
Доля участия энергетических предприятий в загрязнении окружающей среды весьма значительна. Особенностью энергетического производства является непосредственное воздействие на природную среду в процессе извлечения топлива, его транспортировки и сжигания.
В настоящее время наиболее распространенными источниками энергии являются:
-теплоэнергетика, которая
основана на сжигании
-гидроэнергетика, использующая водные ресурсы;
-атомная энергетика, использующая
внутреннюю энергию атомных
По мере роста потребления первичных энергоресурсов и соответственного истощения природных запасов органического топлива все большее значение приобретают альтернативные источники энергии: солнечная, геотермальная, ветровая энергия и т.д.
- Металлургия. Металлургические предприятия относятся к числу наиболее крупных промышленных комплексов, при работе которых происходит загрязнение поверхностных вод, почв, а также атмосферы. В современном металлургическом производстве можно выделить следующие процессы:
- предварительная обработка руд, выплавка и рафинирование металлов;
- проведение различных видов обработки металлов и их сплавов для придания им требуемых свойств.
Металлургия использует огромное количество воды, при этом цветная металлургия является значительно более водоемкой отраслью по сравнению с черной металлургией: на выплавку 1 т никеля требуется 4000 м3 воды, а чугуна – лишь 180–200 м3. Воздействие на природные ресурсы проявляется и косвенно, через большую энерго- и топливоемкость. Особенно энергоемким является производство алюминия (16–18 тыс. кВт×ч электроэнергии на 1 т), магния и титана.
Загрязнение поверхностных вод осуществляется следующими процессами:
- вывод солевых растворов в водные бассейны;
- загрязнение водотоков шламовыми «захоронениями»;
- вторичное загрязнение
вследствие выпадения
Сточные воды металлургических предприятий содержат:
- примеси твердых минеральных веществ;
- остатки флотационных реагентов (цианиды, ксантогенаты, нефтепродукты и др.);
- ионы тяжелых металлов (свинца, меди, цинка, никеля, марганца и др.);
- мышьяк, ртуть, сурьму, фтор, сульфаты, хлориды и т.д.
Металлургическая промышленность в значительной степени ответственна за подкисление водоемов.
Металлургическая промышленность оказывает и тепловое загрязнение, затрагивающее в основном поверхностные воды. Около 75% воды, необходимой при производстве чугуна и стали, идет на охлаждение, и она содержит значительное количество тепла.
- Машиностроение. Основными источниками загрязнения окружающей среды на машиностроительных предприятиях являются литейное производство, цехи механической обработки, сварочные, гальванические, травильные и покрасочные цехи. Вредное воздействие машиностроения на поверхностные воды обусловлено большим водопотреблением (около 10 % общего водопотребления в промышленности) и значительным загрязнением стоков, которые подразделяются на пять групп:
- с механическими примесями, в том числе и гидроксидами металлов;
- с нефтепродуктами и эмульсиями, стабилизированными ионогенными эмульгаторами;
- с летучими нефтепродуктами;
- с моющими растворами и эмульсиями, стабилизированными неионогенными эмульгаторами;
- с растворенными токсичными соединениями органического и минерального происхождения.
На первую группу приходится 75 % объема сточных вод, вторую, третью и четвертую – еще 20 %, пятую группу – 5 % объема.
Наиболее распространенным технологическим процессом предприятий машиностроения является обработка металлов, включающая в себя токарные, фрезерные, шлифовальные и другие виды работ. Главным источником загрязнения поверхностных вод является сброс отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей, электролитов и моющих средств, содержащих нефтепродукты, растворимые соединения металлов, взвеси, вредные химические элементы. Попадая в водоемы, сточные воды оказывают токсическое воздействие на растительные и водные организмы, сокращают содержание кислорода в воде, ухудшают качество воды для питьевого водоснабжения.
Данная отрасль относится к числу наиболее водоемких производств. На ее нужды расходуется от 20 до 50 % общего водопотребления предприятиями машиностроения.
Загрязнение воды вызывает следующие изменения ее качества:
- снижение pH пресных вод в результате их загрязнения серной и азотной кислотами из атмосферы (кислотные дожди), увеличение содержания в них сульфатов и нитратов;
- повышение содержания кальция, магния, кремния в подземных
