Ионизация, образование положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул. Ионизация атмосферы – образование положительных и отрицательных ионов (атмосферных ионов) и свободных электронов в атмосферном воздухе под воздействием солнечной радиации. В результате ионизации атмосферный воздух приобретает электропроводность и особые целебные свойства. Радиоактивные излучения (альфа-, бета-частицы, нейтроны, гамма-кванты) обладают различной проникающей и ионизирующей способностью. Наименьшей проникающей способностью обладают альфа-частицы (ядра гелия), длина пробега которых в ткани человека составляет доли миллиметра и в воздухе – несколько сантиметров. Они не могут пройти через лист бумаги, но обладают наибольшей ионизирующей способностью. Бета-частицы обладают большей проникающей способностью, но ионизирующая способность бета-частиц (электроны, позитроны) в 1000 раз меньше альфа-частиц и при пробеге в воздухе на 1 см пути образует несколько десятков пар ионов. Гамма-кванты относятся к электромагнитным излучениями и обладают большой проникающей способностью (в воздухе до нескольких километров); их ионизирующая способность значительно меньше, чем у альфа– и бета-частиц. Нейтроны (частицы ядра атома) обладают значительной проникающей способностью, что объясняется отсутствием у них заряда. Их ионизирующая способность связана с "наведенной радиоактивностью", которая образуется в результате "попадания" нейтрона в ядро атома вещества и тем самым нарушает его стабильность, образует радиоактивный изотоп. Ионизирующая способность нейтронов при определенных условиях может быть аналогичной альфа-излучению.
Ионизирующие излучения, обладающие большой проникающей способностью представляют опасность в большей степени при внешнем облучении, а альфа– и бета-излучения при непосредственном воздействии на ткани организма при попадании внутрь организма с вдыхаемым воздухом, водой, пищей.
При внешнем облучении всего тела или отдельных его участков (местном воздействии) или внутреннем облучении человека или животных в поражающих дозах может развиться заболевание, называемое лучевой болезнью.
В настоящее время лучевое поражение людей может быть связано с нарушением правил и норм радиационной безопасности при выполнении работ с источниками ионизирующих излучений, при авариях на радиационноопасных объектах, при ядерных взрывах и др.
10. Урбанизация
Урбанизация – процесс повышения роли городов в развитии общества и заключен в особых городских отношениях, охватывающих социально-профессиональную и демографическую структуры населения, его образ жизни, культуру, размещение производительных сил и расселение. Предпосылки урбанизации – рост в городах индустрии, развитие их культурных и политических функций, углубление территориального разделения труда. Для урбанизации характерны приток в город сельского населения и возрастающее движение населения из сельского окружения и ближайших мелких городов в крупные города. Рост городов и связанные с этим процессы носят название урбанизации. Урбанизация в целом явление прогрессивное, так как концентрация производства, научно-культурных учреждений, учебных заведений создает предпосылки роста общей культуры, улучшения быта, занятости людей, снабжения продовольствием, медицинского обслуживания. Кроме того, наблюдается рост энергетики, промышленного производства, численность средств транспорта, а также происходит развитие сельского хозяйства с ростом продукции, так как увеличивается их среднее потребление на душу населения.
Все вышеперечисленные признаки роста урбанизации ведут к негативным изменениям природной среды: загрязнение, задымление и т. п. атмосферы, гидросферы и почвы. Сейчас в окружающей среде накопилось около 50 тыс. видов химических соединений, не разрушаемых деструкторами экосистем. Эти изменения приводят к сокращению длительности солнечного освещения, которое вызывает авитаминоз, сопровождающийся утомляемостью, ухудшением самочувствия, снижением работоспособности, сопротивляемости инфекционным заболеваниям. Шум и вибрация на урбанизированых территориях оказывают мешающее действие, вызывают возбуждение ЦНС, нарушение сна, влияют на работоспособность. Высокая плотность, контактность населения способствуют быстрому распространению различных инфекций. У жителей крупных городов наблюдается неблагоприятный сдвиг в характере питания: повышена калорийность пищи за счет увеличения в рационе жиров, уменьшение количества овощей и молока. Заметно уменьшилась рождаемость на урбанизированых территориях, приобретая признаки экстремальности.
Для решение задач устранения этих признаков необходимо проведение фундаментальных исследований по изучению всех сторон жизни и деятельности общества, изучение состояния здоровья и всех видов движения населения.
11. Источники загрязнения атмосферы
Источником загрязнения атмосферы может быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (в основном микроорганизмы), попадающие в окружающую среду или образующиеся в ней в количестве выше естественных. Под атмосферным загрязнением понимают присутствие газов, паров, частиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и сооружения.
По происхождению загрязнения делят на: природные, вызванные естественными, часто аномальными, процессами в природе; антропогенные, связанные с деятельностью человека.
На антропогенные загрязнения приходится большая доля в загрязнении атмосферы, которые связаны с развитием производственной деятельности человека и подразделяются на локальные и глобальные. Локальные загрязнения связаны с городами и промышленными регионами. Глобальные загрязнения влияют на биосферные процессы на Земле и распространяются на огромные расстояния, так как воздух находится в постоянном движении. Глобальные загрязнения атмосферы усиливаются из-за того, что вредные вещества из нее попадают в почву, водоемы, а затем снова поступают в атмосферу.
Источники загрязнения атмосферы разделяют на механические, физические и биологические.
Механические загрязнения – пыль, фосфаты, свинец, ртуть, образующиеся при сжигании органического топлива и в процессе производства строительных материалов.
Физические загрязнения – тепловые, световые, шумовые, электромагнитные, радиоактивные.
Биологические загрязнения являются следствием размножения микроорганизмов и антропогенной деятельности (теплоэнергетика, промышленность, транспорт, действия вооруженных сил).
Распространенные токсичные вещества, загрязняющими атмосферу:
• оксид углерода (лесные пожары, выделения океанов, окисление терпенов; автотранспорт, промышленные энергоустановки, черная металлургия);
• диоксид серы (вулканические извержения, окисления серы и сульфатов, рассеянных в море; сжигание топлива в промышленных установках, промышленность строительных материалов);
• оксид азота (лесные пожары; автотранспорт, теплоэлектростанции);
• углеводороды (лесные пожары, природный метан и природные терпены; автотранспорт, сжигание отходов, холодильная техника, химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы);
• пыль (вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары; сжигание топлива в промышленных установках и т. п.).
12. Источники загрязнения гидросферы
Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточное очищение сточных вод промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников; сбросы водного и ж/д. транспорта; пестициды и т. д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые проявляются в изменении химического состава воды, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов. Производственные сточные воды загрязнены отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав зависит от отрасли промышленности и ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т. ч. и токсические, и содержащие яды. К первой группе относятся сточные воды содовых, обогатительных фабрик свинцовых, никелевых руд и т. д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды. Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие заводы, предприятия органического синтеза и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и т. п. Вредоносность действия сточных вод этой группы заключается в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем. Рост населения, возникновение новых городов увеличивают поступление бытовых стоков во внутренние водоемы, загрязняя их и болезнетворными бактериями.
Все вышеперечисленные факторы приводят к сбою биологического и физического режимов водоемов.
Для очистки сточных вод применяют механический, химический, физико-химический и биологический методы. Когда они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживание сточных вод является комбинированным. Механический метод позволяет очистить из бытовых сточных вод – до 60–75 % нерастворимых примесей, а из промышленных – до 95 %; химический метод – до 95 % нерастворимых примесей и до 25 % растворимых. Физико-химический метод позволяет удалить тонкодисперсные и вещества. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды.
13. Круговорот веществ в природе
Все вещества на планете Земля находятся в процессе биохимического круговорота. Выделяют два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический). Большой круговорот длится миллионы лет. Горные породы разрушаются, выветриваются и потоками вод сносятся в Мировой океан, где образуют мощные морские напластования. Часть химических соединений растворяется в воде или потребляется биоценозом. Крупные медленные геотектонические изменения, связанные с опусканием материков и поднятием морского дна, перемещение морей и океанов в течение длительного времени приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу процесс начинается вновь.
Малый круговорот – часть большого, происходит на уровне биогеоценоза. При этом питательные вещества почвы, воды, воздуха аккумулируются растениях, расходуются на создание их массы и жизненные процессы в них. Продукты распада органического вещества под воздействием бактерий вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям, и вовлекаются ими в поток вещества.
Возврат химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и химических реакций называется биохимическим циклом.
В круговороте веществ участвуют три группы организмов:
• продуценты (производители) – автотрофные организмы и зеленые растения, которые, используя солнечную энергию, создают первичную продукцию живого вещества. Они употребляют углекислый газ, воду, соли и выделяют кислород (хемосептики, способные создавать органическое вещество);
• консументы (потребители) – гетеротрофные организмы, питающиеся за счет автотрофных и друг друга. Подразделяются на: животные, питающиеся растениями, потребляющие кислород и выделяющие углекислый газ; хищники и паразиты растительных организмов; сверхпаразиты;
• редуценты (восстановители) – организмы, питающиеся организмами, бактериями и грибками. Они до конца разрушают органические остатки, превращают их в конечные продукты: минеральные соли, углекислый газ, воду, простейшие органические вещества, поступающие в почву и вновь потребляемые растениями.
Круговорот веществ в природе подразумевает общую согласованность места, времени и скорости процессов по уровням от популяции до биосферы. Такая согласованность называется экологическим равновесием, которое все равно является подвижным и динамичным.
Раздел 2. Техногенные опасности и защита от них
Тема 1. Идентификация травмирующих и вредных факторов, опасные зоны
1. Зоны действие негативных факторов
Опасная зона имеет внешне определенные, пространственные области проявления и характеризуется увеличением риска возникновения несчастного случая. Различают следующие зоны действия негативных факторов:
1. зоны переработки сыпучих сыпучих материалов, участки выбивки и очистки отливок и плазменной обработки, обработки пластмасс, стеклопластиков и др. хрупких материалов, участки дробления материалов и т. п.;
2. виброплощадки, транспортные средства и строительные инструменты, а также виброинструменты, рычаги управления транспортных машин, а также зоны около них;
3. зоны около технологического оборудования ударного действия, устройства для испытания газов, транспортных средств, энергетических машин;
4. зоны около ультразвуковых генераторов, дефектоскопов;
5. зоны около электротехнического оборудования на постоянном токе, зоны около линии электропередач, установок ТВЧ и индукционной сушки, электроламповых генераторов, телеэкранов, дисплеев, антенн, магнитов;
6. нагретые поверхности, расплавленные вещества, излучения пламени;
7. лазеры, отраженное лазерное излучение;
8. ядерное топливо, источники излучений в приборах, дефектоскопах и при научных исследованиях;
9. электрические сети, электроустановки, распределители, трансформаторы, оборудование с электроприводом и др.;
10. зоны движения наземного транспорта, конвейеров, подземных механизмов, подвижных частей станков, инструмента, передач;
11. зоны около систем повышенного давления, емкостей со сжатыми газами, трубопроводов, пневмо-гидроустановок;
12. строительные и монтажные работы, обслуживание машин и установок;
13. режущий и колющий инструмент;
14. паропроводы, газоводы, криогенные установки, холодильное оборудование, расплавы;
15. утечки токсичных газов и паров из негерметичного оборудования, испарения из открытых емкостей и при проливах, выбросы веществ при разгерметизации оборудования, окраска распылением, сушка окрашенных поверхностей;
16. сварка и плазменная обработка материалов с содержанием хрома и марганца, пересыпка и транспортирование дисперсных материалов;
17. гальваническое производство, заполнение емкостей, распыление жидкостей;
18. ошибки при применении жидкостей, умышленные действия;
19. обработка материалов с применением эмульсолов;
20. продолжительная работа с дисплеем, работа в неудобной позе;
21. подъем и перенос тяжестей, ручной труд;
22. труд научных работников, преподавателей, студентов; операторы технических систем, авиадиспетчеры;
23. наблюдение за производственными процессами.
2. Идентификация травмирующих и вредных факторов, опасные зоны факторов
Травмирующие и вредные факторы производственной среды характерные для большинства современных производств:
Физические факторы в виде:
1. запыленности воздуха рабочей зоны при переработке сыпучих материалов, на участках выбивки и очистки отливок, других хрупких материалов, участках их дробления;
2. вибраций (общих, локальных), которые действуют в зоне виброплощадок, в транспортных средствах и др., а также в виброинструментах, рычагах управления транспортных машин;
3. акустические колебания (инфразвук, шум, ультразвук) появляются в зонах около виброплощадок, мощных двигателей внутреннего сгорания и других высокоэнергетических систем, а также зонах около технологического оборудования ударного типа и т. п.;
4. статического электричества: в зонах около электротехнического оборудования на постоянном токе, зонах окраски распылением, синтетических материалов;
5. электромагнитного поля и излучения (инфракрасная радиация, лазерного излучения, ультрафиолетового излучения, ионизирующего излучения) в зонах около линий электропередач, установок ТВЧ индукционной сушки, электроламповых генераторов и т. п.; в зонах действия лазера, отраженного лазерного излучения; в зонах сварки и плазменной обработки; в зонах хранения ядерного топлива, источников излучения, применяемых в приборах и т. п.;
6. электрического тока в зонах электрической сети, электроустановки, распределителей, трансформаторов, оборудования с электропроводами и т. п.;
7. движущихся машин, механизмов, материалов, изделии, частей разрушающихся конструкций и т. п. в зонах движения наземного транспорта, конвейеров, подземных механизмов, в зонах около систем повышенного давления, емкостей со сжатым газом, трубопроводов и т. п.;
8. высоты, падающих предметов в зонах строительных и монтажных работ;
9. острых отломков и кромки в зоне режущих и колющих материалов и инструментов, заусенцев, шероховатых поверхностей, металлической стружки, осколков хрупких материалов;
10. повышенных или пониженных температур поверхностей оборудования и материалов в различных установках в случае их негерметичности;
11. загазованности рабочей зоны при утечке токсичных газов и паров из негерметического оборудования, испарения из открытых емкостей и при проливах, выбросах, веществ при разгерметизации оборудования, окраске распылением и т. п.;
12. запыленности рабочей зоны при сварке и плазменной обработке материалов с содержанием хрома и марганца или их транспортировке.
К химическим факторам относят попадание ядов на кожные покровы и слизистые оболочки в гальваническом производстве, заполнении емкостей, распылении жидкостей; а также попадание ядов в желудочно-кишечный тракт в случаях ошибок при применении жидкостей или умышленном действии.
К биологическим факторам относят смазочно-охлаждающие жидкости, используемые при обработке материалов с применением эмульсолов.
Психофизические факторы встречаются в виде физических перегрузок (статических, динамических) при продолжительной работе с дисплеями, работе в неудобной позе или подъеме им переносе тяжести, ручном труде и в виде нервно-психических перегрузок (умственного перенапряжения, перенапряжения анализаторов, монотонности труда и эмоциональных перегрузках), которые встречаются у научных работников, операторов технических систем, авиадиспетчеров, а также наблюдателей за производственными процессами и творческих работников.
3. Классификация факторов риска
По степени и характеру действия на организм все факторы условно делят на вредные (факторы, в определенных условиях становящиеся причиной заболеваний или снижения работоспособности; при этом имеется в виду снижение работоспособности, исчезающее после отдыха или перерыва в активной деятельности) и опасные (факторы, в определенных условиях приводящие к травматическим повреждениям или внезапным и резким нарушениям здоровья).
Эти факторы могут быть естественного или природного и антропогенного характера, т. е. создаваемые человеком, т. е. могут быть физическими, химическими, биологическими, и психофизиологическими.
Физические факторы :
Естественные: все климатические показатели: температура воздуха, влажность, скорость движения ветра, атмосферное давление, солнечная радиация.