Оценка качества окружающей среды. Оценка риска воздействия канцерогенных веществ на человека

Другие свойства аэрозолей — их взрывоопасность и возможное самовозгорание. Взрывоопасность и самовозгорание пылей зависят от их химического состава, концентрации и дисперсности.

Никель Ni поступает в атмосферу из производств цветной металлургии, электротехнических изделий, специальных сплавов, отходов гальванического производства.

При хроническом отравлении никелем появляются белок в моче, носовые кровотечения, нарушается обоняние, снижается кислотность желудочного сока, развивается лейкоцитоз. Под его влиянием отмирают стебли и корни растений, почки роста. В последние годы выявлено также канцерогенное и аллергенное действие никеля, его соединений и сплавов.

Нитраты — соли азотной кислоты, устаревшее название селитры, в настоящее время термин используется преимущественно как название для удобрений в сельском хозяйстве. Они не относятся к ядовитым веществам, но представляют опасность тем, что из них образуются нитриты — соли азотистой кислоты. Именно нитриты могут оказывать токсическое действие на человека, как прямое, так и опосредованное, через образование других вредных веществ, например, нитрозаминов.

Нитраты и другие азотсодержащие соединения (нитриты, нитрозамины) накапливаются в сельскохозяйственной продукции выше допустимых уровней при различных нарушениях технологии выращивания сельскохозяйственной продукции (несоблюдение регламента использования азотных, комплексных и органических удобрений, а также при выращивании на полях орошения). Чрезмерное накопление нитратов не только прямо опасно для здоровья потребителя, но и снижает в продовольственном сырье содержание витаминов, углеводов, аминокислот, изменяя минеральный состав продукции.

В желудочно-кишечном тракте нитраты могут превращаться в нитриты. Нитриты, вступая в реакцию с аминами, образуют канцерогенные нитрозамины. Нитриты добавляют также в колбасы и консервы.

 

 

 

3 Практическая  часть

3.1 Задача  №1

В производственном процессе используется растворитель. Загрязненный воздух проходит предварительную очистку и выбрасывается в атмосферу через общую трубу. Труба установлена снаружи здания.

Выбрав соответствующие варианту исходные данные, необходимо:

- определить максимальную концентрацию  паров растворителя в приземном  слое атмосферы;

- определить опасную скорость  ветра, при которой концентрация  паров растворителя в приземном  слое будет максимальной;

- рассчитать риск возникновения  немедленных токсических эффектов  и риск возникновения хронических  заболеваний для населения, проживающего  вблизи предприятия;

- дать рекомендации по уменьшению  экологического риска для населения.

 

Исходные данные:

Тип растворителя – бутилформиатный;

ПДКм.р . – 0,3 мг/м3;

ПДКс.с. . – 0,1 мг/м3;

Класс опасности растворителя – 3;

Масса выбрасываемого растворителя (М)- 95 мг/с;

Высота трубы (Нтр) – 16,5 м;

Диаметр устья трубы (Д) – 200 мм;

Вертикальная составляющая скорости выброса паров растворителя из устья     трубы (Wr)– 10 м/с;

Высота здания (Нзд.) – 11 м;

Длина здания (Lзд) – 55 м.

 

Решение:

По условию задачи выбросы из источника загрязнения можно отнести к затененным (выбросы удаляются на высоту Нтр ≤ 2,5 Нзд и попадают в аэродинамическую зону).

1 Максимальная концентрация вредных веществ в приземном слое на заводской площадке при выбросе загрязняющих веществ через низкие трубы находится по формуле:

- относительный коэффициент, который  можно рассчитать по зависимости:

2 Опасная скорость ветра при затененных источниках выброса (vm) определяется по формулам:

 

3 Оценка риска возникновения немедленных токсических эффектов.

Вероятность токсического воздействия вещества 3 класса опасности  определятся по уравнению:

Prob = –2,35 + 3,73 lg(C/ПДКм.р)

 

Prob = –2,35 + 3,73 lg(1,18/ 0,3) = - 0,13

 

Перевод Prob в Risk может быть осуществлен по таблице 1 (приложение)

Т.к. в таблице нет искомого значения Prob, применим метод интерполяции ближайшие значения Prob -0,1 и -0,2. Для них Risk = 0,460 и 0,421 соответственно. Следовательно, значение искомого риска составит:

 

 

Для расчета вероятного времени наступления токсических эффектов от накопленной суммарной дозы при оценке кратности превышения ПДКг воспользуемся уравнением:

lg T= lg 25 - lg (0,118/0,02)1,0=0,627

 

Т = 100,63 ≈ 4 года

 

где Т — вероятное время наступления токсического эффекта;

Т0 =25 лет — расчетное время гарантированного (p < 0,05) отсутствия токсического эффекта, на которое разрабатывается норматив;

Сг — осредненная концентрация вещества в атмосферном воздухе населенных мест за оцениваемый период принимается равной:

 

Сг = 0,1Сm;

Сг = 0,1*1,18=0,118 мг/м3

 

ПДКг = 0,2*ПДКс.с..

ПДКг =0,2*0,1=0,02 мг/м3

 

b = 1,0 — коэффициент изоэффективности для веществ 3 класса опасности.

 

4 В рассматриваемой ситуации экологический риск неоправданно высок, так как у населения присутствует риск возникновения немедленных токсических эффектов и время наступления хронического токсического эффекта значительно меньше 25 лет. Необходимо принять меры по улучшению экологической ситуации.

Рекомендации: установить дополнительную систему очистки; модернизировать производство с тем, чтобы уменьшить массу выбрасываемого вещества, Все эти мероприятия потребуют достаточно больших инвестиций в производство, однако в данном случае приоритетным является  здоровье населения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Задача  №2

Определить размеры зон заражения при аварии на химически опасном объекте, приведшей к разгерметизации емкости с активным химически опасным веществом (АХОВ) и возможные потери среди населения, оказавшегося в зоне заражения. В результате разгерметизации всё содержимое емкости свободно вылилось на подстилающую поверхность.

Заданы: тип и количество вылившегося АХОВ, метеоусловия на момент аварии,  расстояние от места аварии до поселения, протяженность поселения по направлению ветра. Ветер направлен в сторону поселения.

Выбрав соответствующие варианту исходные данные, необходимо:

- глубину зоны заражения через 2 часа после аварии;

- продолжительность поражающего  действия АХОВ;

- время подхода АХОВ к поселению, время полного заражения поселения;

-площадь зоны возможного заражения  и площадь зоны фактического  заражения;

- вид зоны возможного заражения;

- возможные потери людей.

 

Исходные данные:

Тип АХОВ – аммиак (изотермическое хранение)

Количество АХОВ, Q0 = 40 т;

Температура воздуха - 00С;Метеоусловия на момент аварии:

Скорость ветра  - 4 м/с, 

Вертикальная устойчивость воздуха – изотермия;

Расстояние от места аварии по поселения, X = 1500 м;

Протяженность населения по оси ветра, X1 = 1000 м;

Направление ветра в сторону поселения.

 

Решение.

1 Эквивалентное количество вещества по первичному облаку (тонны) определяется по формуле:

,

где: Q0 – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, 40 т;

К1 – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ определяется  по  таблице 5 (приложение);  для  аммиака К1=0,01;

К3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ для аммиака К3=0,04 (таблица 5, приложение);

К5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха, принимается для изотермии К5 = 0,23;

К7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (таблица 5, приложение), при температуре 00С для исследуемого АХОВ  К7 = 1;

 

Qэ1 =0,01*0,04*1*0,23 *1*40= 0,00368 т

 

2 Эквивалентное количество вещества по вторичному облаку рассчитывается по формуле:

,

где: К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (таблица 5, приложение) для аммиака К2=0,025;

К4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра (таблица 6, приложение) при скорости ветра 4 м/с К4=2,00;

К6 – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии N.

Значение коэффициента К6 определяется после расчёта продолжительности испарения вещества Т по формуле:

,

где: h – толщина слоя АХОВ, для свободного розлива h =0,05 м;

d – плотность АХОВ, т/м3 (таблица 5, приложение), d = 0,681 т/м3;

 

Т = (0,05*0,681)/(0,025*2,00*1)=0,681 час.

При Т< 1 часа, К6 принимается для 1 часа.

 

 Поскольку N > Т то К6= Т 0,8 = 0,6810,8 = 0,735

 

Qэ2 = (1 - 0,01)*0,025*0,04*2,0*0,23*0,735*1*40/(0,05*0,681) = 0,3932 т

 

3 Определяем глубину зон заражения первичным облаком по таблице 4 (приложение) при скорости ветра 4 м/с и Qэ1 = 0,00368 т

Поскольку в таблице нет значений Qэ1 = 0,00368 т, используем метод интерполяции, для чего находим ближайшие значения Г1 к  Qэ1:

 

Г′1 = 0 км для Q′ э1 = 0 т

Г′′1 =0,19 км для Q ′′э1 = 0,01 т,

 

Искомое значение:

4 Определяем глубину зоны заражения вторичным облаком по таблице 4 (приложение) для Qэ2 = 0,3932 т для скорости ветра 4 м/с. Также используем метод интерполяции.

Искомое значение:

 Полная глубина зоны  заражения Г (км), обусловленная воздействием  первичного и вторичного облаков АХОВ, определяется по выражению:

 

Г = Г1 + 0,5Г11  = 1,13 + 0,5* 0,06992 = 1,16496  км,

 

 где:    Г1 – максимальное значение из Г1  и Г2 ;

Г11 - минимальное значение из Г1  и Г2.

Полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Гп, определяемым по формуле:

 

Гп = N * v

 

где: N – время от начала аварии, N = 2ч;

       v – скорость переноса переднего фронта АХОВ при данных степени устойчивости воздуха(изотермия) и скорости ветра 4 м/с (таблице 2, приложение), v = 24км/ч.

Г = 2*24 = 48 км

За окончательную расчётную глубину зоны заражения принимается меньшее из 2-х сравниваемых между собой значений Г и Гп. Окончательная глубина зоны заражения 1,165 км.

5. Площадь зоны возможного заражения (SВ, км2) первичным (вторичным) облаком АХОВ определяется по формуле:

 

Sв = 8,72*10-3*Г2*φ =8.72*10-3 *1,1652*45 =0,5325 км2

 

где: φ – угловые размеры зоны возможного заражения в зависимости от скорости ветра, град. (таблице 1, приложение).

6. Площадь зоны фактического заражения (SФ в км2) рассчитывается по формуле:

 

Sф  = К8*Г2*N0,2 =0,133*1,1652*20,2 =0,207 км2

 

где: К8 – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимается К8 =0,133 при изотермии;

N – время, прошедшее после  начала аварии, N = 2 ч.

7. Время подхода облака АХОВ к поселению и определяется по формуле:

 

t = х / v = 1,5 / 24 = 0,0625 ч

 

где: Х – расстояние от источника заражения до поселения, км;

v – скорость переноса переднего фронта облака АХОВ, км/ч.

Время полного заражения поселения (t1) определяется по выражению:

 

t1 =(x+ x1) / v = (1,5 + 1)/ 24 = 0,104 ч

 

8 Определим вид зоны возможного заражения. При скорости ветра 4 м/с  и угловых размеров φ =45 0 , радиус r = Г = 1,165 км  и имеет следующий вид:

9 Возможные потери людей определяем в соответствии с таблицей 3 (приложение).

Примечание. Структура потерь людей в очаге поражения: лёгкая степень – 25 %, средняя степень – 40 %, со смертельным исходом – 35 %

 

 

Заключение

 

Загрязнение среды есть процесс нежелательных потерь вещества, энергии, труда и средств, приложенных человеком к добыче и заготовке сырья и материалов, превращающихся в безвозвратные отходы, рассеиваемые в биосферу.

Загрязнение имеет следствием необратимое разрушение как отдельных экологических систем, так и биосферы в целом, включая воздействие на глобальные физико-химические параметры среды.