 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Уровень 2 страница
|
|
При токсическом воздействии на окружающую среду различают два типа воздействия на экосистемы:
прямое, при котором меняются ассимиляционные функции растений, физико-химические свойства почв и т. п.;
косвенное, при котором "запускается" механизм долгосрочных изменений экосистем под действием уже измененного состояния одного или нескольких компонентов.
Наиболее вероятный и наиболее масштабный путь поступления токсикантов в ОПС - аварийные выбросы в атмосферу, в которых наиболее заметную роль играют оксиды серы и азота. Среднегодовыми концентрациями этих соединений в приземном слое атмосферы, не приводящими к видимым изменениям растительного покрова, можно считать для NOX - 3...5 мкг/м3, для SO2 - 15...20 мкг/м3. Повышенное содержание этих оксидов в атмосфере приводит к появлению кислотных дождей, которые не только губительно действуют на растительность, но и меняют плодородие почвы.
Попадание в почву " сухим" и " мокрым" способами оксидов серы и азота меняет кислотность почвы. При рН<4... 5 резко увеличивается скорость перехода в водорастворимое состояние содержащихся в почве в естественном состоянии химических соединений различных металлов (в том числе и тяжелых). Через "пищевые цепочки" тяжелые металлы попадают в организм человека, оказывая сильное токсическое воздействие вследствие способности накапливаться в организме человека. При сильном закислении почвы повышенное содержание тяжелых металлов (Zn, Pb, Cd и др.) в растениях проявляется уже в течение первого десятилетия после ввода в эксплуатацию промышленного объекта, использования этилированного бензина и т. п.
Повышение кислотности почвы также значительно меняет ее буферные характеристики, уменьшает содержание гумуса, снижает плодородие. Происходит изменение и уменьшение видового состава растительности, особенно нижнего яруса лесов.
2.4. Радиационное воздействие
Среди поражающих факторов ядерного взрыва (аварии на радиационно опасном объекте) особое место занимают проникающее излучение и радиоактивное заражение.
Проникающее излучение представляет собой поток всех видов излучения и нейтронов, время действия которого не превышает 10...15 мин с момента взрыва. Ионизирующая способность проникающего излучения характеризуется экспозиционной дозой излучения, измеряемой в кулонах на килограмм (Кл/кг). На практике в качестве единицы экспозиционной дозы часто применяют внесистемную единицу рентген (Р) - количество излучения, при поглощении которого в 1 см сухого воздуха при температуре 50 °С и давлении 760 мм рт. ст. образуется 2,083109 пар ионов с зарядом, равным заряду электрона (1 Кл/кг = 3876 Р). Мощность экспозиционной дозы выражается в амперах на килограмм (1 А/кг = 3876 Р/с).
Степень тяжести радиационного поражения главным образом зависит от поглощенной дозы, выражаемой в греях (Гр), соответствующих энергии 1 Дж ионизирующего излучения любого вида, поглощенного облучаемым веществом массой 1 кг.
Если организм подвергся воздействию различных видов излучения, применяют понятие эквивалентной дозы HT r, под которой понимают
поглощенную дозу в органе или ткани, умноженную на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излучения
Ht,r = WrDt,r, (2.10)
где WR - взвешивающий коэффициент для излучения R;
Dt r - средняя поглощенная доза в органе или ткани T.
Если поток излучения состоит из нескольких излучений с различными величинами WR, то эквивалентная доза в органе определяется в виде
Ht= ZWrDt,r. (2.11)
r
Эквивалентная доза измеряется в Дж/кг и называется зиверт (Зв) (внесистемная единица - бэр).
Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения при расчете эквивалентной дозы равны:
Фотоны любых энергий 1
Электроны и мюоны любых энергий 1
Протоны, кроме протонов отдачи, с энергией более 2 МэВ 5
ос-частицы, осколки деления, тяжелые ядра 20
Нейтроны энергией:
менее 10 кэВ 5
от 10 кэВ до 100 кэВ 10
от 100 кэВ до 2 МэВ 20
от 2 МэВ до 20 МэВ 10
более 20 МэВ 5
Мерой риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов является эффективная доза, представляющая сумму произведений эквивалентной дозы в органе HT на
соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани, Зв:
E = XWtHt, (2.12)
t
где WT - взвешивающий коэффициент для ткани T; HT - эквивалентная доза в ткани T:
Гонады 0,20
Костный мозг (красный), легкие, желудок, кишечник 0,12
Мочевой пузырь, грудная железа, печень, пищевод, щитовидная железа 0,05
Кожа, клетки костных поверхностей 0,01
Остальное 0,05
Ионизирующее излучение при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов:
детерминированные (пороговые) эффекты - лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.;
стохастические (беспороговые) эффекты - злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни.
|
| Таблица 2.5 - Основные пределы доз воздействий |
| Примечания: * Персонал группы А - это лица, непосредственно работающие с источником ионизирующих излучений; группы Б - лица, которые по условиям профессиональной деятельности могут подвергаться воздействию радиоактивного |
При нормальных условиях эксплуатации источников ионизации основные пределы доз воздействия устанавливаются "Нормами радиационной безопасности (НРБ-99)", выдержка из которых приведена в табл. 2.5.
излучения (дозы облучения, как и все остальные допустимые производные уровни персонала группы Б, не должны превышать 1/ 4 значений для персонала группы А).
** Все население, включая лиц из персонала вне сферы и условий производственной деятельности.
В повседневной жизни человек достаточно часто сталкивается с ионизирующим излучением, эффективные дозы которого приведены далее:
Просмотр кинофильма по TV на расстоянии 2 м........................... 0,01 мкЗв
Ежедневный просмотр 3-часовой программы TV в течение
года.................................................................................................... 5...7 мкЗв
Флюорография................................................................................. 0,1...0,5 мЗв
Прием радоновой ванны.............................................................. До 1 мЗв
Рентгенография грудной клетки.................................................. До 1 мЗв
Рентгеноскопия грудной клетки.................................................. 2...4 мЗв
Рентгенография зубов.................................................................. 0,03... 3 мЗв
Рентгеновская томография.......................................................... 5...100 мЗв
Рентгеноскопия желудка............................................................. 100...250мЗв
|
| Таблица 2.6 - Степени лучевой болезни |
| IV | > 0,15/> 600 | Без лечения - смерть в течение двух недель |
При радиационной аварии степень поражения зависит от экспозиционной дозы излучения, времени экспозиции, площади пораженных участков тела, общего состояния тела. При установлении допустимых доз облучения учитывается, что облучение может быть однократным или многократным. При однократном облучении (полученном в течение первых четырех суток после аварии) различают четыре степени лучевой болезни (табл. 2.6).
Радиоактивное заражение возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из радиоактивного облака. В отличие от других поражающих факторов ядерного взрыва (аварии на РОО) радиоактивное заражение характеризуется большой площадью заражения, длительностью действия и трудностью обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков.
Форма следа радиоактивного облака зависит от направления и скорости ветра, рельефа местности и т.д. В следе радиоактивного облака поражающим действием обладают g -излучение, вызывающее общее внешнее облучение; b -частицы, вызывающие при внешнем воздействии радиационное поражение кожи, а при внутреннем - поражение органов; a -частицы, представляющие опасность при попадании внутрь организма.
Дозы g -излучения, вызывающие заболевания при радиационном заражении, такие же, как и при проникающей радиации.
При внешнем воздействии b -частиц у людей наиболее часто отмечается поражение кожи на руках, в области шеи, на голове. Внутреннее поражение людей и животных a - и b -частицами может произойти при их попадании внутрь организма главным образом с пищей и кормом. Радиоактивные вещества концентрируются в щитовидной железе (в 1000- 10 000 раз больше, чем в других органах), печени (в 10-100 раз больше), что приводит к их сильному облучению, приводящему либо к разрушению ткани, либо к развитию опухолей (щитовидная железа), либо к нарушению функций (печени и др.).
Радиоактивная пыль заражает почву и растения. В зависимости от размеров частиц на поверхности растений может задерживаться от 8 до 25% выпавшей на землю радиоактивной пыли. Лучевое поражение у растений проявляется в торможении роста и замедлении развития, снижении урожая, понижении репродуктивного качества семян, клубней, корнеплодов. При больших дозах облучения возможна гибель растений.
2.5. Механическое воздействие
Механическое воздействие на человека происходит при обрушении зданий и сооружений, падении деревьев и столбов, ударе тела о препятствие (землю) при отбрасывании ударной волной и образующимися при взрыве
осколками.
Случаи поражения человека при обрушении зданий, падении деревьев имеют вероятностный характер и могут быть оценены только по усредненным статистическим данным. Вероятность получения контузии человеком при отбрасывании тела ударной волной при АРф =60...100 кПа можно оценить по
|
| Pr = |
формуле (2.2), используя следующее выражение для пробит-функции:
(2.13)
где m - масса тела, кг; АРф, Па; I, Па-с.
При взрыве боеприпасов, резервуаров, газа (паров горючей жидкости) внутри зданий образуется поле осколков разного размера и массы, обладающих различной дальностью разлета, пробивной и убойной силой. Для ориентировочной оценки поражающего действия осколков обычно полагают, что все осколки имеют форму цилиндра диаметром d1 и длиной /1 и равной
толщине исходной оболочки 81.
Толщина металлической преграды, пробиваемой с 50%-й вероятностью,
равна
5 2 = 1 , (2.14)
Л/0 2 p 2
а скорость осколка после преграды:
Wocm = W - 7,20^V0 2 p 2 , (2.15)
d1p1
где о - динамический предел текучести, Па; p - плотность материала, кг/м; индексы: 1 - осколок, 2 - преграда.
Наименьшую толщину железобетонной преграды, при которой не
происходит пробивания, можно вычислить из соотношения
5 2 Г2,32 + 1,24a;1,35 <a< 13,5
"f = 1 2 (2.16)
d1 [3,19 - 0,718a 2; a< 1,35,
где a = S п/ d1;
Sn - глубина проникновения осколка, м.
Способность осколка поразить человека определяется его кинетической энергией E кин = 0,125pd1 /1, Дж. Осколок, обладающий кинетической энергией Eкин > 100 Дж, способен поразить человека и носит название "убойный осколок".
Глава 3 ПРИРОДНЫЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ
3.1. Землетрясения
Территория России подвержена воздействию практически всего спектра опасных природных явлений и процессов геологического, гидрологического и метеорологического происхождения.
Наибольшую опасность из рассматриваемых явлений и процессов в России представляют наводнения, оползни и обвалы, землетрясения, смерчи, лавины, сели, цунами, а также лесные пожары. Только за один 2000 г. в России имели место 282 природные ЧС, из которых 106 были территориального масштаба, 134 - местного и 39 - локального, в которых погибло 48 чел. и пострадало 2229 чел. Заявленный ущерб составил 23,3 млрд. руб.
Наиболее опасными геологическими процессами являются землетрясения: около 20% территории России подвержено воздействию землетрясений интенсивностью более 7 баллов; более 5% занимают чрезвычайно опасные 8...9-балльные зоны. К ним относятся Северный Кавказ, Прибайкалье, Якутия, Сахалин, Камчатка и Курильские острова. Более 20 млн. россиян постоянно подвержены угрозе разрушительных землетрясений. Всего за период 1992...1995 гг. произошло более 120 ощутимых землетрясений и два сильнейших землетрясения с катастрофическими последствиями: Шикотанское (4-5 октября 1994 г.) и Сахалинское (27 мая 1995 г.), в результате которых пострадало около 2 тыс. чел., получили сильные разрушения объекты социальной и промышленной инфраструктуры в эпицентральных районах.
Наиболее частая причина землетрясений - переход накопленной при упругих деформациях породы потенциальной энергии в кинетическую при разрушении (разломе), инициирующий сейсмические волны в грунте.
В зависимости от глубины очага Н землетрясения подразделяют на нормальные (0<Н<70 км), промежуточные (70<Н<300 км) и глубокофокусные (Н>300 км).
Оценка землетрясения по величине и мощности очага ведется по величине магнитуды (М), под которой понимают безразмерную величину, характеризующую общую энергию вызванных землетрясением упругих колебаний (0<М<9).
Магнитуда может быть определена через амплитуду Zm, мкм, поверхностной волны и расстояние R, км, до эпицентра землетрясения по формуле
M = lgZm - 1,32R. (3.1)
Интенсивность землетрясения на поверхности земли, зависящая от магнитуды M, расстояния от эпицентра R и глубины очага землетрясения H для условий России равна
J = 3 + 1,5M - 3,WR2 + H2. (3.2)
Сила землетрясения исчисляется в баллах, причем обычно применяют либо шкалу Рихтера, использующую величину магнитуды (1<М<9), либо международную шкалу MSK (или близкую к ней шкалу Меркалли), использующие величину интенсивности землетрясения (1<J<12). Классификация землетрясений по шкалам Рихтера и М5Х приведена в табл. 3.1.
Все здания и сооружения по последствиям воздействия землетрясения классифицируют по трем типам:
А - здания из рваного камня, сельские постройки, дома из кирпича-сырца, глинобитные дома;
Б - здания из кирпича, крупных панелей, естественного тесаного камня;
В - здания панельного типа, каркасные железобетонные здания, деревянные дома хорошей постройки.
Степени повреждений зданий и сооружений следующие:
1 - легкие повреждения (тонкие трещины в штукатурке, откалывание небольших кусков штукатурки);
2 - умеренные повреждения (небольшие трещины в стенах, откалывание штукатурки, падение кровельных черепиц, трещины в дымовых трубах);
3 - тяжелые повреждения (глубокие и сквозные трещины в стенах, падение дымовых труб);
4 - разрушения (обрушение внутренних стен, проломы в стенах, обрушение частей зданий, нарушение связей между отдельными частями здания);
5 - обвалы (полное разрушение зданий).
Таблица 3.1 - Классификация землетрясений
| Характеристика землетрясения | Магнитуда, М | Интенсивность J, баллы | Среднее число за год |
| Планетарного масштаба | 11...12 | 1...2 | |
| Сильное: | |||
| регионального масштаба | 7...8 | 9...10 | 15...20 |
| локального масштаба | 6...7 | 7...8 | 100...150 |
| Среднее | 5...6 | 6...7 | 750...1000 |
| Слабое(местное) | 4...5 | 5...6 | 5000...7000 |
Различной интенсивности землетрясений соответствуют следующие разрушения:
6 баллов: повреждения 1-й степени в отдельных зданиях типа Б, повреждения 2-й степени в отдельных зданиях типа А. В сырых грунтах трещины шириной до 1 см, в горных районах отдельные случаи оползней. Частичное повреждение систем жизнеобеспечения;
7 баллов: повреждения 1-й степени во многих зданиях типа В, типа А -повреждения 3-й и в отдельных зданиях - 4-й степени. Трещины в каменных оградах. Трещины на дорогах, нарушение стыков трубопроводов. Изменение дебита водных источников. Отдельные случаи оползней на песчаных или гравелитных берегах рек. Значительные разрушения систем жизнеобеспечения;
8 баллов: сильное повреждение зданий. Во многих зданиях типа В повреждения 2-й степени, типа Б - 3-й степени, типа А - 4-й и 5-й степеней. На длительное время практически парализованы системы жизнеобеспечения. Трещины в грунтах достигают нескольких сантиметров, небольшие оползни на откосах насыпных дорог. Возможно образование новых водоемов, во многих случаях изменяется дебит источников и уровень воды в колодцах;
9 баллов: всеобщее повреждение зданий. Памятники и колонны опрокидываются. Значительные повреждения берегов искусственных водоемов, разрывы частей подземных трубопроводов. В отдельных случаях -искривление рельсов и повреждение проезжей части дорог. Трещины в грунтах достигают 10 см. На поверхности воды большие волны;
10 баллов: всеобщие разрушения зданий. Опасные разрушения плотин и
дамб. Серьезные повреждения мостов. Разрывы и искривления подземных
трубопроводов. Дорожные покрытия образуют волнообразную поверхность.
Трещины в грунте в десятки сантиметров. Возможны оползни на берегах рек и
морей. Возникновение новых озер;
11 баллов: катастрофа;
12 баллов: изменение рельефа.
Реакция людей при землетрясениях по имеющимся статистическим данным такова. При землетрясении 6 баллов многие люди, находящиеся в зданиях, испытывают беспокойство и выбегают на улицу, возможна потеря равновесия. При 7 баллах многие люди с трудом удерживаются на ногах. При 8 баллах люди подвержены испугу и панике. При 9 баллах наблюдается всеобщая паника. Следует отметить, что часто землетрясения сопровождаются вторичными эффектами в виде взрывов, пожаров и т.п.
Таблица 3.2 - Значения AJпост - AJом
| Грунт | AJ пост AJ ом |
| Гранит | 0,00 |
| Известняк | 0,52 |
| Щебень, гравий | 0,92 |
| Полускальный | 1,36 |
| Песчаный | 1,60 |
| Глинистый | 1,61 |
| Насыпной рыхлый | 2,60 |
Важную роль играет предупреждение населения о возможных землетрясениях. Адекватность поведения людей при землетрясениях и заблаговременная подготовка к ним позволяют существенно снизить людские и материальные потери.
Реальная интенсивность землетрясения и степень разрушений зданий и сооружений будет зависеть от типа грунта под застройкой и на окружающей местности
Jреал = J(R)-(AJпост - AJом ), (3.3)
где AJnocm - приращение балльности для грунта (по сравнению с гранитом),
на котором построено здание;
AJ0M - приращение балльности для грунта в окружающей местности
(табл. 3.2).
Все здания и типовые сооружения традиционной постройки (без антисейсмических мероприятий) подразделяют на три группы, каждой из которых свойственна определенная сейсмостойкость (табл. 3.3).
Таблица 3.3 - Классификация зданий и сооружений по сейсмостойкости
| Группа | Характеристика зданий | J c, баллы | |
| А | Ai | Бескаркасные здания из местного материала без фундамента | |
| А2 | Здания из сырцового кирпича на фундаменте | 4,5 | |
| Б | Б1 | Здания с деревянным каркасом с легкими перекрытиями | |
| Б2 | Здания из жженого кирпича или бетонных блоков | 5,5 | |
| В | Bi | Деревянные дома, рубленные в "лапу" | |
| В2 | Железобетонные каркасные и крупнопанельные здания | 6,5 |
Таблица 3.4 - Вероятность получения зданиями повреждений разной
| Баллы * | Степень повреждения | |||||
| 0,9 | 0,1 | |||||
| 0,4 | 0,5 | 0,1 | ||||
| 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,1 | |||
| 0,0 | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,1 | ||
| 0,0 | 0,0 | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,1 | |
| 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,1 | 0,3 | 0,6 | |
| 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,1 | 0,9 |
*Баллы рассчитываются как разница между реальной интенсивностью землетрясения Jреал,. и сейсмостойкостью Jc.
Можно выделить следующие степени разрушения зданий.
1.Легкие повреждения (трещины в штукатурке, между панелями, возможно откалывание небольших кусков штукатурки). Достаточен текущий ремонт.
2.Умеренные разрушения (значительные разрушения ограждающих конструкций, откалывание больших кусков штукатурки, сквозные трещины в перегородках, слабые повреждения несущих стен). Необходим капитальный ремонт.
3.Тяжелые повреждения (разрушение ограждающих конструкций зданий, обрушение дымовых труб, значительная деформация каркасов). Необходим восстановительный ремонт.
4. Разрушительные повреждения (частичное разрушение несущих конструкций, нарушение связей между частями здания, обрушение крупных частей здания). Здание не восстанавливается и подлежит сносу.
5. Полное разрушение здания.
Зависимость средней степени поражения зданий от интенсивности
землетрясения следующая:
Баллы 0 1 2 3 4 5 6
1сп 0,1 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 4,9
ср
Вероятность Pnmpi получения зданиями повреждения i -й степени
представлена в табл. 3.4.
Люди, находящиеся в момент землетрясения внутри зданий, травмируются преимущественно обломками строительных конструкций. Вероятность общих и безвозвратных (летальных) потерь в зависимости от степени повреждения зданий представлена в табл. 3.5.
Таблица 3.5 - Вероятность общих (Робщ) и безвозвратных (Рбезв) потерь
| Потери | Степень повреждения зданий | ||||
| Р общ | 0,00 | 0,00 | 0,05 | 0,50 | 0,95 |
| Р безв | 0,00 | 0,00 | 0,01 | 0,17 | 0,65 |
Так как вероятность получения зданиями разной степени повреждения (см. табл. 3.4) и вероятность потери населения (см.табл. 3.5) являются величинами случайными, то их следует оценивать по формулам: общие потери населения
Робщ = 0,05Р3 + 0,5Р4 + 0,95Р5; (3.4)
безвозвратные потери
Рбезв = 0,01Р3 + 0,17 Р4 + 0,65Р5; (3.5)
санитарные потери
Рсан = Робщ (1 - Рбезв ). (3.6)
По своей физической сущности величины Робщ, Рбезв и Рсан представляют собой относительные потери населения в зданиях, которые рассчитываются как отношение абсолютных потерь N пот к общей
численности N. Абсолютные потери населения в зданиях при землетрясении определяются по формуле
N пот = ^Nj, (3.7)
где индекс j определяет вид потерь (общие, безвозвратные или санитарные).
Во время землетрясений наряду с разрушениями зданий выходят из строя системы жизнеобеспечения населения (табл. 3.6).
|
| Таблица 3.6 - Устойчивость систем жизнеобеспечения,% |
| Примечание. В числителе процент систем жизнеобеспечения, способных к функционированию немедленно, в знаменателе - после восстановительных работ в течение |
| суток. |
3.2. Цунами
Цунами - морские волны, которые возникают вследствие землетрясений, деятельности вулканов и мощных подводных взрывов.
Возникновение значительных цунами в 90% случаев связано с землетрясениями, очаги которых расположены на глубине не более 40...60 км, причем если землетрясения с магнитудой М>7,5 вызывают цунами почти всегда, то при магнитуде М=5,8...6,2 - лишь в 14% случаев.
Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 357 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
