124707 (598607), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Для прогнозирования и количественной оценки риска и негативных последствий от технологических аварий существующей базы знаний недостаточно и приходится опираться на экспертные оценки и на экономические меры, которые следует рассматривать в качестве профилактических. При этом экономические меры должны включать сертификацию опасных веществ и материалов, а также закрепленные в законодательном порядке предельные нормативы поступления в окружавшую среду экзогенных примесей. Важное значение приобретает организация экологического мониторинга, результаты которого, базируясь на оценках интенсивностей проявления отрицательных эффектов в компонентах окружающей среды, позволяют прогнозировать развитие этого эффекта для конкретной территории или с расчетом количественных оценок риска.

Среди наибольших экологических опасностей, грозящих глобальными катастрофическими последствиями, выделяются проблемы разрушения озонового слоя атмосферы, усиления парникового эффекта и накопления стойких органических загрязнителей (СОЗ), для решения которых в настоящее время привлекается все больше финансовых и материальных средств, людских ресурсов и т.д.

В 1974 г. Марио Молина и Шервуд Роулэнд из Калифорнийского университета (США) впервые описали механизм истощения защитного озонового слоя Земли. Под воздействием ультрафиолетовых лучей в стратосфере происходит фотораспад фреонов. Выделяемые атомы хлора многократно вступают в химическую реакцию с озоном, в результате сокращается его количество в стратосфере. Слабое развитие в то время науки об атмосфере не позволило подтвердить заключение американских ученых. Производство фреонов продолжалось до середины 80х годов. Тем не менее в конце 70х годов правительства США и Канады прекратили выпуск аэрозолей с фреонами в качестве пропеллентов. В 1987 г. многие страны подписали в Монреале Протокол об ограничении потребления фреонов в размере 50% от уровня 1986 г. В июне 1990 г. на конференции в Лондоне на основе последних научных исследований было принято решение о прекращении использования всех видов фреонов промышленно развитыми странами к 2000 г. Летом 1991 г. группой ученых были рассмотрены результаты последних измерений количественного уровня озона, выполненных с Земли и ее спутников. Они показали, что по сравнению с 1988 г. потери озона над северным полушарием стали резче выраженными, причем на более низких широтах. Хлорфторуглеводороды (HCFC), молекулы которых содержат по меньшей мере один атом водорода и поэтому менее стойки, пребывают в атмосфере краткое время, что приводит к значительно меньшему, чем от CFC, истощению озона в стратосфере.

Лондонским Протоколом 1990 г. предложен крайний срок использования НСРС - 2040 г., а если возможно - 2020 г. После многих дискуссий в Европе, выявивших различные оценки потенциального уровня истощения озона под воздействием хладагентов-заменителей, было все же решено прекратить производство НСРС к 2040 г. После одноразовой эмиссии фторуглеродного продукта в атмосферу он остается в ней до удалении естественным путем. Можно рассчитать потенциал истощения озона путем деления величины уменьшения аккумуляции озона, ожидаемой от эмиссии FC, на величину ее уменьшения, вызываемого эмиссией эквивалентного количества CFCII. Таким же способом можно рассчитать потенциал галогенизированного углерода в развитии парникового эффекта на Земле. Участие фреонов в глобальном обогреве планеты (парниковый эффект) объясняется способностью их поглощать излучаемое Землей тепло. В результате оно не удаляется за пределы земной атмосферы. Способность поглощать тепло у CFC в 12-18 тысяч раз выше, а у их заменителей HCFC и HFC в 613 тысяч раз выше, чем у СО2 Таким образом, у заменителей фреонов потенциал парникового эффекта существенно меньше, чем у самих фреонов. Учитывая эмиссию различных газов - абсорбентов тепла - в атмосферу, можно считать, что на долю HCFC и HFC - заменителей фреонов - в 2000 г. будет приходиться не более 1% глобального обогрева планеты. При этом предполагается, что эмиссия СО2 останется на уровне 1986 г. Заменители фреонов следует выбирать с учетом минимального воздействия их на атмосферу. Наилучшими будут химические соединения, которые удовлетворяют техническим требованиям к их эффективности и вместе с тем не оказывают вредного воздействия на окружающую среду и на здоровье человека. Использование новых хладагентов не обходится без таких проблем, как совместимость с конструкционными материалами, недостаточная стабильность смесей HFC при высокой температуре. Решение этих проблем требует интенсивных исследований. В последнее время высказывается много предположений о том, что к 2035 г. из-за воздействия фреонов и галонов на озоновый слой планеты следует ожидать резкое увеличение заболеваний раком кожи и поражения сетчатки глаз.

Доклад Гринпис. "Отравленные города", в котором содержалась наиболее полная информация о диоксиновом заражении России: о трех четвертях территории страны, отравленной хлорорганикой; о ежегодной смертности в 20 тысяч человек, причина которой - отравление диоксинами; о средней продолжительности жизни в России, которая заметно меньше, чем в большинстве стран мира; о здоровье подрастающего поколения (среди старших школьников здоровых всего несколько процентов) 1997 г. заставил обратить внимание на новую экологическую опасность.

в последние годы стало окончательно ясно, что в результате развития химической промышленности в окружающую среду попало огромное количество хлорорганических веществ. Эти вещества вызывают множество тяжелых заболеваний: поражают нервную систему и печень, мозг и кожу. К тому же они обладают удивительной живучестью - для их полного разложения требуются столетия, что послужило основанием для объединения их в особую группу - стойкие органические загрязнители (СОЗ).

По составу, СОЗ - это органические (углеродные) химические соединения и смеси, которые включают промышленные вещества (полихлорбифенилы), пестициды (типа ДДТ), а также побочные продукты промышленности (диоксины и фураны). СОЗ, попавшие в окружающую среду, по воздуху и воде перемещаются в районы, весьма удаленные от первоначальных источников. Там СОЗ могут концентрироваться в живых организмах (в том числе людей), накапливаясь до уровней, способных нанести сильный, часто непоправимый вред здоровью человека и окружающей среде.

Стойкие органические загрязнители обладают рядом общих свойств:

СОЗ устойчивы в окружающей среде - они не разлагаются в течение длительного времени, от 10 и более лет;

СОЗ - сравнительно малолетучие вещества; они испаряются довольно медленно. Попадая в воздух, перемещаются с воздушными потоками на большие расстояния и затем возвращаются в землю, воду. Чем холоднее климат, тем меньше СОЗ испаряется, в результате чего они накапливаются (концентрируются) в таких регионах, как, например, Арктика (расположена за тысячи километров от источников и не имеет собственных);

СОЗ мало растворимы в воде и хорошо растворимы в жирах (маслах). Такие вещества способны накапливаться в тканях живых организмов. Их концентрация по мере перемещения по "пищевой цепи" может возрастать в тысячи и миллионы раз;

из-за своей токсичности даже малые количества СОЗ могут нанести серьезный вред человеку и другим живым организмам, нарушая нормальный ход биологических процессов.

В настоящее время количество информации об опасности СОЗ заметно увеличивается, а также расширяется круг обеспокоенных этой проблемой людей, организаций и правительств. Сейчас разрабатывают планы и стратегии решения проблем СОЗ во многих странах мира. В них запрещается или строго ограничивается применение ряда приоритетных СОЗ, что уже приводит к снижению их количества в окружающей среде на местном или региональном уровне. Однако из-за трансграничной природы СОЗ эффективное решение проблемы требует международного сотрудничества в глобальном масштабе.

Многие межправительственные организации, такие, как Экологическая программа ООН (UNEP), Всемирная организация здравоохранения (WHO), Международный форум по химической безопасности (IFCS) получили мандат от различных правительств создать глобальный план действия против СОЗ. В феврале 1997 г. Управляющим советом UNEP было принято решение, одобренное в мае 1997 года Всемирной ассамблеей здоровья, о начале глобального межправительственного соглашения по СОЗ. В конце июня 1998 года Межправительственный комитет по разработке (INC) провел встречу в Монреале и начал готовить глобальную Конвенцию для решения этой важной проблемы.

Участники проекта должны предложить возможные действия по борьбе с так называемой " грязной дюжиной" - стойкими опасными загрязнителями, включенными в список из двенадцати СОЗ:

диоксины

фураны

полихлорбифенилы (PCBs)

ДДТ

хлордан

гептахлор

гексахлорбензол (HCB)

токсафен

алдрин

дилдрин

эндрин

мирекс.

Токсичность - свойство вещества приводить к смерти или вредить здоровью живого вещества при попадании в его организм с водой и пищей (пеpрорально), через кожу или кровь (кожно-резорбтивно), при вдыхании (ингаляционно). Интенсивность поступления (У) не свойственного для организма вещества (ксенобиотика) может быть определена:

при перроральном пути У =F*Cf*r;

при кожно-резорбтивноv У =К*Са:

при ингаляционном У =R*Cв*r.

где Cf, Са, Св - концентрация токсичного вещества в продуктах питания, в хозяйственных источниках водопользования и атмосфере;

F - количество потребляемой пищи. кг/сут:

К - коэффициент кожной проницаемости, кг/сут;

R - скорость ингаляции, м3/сут;

г - коэффициент адсорбции.

Повышение риска возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС), связанных с химическим воздействием на организм человека и окружающую его природную среду, является неизбежной платой индустриального общества за достигнутый уровень технологического развития. Несмотря на предпринимаемые меры в области промышленной безопасности полностью исключать вероятность производственных аварий практически невозможно, но следует всеми доступными средствами стремиться к уменьшению риска их возникновения и минимизации ущерба. Разнообразие. аварийных ситуаций и причин, их вызывающих определяется огромным ассортиментом синтезированных веществ и масштабами их производства. Рост объемов производства высокотоксичных химических соединений, их переработки, транспортировки и хранения предопределяет увеличение частоты возникновения аварий и, соответственно, заражение территорий ядовитыми веществами. В 1988 г. было зарегистрировано примерно 7 млн. наименований химических веществ. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 70 тысяч различных химических веществ ежедневно находятся в обращении, а наиболее распространенными являются около 20-30 тысяч, многие из которых представляют опасность острых и хронических интоксикаций. Только в странах Западной Европы количество ежегодно производимых наиболее распространенных токсичных веществ достигают по аммиаку, фосгену и синильной кислоте 100 млрд. смертельных для человека доз, а по хлору 10 тыс. миллиардов таких доз.

Для сравнения ингаляционной опасности веществ между собой в промышленной токсикологии используется показатель, получивший название "коэффициент возможности ингаляционного отравления" (КВИО).

Этот коэффициент равен отношению максимально достижимой концентрации паров вещества при 200С (Ст20) к среднесмертельной концентрации его паров (Сi50):

В соответствии с ГОСТом в зависимости от численного значения КВИО, все химические, вещества по ингаляционной опасности разделится на 4 класса: чрезвычайно опасные (КВИО >300), высоко опасные (КВИО от 299 до 30), умеренно опасные (КВИО от 29 до 3), малоопасные (КВИО < 3).

По замечанию акад.Н. Н. Семенова, хотя человечество практически использует горение в течение многих десятков тысяч лет, а электроэнергию лишь немногим более столетия, но законы, определяющие движение электрического тока, изучены более глубоко, чем законы, определявшие горение. Причем такое отставание в изучении горения объясняется его сложностью, так как при горении приходиться иметь дело со сложными химическими реакциями, которые протекают одновременно с процессами аэродинамики и диффузии, а также о тепло - и массообменом.

Горение является одним из первых физико-химических процессов, с которым человечество познакомилось еще на заре своего существования. В начале оно использовалось для обогрева жилья и приготовления пищи и только спустя многие тысячелетия человек научился использовать его для превращения химической энергии горючих веществ в другие виды энергии.

Научные исследования горения относятся к 19 веку и совпадают со стремительным развитием химии.

Первый период развития науки о горении был периодом установления основных химических законов. На этом этапе была подготовлена научная база для развития энергетики и термодинамики. В этот же период формируются основные теоретические представления: способность горючих систем к воспламенению при нагревании, явления paспространения пламени при локальном поджигании.

Развитие науки всегда было связано с развитием и потребностями производства. Вначале внимание исследователей было направлено на химические аспекты, т.е. на изучение преобразования веществ при горении. Однако для практического использования процессов горения было необходимо исследовать и физику горения, другими словами, изучить явления воспламенения и распространения пламени, температуру пламени и излучение от горячих продуктов сгорания. В последние десятилетия теория процессов горения получила значительное развитие, однако из-за большой сложности и их разнообразия теория еще далека от завершения. Сложность процессов горения обусловлена тем, что химические реакции протекают в условиях быстро изменяющихся температур и концентраций реагирующих веществ, причем температура и градиент концентраций изменяются также под влиянием одновременно Горение представляет собой сложный физико-химический процесс, в основе которого лежит быстро протекающая химическая реакция, которая сопровождается интенсивным выделением тепла и излучением света. Горение развивается в условиях прогрессивного самоускорения химической реакции и связано с накоплением в системе тепла и активных промежуточных продуктов. В большинстве случаев горение происходит в результате экзотермического окисления вещества, способного к горению, окислителем. В повседневной практике принято связывать процесс горения с окислением горючего вещества кислородом воздуха, К горению относятся и другие процессы, связанные с быстрым превращением и тепловым или цепным их ускорением: разложение взрывчатых веществ, озона, распад ацетилена и т.д. Многие металлы могут гореть в атмосфере хлора, медь - в парах серы, а магний - в атмосфере оксида углерода. протекающих физических процессов тепло - и массообмена и различных газодинамических возмущений. В современном понимании с понятием горения (взрыва и детонации) связывается характер протекания реакции, а не ее химическое содержание.

Горение является энергетическим процессом, при котором происходит разрушение электронных оболочек исходных компонентов горючего и образование молекул продуктов сгорания. При этом число атомов при химической реакции не изменяется, а происходит перегруппировка атомов, которая связана с определенными энергетическими затратами или выделением энергии. Кроме основных химических превращений, между исходными реагирующими веществами в процессе горения протекают (имеют место) и побочные процессы, связанные с преобразованием химической энергии в другие виды энергии, главным образом, в тепловую и световую. Интенсивное излучение мы воспринимаем как пламя, представляющее собой газообразную среду, в которой осуществляется химическая реакция. Излучение-следствие перехода молекул или атомов из возбужденного состояния в основное, при котором выделяется квант энергии. Таким образом, пламя служит внешним проявлением протекания интенсивных реакций окисления горючего вещества. Различают два вида пламени - холодное и горячее. Так как процесс окисления является многостадийным процессом, то появление холодного пламени означает на более чем частичное высвобождение энергии реагентов, но при этом свечение и тепловыделение весьма слабые. Большая часть энергии выделяется, когда появляется горячее пламя. При практическом использовании процессов горения всегда имеют в виду горячее пламя, которое обычно называют просто пламенем.

Характеристики

Список файлов книги