WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 13 |

Для оценки влияния токсиканта, присутствующего в окружающей среде, вводится понятие «риска от дозы i токсиканта j», обозначаемого через [Pe(D)]ij. Фактически величина [Pe(D)]ij является вероятностью, она зависит от так называемого фактора риска данного токсиканта Fr и его дозы D. Доза измеряется в мг, а фактор риска имеет размерность (мг1) и представляет собой риск, приходящийся на единицу дозы. Величина фактора риска должна быть установлена в результате специальных исследований. Если связь между дозой и риском линейна, а воздействие токсиканта не имеет порога, то величина [Pe(D)]ij определяется простой формулой:

[Pe(D)]ij = (Fr D)ij = (Fr c v t)ij, где c – концентрация токсиканта; v – его ежедневное поступление в организм, t – время воздействия токсиканта.

Число тяжелых последствий (например, раковых заболеваний) действия токсикантов на людей определяется выражением:

n k qe = [Pe(D)]ij Nij, i1 j где Nij – количество людей, подвергающихся действию токсикантов; k – количество токсикантов; n – количество уровней доз каждого токсиканта. Символ «e» показывает, что речь идет о дополнительных (excess) случаях заболевания, вызванных рассматриваемыми токсикантами (при малых дозах величина qe может быть столь незначительна, что ее трудно выявить на фоне «обычных» случаев данного вида рака).

Индивидуальный риск, как показывает сам термин, определяется вероятностью экстремального вреда смерти индивидуума от некоторой причины, рассчитываемой для всей его жизни или для одного года. Часто в литературе термины «индивидуальный риск» и «вероятность» употребляются как синонимы, однако помимо вероятности события здесь присутствует его последствие гибель человека. Федеральные ведомства США, разрабатывающие нормативные акты, в которых устанавливаются стандарты экологических рисков, ориентируются на такой нижний теоретический предел допустимого индивидуального риска, который можно считать пренебрежимо малым. Этот предел соответствует увеличению вероятности смерти на один шанс на миллион (10–6) за всю жизнь человека, продолжительность которой принимается равной 70 годам. В расчете на один год идеальный, пренебрежимо малый индивидуальный риск составляет, следовательно, 10–6:70 = 1,43·10–8 год–1.

Для оценки допустимых индивидуальных рисков, связанных с опасными видами деятельности, в Великобритании используются так называемые критерии Эшби. Они представляют собой вероятности одного фатального случая (одной смерти) в год. Характеристики этих критериев даны в таблице 17.

Эти вероятности подсчитаны путем деления количества наблюдавшихся ежегодно смертей на число жителей страны. Видно, что «внутренними» причинами объясняется подавляющее большинство всех смертей, «внешние» причины меньше их на два порядка величины. В то же время среди внешних причин резко доминируют аварии на транспорте. Аварии на воздушном транспорте характеризуются тем же риском, что и природные катастрофы.

Таблица 17 – Критерии приемлемости риска (по Эшби) Ранг Вероятность одной Степень приемлемости риска смерти в год 1 не менее 1·10–3 риск неприемлем 2 10–4 риск приемлем лишь в особых обстоятельствах 3 10–5 требуется детальное обоснование приемлемости 4 10–6 риск приемлем без ограничений Таким образом, индивидуальный риск характеризует опасность определенного вида, в определенной точке пространства где находится индивидуум и характеризует распределение риска во времени и пространстве.

П Р И М Е Р Ы Р А С Ч Е Т О В Пример 1. Индивидуальный риск для жителя города А. Пусть житель города А 40 часов в неделю работает в городе, на 4 недели в году выезжает на отдых, 3 недели каждый год проводит в командировках, 56 дней в году работает за городом на даче, а остальное время находится дома в городе.

Индивидуальный риск погибнуть (Rn) для жителя можно определить следующим образом:

Rn = (Nn D·t) / (T·N0·d td), где Nn – число погибших жителей города, чел.; D – количество недель, проводимых жителем в городе (52-4-3-8=37); t – число часов в неделю, когда житель подвержен опасности, ч.; Т – отрезок времени учета статистических данных; N0 – количество жителей города, чел.; d – число недель в году (52); td – число часов в неделю, ч. (24·7=168).

В городе А проживает 1,5 млн. человек. Статистические данные за 10 лет говорят о том, что за это время из числа жителей города погибло 60 тыс. человек, получило травму 120 тысяч человек.

Подставим и подсчитаем:

Rn = 6,73·10-4.

Индивидуальный риск стать жертвой несчастного случая любой степени тяжести можно определить по выражению Rн.с. = [(Nn + Nmp)·D·t] / (T0·d·td), где Nmp – число жителей, получивших травмы, чел. Сравнивая Rn и Rн.с., можно сделать вывод о том, что у жителей города А вероятность стать жертвой несчастного случая в 3 раза выше, чем погибнуть.

Однако индивидуальный риск не позволяет судить о масштабе катастроф. Поэтому вводится понятие "социальный риск".

Пример 2. Социальный риск – зависимость между частотой возникновения событий в поражении определенного числа людей и числом пораженных при этом людей. На основе статистических данных собирается информация: число погибших, число событий, частота событий и т.д. (табл. 18). По этим данным можно построить диаграмму зависимости с горизонтальной осью – число несчастных случаев (N) и вертикальной осью – частота событий (F). Такие диаграммы используются для представления зависимости частоты реализации опасности от ее масштаба (рис. 19).

Социальный риск, в отличие от индивидуального, в меньшей степени зависит от географического расположения.

Таблица 18 – Данные для расчета F-N диаграммы Число Число Частота Число Частота погибших событий, в событий событий, в событий N которых (число которых (число погибло N случаев в погибло не случаев в год), человек год), в менее N в которых которых человек погибло не погибло N менее N человек человек 1 2 50 = 0,04 5 5 / 50 = 0,2 2 2 / 50 = 0,04 3 3 / 50 = 0,3 0 0 / 50 = 0 1 1 / 50 = 0,4 1 1 / 50 = 0,02 1 1 / 50 = 0,5 0 0 / 50 = 0 0 0 / 50 = Рис. 19. F-N диаграмма Для сравнения риска и выгод многие специалисты предлагают ввести экономический эквивалент человеческой жизни.

После ввода в строй некоторого промышленного объекта проживающее поблизости население в количестве 10 тыс. чел. в течение 3 лет постоянно (24 часа в сутки) подвергается действию находящегося в воздухе токсиканта-канцерогена, концентрация которого равна 0,01 мг/м3. Сколько дополнительных случаев рака можно ожидать от этого токсиканта за время эксплуатации объекта, если фактор риска токсиканта составляет 106 мг–1.

В данном примере двойное суммирование не требуется, так как i =и j=1. Если считать, что средний объем воздуха, вдыхаемый ежеминутно, равен 7,5 л/мин, то объем загрязненного воздуха, проходящий через легкие каждого человека ежесуточно, составит:

v = 7,5 л/мин 103 м3/л 60 мин/ч 24 ч/день = 10,8 м3/день.

Получаем: qe = Fr v c t N = 106 мг1 10,8 м3/день 0,01 мг/м3 дней/год (3 г) (104чел.)=1,3.

Таким образом, для приведенных условий рассматриваемый объект может вызвать приблизительно лишь один случай заболевания раком (Меньшиков, Швыряев, 2003).

Р Е Ш И Т Е З А Д А Ч И Задача 1. Рассчитайте индивидуальный риск стать жертвой несчастного случая, если известно, что общее число жителей города Х составляло 750 тысяч человек, за 10 лет погибло 56 тысяч человек, а 90 тыс. получили травмы разной степени тяжести. При этом известно, что в среднем каждый житель работает на предприятии 40 часов в неделю, а на 4 недели ежегодно выезжает в отпуск за город.

Задача 2. В эксплуатацию было введено промышленное предприятие, при этом проживающее в этом населенном пункте население (18 тыс.

чел.) в течение 2 лет постоянно подвергается действию находящегося в воздухе канцерогена, концентрация которого равна 0,03 мг/м3.

Рассчитайте, сколько дополнительных случаев рака можно ожидать от этого токсиканта за время эксплуатации объекта, если фактор риска токсиканта составляет 105 мг–1.

Задача 3. Используя F-N диаграмму, демонстрирующую возникновение пожароопасных ситуаций (рис. 19) установите частоту смертных случаев при частоте их возникновения 0,26.

Задача 4. По формуле ck = qe./ (250·Frk · vk · Nk ), где qe – допустимое дополнительное число тяжелых последствий действия загрязнителя, которые могут возникать ежегодно; 250 – число рабочих дней) рассчитайте допустимую усредненную по времени рабочего дня концентрацию канцерогена в воздухе рабочего помещения при следующих условиях: фактор риска Frk канцерогена составляет 1·105 мг1; количество людей подвергающихся воздействию канцерогена Nk=400; допустимое количество дополнительных случаев онкологических заболеваний qe = 0,1 в год;

скорость поступления воздуха в организм работающих составляет 10 м3/день.

Задача 5. Используя соотношение R = P · Q, установите, чему будет равна величина риска, если известно, что вероятность наступления опасного события составляет 10-1, а ожидаемый ущерб составляет 200 млн. рублей.

ГЛАВА ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА СРЕДЫ ОБИТАНИЯ Современная практика охраны окружающей природной среды, используя мировой опыт в этой области, включает разработку соответствующих законодательных актов, экологизацию технологических процессов, организацию санитарно-защитных и водоохранных зон, очистку выбросов и сбросов сточных вод от вредных веществ, утилизацию промышленных отходов, государственный экологический контроль за охрану окружающей природной среды.

З а щи т а а т м о сф ер ы Основным направлением охраны атмосферного воздуха от вредных выбросов должна быть разработка малоотходных и безотходных технологических процессов. В настоящее время наиболее распространенным техническим решением данной проблемы является работка эффективных систем очистки, улавливания и переработки газообразных, жидких и твердых примесей.

Методы и средства очистки газов и пылеулавливания подразделяются на следующие группы:

аппараты сухой, инерционной очистки газов от пыли;

аппараты мокрой очистки газов от пыли, а в отдельных случаях от жидких и газообразных примесей;

аппараты для очистки газов от пыли методом фильтрации;

аппараты электрической очистки газов от пыли и туманов;

аппараты химической очистки газов от газообразных примесей;

аппараты термической и термокаталитической очистки газов от газообразных примесей.

К сухим пылеуловителям относятся осадительные камеры, инерционные пылеуловители, циклоны. Весьма простыми устройствами являются пылеосадительные камеры, в которых за счет увеличения сечения воздуховода скорость пылевого потока резко падает, вследствие чего частицы пыли выпадают под действием сил тяжести.

Эффективными пылеуловителями являются инерционные аппараты, в которых пылевой поток резко изменяет направление своего движения, что способствует выпадению частиц пыли. Широко распространенными инерционными пылеуловителими являются циклоны. В них частицы пыли движутся вместе с вращающимся газовым потоком и под действием центробежных сил оседают на стенках. При больших расходах очищаемых газов применяют групповую установку циклонов (батарею).

В основе работы пористых фильтров, предназначенных для тонкой очистки, лежит процесс фильтрации газов через пористую перегородку, в результате чего твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее. Из пористых фильтров наибольшее распространение получили рукавные фильтры, что обусловлено созданием температуростойких и устойчивых воздействию агрессивных газов тканей (например, стекловолокно).

В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под действием электрических сил. В процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц (коронирующий электрод). Ионы адсорбируются на поверхности пылинок, а затем под действием электрического поля пылинки перемещаются к осадительным электродам. Зарядка частиц в поле коронного разряда проходит по двум механизмам: воздействием электрического поля и диффузией ионов.

Мокрые пылеуловители имеют одну важную особенность: они обладают высокой эффективностью очистки от мелкодисперсной (менее 1 мкм) пыли. Имеются и другие достоинства, среди которых:

относительно небольшая стоимость и высокая эффективность улавливания взвешенных частиц; возможность очистки газов при относительно высокой температуре и повышенной влажности, а также при опасности возгорания и взрывов очищенных и газов или уловленной пыли. В качестве существенного недостатка можно указать на то, что уловленная пыль представлена в виде шлама, а это вызывает необходимость обработки сточных вод. Работают указанные системы по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель (или пленки) жидкости под действием сил инерции и броуновского движения.

Конструктивно мокрые пылеуловители разделяют на форсуночные скубберы и скрубберы Вентури, а также аппараты ударноинерционного, барботажного и других типов.

Большое распространение (в основном из-за простоты конструкции) получили полые форсуночные скрубберы. Они представляют собой колонну круглого сечения, в которой осуществляется контакт между запыленным газом и каплями жидкости (обычно водой). Более эффективными мокрыми пылеуловителями являются скруббер Вентури. В насадочном скруббере используется система поперечного орошения с наклонно установленной насадкой. Среди систем мокрой пылеочистки высокая эффективность отмечена в скрубберах ударно-инерционного действия. В этих аппаратах контакт газов с жидкостью осуществляется при ударе газового потока о поверхность жидкости с последующим пропусканием газожидкостной взвеси через отверстия различной конфигурации или непосредственным отводом газожидкостной взвеси в сепаратор жидкой фазы. Надежной и простой конструкцией мокрого пылеуловителя является промывная башня (скруббер), заполненная кольцами Рашига, стекловолокном или другими насадками.

К недостаткам процесса мокрой пылеулавливания относят:

возможность щелочной или кислотной коррозии при очистке некоторых газов; ухудшение условий последующего рассеивания через заводские трубы очищенного, но увлажненного газа, тем более охлажденного (снижается подъемная сила); происходит загрязнение отводимой из аппарата воды вредными для водоемов ПАВ.

Весьма эффективны комбинированные методы очистки от пыли.

С целью очистки воздуха и технологических газов, в т.ч.

отходящих в атмосферу, от туманов, кислот, щелочей, масел и других жидкостей применяются волокнистые фильтры. Принцип их действия основан на осаждении капель на поверхности пор, после чего образовавшаяся жидкость стекает под действием гравитации.

С этой целью разработаны три основные группы методов очистки:

промывка выбросов растворителями содержащейся в них примеси (адсорбционный метод); поглощение газообразных примесей твердыми телами с ультрамикроскопической структурой (адсорбционный метод); обезвреживание примесей путем каталитического превращения в менее опасные вещества.

Метод абсорбции состоит в том, что газовоздушная смесь разделяется на составные части путем поглощения одной или нескольких примесей поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора. Так, с целью удаления из выбросов таких газообразных веществ, как NН3, НСl и др., можно применять в качестве поглотительной жидкости воду. Для улавливания ароматических углеводородов из коксового газа – вязкие масла.

Абсорбция может быть физической или химической, когда абсорбент и поглощаемый компонент не взаимодействуют или, напротив, взаимодействуют с образованием нового вещества. В последнем случае процесс называется хемосорбцией. Большинство реакций, сопровождающих хемосорбцию, являются экзотермическими и обратимыми. Поэтому при последующем повышении температуры раствора образовавшееся химическое соединение разлается с выделением исходных компонентов.

В промышленных абсорберах жидкость дробится на мелкие капли для обеспечения более высокого контакта с газовой средой. Все аппараты жидкостной абсорбции делятся на три типа: колонные, тарельчатые и насадочные абсорберы. На практике чаще всего используют насадочные и пустотелые абсорберы с форсунками.

Абсорбционные методы применяются для очистки газов от сероводорода, сероуглерода, меркаптанов, оксидов серы, азота и углерода, галогенов и их соединений.

Адсорбционный метод позволяет извлекать вредные компоненты промышленных выбросов с помощью адсорбентов – твердых тел с ультрамикроскопической структурой, обеспечивающей им очень высокое значение удельной поверхности. К таким адсорбентам относятся, например, активный уголь и глинозем, силикагель, цеолиты и другие вещества.

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 13 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.