Экономические и социальные проблемы охраны окружающей среды

Особенности мониторинга состояния  окружающей среды  в замкнутом пространстве 

Мониторинг  состояния окружающей среды в  замкнутом пространстве   это  система мероприятий и средств, обеспечивающих в герметической кабине /космический корабль, подводная лодка, самолет/ поддержания искусственной газовой среды /воздуха/ с оптимальными физическими параметрами / давление, температура, влажность, скорость движения и химическим составом. Так в космическом корабле, который является закрытой системой, происходит круговорот основных элементов и веществ: кислорода О, углекислого газа СО с воспроизводством пищевых продуктов на борту, регенерации воды, получения кислорода на основе фотосинтеза и электролиза воды и утилизацией отходов жизнедеятельности человека и биокомплекса. Теоретически замкнутую  сбалансированную систему можно построить в соответствии со следующим уравнением. Электролиз: 6Н О электрическая энергия 6Н   + 3О Биосинтез, осуществляемый водородными бактериями: 6Н  + 2О  +СО   получаем СН О + 5Н О Дыхание человека: СН О+О  получаем СО  +Н О

Преимущество  такой системы - низкая массв и  небольшая потребность в энергии. Основными структурными блоками  автоматических систем мониторинга окружающей среды замкнутого пространства в настоящее время являются:

            - датчики параметров  окружающей среды   температуры, состава воды, солнечной радиации, концентраций  основных загрязнений воздуха ,

            - датчики биологических  параметров - регенерации воды и воздуха, минерализации отходов,

            - автономное электропитание  на основе аккумуляторов и  солнечных батарей,

            - системы спутниковой  связи,

            - современная вычислительная  техника,

            - программное обеспечение  ЭВМ

      Данная  система мониторинга позволяет обеспечить нормальные условия для работы экипажа в замкнутом пространстве.

      В настоящее время процесс миниатюризации электронных схем дошел до молекулярного  уровня, делая реальным полностью  автоматизированные, со всеобъемлющим  программным обеспечением, сложные многоцелевые и в то же время компактные, полностью автономные системы слежения за качеством окружающей среды в замкнутом пространстве. 

Экологические принципы, лежащие  в основе кон-

струирования, изготовления и эксплуатации ЛА. 

      Самолет, как и любая система, использующая энергию окисления углеводородного топлива, выбрасывает в атмосферу продукты этого процесса, которые изменяют естественный состав атмосферы и поэтому могут рассматриваться как и загрязнители.Следовательно, авиация, несомненно, - источник загрязнения атмосферы, и вопрос заключается лишь в том, насколько эти загрязнения значительны.

      В авиации применяется два вида нефтяного топлива - керосин и  бензин несколько отличающиеся по составу  продукты сгорания. Основное отличие  состоит в том, что этилированный бензин используемый на самолетах с поршневыми двигателями, дает в отработавших газах свинец, являющийся одним из нежелательных компонентов загрязнения воздушной среды.

      Роль  самолетов с поршневыми двигателями  в современной авиации незначительна и постоянно уменьшается. Поэтому целесообразно ограничить рассмотрение загрязнителей воздуха авиационного происхождения только продуктов горения керосина.

      Продукта  горения керосина, помимо не относимых  к загрязнителям двуокиси углерода, паров воды, азота, а также некоторых других естественных компонентов атмосферного воздуха, содержат окись углерода, различные углеводороды(метан CH4, ацетилен C2H6 этан C2H4, пропан C3H8, бензол C6H6 толуол C6H5CH3 и др.), альдегиды (формальдегид HCHO, акролеин СH2=CH-CHO, уксусный альдегид CH3CHO и др.),окислы азота (в оснавном NO и NO2), окислы серы, твердые частицы (например, частицы сажи, создающие дымный шлейф за соплом двигателя) и ряд других составляющих, образующихся в незначительнвх количествах из имеющихся в керосине примесей. Самолеты выбрасывают в атмосферу и исходное топливо. Это роисходит не только в аварийных ситуациях, но и входе нормальной эксплуатации при продувке или опоражнении дренажных емкостей, после неудачного запуска двигателя перед началом полета и после выключения двигателя по окончании полета.

      Уровни  содержания в атмосферном воздухе  различных вредных веществ регламентируется специальным общероссийским и нормами-ПДК. ПДК некоторых вредных компанентов, содержащихся в отработавших газах  авиадвигателей, приведены в табл.2.В аналогичных иностранных нормах можно встретить некоторые другие интересные компоненты. Так стандартыми США допустимый уровень концентрации углеводородов (суммарно) устаногвлен равным 0,16 мг/м (в пересчете на эквивалентное количество метана).С другой стороны, такие компаненты углеводородного ряда, как бензпирен или пары исходного топлива (бензин), в нормы других стран, как правило, не включают.

      В авиации нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) устанавливаются в  настоящие время на четыре вредных компонента: окись  углерода (CO|), несгоревшие углеводороды (СnHm), окислы азота (NОx), частицы сажи (дым).Кроме того, запрещается преднамеренный выброс в атмосферу топлива. 
 

Таблица 2

      Токсическое действие загрязняющих веществ.

      Характер вредного действия загрязняющих веществ чрезвычайно разнообразен. Окись углерода и двуокись азота связывают гемоглобин крови и при больших концентрациях опасны для жизни. Сернистый ангидрид и некоторые углеводороды  оказывают раздражающее действие на слизистую оболочку дыхательных путей, а сернистый ангидрид, кроме того, губителен для многих видов растений. Среди углеводородов могут быть вещества, наделенными канцерогенными свойствами (например, бензпирен) или обладающие резким неприятным запахом. Углеводороды под действием солнечного света вступает в фотохимические реакции с окислами азота, образуя в результате широкий спектр веществ (перекиси, озон и др.), которые ускоряют коррозию разлличных материалов, вредно действуют на растительность, а также являются одной из причин, образования “смога”, способного, помимо всего прочего, обусловить массовые легочные и другие заболевания. Выброс частиц сажи, оседающих   на конструкциях, сооружениях и растительности, нежелателен, кроме чисто эстетических причин, потому, что задымленность воздуха уменьшает  видимость в районе аэродрома, а особо мелкие частицы углерода, попадая в легкие, наносит вред здоровье человеку.

      Сбрасываемые  в естественные водоемы производственные и хозяйственно-бытовые стоки  изменяют количество  и качество воды в них, осложняют или вовсе исключают возможность использования водоемов для питьевых или производчтвенно-технических нужд.

      Степень влияния сточных вод на водоемы  зависит от характера сбрасываемых загрязнителей, их количественных соотнощений. Сама по себе сточная неразведенная вода всегда имеет выраженный токсический эффект и отрицательно сказывается на здоровье людей и может послужить  причиной возникновения  различного рода инфекционных заболеваний. Попадая в организм людей с питьевой водой, многие ядовитые металлы и их органические соединения, например свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, - содержащиеся в сточных водах предприятий могут вызвать отравление людей, преимущественно хроническое. Повышенные концентрации химических элементов оказывают токсическое действие   на водные организмы. Гидробионты  в той или иной мере реагируют на изменение гидрохимического режима водоема, происшедшего в результате спуска сточных вод. Если тот или иной организм не может адаптироваться к новому химическому составу воды и гибнет, то происходит изменеие в соотношении между видами в биоценозах. Такие изменения могут также снизить плодовитость у гидробионтов, уменьшить их жизнеспособность и явится фактором, ограничивающим развитие и численность водных организмов. Так, кисловатые воды при водородном показателе рН 6,4-5,0 опасны для рыб при концентрациях двуокиси углерода выше 20 мг/л или при повышнном содержании солей железа, кислые воды  при рН ниже 5,0 и щелочные воды при рН выше 9,5 опасны для рыб всегда, подщелочные воды при рН 8,6-9,5 опасны для рыб при длительном действии.

      Загрязненная  химичесими веществами вода даже при  большом разбавлении ее чистой нарушает нормальное развитие оплодотворенной  икры, быстро губит эмбрион (зародыш). Загрязнение водоемов наряду с факторами прямой гибели рыбы причиняет рыбным запасам вред и в другом отношении: погибает корм - мелкие беспозвоночные животные, которые поедают рыбы.

      Загрязнение нефтепродуктами сточных вод  вызывает многообразные и глубокие изменения в составе водных биоценозов и даже во всей фауне и флоре водоемов. Это обусловлено физико-химическими свойствами самой нефти, которая весьма сложна по своему составу и может отдавать в воду вещества в различных агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном. Часть ее компонентов оседает на дно, часть находится в виде суспензий и эмульсий в толще воды. а часть - в молекулярно растворенном состоянии.

      Таким образом, все существующие виды загрязнений  какие бы они не были, оставляют  свой отпечаток на состоянии здоровья человека, животных, на развитии организмов и этим подчеркивают опасность загрязнения. 

      Вопросы и задачи:

1.Токсикология  это наука,- изучающая свойства  и механизм действия ядовитых  и потенциально токсических веществ  в  особенности вызываемых  ими отравлений и методы их предупреждения и лечения.

2.Эвтрофирующее  загрязнение связано с поступлением  избытка биогенных элементов,  которые могут не оказывать  прямого токсического действия  на организм , включая и водные., обычно это загрязнение стимулирует  развитие тех или иных групп гидробионтов, в результате чего нарушается экологическое равновесие и происходит вторичное загрязнение. Эвтрофическое загрязнение обычно вызывается сельскохозяйственными и отходами отраслей, перерабатывающих биологическое сырьё.

  Токсическое загрязнение связано с появлением в атмосфере веществ антропогенного происхождения, которые уже в малых концентрациях являются ядами для большинства организмов.

3.Поступление  токсичных веществ в живые  организмы осуществляется различными  путями, в частности через поверхность тела, через желудочно-кишечный тракт или через жабры. Важнейшее значение играет транспорт веществ через клеточные мембраны. Не случайно изменение проницаемости клеточных мембран считается универсальным функциональным нарушением при токсическом воздействии. Если заряд иона (или заряженных молекул) совпадает по знаку с зарядом участка мембраны, то он отталкивается, а если знаки противоложны, то происходит фиксация иона на этом участке. Вследствие взаимодействия зарядов иона и мембраны прохождение заряженых частиц через мембрану затрудняется и он оказывает местное поверхностное действие. Незаряженные молекулы легко проникают через мембрану и оказывают более глубокое, внутренне воздействие. По этой причине, например, неорганические соединения ртути, способные диссоциировать, нарушают проницаемость мембраны, оказывая поверхностное воздействие, а молекулы ртутьорганических соединений, проникая через внешние мембраны, легко достигают внутренних органов, где быстро проявляется эффект их действия. 

4.Активность  накопления различных веществ  из окружающей среды выражается  соответствующими коэффицетами. Имено эти коэффиценты в иназываются коэффицнтами накопления.