Воздействие техногенных опасностей на окружающую среду и здоровье населения

Министерство образования  и науки РФ

ФГАОУ ВПО «Северо-восточный Федеральный университет им.М.К.Аммосова»

Биолого-географический факультет

Кафедра МПБХиГ

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

Воздействие техногенных  опасностей на окружающую среду

 и здоровье  населения

 

 

 

 

Выполнил: студент III курса

БГФ группы БХ 10 (1)

Егорова А.Г.

Проверил: доцент кафедры  МПБХиГ

Преподаватель БЖД

Софронов Р.П.

 

 

 

 

 

Якутск 2012

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………...3

Теоретический анализ литературы

1.Техногенные факторы  окружающей среды…………………………………..4

1.1.Химические факторы……………………………………………4

1.2.Биологические факторы………………………………………...5

1.3.Физические факторы…………………………………………….6

2.Характеристика техногенных  опасностей …………………………………...8

3.Последствия воздействия  техногенных опасностей на природную  среду………………………………………………………………………………20

3.1.Загрязнение поверхностных  и подземных вод г. Якутска….25

3.2.Загрязнение воздушного  бассейна г. Якутска……………….30

3.3.Обращение с отходами………………………………………...32

3.4.Истощение земельных  ресурсов г. Якутска……….…………35

4. Экология и здоровье» (по результатам исследований в Нюрбинском улусе)……………………………………………………………………………..40

5.Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций техногенного характера…………………………………………………………………………47

Заключение...……………………………………………………………………..50

Список использованной литературы ………………………………………….52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Характерная особенность жизни человека сегодня -- то, что загрязненность окружающей среды во многих регионах страны человек довел до предельно неблагоприятных условий для своего здоровья. Природа сегодня больна человеком, и это печально. Человек -- неотъемлемая часть природы, он получает с водой, воздухом, едой все то, что есть в его жизни.

Опасности техносферы во многом антропогенны. В основе их возникновения лежит человеческая деятельность, направленная на формирование и трансформацию потоков вещества, энергии и информации в процессе жизнедеятельности. Изучая и изменяя эти потоки, можно ограничить их величину допустимыми значениями. Если сделать это не удается, то жизнедеятельность становится опасной.

Целью работы является исследование влияния экологически неблагоприятных техногенных факторов современной жизни на окружающую среду и здоровье населения.

Задачи:

1. Описать виды техногенных факторов.

2. Описать техногенные опасности.

3. Выявить последствия воздействия  техногенных опасностей на окружающую природную среду и на здоровье населения (по результатам исследования в Нюрбинском улусе).

4. Изучить систему мер защиты населения от чрезвычайных ситуаций техногенного характера.

Объект исследования: техногенные  факторы среды обитания и окружающая среда.

Предмет исследования: техногенные  опасности неблагоприятных факторов и их влияние на окружающую среду, и здоровье населения в России и в Республике Саха (Якутии).

Курсовая работа состоит из введения, пяти пунктов, семи подпунктов, заключения и списка литературы.

1.Техногенные  факторы окружающей среды

 

1.1. Химические  факторы

 

Химические факторы среды  могут быть природного и антропогенного происхождения. Значительную роль в  химическом загрязнении среды играет транспорт: сухопутный, водный, воздушный, использующий в качестве энергии  нефтепродукты. Количество химических веществ очень велико. Так, уже  сегодня в банке данных Chemical Abstract Services (США) имеются сведения о почти 8 млн. различных химических соединений, причем несколько десятков тысяч из этого количества находят широкое применение в многообразных сферах жизни и постоянно используются людьми (табл. 1). К наиболее опасным химическим загрязнителям относят тяжелые металлы, пестициды, канцерогенные и радиоактивные вещества, оксид углерода II, оксид углерода IV, оксид серы IV, оксид азота, фураны и др. в зависимости от степени токсического воздействия, химические вещества подразделяются на три класса опасности:

1) мышьяк, ртуть, кадмий, селен, свинец, цинк, фтор, бензапирен;

2) бор, кобальт, никель, медь, сурьма, хром;

3) вольфрам, марганец, стронций, ванадий.

 

Табл. 1 Классификация и количество химических соединений, находящихся в постоянном использовании у людей

Класс соединений	Количество соединений
Разные соединения различного употребления	50000
Активные ингредиенты  в пестицидах	1500
Активные ингредиенты  в лекарствах	4000
Наполнители лекарств	2000
Пищевые добавки	2500
Препараты, поддерживающие тонус	3000
Всего	63000

 

Промышленные предприятия  загрязняют воздух оксидами серы, азота, взвешенными пылевыми частицами, многими  органическими соединениями, асбестом, солями тяжелых металлов, включая  свинец, кадмий, ртуть, бериллий, и другими  веществами, представляющими собой  исходное сырье, промежуточные и  конечные продукты производства, промышленные отходы.

Основными причинами загрязнения  водоемов химическими веществами является сброс в них неочищенных или  недостаточно очищенных сточных  вод, содержащих множество разнообразных  химических соединений; значительное количество удобрений и пестицидов может поступать в источники  воды с поверхностным стоком сельскохозяйственных полей; ливневые воды с городских  территорий содержат большое количество взвешенных веществ, нефтепродукты  и другие загрязнители. Загрязнение  почвы может происходить в  результате внесения в нее удобрений, пестицидов, орошения полей сточными водами, содержащими различные химические соединения, устройства свалок промышленных и бытовых отходов.

В продукты питания химические вещества могут попадать в результате обработки полей химическими  удобрениями, пестицидами, при транспортировке, использовании химических добавок  с целью улучшения внешнего вида, товарных и других свойств продуктов. Известны случаи загрязнения продуктов  питания соединениями металлов и  других элементов – свинца, мышьяка, ртути, кадмия, олова, марганца, а также  нефтепродуктами, пестицидами, нитросоединениями.

Однако условия для  образования наиболее высоких концентраций химических веществ чаще всего создаются  в производственной среде, где эти  вещества непосредственно применяются  или получаются в процессе производства. По характеру токсического действия химические соединения делят на вещества с преимущественным общетоксическим  действием, и на обладающие способностью к специфическим эффектам – канцерогенному, мутагенному, аллергенному, тератогенному, эмбриотоксического действия организма или воздействовать на потомство [1, с. 190-193].

 

 

1.2. Биологические факторы

 

Биологические опасные факторы  – это совокупность биологических  компонентов, воздействие которых  на человека или окружающую среду  связано с их способностью в естественных или искусственных условиях оказывать  неблагоприятное влияние на здоровье людей. Они могут быть как природного, так и антропогенного происхождения, встречаться во всех средах – в воде, воздухе, почве, продуктах питания, на производстве, в быту. Биологические загрязнители окружающей среды весьма многочисленны и разнообразны. Основными компонентами биологического фактора являются: макроорганизмы (животные, птицы, рыбы); микроорганизмы (патогенные, условно-патогенные и др.); продукты микробиологического синтеза (ферменты, антибиотики, токсины, аминокислоты, белково-витаминные концентраты и т.д.).

По данным Всемирной организации  здравоохранения, через пищу и воду человек может заражаться возбудителями  многих инфекций, в том числе сальмонеллами, холерными вибрионами, стафилококками, стрептококками, риккетсиями, микробактериями  туберкулеза, вирусами и т.д. по воздуху  распространяется более 20% всех инфекционных болезней человека, в том числе  грипп, корь, коклюш, натуральная и  ветряная оспа, краснуха, цереброспинальный  менингит, пневмония, дифтерия, скарлатина, ангина и другие.

Другая группа биологических  факторов загрязнения окружающей среды  возникла с развитием промышленности микробиологического синтеза –  производством кормовых и пищевых  добавок, дрожжей, аминокислот, антибиотиков, что повлекло за собой появление качественно нового вида загрязнения микроорганизмами – продуцентами (ферменты, витамины, аминокислоты, белки) и продуктами их жизнедеятельности [1, с. 193-194].

 

 

1.3. Физические факторы

 

Физические факторы окружающей среды, действующие на человека, весьма разнообразны и довольно многочисленны. По происхождению они могут быть благоприятные, необходимые для здоровья человека, и вредные, что зависит как от вида, так и интенсивности их воздействия.

К природным факторам среды  относятся температура, влажность, движение воздуха, солнечная радиация, включающая видимую и невидимую  части спектра, атмосферное давление, гравитация, магнитное поле Земли, атмосферное  электричество, космическое излучение  и др. антропогенными физическими  факторами являются радиационное, тепловое, световое, электромагнитное, шумовое  и другие загрязнения.

Загрязнение среды шумом  возникает в результате недопустимого  превышения естественного уровня звуковых колебаний. Человек способен воспринимать звуковые частоты в диапазоне 16-20000 Гц. Единица измерения громкости  звука, равная 0,1 логарифма отношения  данной силы звука к пороговой (воспринимаемой ухом человека) его интенсивности, называется децибелом [дБ]. Диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ. Звуки очень большой силы, уровень  которых превышает 130 дБ, вызывают болевые  ощущения и повреждения в слуховом аппарате. Основные источники шума в городах – промышленные предприятия  и транспорт. Например, на автомобильных  дорогах крупных городов России уровень шума от транспорта в дневное  время достигает 90-100 дБ. В табл. 2 представлены уровни различных шумов.

В России примерно 30% городского населения подвержены существенному, превышающему нормативы, воздействию уровня шума, который повышает утомляемость человека, неспособность сосредоточиться, что ведет к снижению производительности труда.

 

Табл. 2 Уровни различных звуков в зависимости от источника шума.

Источник шума	Уровень шума, дБ
Шепот	40
Читальный зал	60
Речь средней громкости	70
Салон автомобиля	90
Грузовик	100
Оркестр	110
Молния	130
Взлет самолета	140
Старт космической ракеты	150
Выстрел из винтовки	160
Выстрел оружия	170

 

Электромагнитные – космические, рентгеновские и γ-излучения, а  также корпускулярные – α-, β-, протонное  и нейтронное излучения – являются ионизирующими. Неионизирующими электромагнитными  излучениями являются излучение, используемое в радарных установках, телевидении  и промышленности, инфракрасное излучение  нагревательных приборов, видимый свет некоторых лазеров, ультрафиолетовое излучение и др. [1, с. 193-195].

 

 

 

 

2.Характеристика техногенных опасностей

 

Техногенная опасность – состояние, внутренне присущее технической системе, промышленному или транспортному объекту, реализуемое в виде поражающих воздействий источника техногенной чрезвычайной ситуации на человека и окружающую среду при его возникновении, либо в виде прямого или косвенного ущерба для человека и окружающей среды в процессе нормальной эксплуатации этих объектов [4].

К техногенным относятся  чрезвычайные ситуации, происхождение  которых связано с производственно-хозяйственной  деятельностью человека на объектах техносферы. Как правило, техногенные  ЧС возникают вследствие аварий, сопровождающихся самопроизвольным выходом в окружающее пространство вещества и (или) энергии.

Базовая классификация ЧС техногенного характера строится по типам и видам чрезвычайных событий, инициирующих ЧС [4]:

· транспортные аварии (катастрофы);

· пожары, взрывы, угроза взрывов;

· аварии с выбросом (угрозой  выброса) ХОВ;

· аварии с выбросом (угрозой  выброса) РВ;

· аварии с выбросом (угрозой  выброса) биологически опасных веществ;

· внезапное обрушение  зданий, сооружений;

· аварии на электроэнергетических  системах;

· аварии в коммунальных системах жизнеобеспечения;

· аварии на очистных сооружениях;

· гидродинамические аварии.

Чрезвычайные ситуации, вызванные  возникновением пожаров и взрывами. Пожары и взрывы объектов промышленности, транспорта, административных зданий, общественного и жилищного фонда наносят значительный материальный ущерб и зачастую приводят к гибели людей.

Пожар — это комплекс физико-химических явлений, в основе которых лежат неконтролируемые процессы горения, тепло- и массообмена, сопровождающиеся уничтожением материальных ценностей и создающие опасность для жизни людей.

Взрыв — это неконтролируемое освобождение большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени.

Пожары и взрывы зачастую представляют собой взаимосвязанные  явления. Взрывы могут быть вторичными последствиями пожаров как результат  сильного нагрева емкостей с горючими газами (ГГ), легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ), горючими жидкостями (ГЖ), а также пылевоздушных смесей (ГП), находящихся в закрытом пространстве помещений, зданий, сооружений. В свою очередь, взрывы, как правило, приводят к возникновению пожара на объекте, так как в результате взрыва образуется сильно нагретый газ (плазма) с очень высоким давлением, который оказывает не только ударное механическое, но и воспламеняющее воздействие на окружающие предметы, в том числе горючие вещества.

Объекты, на которых производятся, хранятся или транспортируются вещества, приобретающие при некоторых  условиях способность к возгоранию (взрыву), относятся соответственно к пожаро- или взрывоопасным объектам.

Процесс горения возможен при следующих основных условиях:

- непрерывное поступление  окислителя (кислорода воздуха);

- наличие горючего вещества  или его непрерывная подача  в зону горения;

- непрерывное выделение  теплоты, необходимой для поддержания  горения.

Зона наиболее интенсивного горения, в которой имеются все  три условия, называется очагом пожара. Процесс развития пожара состоит из следующих фаз:

- распространение горения  по площади и пространству;

- активное пламенное горение  с постоянной скоростью потери  массы горючих веществ;

- догорание тлеющих материалов  и конструкций.

Пожар происходит в определенном пространстве (на площади или в  объеме), которое условно может  быть разделено на зоны горения, теплового воздействия и задымления, не имеющие четких границ.

Зона горения занимает часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения твердых горючих материалов (ТГМ) или испарения ЛВЖ и ГЖ, горения ГГ и паров в объеме диффузионного давления пламени.

Зона теплового воздействия  представляет собой прилегающее к зоне горения пространство, в пределах которого происходит интенсивный теплообмен между поверхностью пламени, окружающими строительными конструкциями и горючими материалами.

В начальной стадии пожара теплота в основном передается теплопроводностью  через металлические строительные конструкции, трубы и инженерные коммуникации. При пожарах в зданиях излучение является основным способом передачи теплоты по всем направлениям до момента интенсивного задымления, когда дым в результате рассеивания и поглощения лучистой энергии ослабляет тепловой поток. В период сильного задымления зоны пожара конвекцией передается значительно больше теплоты, чем иными способами; при этом нагретые до высоких температур газы способны с легкостью вызывать возгорание горючих материалов на пути своего движения: в коридорах, проходах, лифтовых шахтах, лестничных клетках, вентиляционных люках и т.д.

При пожарах на открытых пространствах распространение  огня происходит в основном за счет возгорания окружающих горючих веществ  при передаче им значительной теплоты  излучением. Несмотря на то, что доля теплоты, передаваемой конвекцией, достигает  ориентировочно 75 %,значительная ее часть передается верхним слоям атмосферы и не изменяет обстановки на пожаре.

По условиям газообмена и  теплообмена с окружающей средой все пожары подразделяются на два  обширных класса:

1-й класс — пожары  на открытом пространстве;

2-й класс — пожары  в ограждениях.

Взрывы могут иметь химическую и физическую природу.

При химических взрывах в  твердых, жидких, газообразных взрывчатых веществах или аэровзвесях горючих веществ, находящихся в окислительной среде, с огромной скоростью протекают экзотермические окислительно-восстановительные реакции или реакции термического разложения с выделением тепловой энергии.

Физический взрыв возникает  вследствие неконтролируемого высвобождения  потенциальной энергии сжатых газов  из замкнутых объемов технологического оборудования, трубопроводов и других сосудов, работающих под давлением.

Параметрами, определяющими  мощность взрыва, являются энергия  взрыва и скорость ее выделения. Энергия  взрыва обуславливается физико-химическими  превращениями, протекающими при различных  видах взрывов.

Основными поражающими факторами  взрыва являются ударная волна (воздушная  — при взрыве в газовой среде  — гидравлическая — при взрыве в жидкой среде) и осколочные поля.

Осколочные поля — площади территории, поражаемые разлетающимися осколками разорвавшихся объектов и объектов, разрушенных ударной волной. Осколочные поля условно делятся на две зоны. Первая зона определяется площадью круга при ненаправленном взрыве и площадью кругового сектора при направленном взрыве, на которую разлетается до 80 % всех осколков. Вторая непосредственно примыкает к первой и определяется площадью падения оставшихся 20 % осколков. Радиус этой зоны превышает радиус первой зоны в 20 и более раз, в зависимости от мощности взрыва.

Воздушная ударная волна  образуется за счет энергии, выделенной в центре взрыва, которая приводит к возникновению очень высокой температуры и огромного давления. Продукты взрыва, воздействуя на окружающие слои воздуха, создают в нем затухающее волновое поле, в котором переносятся на значительное расстояние тепловая, акустическая и кинетическая энергия взрыва. В воздушном пространстве образуются подвижные зоны cжатия и разрежения слоев воздуха, давление в которых будет значительно отличаться от нормального атмосферного. По сферической границе зоны сжатия возникает фронт ударной волны.

На объектах техносферы имеют  место следующие основные типы взрывов: свободный воздушный, наземный на открытой территории, наземный в непосредственной близости от объекта и взрыв внутри объекта. Характеры распространения  воздушных ударных волн при свободном  воздушном взрыве и наземном взрыве на открытой территории во многом сходны. В случае наземного взрыва в непосредственной близости от объекта (здания или сооружения) ударная волна подходит сначала  к его фронтальной поверхности, затем, обтекая объект, воздействует на него с боков и сзади. Отраженная от преграды ударная волна тормозит движущиеся на фронтальную часть объекта массы воздуха в прямой волне, при этом происходит повышение избыточного давления в 2-8 раз [6, с. 171-178].

Техногенные опасности по воздействию на человека могут быть механическими, физическими, химическими, психофизиологическими и т.д.

Под механическими опасностями понимаются такие нежелательные воздействия на человека, происхождение которых обусловлено вилами гравитации и кинетической энергии тел.

Механические опасности  создаются падающими, движущимися, вращающимися объектами природного и искусственного происхождения. Например, механическими опасностями естественного свойства являются обвалы и камнепады в горах, снежные лавины, сели, град и др.

Носителями механических опасностей искусственного происхождения  являются машины и механизмы, различное  оборудование, транспорт, здания и сооружения и многие другие объекты, воздействующие в силу разных обстоятельств на человека своей массой, кинетической энергией и другими свойствами [6, с. 176-177].

Действие электрического тока на человека носит многообразный характер. Проходя через организм человека, электрический ток вызывает термическое, электролитическое, а также биологическое действия.

Термическое действие тока проявляется в ожогах некоторых  отдельных участков тела, нагреве  кровеносных сосудов, нервов, крови  и т. п.

Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови  и других органических жидкостей  организма и вызывает значительные нарушения их физико-химического  состава.

Биологическое действие тока проявляется как раздражение  и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными  судорожными сокращениями мышц, в  том числе легких и сердца. В  результате могут возникнуть различные  нарушения и даже полное прекращение  деятельности органов кровообращения и дыхания [5, с. 189].

Основная опасность, создаваемая  электризацией различных материалов, состоит в возможности искрового заряда, как с диэлектрической наэлектризованной поверхности, так и с изолированного проводящего объекта.

Разряд статического электричества  возникает тогда, когда напряженность  электрического поля над поверхностью диэлектрика или проводника, обусловленная накоплением на них зарядов, достигает критической (пробивной) величины.

Устранение опасности  возникновения электростатических зарядов достигается применением  ряда мер: заземлением, повышением поверхностной проводимости диэлектриков, ионизацией воздушной среды, уменьшением электризации горючих жидкостей [5, с. 223-225].

Лазерное излучение представляет опасность для человека, наиболее опасно оно для органов зрения. Практически на всех длинах волн лазерное излучение проникает свободно внутрь глаза. Лучи света, прежде чем достигнуть сетчатки глаза, проходят через несколько преломляющих сред: роговую оболочку, хрусталик, стекловидное тело. Энергия лазерного излучения, поглощенная внутри глаза, преобразуется в тепловую энергию. Нагревание может вызвать различные повреждения и разрушения глаза.

При больших интенсивностях лазерного облучения возможны повреждения  не только кожи, но и внутренних тканей и органов. Эти повреждения имеют  характер отеков, кровоизлияний, омертвления  тканей, а также свертывания и распада крови [6, с. 226].

Опасными и источниками  вибрации являются технологическое  оборудование ударного действия, рельсовый  транспорт, строительные машины, тяжелый автотранспорт.

Шум создается транспортными  средствами, промышленным оборудованием  и механизмами.

Источниками электромагнитных полей радиочастот являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цехи.

Значительными источниками  теплового загрязнения среды  обитания являются тепловые и атомные  электростанции (ТЭС и АЭС).

Источниками ионизирующего  облучения человека в окружающей среде являются космические облучения, облучение от природных источников, медицинские обследования, ТЭС и АЭС, радиоактивные осадки и т.п. [8, с. 57].

Основными факторами возникновения  опасностей и чрезвычайных ситуаций техногенного характера являются:

• неустойчивое (напряженное) состояние объекта (личности, общества, государства, системы), при котором воздействие на него всех потоков вещества, энергии и/или информации превышают максимально допустимые значения(это снижает способности предупреждения, ослабления, устранения и отражения опасностей);

• увеличение энергоемкости, внедрение новых технологий и  материалов, опасных для природы  и человека;

• несовершенство и устарелость  оборудования, снижение технологической  и трудовой дисциплины;

• накопление отходов производства и энергетики, в т. ч.химических и  радиоактивных;

• недостатки контроля надзорных  органов и государственных инспекций;

• нехватка квалифицированных  кадров, обладающих культурой безопасности на производстве и в быту;

• недостаточный уровень  предупредительных мероприятий  по уменьшению масштабов и последствий  чрезвычайных ситуаций, снижению риска  их возникновения.

Перечисленные факторы повышают риск возникновения опасных ситуаций, аварий и катастроф техногенного характера во всех сферах хозяйственной  деятельности.

Основными причинами возникновения  техногенных опасностей являются [2, с. 27-28]:

• нерациональное размещение потенциально опасных объектов производственного  назначения, хозяйственной и социальной инфраструктуры;