Какие критерии определяют уровни экологической опасности. Критерии оценки качества окружающей природной среды

Оценка экологической безопасности

Оценка экологической безопасности проводится по видам (средам) воздействия:

Загрязнение воздуха,

Качество и загрязненность водопроводной воды и иных источников,

Водоснабжения, состояние близлежащих водоемов, способных оказывать воздействие на экологическое состояние оцениваемого объекта,

Вибрация,

Электромагнитные поля, включая поле гамма-излучения, а также наличие других видов радиоактивного загрязнения, возможность накопления радона,

Почвы и грунты.

Отдельно оценивается санитарная безопасность рассматриваемого объекта, а также интенсивности меж средовой миграции загрязнений.

Загрязнение атмосферного воздуха может оцениваться как по данным натурных замеров так и по расчетным данным для самых неблагоприятных и наиболее вероятных условий с учетом показателей фонового загрязнения атмосферы на современных компьютерных моделях.

При оценке экологической безопасности принимается во внимание близость потенциально опасных производств и объектов с учетом розы ветров, риск пострадать от катастроф (как техногенного, так и природного характера), местные аэрографические особенности и другие положительные и отрицательные факторы распространения опасного воздействия, воздействие близлежащих вредных объектов, безопасность и износ установленных инженерных систем.

Кроме воздействия негативных факторов, человеку необходимы положительные факторы окружающей среды и их отсутствие или недостаток (избыток) тоже можно считать негативным экологическим фактором. К таким факторам относятся комфортная освещенность, электромагнитные поля, близкие по своим характеристикам (напряженности, динамике, пространственной ориентации и др.) к естественным, скорость движения воздуха, относительная влажность воздуха, температура поверхностей, тепловое излучение. Оценка скорости движения воздуха обычно решается вместе с задачей оценки обеспеченности вентиляцией в разных помещениях оцениваемого объекта.

Критерии оценки экологической безопасности

Критерии оценки экологической безопасности приведены в широко используемых нормативных документах, включая списки ПДВ. Кроме этого, среди прочих используются нижеприведенные нормативные документы:

Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. ГОСТ 12.1.007-76.

Нормы Радиационной Безопасности (НРБ-99). Санитарные правила. СП 2.6.1.758-99

Приказ № 219 от 23.11.1993 г. О мерах по совершенствованию организации обеспечения экологической безопасности при осуществлении деятельности войск Московского военного округа.

Приказ № 339 от 1.08.97 г. Об утверждении «Требований экологической безопасности при эксплуатации, ремонте и испытаниях воздушных судов и авиадвигателей на предприятиях гражданской авиации. Атмосферный воздух и авиационный шум».

В работе Давиденко Н.М. (1998) предложены следующие принципы в подходе к оценке устойчивости природной среды:

Прерогативность научного обеспечения организации экологически сбалансированного природопользования;

Универсальность подходов к оценкам техногенных изменений окружающей среды в различных по природным условиям и производственной специализации районах;

Необязательность дифференциального анализа вероятной роли известных физических, химических, микробиологических геодинамических факторов техногенного воздействия на главные сферы Земли и их основные компоненты;

Возможность использования индивидуально определенных значений ПДК химических веществ без учета вероятности резкого повышения их суммарного токсичного потенциала.

В настоящее время существуют две основные концепции развития региона с позиции возникших экологических проблем:

техногенная (ресурсная),

биосферная (Коробкин, Передельский, 2003).

Согласно первой концепции, решение экологических проблем заключается в оценках загрязнения окружающей среды, разработке нормирования допустимого загрязнения различных сред, создании очистных систем и ресурсосберегающих технологий. В рамках этой концепции сформировалось современное направление конкретной природоохранной деятельности; как системы локальных очисток среды от загрязнения и нормирования показателей качества окружающей среды по узкому (несколько десятков) набору показателей, а также внедрения ресурсосберегающих технологий (Лобанова, 1999, Мазур, Молдаванов, 1999).

Вторая концепция главным направлением определяет установление области устойчивости любой экосистемы, что позволит найти допустимую величину возмущения - нагрузки на экосистему, определить пороги устойчивости конкретных экосистем.

Анализ ЭБ необходимо проводить по глобальному, региональному, локальному и точечному уровням.

Локальный уровень нужно исследовать для того, чтобы его показатели служили исходными данными для оценки ЭБ на уровне региона. Если на какой-то территории люди не проживают и не ведут какую-либо деятельность, то проводить оценку ЭБ для этой территории не имеет смысла. Необходимо учесть множество различных показателей (санитарно-токсикологических, экологических, социологических, демографических, медицинских и др.) (Костовская и др., 2006, Лебедев Н.В., Фурман, 1998, Сутокская И.В., Федотова, 1995), чтобы измерить количественно ЭБ территории. Для этого требуется выделить подконтрольный регион и разделить его на множество участков. Каждый участок территории можно описать множеством входных и выходных параметров. Выходной параметр одного участка является входным параметром соседнего. Развитие участков локального уровня происходит по своим законам, но комплексный показатель один для всех. Зная, как развивается один участок, можно предугадать аналогичное развитие соседних участков, схожих по характеристикам. Можно прогнозировать развитие каждого участка по отдельности, основываясь на данных смежных областей, а также региона в целом.

Экологическая безопасность -это состояние защищенности жизненно важных экологических интересов человека и прежде -всего его прав на благоприятную окружающую природную среду.

Научной основой экологической безопасности населения и

рационального природопользования служит теоретическая экология., в«

частности принципы поддержания гомеостаза экологических систем и сохранение экзистенционного потенциала.

Экосистемы имеют следующие пределы такой экзистенции (существования), которые нужно учитывать при антропогенных воздействиях.

Пределы устойчивости:

1)к негативному антропогенному воздействию(например, влиянию
пестицидов)

2) против стихийных бедствий

3) гомеостаза-способности к саморегуляции

4) способность к самовосстановлению.

Для экосферы и ее частей основным критерием

Экологической iбезопасности может служить уровень или степень соответствия общей антропогенной нагрузки на территорию ее экологической техноемкости -предельной выносливости по отношению к повреждающим техногенным воздействиям. Для отдельных экологических систем главными критериями безопасности выступают целостность, сохранность, их видового состава, биоразнообразия и структуры внутренних взаимосвязей.

Для индивидуумов главными критериями безопасности

Являются сохранение здоровья и нормальная жизнедеятельность.

Помимо медико-биологических критериев существуют технические критерии безопасности, определение которых основано на использовании

пространственно-временной функции риска, которая характеризует поле

риска вокруг технического источника.

Экологически приемлемый риск. Оценка экологического риска.

Экологический риск - это оценка на всех уровнях вероятности появления негативных изменений в окружающей среде, вызванных, антропогенным или иным воздействием. Под экологическим риском

понимают также вероятностную меру опасности причинения вреда природной среде в виде возможных потерь за определенное время.

Вред природной среде при различных антропогенных и стихийных
воздействиях неизбежен, однако он должен быть сведен до минимума и быть
экономически оправданным. Любые хозяйственные или иные решения должны
приниматься с таким расчетом, чтобы не превышать пределы вредного
воздействия на природную среду. Хотя пределы эти установить очень сложно.
Поэтому расчеты экологического риска должны быть вероятностными и
многовариантными, с выделением риска для здоровья человека и природной
среды.

Оценка экологического риска-это процесс определения вероятности развития неблагоприятных эффектов со стороны биогеоценозов, в результате изменения среды, происходящих под влиянием хозяйственной деятельности человека. В большинстве случаев оценка экологического риска носит качественный или

описательный характер. План проведения оценки экологического риска включает следующие этапы:

1. Формулировка проблемы

2. Анализ экологической ситуации

3. Обработка данных, формирование выводов. Различают три главные составляющие экологического риска:

Оценку состояния здоровья человека и возможного числа жертв

Оценку состояния биоты по биологическим показателям

Оценку воздействия загрязняющих веществ на человека и окружающую

Помимо оценки риска, необходимо принимать целый комплекс решений (политических, социальных, технических и экономических), направленных" на снижение величины риска до приемлемого уровня. Превышение пределов допустимого экологического риска должны пресекаться по закону.

Фактор экологического, риска существует на любых предприятиях, независимо от мест их расположения. Однако существуют регионы, где, в сравнении с благополучными районами, во много раз превышены вероятность проявления негативных изменений в экосистеме и как следствие, повышаются величины риска потери здоровья и жизни для человека. Эти

регионы получили название зон повышенного экологического риска.

В пределах регионов повышенного экологического риска выделяют зоны:

1) хронического загрязнения окружающей среды

2) повышенной, экологической опасности. 3) чрезвычайной экологической ситуаций и 4)экологического бедствия.

Зонами экологического бедствия называются территории, на которых произошли необратимые изменения окружающей среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, разрушение естественных i экосистем, деградацию флоры и фауны.

«Основы медицинской экологии. Человек как экологический фактор. Особенности возникновения и профилактики экологически зависимых

Заболеваний»

1. Известно, что примерно 30% городского населения подвергаются существенному шумовому воздействию (уровень шума 55-70 дБ)

1. Какой предельно допустимый уровень шума в городах (днем и ночью)?

2. Перечислите основные источники шума?

3. Назовите негативные последствия для организма человека, которые может вызвать повышение шума в городах?

4. Какие меры необходимо предпринимать для защиты жителей от шумового воздействия?

2. В летнее время года в крупных мегаполисах, особенно расположенных в низинах, часто возникает так называемый «лос-анжелесский» или фотохимический тип смога.

1. Отметьте причины его возникновения?

2. Укажите его основные компоненты.

3. Каково их патогенное действие на организм человека?

Жители одного из крупных промышленных городов почувствовали недомогание, слабость, сонливость. У некоторых наблюдалась одышка, учащенное сердцебиение. В результате острой дыхательной и сердечной недостаточности 4 тыс. человек погибли, 10 тыс. человек заболели. Причиной таких патологических состояний стал так называемый «лондонский» смог.

1. Назовите причины его возникновения.

2. В какое время года он возникает?

3. Какие вещества наиболее часто входят в его состав?

4. Какое действие оказывает каждый из этих компонентов на организм человека?

4. В связи с бурным развитиемтелевидения, радио, сотовой связи на
организм человека мощное воздействие оказывает электромагнитное
излучение.

1. Какое негативное влияние может оказывать ЭМИ на организм человека?

2. Укажите диапазон, в котором ЭМИ может изменять проницаемость клеточной мембраны?

3. Какие проявления со стороны сердечно-сосудистой, нервной системы и органов зрения характерны для длительного воздействия ЭМИ?

4. Кто наиболее подвержен влиянию этих излучений?

5. Одним из постоянных компонентов дыма ТЭЦ, является пятиокись
ванадия (V2O5). По характеру поражения органов и тканей соединения
ванадия могут быть отнесены к ядам общетоксичного действия.

1. Назовите основные пути поступления этого вещества в организм человека.

2. Отметьте, в каких районах г. Самары его содержание особенно повышено.

3. Какое патогенное действие на организм человека?

6. Одним из основных источников загрязнения атмосферы в крупных
мегаполисах является автотранспорт.

1. Перечислите основные компоненты выхлопных газов автомобилей.

2. Какое патогенное действие оказывает каждый из этих компонентов на организм человека?

7. Одним из наиболее загрязненных районов г. Самары является
Кировский район.

1. Назовите основные источники загрязнения, сосредоточенные в этом районе.

2. Перечислите основные для этого района экотоксиканты.

3. Каков характер влияния на организм приоритетных ксенобиотиков для данного района?

8. В процессе сжигания топлива на ТЗД в атмосферу выделяется дым,
содержащий продукты неполного сгорания (оксиды углерода, серы, азота,
углеводороды и т.д.) и полного сгорания (диоксид углерода и пары воды).

1. К каким последствиям может привести увеличение содержания этих веществ в атмосфере?

2. Укажите, каким патогенным действием обладает оксид углерода?

3. Возможно ли, что увеличение восприимчивости организма к вирусным и бактериальным инфекциям связана с повышением в атмосфере оксида углерода?

9. Бенз(а)перен относится к веществам обладающим мутагенным и
канцерогенным действием. Среди загрязнителей воздуха его доля
составляет 50%. Основным источником его поступления в атмосферу -
выхлопные газы автомобилей.

1. Укажите другие источники поступления бенз(а)перена в атмосферу?

2. Какие пути поступления бен(а) перена в организм человека?

3. Укажите механизм патогенного действия этого вещества?

10. Известно, что одной из причин развития йоддефицитных состояний
человека является недостаток йода в почве, воде и продуктах питания.

1. Является ли Самарская область йоддефицитной провинцинцией?

2. Какие изменения в организме человека могут быть связаны с недостатком йода?

3. Перечислите продукты питания содержащие йод в большом количестве.

4. Назовите основные меры профилактики йоддефицитных заболеваний у населения.

Экологическая безопасность

Предупр. и устранен. ЧС

3.

Полная безопасность –

Соотношение понятий: экологическая опасность и безопасность.

Экологическая безопасность – сост.защищенности жизнедеятельности, интересов личности, общества, гос-ва в процессе вз-я общества и природы от реальных или потенциальных угроз, созданных антропогенным или естественным воздействием на среду.

Принципы экологической безопасности:

Обязат-ть экол.проверки и экспертизы всех объектов хоз. и иной деят-ти.

Обязат-ть полной компенсации нанесен.вреда

Предупр. и устранен. ЧС

Обеспеч.свободн.доступа к полной и достоверной информации

Переориентир.системы воспит., обр-я, мирровозр.на цели экол.без-ти и развит.международ.безопасн.

Критерии экологической безопасности:

4. Для биосферы, и ее частей экосистем, регионов, ландшафтов, включая административные образования, основной критерий экологической безопасности уровень эколого-экономического и природно-производственного паритета , т.е.степень соответствия общей техногенной нагрузки на территорию ее экологической техноемкости – предельной выносливости по отношению к повреждающим техногенным воздействиям.

5. Для отдельных экологических систем главным критерием безопасности выступают целостность, сохранность их видового состава, биоразнообразия и структуры внутренних взаимосвязей.

6. Для индивидуумов критерием является сохранение здоровья и нормальной жизнедеятельности.

Полная безопасность – риск равен 0 (там, где вероятность опасного воздействия отсутствует, воздействие опасных природных явлений таково, что не вызывает нежелательных последствий, вероятность опасного воздействия велика, но отсутствует объект, на который оно воздействует).

Опасность – возможность наступления обстоятельств, при которых материя, поле, информация или их сочетание могут таким образом повлиять на сложную систему, что это приведет к ухудшению или невозможности ее функционирования и развития.

Мера экологической опасности - экологический риск. Рассматривается в 2 аспектах – вероятное нарушение природн.равновесия, вероятное агрессивное воздействие факторов ОС непосредств.на человека. Экологический риск – вероятность загрязнения ОС или перехода ее в неустойчивое состояние в результате текущей или рланируемой хоз.деят-ти, возможные потери контроля за происходящем экологическим событием.

Экологическое равновесие.

Экологическое равновесие в природе - от­носительная устойчивость видового состава живых орга­низмов, их численности, продуктивности, распределения в пространстве, а также сезонных изменений, круговорота веществ, и других биологических процессов в любых при­родных сообществах.

В основе экологического равновесия экосистем лежит постоянство биотического круговорота веществ, который в каждой конкретной экосистеме имеет свои особенности, сязанные с видовым составом и численностью организ­мов, их типом обмена веществ. Решающее значение при этом имеют соотношение автотрофов (продуцентов) и гетеротрофов (консументов, редуцентов), а также приспособ­ленность организмов друг к другу и к среде обитания. Совокупность этих факторов, сложившаяся в процессе эволюции, обеспечивает устойчивость экосистем, или их гомеостаз. За меру стабильности экосистем часто прини­мают их видовое разнообразие - чем оно выше, тем надежнее поддерживается экологическое равновесие.

При колебаниях условий среды, выходящих за преде­лы, обычные для данной экосистемы, возникают наруше­ния экологического равновесия , приводящие к снижению численности одних и резкому увеличению других видов. Плотность того или иного вида при неблагоприятных ус­ловиях снижается, но в оптимальных условиях возрастают плодовитость, скорость роста и развития, и плотность вида восстанавливается.

Часто под нарушением экологического равновесия по­нимают не только изменения различных биотических фак­торов, но и значительные колебания газового состава ат­мосферы, загрязнение вод, глобальное загрязнение окружающей среды, то есть все, что может изменить нор­мальную жизнь на данной территории живых организмов.

Актуальность сохранения экологического равновесия возросла в XX веке с появлением таких средств воздействия на экосистемы, которые могут привести к их необратимому нарушению.

Закон минимума (Ю. Либих)

Существование и успех любого организма или любой группы организмов зависит от комплекса определенных условий. Любое условие, приближающее к пределу толерантности или превышающее его, называется лимитирующим условием, или лимитирующим фактором. При стационарном состоянии лимитирующим будет то жизненно важное вещество, доступные количества которого наиболее близки к необходимому минимуму. Эта концепция известна ка "закон минимума" Либиха. Она менее применима к "переходным состояниям", когда количества, а следовательно, и эффект многих составляющих быстро изменяются.

Закон растущего плодородия

Агротехнические и другие прогрессивные приемы ведения сельского хозяйства ведут к увеличению урожайности (само плодородие как свойство почв не увеличивается).

Закон оптимальности

Никакая система не может сужаться и расширяться до бесконечности; размер любой системы должен соответствовать ее функциям.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ

Понятия "энергосбережение" и "энергоэффективность" очень взаимосвязаны. Действительно, само по себе "энергосбережение" в дословном понимании этого слова не является самоцелью. Никто сейчас не ставит задачу сберечь энергию любой ценой, ведь можно было бы ее тогда совсем не тратить, а закрыть все, погасить свет и остановить всю технологию или снизить потребность в энергии до минимума. Это было бы равнозначно призыву к

рекращению развития человечества. А кроме того, если рассматривать энергию с философской точки зрения, то энергия - "...общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Энергия не возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую...". То есть, энергия подчиняется закону сохранения, а, следовательно, ее нельзя сберечь. Тем не менее, понятие "энергосбережение"широко используется в мировой практике – “Energy Saving”, “Energy Conservation” (англ.), “Energieeinsparen” (нем.), но в это понятие вкладывается более общий смысл. Например, снижение удельного расхода твердого топлива на единицу выработанного 1 кВт.ч в обобщенном виде приводит к “сохранению” топлива в недрах земли, которое будет израсходовано для этой же цели, но в более долгосрочной перспективе, тем самым

показывается сохранение этого энергоресурса на определенный период времени.

Показатель Энергоэффективности- абсолютная или удельная величина потребления или потери энергетических ресурсов для продукции любого назначения, установленная государственными стандартами.

60. Эквивалентность преобразования форм энергии. Наиболее распространенные способы преобразования энергии в электрическую форму: гидротурбина, тепловая электростанция на ископаемом топливе, атомная электростанция на ядерном топливе атомная, электростанция на реакторе-размножителе.

При расчете КПД преобразования энергии учитываются показатели эффективности основных процессов и установок преобразования энергии (справочная литература).

Рассмотрим наиболее распространенные тепловые электростанции на ископаемом топливе (ТЭС). Средняя эффективность ВС I) настоящий момент лишь ненамного превышает 30%. Это означает, что только 1/3 тепла, выделяемого в котлах, превращается в электричество, остальное количество энергии теряется в виде отбросного тепла.

Преобразование химической энергии в тепловую в мощных паровых котлах протекает с КПД 88% , в то время как КПД преобразования тепловой энергии в механическую в паровой турбине Вставляет примерно 42%, а КПД преобразования механической энергии в электрическую с помощью электрогенератора - 98%. таким образом, суммарный КПД превращения химической Персии в электрическую в этом цикле составит 36%, так как 88x0.42x0.98=0.362.

Энергосодержание топлива может быть измерено по количеству тепла, выделяемого при сгорании, однако два вида топлива с равной теплотой сгорания не могут быть превращены одно в другое без определенной потери энергии. Так, например, уголь и мазут, взятые в определенном количестве, могут обладать одина­ковой теплотой сгорания, и тем не менее они не будут эквивалентными, так как в процессе преобразования угля в синтетический мазут часть энергии теряется. Таким образом, арифметичекую эквивалентность энергии угля и мазута в данном случае не следует отождествлять с эквивалентностью преобразования угля в i патетический мазут. То же самое справедливо при рассмотрении любых форм энергии.

Пример 1.

Определим соотношение между энергией, высвобождаемой при сжигании 1 кг угля, и энергией, потребляемой электроламп! и мощностью 100 Вт.

Решение: 7232 ккал/кг

Теплота сгорания угля составляет 9,35 кВт*ч/кг. ?

1 кг х 9,35 кВт*ч/кг = 9,35 кВт*ч = 9350 Вт*ч - энергия, ко торая выделяется в результате сжигания 1 кг угля.

9350 Вт*ч / 100 Вт = 93,5 ч - время работы лампы.

Арифметическим эквивалентом сжигания 1 кг угля являет1 я энергия, потребляемая 100-ваттной лампой в течении 93,5 часов.

Пример 2.

1 ккал равна количеству энергии, необходимой для нагрева 1 воды на 1 °С. Определим арифметическую эквивалентность, т.е. ее отношение между работой, производимой двигателем мощность 100 л.с., и энергией нагретой воды массой 1 кг.

Решение:

За 1 час двигатель произведет работу, равную 100 л.с., которая эквивалентна:

(100 л.с.*ч) х (2,69 * 10 6 Дж/л.с.*ч) = 2,69 * 10 8 Дж

(2,69 * 10 8 Дж) / (4184 Дж/ккал) = 64197 ккал

Этого количества энергии достаточно для того, чтобы нагреть 64197 кг воды на 1 °С.

Энергосод-ие топлива м.б.измерено по количеству тепла выделяемого при сгорании. Однако 2 вида топлива с равной теплотой сгорания не м.б. превраш. из одно в др.без потери. Арифметически они не будут эквивалентны.

Наиболее распространенная форма преобр-я энергии в электрическую форму (ТЭС на ПР, гидротурбина, АЭС на ядерн. топливе. При расчете КПД преобр-е энергии учитывается показатели эффективности осн. проц. и установок, преобр энергии). Средняя эффективность в ТЭС на ископаем. топливе = 30%=1/3 тепла выделяемая в котлах превращается в электричество, остальное тепло – отбросное тепло. Преобразование хим энергии в тепл. В мощных паровых котлах протек. с КПД=88%, в то время как КПДпреобр.теплов. энергии в механическую в паровой турбине =42%, а КПД преобразования механическ. Энергии в электрическую с помощью электрогенгератора= 98%.Т.обр. суммарн. КПД превращения хим. энергии в механ. в полный цикле составляет 36%.

Цикл Карно.

Следствием 1 нач.термодинамики является низкая эффективность преобраз-ия энергии в другие формы.1-ое начало утверждает,что внутренняя энергия U системы является постоянной. Её изменения определяются разностью между количеством тепла ∆Q, сообщ. сист.,и раб.∆А, совершённой системой.∆U=∆Q-∆A.

2-ое начало утверждает, что невозможно создать машину-вечный двигатель. Единственным результатом которого было бы создание работы, эквивалентной количеству тепла, полученному от нагревателя.

Предельное соотношение для перехода теплоты в работу вытекает из анализа циклического процесса, совершаемого тепловой машиной Карно.

Здесь тепловая энергия, полученная от нагревателя и преобразованная в работу А и выходящее тепло Q1.Поскольку при техническом процессе двигатель должен вернуться в начальное состояние, след-но ∆U=0,Q2=Q1+A, след-но то тепло, которое выделяется при нагреве образуется суммой отходного тепла и работы. По 2-му началу термодин.∆U≠0, след-но часть энергии неизбежно отдаётся окруж-м телам или поступает в атмосферу.

Анализ циклического процесса машины Карно, находит предельное соотношение для перехода тепла в работу.

Предельное соотношение для перехода тепла в работу вытекает вытекает из анализа циклич. процесса совершаемого тепловой машиной Карно.

В этом процессе рабочее вещество претерпевает последующее 4-х стадийное изменение состояния тепла.

В идеале машина Карно: теплоперенос от источника к рабочему веществу, и от рабочего вещества к стоку теплоты также происходит квазеравновесия (t раб.вещества на неадиабатич.стадиях поддержив-ся близкой к t теплового резервуара).Траектория изменения сост. раб. вещ-ва в цикле имеет форму на плоскости S,T.

S-энтропия Дж∙Кˉ¹,

Т-термодин.t,К.

Ключевым моментом для замыкания траектории явл-ся остановка стадии нетермического сжатия. Необходимым условием производства работы тепловой машины А>0, явл-ся перенос горячей воды к холодному резервуару. Степень преобразования подведенного тепла в работу, характеризуется КПД (η т)

η т =А / Q2 = 1- (Т1/Т2)=Т2 - Т1/Т2

Любая машина, которая преобразует тепло в работу будет иметь иеньше КПД, чем машина Карно.Для повышения КПД тепловой машины Т, при которой она получает энергию, должна быть выше, а Т,при которой тепло отводится ниже.

Верхний предел в настоящее время определяется конструктивной прочностью материалов и составляет 600°,нижний предел – это t окруж воздуха,воды,грунта, куда отводится тепло машины, она не может б.ниже 10-20°. След-но КПД Карно η=0,67

В результате термодинамич. ограничения величины КПД, создается «тепловая ловушка»,кот, невозможно избежать при любой схеме преобразования тепловой энергии.

Тепловой баланс ТС.

Если объект обменивается с др. объект.энергиией только в форме тепла, то соотв-но тепловой баланс в общем виде м.б. выражен:

Qф +Qэ +Qв =Qф` +Qh`

Qф - физическое тепло, введенное в процесс с исходными веществами

Qэ- тепло экзотермич. реакций и физ-х превращений, выделяемое в процессе

Qв – тепло введенное извне в процесс, не приним. участие в химич. реакциях

Qф` - физ тепло, выделенное из процесса с продуктами реакции

Qh` - потери тепла в ОС.

Та часть баланса, которую нельзя или трудно вычислить определяют как неизвестное из уравнения энергетического баланса. В общем виде составление теплового баланса м. б. рассчит:

Qф – физ тепло введенное или выведенное

C – кол-во исходных в-в

m- средняя теплоемкость исх. в-в

t-температура исх.в-в

Тепло экзотермических реакций и физ. превращений исходных в-в из 1го агрегатного состояния в др.берется из эксперимент.данных или определяется путем термохимических расчетов.

Тепло,введенное в аппарат извне расчитывается по теплосодержанию газообразного, жидкого, твердого теплоносителей Qв = m c t

Потери обусловленные теплопроводимостью наружных стенок аппарата, излучением и конвекцией рассчитывают на основании законов теплоотдачи или берут на основе практических данных.

Методы расчета эксергии.

Каждый поток эксергии анализируемой системы изображается полосой, ширина которого прямопропорциональна величине эксергии.

В1956 г Грант ввел термин «эксергия», греч.- работа, сила; лат- внешний.1

Эксергия – мера потенциальных ресурсов любого в-ва и потоков в условиях данной ОС и характеризует их превратимость и след-но возможность использования. Речь идет об энергии, которая может работать в реальных условиях ОС. Все величины эксергии рассчитываются от уровня земной ОС, модель которой была разработана Шаргутом: «Каждый ПР (за искл. солн. энергии поступающем извне),эксергию которой нужно найти, находится внутри ОС и представляет ценность лишь в той степени, в какой он по химическому составу, температуре, давлению отличается от нее

Данная схема – идеализированная модель, нах-ся в состояния равновесия и в природе не сущ-ет. Но если все составные части сущ-но отличаются от нее по составу или др. параметрам (ПР) будут исключ. из расчетов, ее можно считать квазестационарной. Эта модель позволила рассчитать значение эксергии почти всех ПР.

Т.О. можно вычислить эксергию продуктов,получаемых из природного сырья, металлов, хим.соед-й, отдельных элементов.

Эта эксергия равна минимальной работе, которая должна быть затрачена на их извлечение из ПР.

Особенностью энергетического баланса и связ-х с ним превращений энергии в системе применяются диаграммы потоков эксергии. Эти диаграммы ввел Грассман, а потом они были усовершенствованы Шаргутом и Бером.

Характерной особенностью диаграмм явл-ся то, что на них видно, как поток эксергии в отличии от потока энергии сохр. постоянное значение и может уменьшаться или вообще исчезать в результате потерь.

Метод индексов опасности.

Исп-ся для оценки опас-ти, существующей на пром.предприятии, если треб-ся оценить риск интегрально, не вдаваясь в детали производ.проц-в. Осно.идея – оценить некоторым числовым значением (индексом) степень опасности системы – индекс Дау. При вычислении индекса Дау (ИД) отдельным технич.характеристикам ставят в соответ-вие определ.показ-ли, численно характеризующие потенц.опасность отдельных эл-тов ТС, затем показ-ли суммируют, не вдаваясь в особ-ти функцион-ния дан.системы. Индекс Дау формир-ся как произведение 2 интеграл.показ-лей – узлового показателя опасности F и материального ф-ра М (это колич.мера интенс-ти выделения энергии или матриалов из определ.химич.вещ-в, котрые могут находиться или находятся в составе выбранной ед-цы оборудования или части процесса), для определения сост-ся перечень потенц-но опасных химич.вещ-в и матриалов, используемых в системе. Каждому из таких вещ-в ставится в соотв-вие определ.число, характеризующее его опасность.

Шкала таких чисел для химич-ки опас.вещ-в разраб-ся специал.международными или национальными агентствами и приводится в норматив.док-тах. Общий матер.фактор системы опрдел-ся как сумма М всех потенц-но опас.вещ-в, используемых в рассматриваемом процессе с весами, соответствующими их колич-ву.

М = Σ Vi * Ni , где i – номер рассматриваемого опас.вещ-ва, Vi – относит.кол-во вещ-ва в системе (масса или объем), Ni – индекс опас-ти вещ-ва по специал.шкале. Обычно М находится в интервале от 1 до 40.

Узловой показатель F = f1*f2, где f1 – показатель общей опасности, f2 – показ-ль специфич.опасностей. f1 характеризует факторы процесса, способные увеличить объем убытков при наступлении неблагопр.ситуации. f2 характеризует факторы, которые непосредственно увеличивают вероят-ть наступления неблаг.событий.

Грубая качеств.оценка последствий какого-либо события, пожара или взрыва можно определить по шкале индекса Дау:

Основные показатели метода индекса Дау

MY = C* Y RY = CF* MY

Построение полей риска

Некоторые риски имеют территориальное распределение. Это относится, в частности, ко всем природным рискам. Существуют специальные карты, на которых нанесена вероятность возникновения землетрясений, наводнений, оползней и других стихийных бедствий в различных районах земного шара. Существуют такие карты и для территории Российской Федерации. Промышленные риски также могут быть распределены неоднородно по различным территориям. Причем, может быть районирована как вероятность возникновения различных аварий, так и возможный ущерб. Наиболее высокий риск имеют промышленно развитые регионы, в частности, Московская область или Урал, где очень высока концентрация предприятий нефгегазоперерабатывающей, химической промышленности и других опасных производств. Анализ развития неблагоприятной ситуации на предприятии включает в себя в качестве обязательного элемента определение степени воздействия разрушительных факторов на объекты, находящиеся на различном расстоянии от источника опасного воздействия. Эта процедура носит название построения полей (или зон) риска. Таким образом, поле риска - это область на карте или схеме территории, характеризуемая определенной степенью воздействия конкретного разрушительного фактора на объекты и соответственно определенной степенью ущерба от него.

Рисунок 3.5 - Поле потенциального риска

В целом процесс построения полей риска проходит ряд последовательных стадий. Вначале определяются источники опасных воздействий. Ими могут быть: промышленная установка, хранилище опасных веществ, трубопроводы под давлением, паровые котлы и т.д.

Далее разрабатывается физическая модель, в соответствии с которой происходит распространение разрушающего или опасного фактора. Затем вычисляются форма и размеры зон, в которых параметры опасных факторов - температура, плотность лучистой энергии, давление или концентрация - будут иметь значения в определенном диапазоне.

Каждому выделенному диапазону соответствует своя степень поражения. Рассчитанные зоны воздействия затем накладываются на карту местности, на которой отображены объекты относительно источника воздействия. Границы зон воздействия имеют вид замкнутых концентрических кривых, вложенных одна в другую. В центре кривых располагаются источники опасных воздействий. Знание параметров и времени воздействия внутри каждого из полей риска позволяет в дальнейшем с учетом характеристик объектов оценить «натуральный» ущерб от аварии в неденежных единицах: число пострадавших и погибших, степень поражения, площадь выгоревших участков, степень разрушения зданий и т.д.

Далее натуральный ущерб переводится в денежное выражение. Для зданий и сооружений- эта процедура не вызывает особых сложностей. Что же касается нанесения ущерба здоровью людей и окружающей среде, то его выражение в денежных единицах представляет из себя самостоятельную сложную задачу.

Понятие управления риском

Задачи управления:

Стратения управления риском:

· - снижение риска

Принципы управления

· -полнота оценки риска

· Соц-политические решения

· -правовые меры

· -административные

· -организационные

· -экономические

· -технические меры

Цикл управления риском:

Величина риска

72. Анализ экологического риска на территории республики Мордовия. Для Республики Мордовия характерны явления, связанные с экзогенными (оползни, эрозии, суффозия, карстообразование) и гидрометеорологическими (весенние паводки, сильный ветер, град, заморозки, сильный снег, сильная метель и др.) процессами.

Проведенная инвентаризация подверженности населенных пунктов воздействию геоэкологических процессов показа­ла, что они активно проявляются в 193 населенных пунктах, в том числе один процесс – в 20, два – в 100, три – в 64, четыре – в ­9. Восемь населенных пунктов (города) отнесены к объектам первой очереди строительства противооползневых сооружений. На семи объек­тах требуется проведение неотложных (аварийных) работ (города Са­ранск, Краснослободск, Темников, села Булгаково, Большая Елховка, Под­горное Канаково, участок магистрального газопровода Уренгой – Ужго­род).

Наиболее уязвимыми по отношению к природным чрезвычайным ситуациям, обусловленных гидрологическими процессами, являются населенные пункты, расположенные по берегам рек Мокша, Инсар, Алатырь, Сура. При прохождении весеннего половодья высокого уровня в бассейне Мокши могут быть затоплены 14 сельских населенных пунктов, 7 автодорог республиканского значения.

На территории республики имеются 8 радиационно опасных объектов, которые лицензируются на право эксплуатации радиационных источников (РИ) и обращения с радиоактивными веществами (РВ), работа которых контролируется органами Ростехнадзора: 1) ГУЗ «Республиканский онкологический диспансер», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 2) ОАО «Электровыпрямитель», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 3) Саранский филиал ФГУП ВНИИТФА, г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 4) химико-радиометрическая лаборатория ГУ «Управление гражданской защиты Республики Мордовия», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 5) ФГУ «Мордовская республиканская станция защиты растений», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 6) ФГУП «Саранский объединенный авиаотряд», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 7) ОАО «Саранский завод "Резинотехника"», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 8) ФГУ «Мордовский центр стандартизации, метрологии и сертификации», г.Саранск, IV категория радиационной опасности.

Дозовая нагрузка на население от радиационно опасных объектов IV категории исключена, так как в случаях возникновения аварий радиационное воздействие от этих объектов ограничивается помещениями, где проводятся работы с РИ или РВ. Контроль обеспечения системы государственного учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов в Республике Мордовия возложен на отдел окружающей среды, обращения с отходами, обеспечения экологической безопасности и гидротехнических сооружений Министерства природных ресурсов Республики Мордовия. В 2007 г. радиационных инцидентов на радиационно опасных объектах не было.

На территории республики имеются 9 химически опасных объектов: ОАО «Биохимик», г. Саранск – 60 т соляной кислоты и 22 т аммиака; ЗАО «Мясоперерабатывающий комбинат "Саранский"», г. Саранск – 20 т аммиака; ОАО «Молочный комбинат "Саранский"», г. Саранск – 20 т аммиака; ООО «Мордовия-Холод», г. Саранск – 20 т аммиака; ОАО «СанИнБев», Саранский филиал – 5 т аммиака; ООО «Мясоперерабатывающий комплекс "Атяшевский", р. п. Атяшево Атяшевского муниципального района – 20 т аммиака; ЗАО МПК «Торбеевский», р. п. Торбеево Торбееевского муниципального района – 30 т аммиака; ГУП «Мясокомбинат "Оброченский"», с. Оброчное Ичалковского муниципального района – 15 т аммиака; ГП «Мясокомбинат "Первомайский"», с. Первомайское Ковылкинского муниципального района – 15 т аммиака. Общий запас веществ составляет 227 т. В 2007 г. аварий и происшествий на химически опасных объектах не было.

Вместе с тем на потенциально опасных объектах сохраняется высокий уровень техногенных опасностей из-за износа технологического оборудования (свыше 60 %). Недостаточно налажено обеспечение предприятий безопасным технологическим оборудованием, приборами контроля и защиты. Слабо решаются вопросы оснащения производств системами автоматического обнаружения веществ. Все это создает возможность возникновения промышленных аварий и чрезвычайных ситуаций.

Понятие управления риском

Управление риском – анализ самой рисковой ситуации, разработка и обоснование управленческого решения, как правило, в форме нормативного акта, направляемого на минимизацию риска, поиск путей сокращения риска.

Стратегия управления риском - аналитически обоснованная программа действий и мер по определению и ограничению риска.

Задачи управления:

· -определение вероятности частоты, степени опасности, воздействие источников на факторы риска

· -снижение уязвимости объектов или увеличение их устойчивости к упомянотому воздействию

Стратения управления риском:

· - снижение риска

· -снижение числа источников и факторов риска

· -снижение подверженности экспозиции объектов по воздействию источников и факторов риска

· -повышение защитных свойств и объектов указанного воздействия

Принципы управления

· -полнота оценки риска

· -реальность целей управления

· -комплекчный учет особенностей источников и факторов риска и взаимодействие специфики объектов

· -планирование исходя из необходимой достаточности и максимально возможного имеющихся сил для снижения или удаления риска

· -заблаговременность действий по снижению риска

· Соц-политические решения

· -правовые меры

· -административные

· -организационные

· -экономические

· -технические меры

Цикл управления риском:

Установление источников и факторов риска: 2 блока – оценка риска и мониторинг риска (оба блока включают программу по снижению риска)

1.Оценка риска (качественные показатели)

Вероятность опасного воздействия

Экспозиция воздействия на человека и о.с.

Величина риска

2.Анализ риска: - матем модели, анализ чувствительности, деревья принятых решений

3.Процедура определения риска: идентификация риска, оценка воздействия, оценка зависимости – доза-эффект, характер риска.

Экологическая безопасность: определение и критерии.

Экологическая безопасность – сост.защищенности жизнедеятельности, интересов личности, общества, гос-ва в процессе вз-я общества и природы от реальных или потенциальных угроз, созданных антропогенным или естественным воздействием на среду.

Принципы экологической безопасности:

Обязат-ть экол.проверки и экспертизы всех объектов хоз. и иной деят-ти.

Обязат-ть полной компенсации нанесен.вреда

Предупр. и устранен. ЧС

Обеспеч.свободн.доступа к полной и достоверной информации

Переориентир.системы воспит., обр-я, мирровозр.на цели экол.без-ти и развит.международ.безопасн.

Критерии экологической безопасности:

1. Для биосферы, и ее частей экосистем, регионов, ландшафтов, включая административные образования, основной критерий экологической безопасности уровень эколого-экономического и природно-производственного паритета , т.е.степень соответствия общей техногенной нагрузки на территорию ее экологической техноемкости – предельной выносливости по отношению к повреждающим техногенным воздействиям.

2. Для отдельных экологических систем главным критерием безопасности выступают целостность, сохранность их видового состава, биоразнообразия и структуры внутренних взаимосвязей.

3. Для индивидуумов критерием является сохранение здоровья и нормальной жизнедеятельности.

Полная безопасность – риск равен 0 (там, где вероятность опасного воздействия отсутствует, воздействие опасных природных явлений таково, что не вызывает нежелательных последствий, вероятность опасного воздействия велика, но отсутствует объект, на который оно воздействует).

В экологическом проектировании используют экологические критерии, нормы и стандарты.
Экологические критерии - признаки, на основании которых производится оценка, определение или классификация экологических систем, процессов и явлений.
В зависимости от сути оценок выделяют следующие критерии:

• природозащитные (условие - сохранение целостности экосистемы, популяции, вида);
• антропоэкологические (воздействие на человека);
• эколого-ресурсные (воздействие на ресурсы);
• эколого-социальные (воздействие на социум);
• эколого-хозяйственные (воздействие на системы природа-население-хозяйство);
• качества окружающей среды - признаки, по которым производится оценка качества природной среды и отдельных компонентов и элементов ландшафтов.

При экологическом нормировании используют различные виды экологических критериев. Результатом экологического нормирования является установление идеальных и временных норм, регламентов и нормативов антропогенного воздействия на элементы и компоненты ландшафтов. Условие - установление таких нормативов, при которых не происходит структурно-функциональных изменений ландшафтов, экосистем.
Экологический стандарт - количественный и качественный показатель состояния природных объектов или природных процессов. Экологический стандарт входит в систему правовых актов, устанавливающих режим использования природных ресурсов.
Стандарты качества окружающей среды являются научно обоснованными предельно допустимыми нормативами состояния компонентов природы, превышение которых создает угрозу для человека, биоты ландшафта, ландшафта в целом.
В РФ существует следующая программа постоянно обновляющихся стандартов:

• охраны и преобразования ландшафтов (Ландшафты);
• рационального использования и охраны недр (Недра);
• охраны и использования почв (Почвы);
• улучшения использования земель (Земли);
• охраны и использования вод (Гидросфера);
• охраны атмосферы (Атмосфера);
• рационального использования биологических ресурсов (Биологические ресурсы);
• охраны флоры (Флора);
• охраны фауны (Фауна).

Также гостируются радиоактивность и радиоактивное загрязнение, шум, вибрация, электромагнитные волны, воздействие транспорта, промышленные и бытовые отходы, сточные воды и их осадки, минеральные удобрения, безопасность в чрезвычайных ситуациях, слежение за воздействием (мониторинг), рекультивация и, наконец, пищевые продукты.
Государственные стандарты - государственные узкофункциональные руководства и инструкции, регламентирующие различные виды хозяйственной деятельности, объясняющие и определяющие термины, а также некоторые задачи, связанные с планированием и проектированием.
Стандартизация по охране окружающей среды, начатая в 80-е годы XX в., завершилась разработкой стандарта:

• ГОСТ 17.0.0.01-78. Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Вся система государственных стандартов представлена следующими группами:
• ГОСТы 17.5.. посвящены вопросам охраны литосферы, включая правила и нормы землепользования, рекультивации, гидролесомелиорации и т.д.;
• ГОСТы 17.6.. направлены на охрану, защиту и восстановление лесов, охрану прочей флоры, не относящейся к сельхозкультурам;
• ГОСТы 17.8.. посвящены вопросам ландшафтоведения, охраны и классификации ландшафтов;
• стандарты группы ГОСТ 12. устанавливают ПДВ/ВСВ, ПДС/ ВСС, лимиты использования природных ресурсов, размещения отходов, пределы допустимых уровней физического загрязнения и радиационного воздействия;
• ГОСТы 17.1.. регламентируют вопросы охраны гидросферы и водопользования;
• ГОСТЫ 17.2.. регламентируют охрану атмосферного воздуха,
• выбросы вредных веществ в атмосферу;
• ГОСТы 17.4.. включают вопросы охраны почв от загрязнения,
• уничтожения, воздействий, способствующих их деградации,
• методы повышения плодородия и др.

В систему экологических нормативов и стандартов входят:

• нормативы качества окружающей среды;
• нормативы использования природных ресурсов;
• нормативы предельно допустимого воздействия на окружающую среду;
• экологические стандарты;
• нормативы санитарных и защитных зон.

Еще по теме 3.4.Экологические критерии и стандарты:

1. Опасность деятельности предприятия для окружающей среды и населения как критерий обязательности экологического аудита
2. Производственные стандарты и стандарты контроля качества продукции
3. Третий этап: золотослитковый стандарт ((Великобритания и США), золотодевизные стандарты остальных стран, 1926-1931г

Понятие экологической безопасности включает в себя систему регулирования и управления, способной прогнозировать и ликвидировать развитие опасных, чрезвычайных ситуаций. Экологическая безопасность касается промышленности, сельского и коммунального хозяйства, сферы услуг, области международных отношений.

Уровни экологической безопасности

Глобальный уровень позволяет прогнозировать биосферные процессы. Цель глобального контроля – сохранение естественного мирового воспроизводства, его восстановление в области биосферного взаимодействия живых организмов. Управление безопасностью, осуществляют межгосударственные организации (ООН, ЮНЕСКО, ЮНЕП и другие) посредством издания и внедрения нормативных документов, создания экологических программ мирового развития, интеграции межгосударственных усилий в предотвращении и ликвидации последствий мировых катастроф

Замечание 1

Международное сотрудничество позволило разрешить и ограничить такие проблемы как ядерные испытания, китобойный промысел и вылов редких пород рыбы, производство хладагентов. Создана Красная книга, изучаются неизведанные территории.

Региональный уровень включает в себя географические и экономические зоны, территории государств. Контроль безопасности проводится посредством союза государств (СНГ, объединение государств Африки и др.). Система безопасности регионального уровня включает: экологически безопасные технологии и чистую экономику, стабилизацию темпов развития экономики.

Локальный уровень объединяет города, районы и предприятия разных сфер деятельности и осуществляет контроль выбросов, сточных вод и прочих вредных для атмосферы веществ. Управление экологией возложено на администрацию, предприятия и организации по контролю за санитарным состоянием города, района.

Независимо от управления и контроля за экологической безопасностью, объектом такого воздействия является окружающая среда. Поэтому на каждом уровне проводится анализ экономики, ресурсов, мер и культуры решения данных вопросов.

Нормативные акты в сфере экологической безопасности РФ

• Конституция;
• Федеральные законы и указы Президента;
• Постановления Конституционного Суда;
• Постановления, распоряжения Правительства;
• Законодательство субъектов и их нормативные акты;
• Международные конвенции, соглашения, нормы, правила и договоры
• Нормативные и инструктивно-методические акты специально уполномоченных государственных органов;
• Уставы населенных пунктов

Критерии и методы безопасности

В качестве критериев экологической безопасности используются:

• Предельно допустимые концентрации (ПДК);
• Предельно допустимые выбросы (ПДВ);
• Предельно допустимые сбросы (ПДС).

Для отдельных экологических систем основными критериями их безопасности являются целостность, сохранность и разнообразие видов, их взаимосвязей. Для отдельных индивидуумов, критерием безопасности так же считается сохранение здоровья и условий жизнедеятельности.

Методы обеспечения безопасности экологии:

• Контрольные включают методы измерения (количественные – физические, химические и пр.) и биологические методы (качественные, теоретические);
• Прогнозные – методы системного анализа и динамики, информационных технологий и др;
• Смешанные состоят из совокупности методов различного типа (например, эколого-токсикологические);
• Методы управления качеством биосферы.