Порядок проведения занятия и зачета по нему
В начале занятия заслушиваются следующие самостоятельно подготовленные сообщения студентов (рефераты):
1. Экологические нормативы - источник ЗОС;
2. Виды ПДК и их содержание и сущность.
В ходе обсуждения доложенных сообщений в форме взаимного диалога между преподавателем, студентами и самими студентами рассматриваются и обсуждаются следующие основные вопросы:
1. По какому показателю ведется нормирование примесей в атмосферном воздухе?
2. Какая ПДК является основной характеристикой опасности вещества?
3. С какой целью устанавливается среднесуточная ПДК?
4. С какой целью устанавливается максимально-разовая ПДК?
По результатам доложенных рефератов по выданным темам и хода обсуждения вопросов, вынесенных на занятие, преподаватель принимает решение о зачете данной работы отдельно каждым студентом, отмечаются наиболее активные студенты и студенты, проявившие пассивность по обсуждаемым вопросам темы занятия, излагаются рекомендации по самостоятельной подготовке к следующему занятию.
Практическое занятие №2 (Семинар)
Предельно допустимые уровни физического воздействия
Цель занятия:уяснение студентами понятия ПДУ физического воздействия, их сущности и содержания.
Рекомендации студентам по подготовке к занятию
1.1. Изучить теоретические основы в области ПДУ физического воздействия;
1.2. Ознакомиться с содержанием настоящего практического занятия;
1.3. Подготовить рефераты по выделенным темам;
1.4. В целях самоконтроля ознакомиться с контрольными вопросами к данному занятию и дать на них предварительные ответы.
Литературные источники
1. ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 23337-78, ГОСТ 20444-85 и СНиП 3077-84.
2. ГОСТ 12.1.002-84 и СанПиН 2971-84;
3. ГОСТ 12.1.012-90, ГОСТ 12.4.012-83 и СНиП 1304-75, СНиП 3044-84.
4. НРБ-96.
Теоретическая часть
Под предельно допустимым нормативом вредного физического воздействия на атмосферный воздух следует понимать норматив, устанавливаемый для определенного вида физического воздействия и каждого из источников, при котором суммарное воздействие всех источников не приведет к превышению предельно допустимого уровня физического воздействия на атмосферный воздух в данной местности.
Нормативы ПДУ физических воздействий включают:
- ПДУ шума;
- ПДУ напряженности электромагнитных полей высоковольтных линий электропередач;
- ПДУ облучения для источников высокочастотных (ВЧ), ультравысокочастотных (УВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) излучений;
- ПДУ радиационного воздействия, в том числе предельно допустимые дозы (ПДД) ионизирующих излучений, зависящие от категории населения А (персонал), Б (лица, которые не соприкасаются непосредственно с источниками излучения, однако по условиям работы или проживания могут подвергаться радиационному воздействию), В (остальное население);
- ПДУ теплового загрязнения, в том числе допустимый уровень отклонения температуры воды в естественных условиях.
Шум — неизбежная реальность цивилизации. Более того, в определенных дозах он необходим человеку для сохранения жизненного фона, обеспечивающего ему безопасность.
Превышение допустимых норм шумовых воздействий вызывает болезненные реакции, снижает умственную и физическую трудоспособность, приводит к серьезным нервным, онкологическим, сердечнососудистым психическим заболеваниям. От чрезмерных физических воздействий страдает не только человек, но и материальные ценности, растительный и животный мир.
Нормирование шума и других физических воздействий производят по предельно допустимому уровню согласно санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.562-96 и ГОСТ 12.1.003-83.
Шумы подразделяются на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБА - и непостоянные, аналогичная характеристика которых изменяется за рабочий день более чем на 5 дБА.
Напряженности электромагнитных полей высоковольтных линий электропередач. Линии электропередач при работе создают в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются электромагнитные поля (ЭМП) от проводов линии достигает десятков метров. Дальность распространение электромагнитного поля зависит от величины напряжения ЛЭП, чем выше напряжение - тем больше зона повышенного уровня электромагнитного поля, при этом размеры зоны не изменяются в течение времени работы ЛЭП.
Дальность распространения магнитного поля ЛЭП зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течение суток, так и с изменением сезонов года, размеры зоны повышенного уровня электромагнитного поля также меняются.
Электромагнитные поля ЛЭП являются очень сильными факторами влияния на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в зоне наибольшего действия электрического поля, вблизи высоковольтных опор ЛЭП и траверс ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля. У растений часто встречаются аномалии развития - меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки.
На организм человека влияет длительное пребывания в зоне ЛЭП. Кратковременное облучение в течение нескольких минут способно повлиять только на гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Например, хорошо известны работы английских ученых в начале 90-х годов показавших, что у ряда аллергиков по действием электромагнитного поля ЛЭП развивается реакция организма по типу эпилептической. При продолжительном пребывании (месяцы - годы) человека в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания людей.
Неионизирующее излучение.Широкое использование электрической и электромагнитной энергии в разнообразных областях человеческой деятельности привело к тому, что к собственному электрическому и магнитному полю Земли, атмосферному электричеству, радиоизлучению Солнца и Галактики добавилось ЭМП искусственного происхождения. Источники ЭМП, к которым относятся воздушные линии электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, технические средства радиовещания, телевидения, радиорелейной и спутниковой связи, радиолокационные и навигационные системы, лазерные маяки и т.п., существенно повлияли на естественный электромагнитный фон. Вблизи прохождения воздушных линий электропередач, радио и телевидения, радиолокационных установок напряженность электрических и магнитных полей возросла на 2–5 порядков, создавая тем самым реальную угрозу населению, животному и растительному миру.
Чувствительность живых систем к внешним электромагнитным колебаниям биосферы зависит, в первую очередь, от диапазона частот и интенсивности колебаний. Условно доступный диапазон электромагнитных излучений делится на три области, в пределах которых имеются специфические взаимодействия ЭМП с биосистемами:
- низкочастотные поля до метрового диапазона длин волн;
- СВЧ — метровые, дециметровые и сантиметровые волны;
- КВЧ — миллиметровые и субмиллиметровые волны.
Электромагнитные волны несут определенную энергию и при их взаимодействии с веществом, эта энергия превращается в тепло. При малых дозах облучения электромагнитными волнами в организме человека каких-либо существенных физиологических изменений не происходит, однако вредны для живых организмов электромагнитные волны любых частот с плотностью мощности облучения, превышающей 10 Вт/см.
В электромагнитном поле выделяют две составляющие — электрическую и магнитную. Организм человека, находящегося в электромагнитном поле, поглощает его энергию, в тканях возникают высокочастотные токи с образованием теплового эффекта.
Для предотвращения неблагоприятного влияния ЭМП на население установлены предельно допустимые уровни электромагнитного поля. Нормирование проводят согласно СанПиН 2.2.4./2.055-96. «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона».
Оценку воздействий проводят для работающих: по энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия; для других категорий населения — по напряженности электрического и магнитного поля.
Важное значение в обеспечении электромагнитной безопасности при применении персональных компьютеров имеют действующие в настоящее время санитарные нормы и правила СанПиН 2.2.2.542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работ», в которых рекомендован порядок производства, продажи и использования ВДТ и ПЭВМ. Время непосредственной работы с ВДТ и ПЭВМ Должно быть для взрослых пользователей не более 6 часов в смену, а для студентов и школьников - не более 4 часов в день.
Особым видом электромагнитного излучения является лазерное излучение, которое генерируется в специальных устройствах, называемых оптическими квантовыми генераторами, или лазерами. Эти устройства широко применяются в различных областях науки и техники, при обработке различных материалов, в медицине, в системе связи для передачи сигналов по лазерному лучу, для получения объемных изображений предметов — голограмм и других областей.
Лазерное излучение — электромагнитное излучение, генерируемое в диапазоне волн 0,2-1000 мкм. Наиболее часто используются лазеры с длинами волн, мкм: 0,34; 0,49-0,51; 0,53; 0,694; 1,06 и 10,6.
Для обеспечения безопасности лазерного излучения нормируют его в соответствии с санитарными нормами СН 2392-81 «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров».
Радиация (от латинского слова radiо — излучаю) представляет собой излучение, идущее от какого-либо тела. Радиация существовала всегда, так как она гораздо старше человеческого рода. Задолго до того, как на земле возникла жизнь, на планете шел распад урана и долгоживущих радионуклидов в земной коре, происходило постоянное выделение из нее радона.
Искусственно созданные человеком источники излучения, используемые в медицине, промышленности, атомной энергетике привели к дополнительному радиационному воздействию.
Средняя мощность дозы космического облучения жителей Земли приблизительно принимается 0,3 мЗв/год. Наиболее интенсивному облучению подвергаются экипажи и пассажиры самолетов. При подъеме с 4 км до 12 км доза космического облучения возрастает примерно в 25 раз, а на высоте 20 км (максимальная высота полета сверхзвуковых реактивных самолетов) достигает 13 мЗв/ч.
В ряде районов Земли население подвергается облучению от земной поверхности, из почвы и скальных пород. Так, замерами установлено, что в Бразилии мощность дозы излучения достигает 5 мЗв/год, а в Индии в Штатах Керала и Мадрас имеется прибрежная зона длиной 200 км и шириной несколько сотен метров, где население 100 тыс. человек получает дозу в 13 мЗв/год.
Радон — продукт радиоактивного превращения радия, постоянно выделяется в атмосферу жилых помещений, так как строительные материалы гравий, галька, песок всегда содержат соединения урана и тория. Установлено, что мощность излучения в кирпичных и железобетонных домах может быть до 1,5 мЗв/год. Часть радона в здании накапливается из природного газа и воды. Содержание радона в воде зависит от источника водоснабжения и колеблется от 0 до 100 млн. Бк/м3.
По современным оценкам, концентрация радона в домах варьирует в пределах четырех порядков. Максимальные зарегистрированные значения объемной активности радона составляют 20 тыс. Бк/м3 (Швеция). Среднее значение колеблется в зависимости от стран от 6 до 60 Бк/м3. Около 1 % населения живет в домах, в воздухе которых содержится более 100 Бк/м3; 0,01 % живущих в зданиях с повышенным содержанием радона дышат воздухом, содержащим 400 Бк/м3.
Установлено, что за счет радона и дочерних продуктов его распада средний житель планеты получает в среднем в год около 100 мбэр = 1 мЗв облучения.
К числу естественных источников радиации относятся пища, вода и воздух. Установлено, что человек получает около 180 мкЗв/год за счет, радиоактивного калия-40, который играет существенную роль в процессе его жизнедеятельности. Причем, калий-40 содержится почти во всех пищевых продуктах, например:
Таблица 1
Зависимость содержания калия от продукта
| Наименование продукта | Содержание калия-40, мг/кг |
| Хлеб ржаной | |
| Макароны | |
| Крупа гречневая | |
| Рис | |
| Горох | |
| Мука пшеничная | |
| Молоко парное | |
| Творог | |
| Сыр | |
| Мясо говяжье | |
| Сало свиное | |
| Рыба | |
| Фрукты | |
| Картофель | |
| Капуста | |
| Свекла | |
| Морковь | |
| Лук | |
| Шоколад | |
| Какао |
Усредненный радиационный естественный фон России варьируется в пределах 10–20 мкР/ч. Для сравнения: средняя мощность радиации цветного телевизора составляет 40–50 мкР/ч, а при полете на самолете на высоте 10–12 тыс. км — 500 мкР/ч. Поскольку от естественных источников радиации человек получает 240 мкЗв в год, то «остаток» от годовой допустимой нормы можно выбрать за 22 часа на самолете, 216 суток из цветного телевизора или за одно исследование зуба в рентген кабинете.
Контроль за состоянием радиоактивного загрязнения ОС в целом осуществляет Росгидромет РФ. Контроль за уровнем радиационной безопасности населения выполняют органы Роспотребнадзора России.
Тепловое загрязнение— выброс тепла в атмосферу и в водные ресурсы, вызванный техногенной деятельностью человека, и наряду с выбросами парниковых газов, служащий одним из факторов глобального потепления. Любая тепловая машина характеризуется величиной КПД, показывающей отношение полезной работы к затраченной энергии. КПД на современных АЭС составляет примерно 30-35 %, а на ТЭЦ 35-40 %. Это означает, что большая часть тепловой энергии (60-70 %) выбрасывается в окружающую среду. Транспорт, работающий на ДВС, и потребляющий основную часть продуктов нефти, также вносит большой вклад в тепловое загрязнение. В конечном итоге вся энергия от ископаемых углеводородов (нефть, уголь, газ, торф) и урана превращается в тепло, вызывая тепловое загрязнение атмосферы и водных ресурсов.
Тепловое загрязнение является причиной создания тепловых островов, местной (искусственной) инверсии температур над источником, что приводит к развитию микроциркуляций атмосферы, изменению микроклимата и усложнению механизма переноса загрязнений.
Возникают проблемы в реках и прибрежных океанических водах. Обычно такое загрязнение связано с использованием природных вод в качестве охлаждающих агентов в промышленных процессах, например на электростанциях. Вода, возвращаемая в водоемы предприятиями, теплее исходной и, следовательно, содержит меньше растворенного кислорода. Одновременно нагревание среды увеличивает интенсивность метаболизма её обитателей, а, значит, их потребность в кислороде. Если температура сбрасываемой воды незначительно отличается от температуры воды в водоеме, то никаких изменений биотического компонента экосистемы может не произойти. Если же температура повышается существенно, то в биоте могут произойти серьёзные изменения. Например, для проходных рыб типа лосося бедные кислородом участки рек становятся непреодолимыми препятствиями, и связь этих видов с нерестилищами прерывается. Меняются физические свойства воды, что неблагоприятно влияет на обитателей водоемов. Основным фактором ухудшения её качества является снижение растворимости кислорода, которая уменьшается на одну треть при температуре 30 0С, вызывая эвтрофикацию водоёмов и их видовой состав.
Происходит увеличение температуры подземных вод против фоновых значений. Тепловому загрязнению сопутствуют, как правило, уменьшение содержания кислорода в воде, изменение её химического и газового состава, цветение воды и увеличение содержания в воде микроорганизмов. Тепловое загрязнение подземных вод обусловливается как поступлением в водоносные горизонты нагретых сточных вод с поверхности, так и внедрением вод нижележащих горизонтов вследствие затрубных перетоков.
Выбросы тепла в ОС в центрах крупных городов приводят к повышению температуры воздуха на 2-3 0С по сравнению с периферией.
Тепловые загрязнения среды обитания возникают в местах использования различных энергоносителей. Наиболее значительными источниками теплового загрязнения среды являются ТЭС и АЭС.