Контрольная работа по "Концепции современного естествознания"

Объекты, на которых производятся, хранятся или транспортируются вещества, приобретающие при некоторых  условиях способность к возгоранию (взрыву), относятся соответственно к пожаро- или взрывоопасным объектам.

Процесс горения возможен при следующих  основных условиях:

• непрерывное поступление окислителя (кислорода воздуха);
• наличие горючего вещества или его непрерывная подача в зону горения;
• непрерывное выделение теплоты, необходимой для поддержания горения.
• зона наиболее интенсивного горения, в которой имеются все три условия, называется очагом пожара. Процесс развития пожара состоит из следующих фаз:
• распространение горения по площади и пространству;
• активное пламенное горение с постоянной скоростью потери массы горючих веществ;
• догорание тлеющих материалов и конструкций.

Пожар происходит в определенном пространстве (на площади или в объеме), которое  условно может быть разделено  на зоны горения, теплового воздействия  и задымления, не имеющие четких границ.

Зона горения занимает часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения твердых горючих материалов (ТГМ) или испарения ЛВЖ и ГЖ, горения ГГ и паров в объеме диффузионного давления пламени.

Зона теплового воздействия представляет собой прилегающее к зоне горения пространство, в пределах которого происходит интенсивный теплообмен между поверхностью пламени, окружающими строительными конструкциями и горючими материалами.

В начальной стадии пожара теплота  в основном передается теплопроводностью  через металлические строительные конструкции, трубы и инженерные коммуникации. При пожарах в зданиях  излучение является основным способом передачи теплоты по всем направлениям до момента интенсивного задымления, когда дым в результате рассеивания  и поглощения лучистой энергии ослабляет  тепловой поток. В период сильного задымления зоны пожара конвекцией передается значительно  больше теплоты, чем иными способами; при этом нагретые до высоких температур газы способны с легкостью вызывать возгорание горючих материалов на пути своего движения: в коридорах, проходах, лифтовых шахтах, лестничных клетках, вентиляционных люках и т.д.

При пожарах на открытых пространствах  распространение огня происходит в  основном за счет возгорания окружающих горючих веществ при передаче им значительной теплоты излучением. Несмотря на то, что доля теплоты, передаваемой конвекцией, достигает ориентировочно 75 %, значительная ее часть передается верхним слоям атмосферы и не изменяет обстановки на пожаре.

По условиям газообмена и теплообмена  с окружающей средой все пожары подразделяются на два обширных класса:

1-й класс — пожары на открытом  пространстве;

2-й класс — пожары в ограждениях.

Взрывы могут иметь химическую и физическую природу.

При химических взрывах в твердых, жидких, газообразных взрывчатых веществах  или аэровзвесях горючих веществ, находящихся в окислительной среде, с огромной скоростью протекают экзотермические окислительно-восстановительные реакции или реакции термического разложения с выделением тепловой энергии.

Физический взрыв возникает  вследствие неконтролируемого высвобождения  потенциальной энергии сжатых газов  из замкнутых объемов технологического оборудования, трубопроводов и других сосудов, работающих под давлением.

Параметрами, определяющими мощность взрыва, являются энергия взрыва и  скорость ее выделения. Энергия взрыва обуславливается физико-химическими  превращениями, протекающими при различных  видах взрывов.

Основными поражающими факторами  взрыва являются ударная волна (воздушная  — при взрыве в газовой среде  — гидравлическая — при взрыве в жидкой среде) и осколочные поля.

Осколочные поля — площади территории, поражаемые разлетающимися осколками разорвавшихся объектов и объектов, разрушенных ударной волной. Осколочные поля условно делятся на две зоны. Первая зона определяется площадью круга при ненаправленном взрыве и площадью кругового сектора при направленном взрыве, на которую разлетается до 80 % всех осколков. Втора непосредственно примыкает к первой и определяется площадью падения оставшихся 20 % осколков. Радиус этой зоны превышает радиус первой зоны в 20 и более раз, в зависимости от мощности взрыва.

Воздушная ударная волна образуется за счет энергии, выделенной в центре взрыва, которая приводит к возникновению очень высокой температуры и огромного давления. Продукты взрыва, воздействуя на окружающие слои воздуха, создают в нем затухающее волновое поле, в котором переносятся на значительное расстояние тепловая, акустическая и кинетическая энергия взрыва. В воздушном пространстве образуются подвижные зоны cжатия и разрежения слоев воздуха, давление в которых будет значительно отличаться от нормального атмосферного. По сферической границе зоны сжатия возникает фронт ударной волны.

На объектах техносферы имеют место следующие основные типы взрывов: свободный воздушный, наземный на открытой территории, наземный в непосредственной близости от объекта и взрыв внутри объекта.

Характеры распространения воздушных  ударных волн при свободном воздушном  взрыве и наземном взрыве на открытой территории во многом сходны. В случае наземного взрыва в непосредственной близости от объекта (здания или сооружения) ударная волна подходит сначала  к его фронтальной поверхности, затем, обтекая объект, воздействует на него с боков и сзади. Отраженная от преграды ударная волна тормозит движущиеся на фронтальную часть  объекта массы воздуха в прямой волне, при этом происходит повышение  избыточного давления в 2-8 раз.

Техногенные опасности по воздействию на человека могут быть механическими, физическими, химическими, психофизиологическими и т.д.

Под механическими опасностями понимаются такие нежелательные воздействия на человека, происхождение которых обусловлено вилами гравитации и кинетической энергии тел.

Механические опасности создаются  падающими, движущимися, вращающимися объектами природного и искусственного происхождения. Например, механическими  опасностями естественного свойства являются обвалы и камнепады в  горах, снежные лавины, сели, град и  др.

Носителями механических опасностей искусственного происхождения являются машины и механизмы, различное оборудование, транспорт, здания и сооружения и  многие другие объекты, воздействующие в силу разных обстоятельств на человека своей массой, кинетической энергией и другими свойствами.

Действие электрического тока на человека носит многообразный характер. Проходя через организм человека, электрический ток вызывает термическое, электролитическое, а также биологическое действия.

Термическое действие тока проявляется  в ожогах некоторых отдельных  участков тела, нагреве кровеносных  сосудов, нервов, крови и т. п.

Электролитическое действие тока проявляется  в разложении крови и других органических жидкостей организма и вызывает значительные нарушения их физико-химического  состава.

Биологическое действие тока проявляется как раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе легких и сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания. [4, с. 189]

Основная опасность, создаваемая электризацией различных материалов, состоит в возможности искрового заряда, как с диэлектрической наэлектризованной поверхности, так и с изолированного проводящего объекта.

Разряд статического электричества  возникает тогда, когда напряженность  электрического поля над поверхностью диэлектрика или проводника, обусловленная  накоплением на них зарядов, достигает  критической (пробивной) величины.

Устранение опасности возникновения  электростатических зарядов достигается  применением ряда мер: заземлением, повышением поверхностной проводимости диэлектриков, ионизацией воздушной  среды, уменьшением электризации горючих  жидкостей.

Лазерное излучение представляет опасность для человека, наиболее опасно оно для органов зрения. Практически на всех длинах волн лазерное излучение проникает свободно внутрь глаза. Лучи света, прежде чем достигнуть сетчатки глаза, проходят через несколько преломляющих сред: роговую оболочку, хрусталик, стекловидное тело. Энергия лазерного излучения, поглощенная внутри глаза, преобразуется в тепловую энергию. Нагревание может вызвать различные повреждения и разрушения глаза.

При больших интенсивностях лазерного  облучения возможны повреждения  не только кожи, но и внутренних тканей и органов. Эти повреждения имеют  характер отеков, кровоизлияний, омертвления  тканей, а также свертывания и  распада крови.

Опасными и источниками вибрации являются технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины, тяжелый автотранспорт.

Шум создается транспортными средствами, промышленным оборудованием и механизмами.

Источниками электромагнитных полей  радиочастот являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цехи.

 Последствия воздействия техногенных  опасностей на природную среду:

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение длительного  времени его деятельность не оказывала  заметного влияния на биосферу. В конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. К началу XXI века загрязнения окружающей среды отходами, выбросами, сточными водами всех видов промышленного производства, сельского хозяйства, коммунального хозяйства городов приобрели глобальный характер, что поставило человечество на грань экологической катастрофы. По статистическим данным, к концу XX века на нашей планете добывалось около 100 млрд. т различных руд, горючих ископаемых, строительных материалов. При этом в результате хозяйственной деятельности человека в биосферу поступило более 200 млн. т углекислого газа (CO2), около 146 млн. т сернистого газа (SO2), 53 млн. т оксидов азота и других химических соединений. Побочными продуктами деятельности промышленных предприятий явились также 32 млрд. м³ неочищенных сточных вод и 250 млн. т пыли. Вторая половина XX века характеризовалась бурным развитием химической промышленности. В свое время химизация принесла несомненную пользу. В настоящее время стали очевидны отрицательные воздействия этого процесса. Во-первых, с каждым годом увеличивается выброс химических соединений в окружающую среду. На сегодняшний день известно более 6 млн. химических соединений, практически же используется лишь около 500 тыс. соединений, при этом, по оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), из них 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. токсичны. Например, каждая люминесцентная лампа содержит 150 мг ртути, и одна разбитая колба загрязняет 500 тыс. м³ воздуха на уровне предельно допустимой концентрации (ПДК).  Во-вторых, замена естественных материалов на синтетические приводит к целому ряду непредвиденных последствий. В биологические циклы включается большой перечень синтетических соединений, не свойственных целинным природным средам. Например, если в водоем попадает мыло, основой которого являются природные соединения – жиры, то вода самоочищается. Появление же в воде синтетических моющих средств, содержащих фосфаты, приводит к размножению синезеленых водорослей и гибели водоема.

Многие химические соединения способны передаваться по пищевым цепям и  накапливаться в живых организмах, увеличивая тем самым химическую нагрузку на организм человека.

Предприятия химической и нефтехимической  промышленности являются основными  источниками целого ряда разнообразных  токсичных веществ. К ним в  первую очередь следует отнести  органические растворители, амины, альдегиды, хлор, оксиды серы и азота, соединения фосфора, ртути.

При сернокислотном производстве происходит выброс сернистого газа (SO₂) и других соединений серы. Заводы по производству азотных удобрений в сутки выбрасывают 2–5 т оксидов азота. Загрязнение воздуха оксидами азота неизбежно при производстве анилиновых красителей, вискозы. Предприятия по производству пестицидов, органических красителей, соды, соляной и уксусной кислот загрязняют окружающую среду хромом. Шинная промышленность выбрасывает в атмосферу стирол, толуол, ацетон.

Основными источниками загрязнения  нефтью и нефтепродуктами почв и  поверхностных вод являются нефтепромыслы  на суше и континентальном шельфе. Общая масса нефтепродуктов, ежегодно попадающих в моря и океаны, оценивается  в 5–10 млн. т. Нефтепродукты, попадая  в воду, наносят серьезный ущерб  живым организмам. При концентрации 0,05–1,0 мг/л в водоеме погибает планктон, а при 10–15 мг/л – взрослые рыбы.

Цветная металлургия – второй после  теплоэнергетики загрязнитель биосферы диоксидом серы. В процессе обжига и переработки сульфидных руд, цинка, меди, свинца и некоторых других металлов в атмосферу выбрасываются  газы, содержащие 4–10% диоксида серы (SO₂), a также трихлорид мышьяка, хлорид и фторид водорода и другие токсические соединения.

Неразумная хозяйственная деятельность человека привела к уничтожению  плодородного слоя почвы, ее загрязнению, изменению состава.

Кроме промышленности, транспорта и  сельского хозяйства, источниками  загрязнения почвы являются жилые  дома и бытовые предприятия. Загрязняющими  веществами являются бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор и т. д.

Загрязнение атмосферы выражается в недостатке кислорода, высоком уровне шумов, кислотных осадках, разрушении озонового слоя (основного поглотителя ультрафиолетового излучения Солнца).

Ежеминутно промышленные предприятия, тепловые электростанции (ТЭЦ), автотранспорт  сжигают огромное количество топлива, что приводит к непрерывному повышению  содержания двуокиси углерода в атмосфере, они же являются виновниками выбросов в атмосферу оксидов азота, соединений серы.