Головні завдання об’єкти і предмет екології

ЕКОЛОГІЯ

(КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ)

 

Львів – 2012

ЕКОЛОГІЯ ЯК НАУКА

Історія розвитку екології

Ми живемо в епоху не тільки бурхливого розвитку науки і техніки, а й негативних наслідків науково-технічної революції та демографічного вибуху. Неконтрольоване зростання населення Землі, кількість якого вже перевищила критичну межу, дедалі більше забруднення атмосфери, гідросфери та літосфери, накопичення величезних обсягів відходів людської діяльності, при одночасному виснаженні майже всіх видів природних ресурсів, призвели до розвитку глобальної конфліктної ситуації між природою і суспільством. Тому вкрай необхідна не лише чітка стратегія охорони природного середови­ща та посилення контролю за природокористуванням, але й добре про­думана система екологічної освіти й виховання населення. Останніми десятиріччями екологія почала швидко розвиватись. Цьому сприяла необхідність вирішення та­ких важливих проблем сучасності, як раціональне використання природ­них ресурсів, профілактика забруднення середовища промисловими відходами та транспортом, запобігання знищенню природних угруповань, збереження генофонду рослинного і тваринного світу. Екологія дає уяв­лення про те, яким чином досягти симбіозу техніки, виробництва і при­роди. Для сучасної людини знання основ екології не менш важливе, ніж основ фізики, хімії, математики.

Екологізація виробництва – один із провідних напрямів науково-технічного прогресу, який має не тільки забезпечити узгоджене функціонування природних і технічних систем, а й значно підвищити ефективність останніх. Таким чином, екологія все більше набуває особливостей прикладної науки. Сьогодні екологію тлумачать, як науку про взаємозв’язок живих організмів з середовищем існування.

Всередині XIX сторіччя стало остаточно зрозумілим, що неможливо вивчати живі організми окремо від їхнього середовища існування. Власне поняття «екологія» («наука про баланс») у 1866 році ввів видатний німецький біолог Ернст Геккель і описав екологію, як «науку про відносини організму з навко­лишнім зовнішнім світом, куди ми в широкому розумінні можемо включити всі умови існування». Після Геккеля в поняття «екологія» вносились різні за змістом визначення, які розширювали предмет цієї галузі знань. Сьогодні екологія, в широкому значенні, визначається, як комплексна інтегральна наука, яка досліджує навколишнє середовище (еко­сферу планети), його вплив на суспільство та зворотну реакцію природи на діяльність людства. Екологія – це міждисциплінарна наука, яка базується, крім біологічних основ, на основах географічних, технічних, економічних та соціальних наук (рис. 1.1).

 

Рис. 1.1. Міждисциплінарний характер екологічної науки

Головні завдання об’єкти і предмет екології

- дослідження впливу антропогенної діяльності на природні системи;

- створення наукової основи раціональної експлуатації природних ресурсів;

- спостереження за змінами в ок­ремих екосистемах та біосфері в цілому, прогнозування їхніх наслідків;

- створення бази даних та розроблення рекомендацій для екологічно безпечного планування господарської і соціальної діяльності людини;

- застосування екологічних знань у справі охорони навколишнього середовища з метою збереження середовища перебування людства.

Об'єкти дослідження екології – організми, тіла, речовини, матеріальні процеси, які підкоряються законам фізики, хімії, біології та інших природничих наук.

Предметом вивчення екології є сукупність живих організмів, які взаємодіють між собою, утворюючи з оточуючим середовищем певну єдність (тобто систему), в межах якої здійснюється процес трансформації органічної речовини та енергії.

СУЧАСНІ УЯВЛЕННЯ ПРО БІОСФЕРУ

Термін «біосфера» з'явився у науковій літературі в 1875 році. Його автором був Едуард Зюсс, де вчений у межах земної кулі виділив декілька структурних частин – оболонок, які назвав геосферами. Одна з геосфер отримала назву біосфера. Біосфера (гр. біо – життя, сфера – оболонка) оболонка Землі, в якій існує життя. Вчення про біосферу було розроблене у 1926 році B.I.Вернадським, де він дав таке визначення біосфер и - це оболонка Землі, склад, структура і енергетика якої значною мірою обумовлені життєдіяльністю живих організмів. За теорією В.І. Вернадського, біосфера - це глобальна єдина система Землі, де існує або коли-небудь існувало життя і весь основний хід геохімічних та енергетичних перетворень визначається життям. Таким чином біосфера, – це своєрідна оболонка Землі, або область поширення життя. Від геосфер вона відрізняється тим, що в її межах проявляється геологічна діяльність живих істот рослин, тварин, мікроорганізмів і людини. Більшість сучасних екологів (Ю. Одум, В.Д. Федоров, Т.Г. Гільманов, М.Ф. Реймерс, К.М. Ситник) розуміють біосферу як об’єднання усіх живих організмів, що знаходяться у взаємозв’язку з фізичним середовищем Землі. З цього погляду біосфера є сукупністю екосистем нашої планети.

Демографічна проблема

Із середини нашого століття у світі відбувається безпрецедентне зростання чисельності населення: у 1950 p. воно становило 2,5 млрд чоловік, а в 1987 р. досягло 5 млрд, тобто зросло за третину століття більше, ніж за попередні півтора століття. Нині народжується щороку 130 млн чоловік, помирає близько 50 млн, приріст становить майже 80 млн чоловік. 9/10 приросту зумовлені демографічним вибухом, що спостерігається в країнах Африки, Азії та Латинської Америки.

За даними спеціалізованих організацій ООН, до 2025 p. населення світу зросте на 3 млрд чоловік, причому в Латинській Америці, наприклад, воно подвоїться. Це означає, що до наявних фондів споживання треба додати принаймні стільки ж продовольства, житла, лікарень, шкіл, товарів повсякденного попиту, скільки є нині. Причому зробити це необхідно лише для того, щоб не знизити сучасного рівня життя. Але мета розвитку молодих країн — не збереження вкрай низького рівня життя, а його неухильне піднесення.

Небезпечність тенденцій у демографічній ситуації полягає в тому, що у третє тисячоліття людство може вступити з 1 млрд голодуючих і такою ж кількістю людей, що не знаходять застосування своїй праці в містах, 2 млрд сільських жителів, затиснутих у лещатах аграрного перенаселення, 1,5 млрд знедолених, що живуть за межею бідності.

Сучасна демографічна ситуація являє собою глобальну проблему передусім тому, що стрімке збільшення населення відбувається у країнах Азії, Африки, Латинської Америки. Водночас ці держави через відсталість в економічній, соціальній, культурній сферах неспроможні забезпечити населення, що подвоюється кожних 20-30 років, матеріальними і культурними благами. Безумовно, демографічна політика належить до національної компетенції незалежних держав. Однак їхні труднощі при вирішенні демографічних проблем уже нині відбиваються на міжнародних відносинах у цілому і можуть призвести до катастрофічних наслідків не лише для них самих, а й для світової економіки й політики.

Ці й інші явища свідчать про те, що всі глобальні проблеми сучасності тісно взаємопов'язані і взаємозумовлені, тому ізольоване вирішення їх практично неможливе.

 

Продовольча проблема

Ненасильницький мир без ядерної зброї створює необхідні передумови і гарантії для практичного вирішення всіх глобальних проблем в умовах міжнародного співробітництва, зокрема для вирішення продовольчої проблеми, що досить гостро стоїть у багатьох розвинутих країнах.

Західні вчені пояснюють загострення продовольчої проблеми у світі «природними» причинами, головною з яких є випереджаюче зростання народонаселення порівняно із збільшенням продуктів харчування. Перспективи вирішення проблеми голоду в країнах «третього світу» вони пов'язують із здійсненням політики регулювання приросту населення. Деякі експерти (Я. Тінберген, Г. Кан, В. Леонтьєв) акцентують увагу на технологічній відсталості країн, що розвиваються, яка полягає у примітивному й малопродуктивному сільському господарстві.

 

Нова майбутня цивілізація

 

Зміни, що відбуваються сьогодні у світі, – важливий крок на шляху переходу людства до нової цивілізації, яка може бути сформована на шляхах розв'язання глобальних проблем. Ця нова, майбутня цивілізація, на нашу думку, знищить відчуження людини від людини, суспільства, природи і від продукту праці, покладе кінець поділу людства на антагоністичні класи та соціальні групи і створить реальні умови для його самопізнання і вільного самооб’єднання на принципах нового гуманізму. Нова цивілізація в тенденції свого розвитку являє собою якісно новий ступінь у розвитку людини і суспільства, що інтегрується в єдине людство, системність якого можна порівняти в якісному відношенні з природними системами, залученими в сферу людської діяльності. Тільки на цьому етапі людство посяде своє гідне, відносно самостійне місце в системі оточуючих космічних процесів і сил, стане специфічним єдиним утворенням.

Такимчином, розглянувши такі глобальні проблеми, як демографічна, продовольча, проблема війни і миру, майбутнє суспільства, забруднення навколишнього середовища, очевидно, що для їх вирішення необхідно комплексний підхід. Ізольоване вирішення їх практично не можливе.

Розмірковуючи про перспективи людства, слід підкреслити, що мова йде про можливості єдиного демократичного і гуманного світового співтовариства, в якому будуть співіснувати різні форми власності – і суспільна. Проте однозначною умовою є те, що це мають бути суспільства демократії, суспільства, де людина буде центром усіх відносин.

Зрозуміло, що тільки на цьому шляху можливе подальше розгортання прогресивних процесів, розквіт нової цивілізації. При цьому слід мати на увазі, що розвиток технічної і технологічної основи суспільства не автоматично впливає на перетворення соціального життя, а опосередковано, через систему суспільних відносин, яка зберігає певну самостійність. Тому науковий погляд на перспективи людства у зв'язку з технічним прогресом може сформуватися на основі всебічного аналізу системи «людина – наука –технологія – суспільство».

 

Поняття про «ядерну зиму»

Надзвичайно небезпечним є забруднення атмосфери радіонуклідами, яке трапляється під час аварій на атомних електростанціях та інших ядерних об’єктах і випробувань ядерної зброї. Особливо небезпечною, навіть катастрофічною була б ядерна війна, яка призвела б до загибелі не тільки людства, а й усього живого на Землі. Це супроводжуватиметься буревіями і призведе до значних руйнувань будівель і рослинного покриву. Радіонукліди течіями повітря швидко поширяться по всій земній кулі. Внаслідок пожежі та руйнування нафтових і газових свердловин в атмосферу виділиться багато парникових газів (оксидів карбону, метану та ін.), значна кількість пороху і сажі. Це призведе до підвищення температури на 4–5⁰С, танення льодовиків та підвищення рівня води у Світовому океані, в результаті чого будуть затоплені величезні території суходолу. Істотно руйнуватиметься озоновий шар (40 – 60%). По земній поверхні прокотяться вогняні смерчі. Порох, попіл і сажа чорною хмарою затягнуть усе небо, прозорість атмосфери зменшиться у 200 разів. Настане ядерна ніч, що призведе до повної загибелі рослинного покриву біосфери. При цьому відбудеться нагрівання тропосфери й охолодження приземного шару повітря на 15-30°С упродовж першого місяця конфлікту. Локально знизиться температура до –40... –50°С. Настане ядерна зима, що триватиме кілька місяців. Після осідання пороху і сажі атмосфера прогріється на 20–30°С вище норми, що спричинить повені на великих площах і в гірських районах, які супроводжуватимуться буревіями та снігопадами, масовою загибеллю рослин, тварин і людей. Поширяться епідемії хвороб.

 

3.6.Проблема контролю викиду в атмосферу забруднювальних речовин промисловими підприємствами, ГДК

 

Гранично допустимі концентрації (ГДК) – це такі концентрації, які не впливають на людину та її нащадків шляхом прямої або непрямої дії, не погіршують їх працездатності, самопочуття, а також санітарно-побутових умов життя людей.

Узагальнення всієї інформації з ГДК, одержуваної всіма відомствами, здійснюється в Головній Геофізичній Обсерваторії (ГГО). Щоб за наслідками спостережень визначити стан повітряного середовища, заміряні значення концентрацій порівнюють із максимальною разовою гранично допустимою концентрацією і визначають число випадків, коли були перевищені ГДК, а також у скільки разів найбільше значення було вище ГДК. Середнє значення концентрації за місяць або за рік порівнюється з ГДК тривалої дії – середньостійкою ГДК.

Стан забруднення повітря декількома речовинами, спостережувані в атмосфері міста, оцінюється за допомогою комплексного показника – індексу забруднення атмосфери (ІЗА). Для цього нормовані на відповідне значення ГДК і середні концентрації різних речовин за допомогою нескладних розрахунків приводять до величини концентрацій сірчистого ангідриду, а потім підсумовують. Ступінь забруднення повітря основними забруднюючими речовинами знаходиться в прямій залежності від промислового розвитку міста. Найбільші максимальні концентрації характерні для міст з чисельністю населення більше 500 тис. жителів. Забруднення повітря специфічними речовинами залежить від виду промисловості, розвиненої в місті. Якщо у великому місті розміщені підприємства декількох галузей промисловості, то створюється дуже високий рівень забруднення повітря, але, на жаль, проблема зниження викидів багатьох специфічних речовин ще й досі залишається невирішеною.

Отже, поки ми розвиваємось, урбанізуємось, автоматизуємось та вдосконалюємо власні машини, наші легені вмирають повільною смертю, бо на них щодня осідають згубні понаднормові забруднення від нашої ж промислової діяльності.

 

Порохоосаджувальні камери

 

У порохоосаджувальних камерах очищають гази з грубо дисперсними часточками пороху – розміром від 50 до 500 мкм і більше. Ефективною є осаджувальна камера Говарда, в якій газовий потік розбивається горизонтальними пластинами на окремі секції. Незважаючи на незначний аеродинамічний опір і невисоку вартість, ці апарати застосовують рідко через труднощі їх очищення. З них відхідні гази направляють в інші, ефективніші апарати для подальшого очищення.

Рис. 3. 1. Порохоосаджувальна камера (а) та осаджувальна камера Говарда (б)

 

Інерційні пороховловлювачі

В апаратах інерційного пороховловлювання різко змінюється напрямок потоку. Часточки пороху за інерцією вдаряються об поверхню, осаджуються і через розвантажувальний пристрій видаляються з апарата. Усередині апаратів розміщені пластини або кільця, в які вдаряється газ. Зверху апарати можуть зрошуватися водою. Тоді порох з них видаляється у вигляді шламу.

Рис.3.6. Інерційні пороховловлювачі

Таким чином, механічне сухе пороховловлювання здійснюють в осаджувальних камерах, циклонних сепараторах, механічних та електричних фільтрах.

Електромагнітне забруднення

Інтенсивний розвиток електроніки та радіотехніки викликав забруднення природного середовища електромагнітними випромінюваннями (полями). Головними їх джерелами є радіо-, телевізійні і радіолокаційні станції, високовольтні лінії електропередач, електротранспорт. Поблизу кожного обласного центру, багатьох районних центрів, великих міст розташовані телевізійні центри, або ретранслятори, радіоцентри, засоби радіозв'язку різного призначення. Рівень електромагнітних випромінювань у таких районах (діапазон радіочастот об'єктів може змінюватися від 50 – 100 Гц до 100 ГГц) часто перевищує допустимі гігієнічні норми і дуже шкодить здоров'ю людей, що мешкають поруч. Технічно найперспективнішими є лінії надвисокої та ультрависокої напруги (750 – 1150 кВ), проте вони становлять небезпеку через утворення навколо них потужних електромагнітних полів.

Мірою забруднення електромагнітними полями є напруженість поля. Ці поля завдають шкоди перш за все нервовій системі. Так напруженість поля 1000 В/м спричинює головний біль і сильну втому, більші значення зумовлюють розвиток неврозів, безсоння, важкі захворювання. Вони також негативно впливають на нормальний розвиток тваринного та рослинного світу.

 

Радіоактивне забруднення

Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини особливо небезпечний. За результатами експериментів на тваринах та вивчення наслідків опромінення людей під час атомних вибухів у Хіросімі та Нагасакі, а пізніше в Чорнобилі, було виявлено, що гостра біологічна дія радіації проявляється у вигляді променевої хвороби, здатна призвести до смерті, до локальних уражень шкіри, кришталика ока, кісткового мозку. Нині захист організму людини та живої складової біосфери від радіоактивного опромінення в зв'язку зі зростаючим радіоактивним забрудненням планети – одна з найактуальніших проблем екології.

Усі види флори та фауни Землі протягом мільйонів років виникали та розвивалися під постійним впливом природного радіоактивного фону й пристосувалися до нього. Але штучно створені радіоактивні речовини, ядерні реактори, устаткування сконцентрували невідомі раніше в природі обсяги іонізуючого випромінювання, до чого природа виявилася непристосованою.

Захист від ультразвуку

Засоби захисту від ультразвуку (інфразвуку) значною мірою відрізняються від тих, що використовуються для боротьби із шумом. Це пов'язано з особли­востями фізичних характеристик ультразвукових коливань, зокрема із значно більшою довжиною хвиль ультразвуку порівняно з розмірами перешкод на шляху їх поширення.

Зниження інтенсивності ультразвуку може бути досягнуте зміною режиму роботи пристрою або його конструкції; звукоізоляцією джерела; поглинанням звукової енергії за допомогою глушників шуму інтерференційного, камерного, резонансного та динамічних типів, а також за рахунок використання меха­нічного перетворювача частоти.

Захист від шкідливого впливу ультразвуку віддаллю малоефективний. Боротьбу з ультразвуком в джерелі його виникнення необхідно проводити насамперед в напрямку зміни режиму роботи технологічного обладнання, щоб основна частота спрямування силових імпульсів лежала за межами ультра­звукового діапазону.

Для зменшення ультразвукових коливань доцільно використовувати глу­шники шуму, що є найпростішим способом зменшення рівня ультразвукових складників шуму, всмоктування та викиду стаціонарних дизельних та компре­сорних установок, ДВЗ і турбін.

Використання глушників інтерференційного типу ефективніше, коли не­обхідно заглушити одну або декілька дискретних складників у спектрі інфра­звуку, особливо у випадку його поширення каналами. Метод звукопоглинання може бути реалізований щодо ультразвукових коливань при використанні резонуючих панелей, які являють собою пря­мокутні рами, на які закріпляються тонкостінні мембрани (метал, фанера або повітронепроникна плівка). Монтаж цієї конструкції в приміщеннях з джерелами ультразвуку сприяє поглинанню його енергії. Для підвищення ефек­тивності цієї конструкції в діапазоні більш високих частот внутрішня порож­нина резонатора заповнюється звукопоглинаючим матеріалом, який фіксується дрібнокомірковою сіткою.

 

Захист від вібрації

Основні нормовані параметри вібрації – середньоквадратичні величини L_v(дБ) рівнів віброшвидкості (віброприскорення або віброзміщення) в октавних смугах з середньогеометричними значеннями частот 2; 4; 8; 16; 31,5 і 63 Гц, виражені у вигляді:

L_v = 201g(V/V₀);

де V – середньоквадратична віброшвидкість, м/с; V_o – гранична віброшвидкість, що дорівнює 5 10⁸ м/с. Граничні величини віброприскорення і віброзміщення відповідно дорівнюють 3 ^. 10^-4м/с і 8 ^. 10^-12 м/с.

Встановлено гранично допустимі величини вібрації. Вони визначені із розрахунку, що, систематично діючи протягом 8-годинного робочого дня, вібрація не викликає у робітника захворювань або відхилень у стані здоров'я протягом усього періоду його виробничої діяльності.

Для зниження впливу вібрацій на навколишнє середовище необхідно вживати заходів щодо їхнього зниження насамперед у джерелі виникнення або, якщо це неможливо, на шляхах поширення. Зниження вібрацій у джерелі проводиться, як на етапі проектування, так і при експлуатації.

Причиною низькочастотних вібрацій насосів, компресорів, двигунів є дисбаланс обертових елементів (роторів), викликаний неоднорідністю матеріалу конструкції (ливарні раковини, жужільні домішки) і нерівномірністю його густини, несиметричним розподілом обертових мас (початкове викривлення валів і роторів), порушенням зазначеної симетрії кріпильними з'єднаннями, неправильним вибором допусків на обробку і типу посадок, а також різницею коефіцієнтів об'ємного розширення або зносостійкості окремих елементів обертової системи. В усіх випадках зсув центру мас щодо осі обертання призводить до виникнення незрівноваженої від­центрової сили: F = mew ²

де m – маса обертової системи; w - кутова швидкість обертання;

е – ексцентриситет центру аналізованої маси щодо осі ротора.

Дія незрівноважених динамічних сил збільшується незадовільним кріпленням деталей, їхнім зносом у процесі експлуатації. Для зниження рівня вібрацій, що виникають через дисбаланс устаткування при монтажі й експлуатації, повинно застосовуватися балансування незрівноважених роторів, коліс, лопаткових машин, валів двигунів та ін. У процесі експлуатації технологічного устаткування повинні застосовуватися заходи щодо усунення зайвих люфтів і зазорів, що забезпечується періодичним оглядом джерел вібрації машин і механізмів.

Ефективним є також метод зниження вібрації в джерелі виникнення – уникнення резонансних режимів роботи устаткування. Для зниження рівня виробничих вібрацій важливо виключити резонансні режими роботи технологічного устаткування.

Якщо не вдається знизити вібрації в джерелі виникнення, то застосовують методи зниження вібрацій на шляхах поширення – віброгасіння, віброізоляція або вібродемпферування.

Віброгасіння. Використання цього методу пов'язане зі збільшенням реактивної частини імпеданса коливної системи. Віброгасіння реалізується при збільшенні ефективної жорсткості і маси корпуса машин або станин верстатів за рахунок їхнього об'єднання в єдину замкнену систему з фундаментом за допомогою анкерних болтів або цементної підливки.

3 цією ж метою малогабаритне інженерне устаткування житлових будинків (вентилятори, насоси) встановлюють на опорні плити і віброгасні основи (рис. 3.12). Коливання зварних фундаментів у 2 рази нижчі, ніж стрічкових.

 

 

Віброізоляція. Методи встановлення устаткування на фундамент потребують великих витрат часу і призводять до неминучого псування дорогих покриттів підлоги. До того ж фундаменти таких машин, як молоти, являють собою складні будівельні споруди висотою в три-, чотири-поверховий будинок, вартість яких може на порядок перевищувати вартість машини. Тому на етапі експлуатації промислових комплексів в основному використовують встановлення устаткування без фундаменту безпосередньо на вібро­ізолювальних опорах. Такий метод дозволяє забезпечити будь-який ступінь віброізоляції устаткування. Встановлення на віброізолювальні опори технологічного та інженерного устаткування здешевлює його монтаж, виключає псування устаткування і знижує рівень шуму, що супроводжує інтенсивні вібрації. Такі опори можуть застосовуватися також і за наявності фундаментів між джерелом вібрацій (машиною) і фундаментом (основою, опорною плитою) або між фундаментом і грунтом. Встановлення віброізоляторів передбачається також при прокладанні повітропроводів систем вентиляції і різного роду трубопроводів усередині будівельних конструкцій. Це виключає передачу вібрацій від стінок повітропроводів і трубопроводів елементам конструкції будівель. Для обмеження поширення коливань практикують поділ інженерних комунікацій на окремі ділянки за допомогою спеціальних гнучких вставок. В усіх розглянутих випадках введення в коливальну систему додаткового гнучкого зв'язку призводить до послаблення передачі вібрації від джерела коливань. Як віброізолятори вико­ристовують гумові або пластмасові прокладки, одинарні або складані циліндричні пружини, листові ресори, комбіновані віброізолятори (пружинно-гумові, пружинно-пластмасові, пружинно-ресорні) і пневматичні віброізолятори (повітряні подушки).

Вібродемпферування. В основі даного методу лежить збільшення активних втрат у коливних системах. В якості основної характеристики вібродемпферування прийнятий коефіцієнт втрат енергії:

де – кутова частота коливань;

– коефіцієнт в'язкого тертя;

b –жорсткість системи.

 

Вібродемпферуванн я може бути реалізоване в машинах з інтенсивними динамічними навантаженнями застосуванням матеріалів і великого внутрішнього тертя: чавунів із малим вмістом вуглецю і кремнію, сплавів кольорових металів. Великі можливості для захисту від вібрацій мають вібродемпферувальні покриття. Їх застосовують для зниження коливань, що поширюються по трубопроводах і газопроводах компресорних станцій, повітропроводах систем вентиляції адміністративних будівель.

 

Випромінювань

Захист від електромагнітних полів (ЕМП), засобів телебачення та радіомовлення, вибір засобів захисту від ЕМП визначається характеристиками джерел за частотою. При виборі засобів захисту від ЕМП проводиться порівняння фактичних рівнів джерел з нормативними.

Основний спосіб захисту від ЕМП у навколишньому середовищі – це захист відстанню.

На майданчиках радіотехнічних об'єктів (РТО) не допускаються розміщення жит­лових та громадських приміщень.

При проектуванні житлових та адміністративних приміщень, розміщених в зонах дії ЕМП, необхідно брати до уваги екрануючу здатність будівельних приміщень. Ослаблення (екранування) електромагнітних випромінювань різ­ними будівельними конструкціями відбувається з різною інтенсивністю. Матеріали стін і перекриттів з різним ступенем поглинають і відбивають електромагнітні хвилі. Для обмеження рівня ЕМП, які діють на довкілля від промислових джерел, можуть бути використані засоби, стандартизовані ДЕСТ 12.1.006-84 та які використовуються для зниження рівня ЕМП безпосередньо в цехах підприємств: екранування обладнання (джерела поля), використання поглиначів потужності (спеціальне облицювання стелі та стін робочих приміщень на основі матеріалів з великим вмістом вуглецю).

 

Захист від іонізуючих випромінювань

Допустимі рівні впливу антропогенних джерел іонізуючих випромінювань, без врахування доз отримуваних від природного фонового опромінення і медичного обстеження та телевізорів, на населення та навколишнє середовище визначені нормами радіаційної безпеки НРБ-76/87.

Основними заходами із захисту населення від іонізуючих випро­мінювань є обмеження надходження в навколишню атмосферу, воду, грунт відходів виробництв, що містять радіонукліди, а також зонування території поза промисловим підприємством. Захист населення та навколишнього середовища від дії джерел іонізуючого випромінювання досягається дотриманням вимог ОСП – 72/87, в яких регламентовані збір, видалення та знезараження твердих та рідких радіоактивних відходів, а також основні положення з проектування та застосування порохогазових вентиляційних і технологічних викидів в атмосферу від радіонуклідів, які містяться в них.

Радіоактивні відходи класифікують за фізичним станом на порохогазоподібні, рідкі та тверді, а за активністю – на слабкоактивні, середньо-активні та високоактивні.

Забороняється скидання рідких радіоактивних відходів у колодязі, свердловини, на поглинаючі поля зрошення та фільтрації, системи підземного зрошення, а також у струмки, озера та водосховища, призначені для розведення риби та водоплаваючої птиці. Для очищення слабко- та середньоактивних стоків від радіонуклідів використовують різні методи (упарювання, іонний обмін та інші хімічні методи).

Тверді радіоактивні відходи вважаються радіоактивними, якщо їх питома активність є вищою від встановленої нормами ОСП – 72/87. Якщо питома активність твердих відходів нижча від наведеної в нормах, то їх відвантажують зі звичайним сміттям на захоронення. Якщо тверді радіоактивні радіовідходи мають підвищену питому активність та містять коротко живучі нукліди з періодом напіврозпаду менше 15 діб, то перед захороненням їх потрібно витримати в спеціальних контейнерах, а потім видаляти зі звичайними відходами.

Знешкодження радіоактивних відходів потрібно проводити на спеціаль­них пунктах захоронення в контейнерах. Транспортування радіоактивних відходів до місць захоронення здійснюється на спеціально обладнаних автомашинах із закритим кузовом або цистерною для рідких відходів. Автомашини та змінні збірники після кожного рейсу повинні бути дезактивовані.

Для захоронення низькоактивних відходів можна використовувати схо­вища у вигляді резервуарів та траншей. Велику небезпеку являють собою середньо та високоактивні відходи. Передбачається захоронення їх в затверділому стані в підземних сховищах та шахтах глибиною 300-1000 м. Захоронення високоактивних відходів у шахтах не завжди можливе, оскільки відходи виділяють велику кількість тепла, що може призвести до вибуху. Менш небезпечне захоронення відходів у морі на великих глибинах в ізольованому вигляді, що вимагає попередньої обробки відходів (заливання склом, бетоном, розміщення у високоміцні контейнери). Більш перспективним та відпрацьованим вважається метод підземного захоронення між водостійким шаром та шаром цементної пульпи; в гірські породи, які розшаровуються.

Порохогазові викиди, які належать до категорії низькоактивних (переважно вентиляційні викиди), викидаються в навколишнє середовище трубами та розсіюються. Для очищення порохогазових викидів від радіоактивних аерозолей використовуються пороховловлювачі всіх типів. Для вловлювання високодисперсних частинок широко використовуються фільтри різних конструкцій.

При обробці високоактивних порохогазових відходів необхідно підвищувати концентрацію в них радіонуклідів і відправляти їх на зберігання та захоронення. Цей спосіб обробки застосовується і для радіонуклідів з великим періодом напіврозпаду.

 

Самоочищення води в природі

 

Забрудненню поверхневих та підземних вод протидіє здатність водних екосистем до самоочищення та процеси природного очищення води під час її кругообігу в атмосфері, літосфері та гідросфері. Головним чином завдяки життєдіяльності бактерій, водяних рослин та безхребетних тварин у водних екосистемах відбувається самоочищення. Серед численних факторів самоочищення водойм виділяють фізичні, хімічні та біологічні. До перших відносять розчинення, розведення, перемішування, осідання забруднень, що надходять у водойму. Знезаражування води відбувається під дією ультрафіолетових променів, що згубно діють на бактерії, спори та віруси. До хімічних факторів належить окислення органічних і мінеральних речовин. Про ступінь хімічного самоочищення води свідчать зміни вмісту легкоокислювальних органічних речовин, які визначаються за біохімічною потребою кисню, або зміною загального вмісту ор­ганіки, що визначаються за хімічною потребою кисню.

Очищенню води від мікрофлори сприяють деякі хімічні речовини, які крім патогенних бактерій і вірусів можуть згубно вплинути і на ті мікроорганізми, які сприяють самоочищенню водойм. У процесах самоочищення беруть участь водорості та представники тваринно­го світу – молюски, амеби тощо.

Хімічне забруднення водойм несприятливе для процесів самоочищення, бо гальмує процеси окислення, викликає відмирання мікроорганізмів. Негативний вплив на здатність водойм до само­очищення мають біогенні хімічні сполуки, що надходять з добри­вами, скидання термальних вод теплоелектростанцій. Розклад нафтопродуктів у водоймах сприяє зростанню бактеріальної флори, збільшенню вмісту розчинних органічних речовин, зокрема таких токсичних, як феноли, нафтоли, ароматичні сполуки.

Швидкість самоочищення водних екосистем залежить як від характеру самої екосистеми, так і від особливостей і вмісту полютантів. Якщо забруднення води перевищує гранично допустиму межу, регенераційні механізми екосистеми руйнуються, самоочищення припиняється і екосистема гине.

Механічний склад ґрунту

Тверда частина ґрунту складається з часточок різного розміру – уламків гірських порід, мінералів, решток рослин і тварин, нерозчинних органічних та неорганічних сполук. Умовно всі часточки розміром понад 0,01 мм називають фізичним піском, менші за 0,01 мм – фізичною глиною.

Гранулометричний склад ґрунту характеризує:

- родючість;

- водопроникність і вологоємність;

- повітро- і газопроникність.

За вмістом фізичного піску (%), ґрунти поділяють так:

- глина важка ≤ 10%

- глина легка ≤ 30%

- суглинок важкий ≤ 40%

- суглинок середній ~ 50%

- суглинок легкий ≥ 60%

- супісок ≥ 80%

- пісок ≥ 90%

 

У важких ґрунтах (>50% фізичної глини) висока вологоємність і в'язкість, низь­ка водопроникність, вони родючі, але важкі в обробці; легкі ґрунти збагачені велики­ми часточками, легко прогріваються і обробляються, швидко пропускають вологу, але малородючі через низьку концентрацію гумусу (органічної речовини ґрунту, що утворюється при руйнуванні рослинних і тваринних решток і продуктів їх життє­діяльності, забарвленої в темний колір; складається переважно з гумінових і фульвінових кислот та їх солей).

 

Фазовий склад ґрунту

 

- тверда частина;

- рідка частина (ґрунтовий розчин);

- газоподібна частина – ґрунтове повітря, збагачене порівняно з атмосферним вуглекислим газом, метаном, аміаком, гідрогеносульфуром і збіднене киснем; у верхніх 15-30 см грунту склад повітря такий: 78-86% N₂, 11-21% О₂, 0,3-8% СО₂;

- жива частина – сукупність ґрунтових мікроорганізмів і риючих тварин (в 1 га землі перебуває приблизно 10 тонн найрізноманітніших видів живої речовини).

Хімічні процеси в ґрунті