Экологические опасности и их причины на производстве

Окружающая среда (среда обитания человека) характеризуется совокупностью физических, химических и биологических факторов, способных при определенных условиях оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность и здоровье человека.

Вопросами развития окружающей среды занимается экология — наука о взаимоотношении живых организмов и среды их обитания. Рациональное решение экологических проблем возможно лишь при оптимальном взаимодействии природы и общества, обеспечивающем, с одной стороны, дальнейшее развитие общества, с другой — сохранение и поддержание восстановительных сил в природе, что достижимо лишь при проведении широкого комплекса практических мероприятий и научных исследований по охране окружающей среды.

Наше время характеризуется интенсивным ростом населения планеты, бурным развитием урбанизации, промышленности, транспорта, энергетики, индустриализации и химизации сельского хозяйства. Повсеместно отмечается усиление антропогенного, т.е. производимого людьми, воздействия на окружающую среду, негативные последствия которого приобрели глобальный характер. Как следствие такого воздействия, наблюдается недопустимо высокая степень загрязнения воздуха и воды.

В нашей стране отдельные регионы объявлены зоной экологического бедствия, вызванного, в частности, распространением радиоактивного загрязнения. В России состоит на учете около 3 млн. человек, подвергшихся радиации вследствие аварии на Чернобыльской АЭС и испытаний ядерного оружия в Семипалатинске. В 84-х городах и промышленных центрах России неоднократно, а иногда и систематически, регистрировались уровни загрязнения воздуха выше 10 предельно допустимых концентраций (ПДК). Это приводит к увеличению количества людей, заболевающих хроническим бронхитом, астмой, аллергией, ишемией, раком.

Атмосфера загрязняется выбросами, содержащими оксиды серы, азота, углерода, углеводороды, частицы пыли. В водоемы и реки попадают нефть и отходы нефтепродуктов, вещества органического и минерального происхождения; в почвенный покров — шлаки, зола, промышленные отходы, кислоты, соединения тяжелых металлов и др.

Неблагоприятное влияние на жизнедеятельность человека оказывают шум, вибрации, инфразвук, а также воздействия электромагнитных полей и различных излучений (ультрафиолетовых, инфракрасных, световых, ионизирующих).

Наиболее уязвимые составляющие окружающей среды, без которых невозможно существование человека и которым наносится наибольший ущерб промышленностью, — воздушная и водная среды, а также почва.

Воздушная среда (атмосфера) может быть наружной, в которой человек проводит 10—15 % времени; внутренней производственной, в которой человек проводит примерно треть своего времени; внутренней жилой, в которой люди пребывают до 60—70 % времени.

У поверхности земли наружный воздух содержит по объему (%): азота — 78,08; кислорода — 20,95; инертных газов — 0,94; диоксида углерода — 0,03. На высоте 5 км содержание кислорода остается тем же, содержание азота увеличивается до 78,89 %. У поверхности земли воздух имеет различные примеси, в частности, в городах — более 40 ингредиентов, чуждых природной воздушной среде. Внутренний воздух в жилищах и конторских помещениях отличается, как правило, повышенным содержанием диоксида углерода (С02). Внутренний воздух производственных помещений содержит примеси, характер которых определяется технологией производства.

Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды, в основном, сосредоточены в Мировом океане — 94 % всей воды на Земле; площадь поверхности океана (акватория) составляет 361 млн. км2, и примерно в 2,4 раза больше площади суши. Подземные воды (4,1% гидросферы) могут быть солеными, солоноватыми и пресными.

Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет 2,7 % общего объема воды на Земле, причем всего 0,36 % ее имеется в легкодоступных для добывания местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах в районах Северного и в основном Южного полярного круга.

При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли.

Почва — верхний слой литосферы (земной коры) — занимает особое место среди всех природных богатств: дает продукты питания, корм для скота, волокно для одежды, лесоматериалы и т.д. Толщина почвы составляет в среднем 16—20 см, в некоторых районах суши (ледники, скалы, вулканические извержения) она вообще отсутствует, а в некоторых достигает 1,5—2 м. Под совокупным воздействием климата, растительности, жизнедеятельности организмов, изменений рельефа в почве непрерывно происходят процессы созидания и разрушения. Подсчитано, что создание растительного слоя толщиной 2—3 см происходит при благоприятных условиях за 200—1000 лет.

Главный фактор, характеризующий качество почвы, — плодородие. Его ухудшение возможно в результате действия процессов как природного, так и антропогенного происхождения: водная или ветровая эрозия; засоление; заболачивание; загрязнение почвы промышленными и бытовыми отходами; загрязнение в результате чрезмерно или непрерывно вносимых удобрений и ядохимикатов.

В результате хозяйственной деятельности человека наиболее сильному воздействию вредных веществ подвергается воздушная среда. Воздух загрязняется различными газами (наиболее распространены оксид углерода, диоксид серы, диоксид и оксид азота), парами углеводородов, кислот, металлов (например, ртути) и разнообразными пылями, имеющими органическое и неорганическое происхождение.

Содержание вредных веществ в воздухе определяется их концентрацией, выражаемой в миллиграммах на м3 воздуха (мг/м3).

Максимальная концентрация вредных веществ, не оказывающая вредного влияния на здоровье человека, называется предельно-допустимой концентрацией (ПДК), мг/м3. Определяют ее врачи-гигиенисты на основании данных экспериментальных исследований над подопытными животными и наблюдений за состоянием здоровья людей, находящихся под воздействием вредных веществ.

ПДК вредных веществ, загрязняющих внутреннюю воздушную среду, установлены ГОСТ 12.1.005—88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» (содержат нормы ПДК более чем для 1300 различных вредных веществ). Для атмосферного воздуха населенных пунктов нормируется разовая и среднесуточная ПДК (там же). Например, ПДК для оксида углерода (СО) в воздухе рабочей зоны составляет 20 мг/м3, в атмосферном воздухе — 3 мг/м3 (разовая).

Опасность воздействия на человека загрязняющих воздух вредных веществ заключается в том, что человек сразу может не ощущать их влияния. Примером является упомянутый выше оксид углерода (угарный газ) — газ без цвета, вкуса и запаха, высокая концентрация которого вызывает тяжелые последствия вплоть до остановки сердца. Другой пример — пары ртути, вдыхая которые человек тоже непосредственно не ощущает их пагубного действия — накапливания в органах, в частности, в печени. Тяжелое заболевание здесь наступает, как правило, после более или менее длительного воздействия при ослаблении организма в результате легкого заболевания типа насморка.

К наиболее распространенным газам, загрязняющим воздушную среду, относят оксид углерода (СО), оксиды азота (NO; N2O3; NO2; N2O5) и сернистый ангидрид (SO2).

Водная среда является вторым объектом массированного загрязнения сточными, дождевыми и талыми водами, несущими значительную массу веществ органического и минерального происхождения.

Содержание вредных веществ в воде определяется их концентрацией, измеряемой количеством миллиграммов в 1 л воды (мг/л). Максимальная концентрация вредных веществ в воде называется предельно-допустимой концентрацией (ПДК), мг/л. Она может быть разной в зависимости от назначения водоемов: водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей.

Например, для водоемов первого типа ПДК на бензол — 0,5 мг/л, ДДТ — 0,1 мг/л, ртуть — 0,0005 мг/л, свинец — 0,003 мг/л. Для бассейнов второго типа: аммиак — 0,05 мг/л, бензол — 0,5 мг/л, свинец — 0,1 мг/л, сероуглерод — 1 мг/л, нефтепродукты — 0,05 мг/л, скипидар — 0,2 мг/л.

Миграция веществ в почве несколько отличается от переноса в воздухе и воде, так как она осуществляется в основном в результате диффузии (распространение вещества в направлении убытия его концентрации, обусловленное тепловым движением ионов, атомов, молекул, а также более крупных частиц) или же путем массопереноса. Для почвы также установлены ПДК вредных веществ, мг/кг: ДДТ — 0,1; ртуть — 2,1; свинец — 30; никель — 4,0 и т.д.

При поступлении вредных веществ в окружающую среду они могут разрушаться фотохимически, окисляться, восстанавливаться или гидролизоваться. При поступлении в растительные и животные организмы вещества могут накапливаться (биоаккумулироваться) и переходить по цепи питания. Так, вредные вещества, загрязняющие воздушную среду, переносятся в водную среду, причем часто с изменением своего состояния. Характерным примером этого являются кислотные дожди, образующиеся из сернистого ангидрида и оксидов азота, которые загрязняют воздух в основном вследствие сгорания органического топлива.

Многие вредные вещества, загрязняющие воздух и воду, усваиваются растениями через крону и корневую систему и приводят их к гибели или дегенерации (замедленному росту, уменьшению размеров листьев и т.п.). Это, например, можно видеть на деревьях около алюминиевых заводов вследствие действия на них газов с примесью соединений фтора, выходящих в атмосферу из фонарей в цехах электролиза алюминия.

Загрязняя воду и воздух, фтор, попав в растения, которые поедаются животными, по цепи питания с молоком и мясом переходит в пищу человека. В результате не только у животных, но и у человека наблюдается размягчение костей. Однако, полное отсутствие в питании человека фтора вызывает кариес зубов, поэтому водопроводную воду фторируют.

Еще одним примером перехода вредных веществ по цепи питания может служить движение ртути, которая в воде усваивается бактериями, попадает с ними в корм рыбе, а с рыбой — в пищу человека.

Массированное неблагоприятное воздействие на окружающую среду, вызываемое урбанизацией и развитием промышленности, оказывает шум. Кроме слышимого звука (частоты 63 — 3000 Гц), существуют инфразвук, ультразвук и гиперзвук с частотой колебаний соответственно до 16 Гц, от 20 кГц до 1 ГГц и более 1 ГГц.

В связи с открытием реальной возможности получения атомной энергии (1930—1940) окружающая среда стала подвергаться радиоактивному и ионизирующему излучению в дозах, превышающих допустимую естественную радиоактивность и оказывающих вредное воздействие на животный мир. Причем это воздействие сразу не ощущается человеком.

Для предотвращения неблагоприятного воздействия радиации на человека разработаны Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП—72/87). Эти правила, кроме требований по обеспечению радиационной безопасности персонала, который находится под воздействием ионизирующего излучения вследствие своей производственной деятельности, содержат требования по охране окружающей среды от загрязнения радиоактивными веществами (в частности, требования к строительным, материалам, используемым во всех вновь строящихся жилых, общественных и административных зданиях, требования к использованию промышленных отходов, содержащих естественные и искусственные радионуклиды; требования к условиям использования пищевых продуктов или предметов, подвергшихся радиационной обработке). ОСП—72/87 запрещают размещение учреждений и установок, предназначенных для работы с источниками ионизирующих излучений, в жилых зданиях и детских учреждениях.

Другими загрязнителями окружающей среды служат источники вибраций, источники электромагнитных полей (ЭМП), выбросы теплоты в атмосферу и водоемы, поступления канцерогенов — веществ или факторов, способных вызывать в живых организмах развитие злокачественных образований и не выводящихся из организма (химические: ароматические углеводороды типа бензапирена, эпоксиды, гепатоксические яды типа хлороформа, соединения металлов типа оксида бериллия, оксида хрома, сульфида никеля; физические канцерогены: рентгеновские лучи, радиоактивные изотопы и другие виды радиоактивного загрязнения среды, ультрафиолетовые лучи в больших дозах, космические лучи, проникающая способность которых к поверхности Земли во многом определяется состоянием озонового слоя атмосферы).