Системы и методы защиты человека и окружающей среды

Люди могут находиться в убежищах длительное время. Даже в заваленных убежищах безопасность обеспечивается в течение нескольких суток.

Убежища защищают людей от оружия массового поражения. К конструкции убежищ и их размещению предъявляются ряд требований:

- ограждающие конструкции убежищ  должны быть прочными и обеспечивать  ослабление ионизирующих и других  видов излучений допустимого  уровня, а также обеспечивать защиту от прогрева при пожарах;

-убежища следует размещать в  максимальной близости от мест  пребывания людей, их вместимость  зависит от плотности заселения  рассматриваемой территории;

-убежища оборудуются в заглубленной  части зданий (встроенные убежища)  или располагаются вне зданий (отдельно стоящие убежища). Под убежища могут приспосабливаться подвалы, тоннели, подземные выработки (шахты, рудники) и т. п.

По защитным свойствам убежища  подразделяются на классы в зависимости  от расчетной величины давления ударной волны ЯВ, от ослабления радиационного воздействия и способности защищать от взрывов обычных боеприпасов (снарядов, авиабомб).

Типовое убежище состоит из основного  помещения, шлюзовых камер, фильтровентиляционной  камеры и санитарного узла, должно иметь не менее двух входов и аварийный выход, которые оборудуются защитно-герметическими дверями. Дополнительно в зависимости от вместимости и других факторов убежища можно оборудовать помещениями для размещения дизельной электростанции, тамбурами-шлюзами, медицинской комнатой и т. д.

В убежищах применяются  фильтровентиляционные установки  с электрическим и (или) ручным приводом, в которых наружный воздух очищается  от радиоактивных и отравляющих  веществ, бактериальных средств  и подается в убежище. Фильтровентиляционная установка может работать в двух режимах – в режиме чистой вентиляции (воздух очищается только от пыли в противопыльных фильтрах) и в режиме фильтровентиляции (воздух очищается от отравляющих веществ, бактериальных средств и радиоактивной пыли в фильтрах-поглотителях).

Убежища оборудуются  системами водоснабжения, канализации, отопления и освещения, средствами связи. В основном помещении должны быть оборудованы места для сидения  и лежания. Каждое убежище оснащается комплексом средств для ведения  разведки на зараженной местности, необходимым инвентарем, включая аварийный, средствами аварийного освещения.

ПРОТИВОРАДИАЦИОННОЕ УКРЫТИЕ (ПРУ) обеспечивают защиту людей от ионизирующих излучений при радиоактивном заражении (загрязнении) местности. Кроме того, они защищают от светового излучения, проникающей радиации (в том числе и от нейтронного потока) и частично от ударной волны, а также от непосредственного попадания на кожу и одежду людей радиоактивных, отравляющих веществ и бактериальных средств [8, с. 73].

Защитные свойства ПРУ  от радиоактивных излучений оцениваются  коэффициентом защиты, который показывает, во сколько раз уровень радиации на открытой местности на высоте 1 м  больше уровня радиации в укрытии. Иными  словами, коэффициент защиты показывает, во сколько раз ПРУ ослабляет действие радиации, а следовательно, и дозу облучения людей [1, с. 65].

ПРУ устраиваются так, чтобы  коэффициент защиты их был наибольшим. Они оборудуются, прежде всего, в  подвальных этажах зданий и сооружений. Подвалы в деревянных домах ослабляют радиацию в 7—12 раз, в каменных зданиях - в 200 – 300 раз, а средняя часть подвала каменного здания в несколько этажей - в 500 – 1000 раз [4, с. 105]. Под ПРУ могут быть использованы также наземные этажи зданий и сооружений; наиболее пригодны для этого внутренние помещения каменных с капитальными стенами и небольшой площадью проемов. Первые этажи двухэтажных каменных зданий ослабляют радиацию в 5—7 раз. В сельской местности особое внимание должно уделяться использованию под ПРУ погребов, находящихся в личном пользовании, а также овощехранилищ.

В целях усиления защитных свойств помещений, используемых под  ПРУ, их следует соответствующим  образом дооборудовать.

Для повышения защитных свойств в помещении заделывают оконные и лишние дверные проемы, насыпают слой грунта на перекрытие и делают, если нужно, фунтовую подсыпку снаружи у стен, выступающих выше поверхности земли. Герметизация помещений достигается тщательной заделкой трещин, щелей и отверстий в стенах и потолке, в местах примыкания оконных и дверных проемов, стыков отопительных и водопроводных труб; подгонкой дверей и обивкой их войлоком с уплотнением притвора валиком из войлока или другой мягкой плотной ткани.

Дооборудование подвальных этажей и внутренних помещений зданий повышает их защитные свойства в несколько раз. Так, коэффициент защиты оборудованных подвалов деревянных домов повышается примерно до 100, каменных домов - до 800—1000. Необорудованные погреба ослабляют радиацию в 7—12 раз, а оборудованные - в 350—400 раз [7, с. 74].

Наиболее доступными простейшими укрытиями являются щели — открытые и особенно перекрытые. Если, к примеру, люди укроются даже в простых, открытых щелях, то вероятность их поражения ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией ядерного взрыва уменьшится в 1,5—2 раза по сравнению с пребыванием на открытой местности, а возможность облучения в результате радиоактивного заражения — в 2—3 раза [7, с. 59].

 

Глава II. ЗАЩИТА БИОСФЕРЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

2.1. Основные виды загрязнений природной среды

 

Чтобы обеспечить свое существование, человечество должно иметь пищу, воду, кров, одежду и т.д. Все это с  неизбежностью предполагает образование  различного рода отходов, которые поступают  в окружающую среду. Во избежание  ненужного, а порой и непоправимого ущерба, наносимого природной среде, такое воздействие на среду должно тщательно планироваться. При этом следует сочетать удовлетворение потребностей человека за счет природы с активной защитой природной среды от последствий человеческой деятельности. Как правило, эти цели не исключают друг друга, хотя в некоторых случаях приходится принимать компромиссные решения. Например, количество отходов, приходящихся на типичный американский город с населением 1 млн человек, является поразительным. Ежедневно в городскую канализацию поступает 80% количества воды, которое приходится на одного жителя (0,6 т); образуется 150 т сажи, зольной пыли и других загрязнителей воздуха и 2000 т твердых отходов.

Теоретически в условиях города возможно избежать загрязнения  окружающей среды: получать чистую воду из сточных вод, а на иле сточных вод выращивать сельскохозяйственную продукцию. Даже СО₂ и Н₂О, выделяемые при дыхании, можно было бы превратить с помощью растений и водорослей в углеводы и кислород. Однако согласно законам термодинамики такое изолированное существование веществ не может продолжаться бесконечно долго.

Любая деятельность человека оказывает воздействие на суммарные  ресурсы Земли. Казалось бы, в результате такой деятельности ресурсы Земли  должны иссякнуть. Однако не следует забывать, что Земля постоянно получает приток новой энергии, источником которой является Солнце.

Таким образом, деятельность человека причиняет ущерб окружающей среде независимо от его добрых намерений  и задача состоит в том, чтобы  сделать последствия этой деятельности наименее пагубными.

Загрязнения окружающей среды (ОС) можно классифицировать на физические (шум, вибрации, различные  виды излучений) и химические (различные  вещества: в воздухе – это токсичные  газы и пары, в воде и почве  – ионы тяжелых металлов).

2.2. Защита атмосферы

 

Огромное число вредных  веществ находится в воздухе, которым мы дышим. Это и твердые частицы, например частицы сажи, асбеста, свинца, и взвешенные жидкие капельки углеводородов и серной кислоты, и газы, такие, как оксид углерода, оксиды азота, диоксид серы. Все эти загрязнения, находящиеся в воздухе, оказывают биологическое воздействие на организм человека: затрудняется дыхание, осложняется и может принять опасный характер течение сердечно-сосудистых заболеваний. Под действием одних содержащихся в воздухе загрязнителей (например, диоксида серы и углерода) подвергаются коррозии различные строительные материалы, в том числе известняк и металлы. Кроме того, может измениться облик местности, поскольку растения также чувствительны к загрязнению воздуха.

Для предотвращения загрязнения  атмосферы введены нормативы  на выбросы вредных веществ непосредственно  из каждого источника (труба, шахта  и т.д.). Государственным стандартом (1990 г.) установлены величины предельно  допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферу:

ПДВ – количество вредных  веществ, выбрасываемых в единицу  времени (г/с), которое в сумме  с выбросами из других источников загрязнения не создает приземной  концентрации примеси, превышающей  значение ПДК. Это научно-технический норматив для конкретного источника загрязнения, обязательный для данного предприятия.

Если в воздухе населенных мест концентрация превышает ПДК, а  величина ПДВ по объективным причинам не может быть достигнута, то фактический  выброс называется временно согласованным выбросом (ВСВ).

Нормативные выбросы  вредных веществ устанавливают  для каждого источника загрязнения  в г/с и для всего предприятия  в целом (т/год). При установлении ПДВ или ВСВ необходимо учитывать  фоновые концентрации, значения которых определяются для предприятия территориальными организациями Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Основное направление  защиты воздушного бассейна от загрязнений  вредными веществами – создание новой  безотходной технологии с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья.

Многие действующие  предприятия используют технологические  процессы с открытыми циклами  производства. В этом случае отходящие  газы перед выбросом в атмосферу  подвергаются очистке с помощью скрубберов, фильтров и т.д. Это дорогая технология, и только в редких случаях стоимость извлекаемых из отходящих газов веществ может покрыть расходы на строительство и эксплуатацию очистных сооружений.

Наиболее распространены при очистке газов адсорбционные, абсорбционные и каталитические методы.

2.3. Защита гидросферы

 

Гидросферой называют водную оболочку Земли. Это совокупность океанов, морей, озер, прудов, болот и подземных  вод. Гидросфера – самая тонкая оболочка нашей планеты, она составляет лишь 10^-3% общей массы планеты.

Роль воды во всех жизненных  процессах общепризнана. Без воды человек может жить не более 8 суток, за год он потребляет около 1 т воды. Растения содержат 90% воды.

Хозяйственная деятельность человека привела к заметному  сокращению количества воды в водоемах суши: мелеют водоемы, исчезают малые реки, высыхают колодцы, снижается уровень грунтовых вод. Сокращение уровня грунтовых вод уменьшает урожайность окрестных хозяйств.

Водоемы (в частности, пруды) представляют собой сложную экологическую систему, которая создавалась в течение длительного времени. В них непрерывно протекает процесс изменения состава примесей, приближающийся к состоянию равновесия. Значительные отклонения от состояния равновесия могут привести к гибели популяций водных организмов, т. е. к невозможности возврата к состоянию равновесия, а это приводит к гибели экосистемы. Процессы, связанные с возвращением экосистемы к первоначальному состоянию, называются процессами самоочищения. К важнейшим из них относятся:

• осаждение грубодисперсных и коагуляция коллоидных примесей;
• окисление (минерализация) органических примесей;
• окисление минеральных примесей кислородом;
• нейтрализация кислот и оснований за счет буферной емкости воды водоема;
• гидролиз солей тяжелых металлов, приводящий к образованию малорастворимых гидроксидов и выделению их из раствора и др.

Влияние хозяйственной деятельности человека на кругооборот воды в природе привело к:

• сокращению количества воды в водоемах суши;
• росту водопотребления;
• исчерпанию самоочищающей способности водоемов;
• деградации природных вод.

Выход из положения –  создание замкнутых водооборотных систем.

Создание экономически радикальных замкнутых систем водного  хозяйства – весьма трудная задача. Сложный химический состав сточных  вод, разнообразие содержащихся в них соединений делают невозможной разработку универсальной бессточной технологической схемы. Можно говорить лишь об общих принципах создания и проектирования бессточных схем.

Основные положения  создания водооборотных систем:

1. Разработка научно обоснованных требований к качеству воды, используемой во всех технологических процессах и операциях. В подавляющем большинстве случаев нет необходимости в использовании воды питьевого качества.

2. Максимальное внедрение  систем воздушного охлаждения вместо водного. Здесь большую роль сыграло бы внедрение агрегатов большой единичной мощности. При этом высокоэнергетическое тепло используется для технологических целей, а низкоэнергетическое – для обогрева. Так, например, в результате внедрения установок воздушного охлаждения на предприятиях нефтепереработки потребление воды в среднем сократилось на 110–160 млн м³/год (Омский нефтеперерабатывающий завод и др.).

3. Размещение на промышленных  площадях комплекса производств  (так называемых территориально-производственных комплексов – ТПК) должно обеспечить возможность многократного (каскадного) использования воды в технологических процессах и операциях.

4. Последовательное многократное  использование воды в технологических  операциях должно по возможности  обеспечить получение небольшого объема максимально загрязненных сточных вод.

5. Использование воды  для очистки газов от водорастворимых  соединений целесообразно только  тогда, когда из газов извлекают,  а затем утилизируют ценные  компоненты.

6. Применение воды для очистки газов от твердых частиц допустимо только в замкнутом цикле.

2.4. Охрана литосферы

 

Твердые бытовые отходы и их утилизация. Общая площадь  суши Земли составляет 149,1 млн км², из них пригодны для обитания людей 133 млн км².