Материал: Основы экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем. Скрыпник А.И., Яременко С.А

Строительные материалы подвергаются действию бактерий, микроскопических грибков. Они воздействуют на древесину и ряд полимерных материалов.

Биокоррозию вызывают грибки оштукатуренных поверхностей, микроводоросли и лишайники на наружных поверхностях. Биокоррозии подвержены и металлы, бетон, полимерные материалы.

Автотрофные бактерии разрушают материалы, которые содержат серу, азот, железо, органические кислоты, как при процессах окисления, так и восстановления.

Средствами защиты от биоповреждений являются:

- фунгициды для защиты от грибков,

- бактерициды для защиты от бактерий,

- инсектициды для защиты древесины и полимерных материалов.

Бетон защищают путем введения в него оловоорганического материала АБП-90, суперпластификатора С-3.

Полимерные материалы являются пожароопасными, выделяют вредные вещества (фосген, формальдегид, хлористый и цианистый водород). 1кг этих веществ способен отравить 2000 м³ воздуха, при воздействии которых в течение 10 – 15 минут может наступить летальный исход.

Существуют также и экологически безопасные строительные материалы.

Безопасным является ячеистый бетон из кремнеземистых компонентов, вяжущего материала и газообразователя. Он не гниет, создает благоприятный микроклимат в помещении, по экологичности занимает второе место после древесины.

Пеноизол - теплоизоляционный материал для стен потолков, полов, не подвержен действию микроорганизмов, для его изготовления используется карбамидоформальдегидные смолы ВПС-Г.

Гипсоволокнистый лист на основе гипса, имеет высокие теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства, химически нейтрален.

Линолеум натуральный на основе льняного масла, смеси смолы, ткани, известняка (производитель Нидерланды), стоек к биовоздействию.

Ориентированно-стружечные плиты (ОСП) (американская технология), не коробятся, не расслаиваются, имеют синтетические связующие, по физико-механическим показателям лучше ДСП в 2,5 раза.

Пенополистирол - термопласт, состоит из 2 % полистирола и 98 % воздуха, теплоизолятор, требует покрытия наружных сторон здания штукатуркой, сток к грибкам и бактериям, не выделяет изоцианаты.

Древеснополимерные материалы (ДМП) из древесных опилок, полиэтилена, они стойки к бактериям и грибкам, обладают высокой прочностью и низким водопоглощением, по способности к изменению формы подобны пластику.

Глава 10. Влияние вредных выделений на здоровье населения

При наличии в воздушной городской среде, воде и пище недопустимого наличия вредных веществ, включая микроорганизмы, и с учетом длительности их воздействия нужны меры, препятствующие их разрушающему влиянию.

Совокупность нарушения экологических и санитарно-гигиенических нормативов приводит к появлению заболеваний, излечивание которых протекает крайне медленно.

Для обеспечения экологической безопасности человека должно быть ликвидировано противоречие между показателями экономического роста и показателями норм урбоэкологии. Ухудшение качества окружающей среды влияет на здоровье человека, а состояние здоровья влияет как на работоспособность человека, так и на воспроизводство численности населения города.

К экологически зависимым заболеваниям относятся заболевания, вызванные:

- химическими и пылевыми вредными веществами (поражения нервной и кроветворной системы, острые отравления, ОРЗ, пневмония, патология беременности и др.),

- шумовыми и вибрационными воздействиями (снижение слуха, ослабление памяти, снижение производительности труда, рост аварий и др.),

- электромагнитными полями (тахикардия, неврастения, лейкоцитоз крови),

- лучевыми воздействиями (лучевая болезнь с изменением эндокринной системы, кроветворной ткани и др.),

- продуктами питания (отравления, нарушения обменных процессов, снижение трудоспособности и пр.),

- изменением социальных факторов (ухудшение гигиены и санитарии),

- нарушением естественного состояния экологической системы города (снижение озонового слоя над ним и, как следствие, увеличение ультрафиолетового излучения, изменение температуры городской среды, снижение водных ресурсов, рекреации и пр.).

Для лечения человека начала внедряться химиотерапия с 1930 г., когда были открыты лечебные свойства сульфаниламида как антибактериального средства, которое излечивает туберкулез, менингит, заболевания кишечного тракта, и в 1941году – антибиотики ‑ пенициллин и стрептомицин. Вирус ВИЧ – новое тяжкое заболевание человека, для лечения которого разработано лекарство азидотимидин, угнетающее вирусы и продлевающее жизнь человеку.

Выполненными исследованиями в 2002 году в Левобережном районе г. Воронежа установлено, что экологически зависимые заболевания составляют до 70 % от общего количества заболеваний [22].

Для борьбы с болезнетворными микроорганизмами как в помещениях, так и в воздухе городской среды применяется дезинфекция. Ранее использовали пары уксусной кислоты, серы, ладан, амбру. В настоящее время используется хлорамин в парообразном состоянии. При его концентрации 25 мг/м³ через одну минуту погибает 100 % микробов, при 5 мг/м³ – 75 % через 15 минут. При ионизации воздуха с концентрацией ионов 5∙10⁶ в 1см³ достигается полное уничтожение микробов в течение нескольких минут, однако через 5 минут они снова появляются, но не более 40 % от начального их количества. При обработке в течение более 1 часа обеспечивается полная дезинфекция во всём помещении.

Значительный вред здоровью человека наносят аэрозоли свинца, ртути, кадмия, бериллия в воздухе, вызывающие поражения центральной нервной системы.

Одной из причин распада Римской империи считают отравление его правления свинцом в связи с использованием питьевой воды, подаваемой в города по трубам из свинца. В СССР за 1988 г. выбросы свинца в окружающую среду составили 7,2 тыс. т, его ПДК_М.Р. равна 0,001 мг/м³. Использовался свинец в бензине как антидетонатор, его заменителем стало марганцеорганическое вещество С₆Н₇Мн(СО)₃ и метилбутиловый эфир (СН₃)₄∙С.

При попадании кобальта в организм человека увеличивается количество эритроцитов в крови, его ПДК_М.Р. составляет 0,01 мг/м³.

Ртуть выделяется в цементном производстве, производстве цветных металлов, при обжиге известняков, сжигании угля. При отравлении ртутью происходит расстройство нервной системы, паралич конечностей, ее ПДК_М.Р. составляет 0,0003 мг/м³.

Синтетически моющие вещества (СПАВ) – это алкилсульфаты, попадание которых в городские сточные воды образуют пену на поверхности водоемов, угнетая рост микроорганизмов, биопланктона. Их смертельная доза для рыб 3 – 5 мг/л.

Городские твердые бытовые отходы до 50 % содержат органические вещества, при разложении которых через год образуются газообразные и жидкие вредные вещества (пропионовая С₃Н₆О₂ и уксусная С₂Н₆О₂ кислоты, метан СН₄, аммиак NН₃ и др.), которые поступают в воздушную и водную среды. Количество метана увеличивается до 1 % в год в верхних слоях атмосферы, то есть быстрее, чем происходит увеличение углекислого газа, что также создает парниковый эффект.

При наличии в природном метане повышенного содержания сероводорода (например, в Астраханском газе его содержится до 24 %) очистка осуществляется абсорбцией аммиаком, моноэтаноламином, щелочью (H₂S + NaOH + + O₂ = Na₂SO₃ + H₂O, H₂S + Н₇С₂О = Н₉С₂OS0), при этом концентрация сероводорода снижается с 5 г/м³ до 0,02 г/м³.

Экология человека существенно зависит как от внешних условий, так и от продуктов питания, которые могут как ослабить, так и усилить влияние внешней среды на здоровье человека.

Белки пищи для человека являются строительным материалом, носителем жизни. Человек должен ежедневно потреблять 80 – 100 г белка, получаемые от мяса, молока, пшеницы, риса, кукурузы и соевых бобов как заменителей мяса. Белок вырабатывается микроорганизмами и из парафинов, находящихся в дизельном топливе (открытие сделано во Франции). Белок состоит из 150 видов аминокислот, 20 из которых участвуют в обмене азотистых веществ, построении генетического кода (лизин, метионин, триптофан, глутамат натрия и др.).

Используемые человеком жиры до 64 грамм в сутки являются до 30 % источниками энергии для человека, поставляя организму кислоты и витамины.

До 30 % энергии вырабатывается при окислении глюкозы. Углеводы в виде глюкозы обеспечивают работу нервных клеток и клеток головного мозга. Дневная потребность человека в углеводах - 400–500 г, при этом глюкоза в виде сахара составляет 50 – 100 г. Рафинированный сахар появился только в 1800 г. Избыток сахара более 100 г вредит здоровью человека, вызывая сахарный диабет, при котором возникают перебои с поставкой глюкозы к нервным клеткам и человек теряет сознание. Предпочтительней использовать желтый сахар-сырец с содержанием 2 % патоки, которая обволакивает кристаллы сахарозы. Годовое потребление человеком сахаросодержащих веществ - 30 кг, в которых белого сахара до 20 %.

Существенное влияние на здоровье и работоспособность человека оказывает алкоголь. Организм человека при процессах брожения вырабатывает этиловый спирт в количестве до 0,018 % от массы брожения, и организм его непрерывно утилизирует, превращая в белок. Человек, употребляя спирт, нагружает организм и особенно печень, в которой алкоголь превращается в ацетальдегид и затем трансформируется в углекислый газ и воду, усиливая образование жиров. Если постоянно доза спирта за сутки превышает 100 г, то идет накопление жира, что приводит к циррозу печени. Алкоголики живут на 15 – 20 лет меньше. Безвредных доз алкоголя нет, есть безопасные дозы, выработанные природой.

Не менее вредным является табачный дым как для курящих, так и для дышащих воздухом с дымом. Так, Россия, по данным Минздрава, только в 2011 г от преждевременной смерти курящих людей потеряла около 1,5 трлн рублей, потратив на приобретение сигарет 600 млрд рублей. Всего курит 40 % населения, из них 60,2 % мужчин и 21,7 % женщин.

Энергозатраты на развитие городского строительства зависят от энергоемкости получения строительных материалов. Энергозатраты на получение 1т алюминия составляют 7250 кВт∙ч, 1т кирпича - 500 кВт∙ч, 1м³ полистирола -18900 кВт∙ч, 1м³ минеральной ваты - 10000 кВт∙ч, 1м³ цемента - 1700 кВт∙ч, 1м³ дерева - 180 кВт∙ч. Эти энергозатраты не учитывают затраты на изготовление из них изделий. При росте энергозатрат возрастают выбросы вредных веществ.

Источниками энергии помимо угля, нефти и природного газа является спирт (метанол и этанол), получаемый из растительного сырья и используемый как автомобильное экологически чистое топливо.

Касаясь получения энергии для нужд города, следует отметить, что 1 г урана-235 эквивалентен 2,7 т угля и 2,2 т нефти. Выработка электроэнергии в России на атомных электростанциях составляет 13 % от всей электроэнергии, во Франции - 70 %, в Бельгии - 67 %, в Швеции - 50 %. Экологическая сложность использования урана заключается в захоронении радиоактивных отходов. В перспективе должен быть освоен управляемый термоядерный синтез, но трудность этого процесса в том, что для начала реакции необходима температура 10^{8 о}С.

Глава 11. Экологическая экспертиза объектов строительства

Экологическая экспертиза основывается на принципе презумпции потенциальной экологической опасности намечаемой строительной деятельности, т.е. на определении достаточности мер безопасности. Выполняемый экологический аудит (ревизия) – это независимая комплексная проверка проекта на соответствие его природоохранным нормам и правилам.

Экологический аудит регламентируется ГОСТ Р ИСО - 14010-98, ГОСТ Р ИСО-1411-98 и ГОСТ Р ИСО -14012 – 98.

В проектах городского строительства выполняется оценка экологического риска, т.е. вероятностной меры опасности причинения вреда окружающей среде. Во всем мире действует концепция допустимого (приемлемого) риска, т.е. такого, который приемлет общество в данный период времени, составляющий 10 ^-6.

Допустимость экологического риска основывается:

- на неизбежности потерь в экологических системах,

- сведении потерь к минимуму,

- реальной возможности восстановления потерь в экологической системе,

- предотвращении вреда здоровью человеку,

- соразмерности затрат предотвращенному экологическому ущербу.

В табл. 11.1 приведены показатели индивидуальных рисков среди жителей, проживающих в радиусе 80 км от ТЭС мощностью 1ГВт при работе на угле и на мазуте [8].

Таблица 11.1

Из приведенных данных следует, что топливо котельных не должно содержать серы более 0,5 %.

Применяется добровольное и принудительное страхование экологического риска.

В соответствии с ГОСТ 17.0.0.04-90 и СП 11-102-97 каждый объект должен иметь экологический паспорт, включающий в себя следующую информацию:

- природно-климатические характеристики, фоновые концентрации,

- характеристики выбросов, сбросов, отходов и физических воздействий,

- затраты на охрану окружающей среды, плата за выброс загрязнителей,

- показатель риска при аварийных выбросах в воздух и сбросах стоков.