Инженеры-строители должны
развивать биопозитивное строительство. Под биопозитивными
зданиями и сооружениями имеются в виду
здания, помогающие развитию живой природы
– флоры и фауны. Например, биопзитивные
инженерные конструкции:
- озеленяемые подпорные стены;
- шумо-защитные экраны, размещаемые вдоль магистралей и внутри кварталов;
- озеленяемые крыши, террасы, стены;
- биопозитивные подводные конструкции – коллекторы для разведения различных организмов и получения морепродуктов и др.
Большое внимание следует
уделять вопросам утилизации отходов
промышленности и строительства с целью производства дешёвых строительных
материалов и использования вторичной
энергии – тепла энергоносителей.
Для этого используются
основные виды отходов промышленности:
- отходящие дымовые газы тепловых агрегатов;
- пыли;
- жидкости;
- шламы;
- неиспользованные горные породы (вскрышные);
- отходы камнеобработки;
- бытовые отходы;
- отходы самого строительства (строительные конструкции и элементы с браком).
Инженеры-строители должны
знать современные способы и
методы утилизации отходов при производстве
различных строительных материалов (например, тяжелых,
легких, особо лёгких бетонов, камней из
шламов или терсы – отходов камнепиления
и др.), а также способы утилизации тепла
и газов биологических свалок (что в настоящее
время весьма актуально).
Инженерам-строителям необходимо применять современные достижения
в области разработки и создания нетрадиционных
(возобновлямых) источников энергии.
Все нетрадиционные источники
энергии рассматриваются применительно
к нуждам строительства, т.е. обеспечение
энергией и теплом с целью создания экономически чистых зданий:
- использование солнечной энергии с помощью различных типов гелеонагревателей;
- использование преобразователей солнечной энергии в электрическую;
- использование тепловых насосов для утилизации тепла;
- Использование энергии ветровых и волновых электростанций. Конструктивные решения таких станций можно совмещать со зданиями различного назначения в акватории и на территориях с постоянными сильными ветрами;
- Использование энергии подземного тепла.
Инженеры-строители должны
знать способы мониторинга за состоянием
окружающей среды с целью принятия своевременных
решений об изменениях в планах строительства
или эксплуатации построенных объектов.
Для сфер (воздушной, водной,
для земли и живой природы)
оценивают загрязнения (минеральные, химические, биологические, тепловые,
шумовые), а также уровень и движение грунтовых
вод, состояние, качественный и количественный
состав растительности, эрозия почв, шлейфы
выбросов в воздух и воду и многое другое.
Инженер-строитель обязан
знать правовые вопросы охраны окружающей
среды, свой обязанности и ответственность
за нарушение правовых актов (вплоть до
уголовной).
- Нормирование примесей атмосферы
Примеси, поступающие
в атмосферу, оказывают различное
токсическое воздействие на организм
человека.
Оксид углерода
СО. Воздействует на нервную и
сердечно-сосудистую системы, вызывает
удушье (соединяется с гемоглобином
крови, который становится неспособным
переносить кислород к тканям).
Поскольку оксид углерода - бесцветный
газ и не имеет запаха, это делает его особенно опасным. Первичные
симптомы отравления оксидом углерода
(появление болей в голове) возникают при
концентрациях СО около 200-220 мг/м3 при длительности
воздействия в течение 2-3 ч. При несколько
больших концентрациях СО появляется
ощущение пульса в висках, головокружение.
При наличии в воздухе оксидов азота токсичность
СО возрастает, поэтому допустимые концентрации
СО в воздухе должны быть снижены приблизительно
в 1,5 раза.
Оксиды азота NOx (NO, N2O3, NO2, N2O5). Основной выбрасываемый
оксид NO2 не имеет цвета и запаха, очень
ядовит, раздражающе действует на органы
дыхания человека. Особенно опасны оксиды
азота в городах, где они, взаимодействуя
с углеводородами выхлопных газов автомашин,
образуют фотохимический туман - «смог».
Отравление оксидами азота начинается
легким кашлем. При повышении концентрации
NOx возникает сильный кашель, рвота, иногда
головная боль. При контакте оксидов азота
с влажной поверхностью легких образуются
кислоты HNO3 и HNO2, что приводит к отеку легких.
При многочасовом воздействии переносимы
концентрации не выше 70 мг/м3. При концентрации
оксидов азота 10-20 мг/м3 ощущается запах.
При 3 мг/м3 не наблюдается никаких явлений.
Оксиды азота взаимодействуют со многими
материалами, разрушая их.
Диоксид серы SO2. Бесцветный газ с острым запахом; уже
в малых концентрациях (20-30 мг/м3) создает
неприятный вкус во рту; раздражает слизистые
оболочки глаз и дыхательные пути, при
концентрациях около 50 мг/м3 образуя последовательно
Н2SО3 и H2SO4. Порог запаха составляет 3-6 мг/м3.
В природе наиболее чувствительны
к SО2 хвойные и лиственные леса, так
как SO2 накапливается в листьях
и хвое. При содержании SO2 в воздухе
от 0,23 до 0,32 мг/м3 происходит усыхание сосны
за 2-3 года в результате нарушения
фотосинтеза и дыхания хвои. Аналогичные изменения у лиственных
деревьев возникают при концентрации
SO2 около 0,5-1,0 мг/м3.
Углеводороды (пары
бензина, пентан, гексан и др.).
Обладают наркотическим действием,
в малых концентрациях снижают
активность, вызывают головную боль, головокружение и т. п. Так, при вдыхании
в течение 8 ч паров бензина в концентрации
около 600 мг/м3 возникают головные боли,
кашель, неприятные ощущения в горле.
Особую опасность
представляют собой канцерогенные
вещества - непосредственный контакт
с ними живой ткани может привести к возникновению
злокачественной опухоли. Наиболее опасно
попадание этих веществ в органы дыхания.
Из организма канцерогенные вещества
не выводятся. К канцерогенным веществам
относится бенз(а)пирен (С20Н12), который
образуется в процессах пиролиза угля
и углеводородных топлив (при температуре
более 600° С), обнаруживается в саже, дымовых
газах и отработавших газах автомобилей.
Альдегиды (главным
образом формальдегид). При воздействии
на человека вызывают раздражающее
действие на слизистые оболочки глаз и дыхательные
пути. Запах формальдегида отмечается
при концентрации 0,2 мг/м3. Длительное пребывание
в атмосфере с концентрацией формальдегида
от 1,0 до 9,5 мг/м3 приводит к раздражению
слизистых оболочек глаз и дыхательных
путей, а при содержании формальдегида
до 20-70 мг/м3 отмечается головная боль,
слабость, потеря аппетита, бессоница,
сильное раздражение слизистых оболочек
глаз.
Атмосферная пыль
различного происхождения и химического
состава. Постоянно присутствует
в атмосфере. При неполном сгорании топлив
образуется сажа, которая представляет
собой высокодисперсный нетоксичный порошок,
на 90-95% состоящий из частиц углерода. Сажа
обладает большой адсорбционной способностью
по отношению к тяжелым углеводородам
и в том числе к бенз(а)пирену, что делает
сажу весьма опасной для человека.
Источником атмосферной
пыли является зола, образующаяся
при сгорании топлив и в
определенных количествах уносимая
в атмосферу отходящими газами.
В золе содержатся углерод,
углеводороды в виде смол и масел и неорганические
соединения.
Дисперсный состав
пылей и туманов определяет
их проникающую способность в
организм человека, устойчивость
пылевых выбросов в атмосфере
и почти всегда является решающим
фактором при выборе средств
и способов защиты атмосферы от пылевых выбросов
и туманов. Особую опасность для человека
представляют токсические тонкодисперсные
пыли с размером частиц 0,5-10 мкм, поступающие
в атмосферу с вентиляционными выбросами
и легко проникающие в органы дыхания.
Характерные размеры частиц некоторых видов
твердых и жидких примесей атмосферы приведены
ниже:
Таблица 2
Характерные размеры
частиц некоторых видов твердых
и жидких примесей атмосферы
Вид примеси |
Размер частиц, мкм. |
Вид примеси |
Размер частиц, мкм. |
Природный туман |
1-14 |
Масляный туман |
0,03-10 |
Табачный дым |
0,01-0,1 |
Промышленный дым |
<1,0 |
Земляная пыль |
1-100 |
Промышленная пыль |
0,01-400 |
Бактерии |
1-10 |
Возгоны |
1-5 |
Предельно допустимые
концентрации (ПДК) примесей. Основной
физической характеристикой примесей
атмосферы является концентрация - количество
вещества в единице объема воздуха при
нормальных условиях, обычно в мг/м3. Концентрация
примесей определяет физическое, химическое
и другие виды воздействия вещества на
окружающую среду и относится к основным
параметрам при нормировании допустимых
концентраций примеси в атмосфере.
Предельно допустимые концентрации
загрязняющих веществ в атмосфере
населенных пунктов регламентированы
списком Министерства здравоохранения
СССР № 1892-78 от 1 августа 1978 г.
с дополнениями № 2063-79 от 11 октября
1979 г. и № 2394-81 от 7 мая 1981 г., в соответствии
с которым установлены класс опасности
вещества, допустимые максимальная разовая
и среднесуточная концентрация примесей
(Для вредных веществ, ПДК которых не утверждены,
Министерством здравоохранения СССР определены
ориентировочные безопасные уровни вредности
(ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосфере
населенных пунктов. ОБУВ утверждается
сроком на 3 года). Приоритет научного обоснования
уровней допустимого содержания примесей
в атмосфере принадлежит советским ученым
и прежде всего В. Я. Рязанову.
ПДК - это максимальная концентрация
примеси в атмосфере, отнесенная
к определенному времени осреднения,
которая при периодическом воздействии
или на протяжении всей жизни
человека не оказывает на него вредного
действия, включая отдаленные последствия,
и на окружающую среду в целом.
Если вещество оказывает
на окружающую природу вредное
действие в меньших концентрациях,
чем на организм человека, то
при нормировании исходят из
порога действия этого вещества на
окружающую природу.
Максимальная разовая
ПДК - основная характеристика
опасности вредного вещества. Она
устанавливается с целью предупреждения
рефлекторных реакций у человека
(ощущение запаха, изменение биоэлектрической
активности головного мозга, световой чувствительности
глаз и др.) при кратковременном воздействии
атмосферных примесей. Среднесуточная
ПДК - для предупреждения общетоксического,
канцерогенного, мутагенного и другого
влияния вещества на организм человека.
Концентрации вредных веществ определяются
по пробам, отобранным в течение 20-30 мин.
Регламент отбора проб воздуха в селитебных
зонах определен ГОСТ 17.2.3.01-77.
Наибольшая концентрация. С каждого вредного вещества
в приземном слое не должна превышать
максимальной разовой предельно допустимой
концентрации, т. е. С ПДКмакс. При одновременном
присутствии в атмосфере нескольких вредных
веществ, обладающих однонаправленным
действием, их безразмерная суммарная
концентрация должна удовлетворять условию
С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + ... + Сn/ПДКn
≤ 1, (1)
где С1 С2, ..., Сn - концентрация
вредных веществ в атмосфере
в одной и той же точке местности,
мг/м3; ПДК1, ПДК2, ..., ПДКn - максимальные
разовые предельно допустимые концентрации
вредных веществ в атмосфере, мг/м3.
Эффектом однонаправленного
действия (суммации) обладает ряд
вредных веществ, например диоксиды
серы и азота; диоксид серы
и сероводород; сильные минеральные
кислоты (серная, соляная, азотная); этилен, пропилен, бутилен,
амилен; озон, диоксид азота, формальдегид
и др. Например, высоту труб современных
ТЭС рассчитывают из условия, что концентрации
SO2 и NOx в приземном слое атмосферы удовлетворяют
условию СSO2/ПДКSO2+СNOx/ПДКNOx ≤ 1. В табл. 9
приведены допустимые концентрации некоторых
наиболее характерных веществ, загрязняющих
атмосферу в городах и населенных пунктах.
Для сравнения приведены предельно допустимые
концентрации вредных веществ в атмосфере,
регламентированные в ФРГ. В США максимальные
ПДК (часовая норма) вредных веществ составляют,
мг/м3: по пыли - 0,12, по S02 - 0,75. Наибольшие
различия в ПДК относятся к оксидам азота,
по которым в ряде стран нормы вообще отсутствуют.
Только в СССР начиная с 1966 г. при нормировании
учитывается суммарное воздействие оксидов
SOx и NOx.
Предельно
допустимые выбросы (ПДВ). В соответствии
с требованиями ГОСТ 17.2.3.02-78 для
каждого источника загрязнения
атмосферы устанавливается предельно
допустимый выброс вредных веществ
из условия, что выбросы вредных веществ от данного
источника и совокупности источников
города или другого населенного пункта
с учетом перспективы развития промышленных
предприятий и рассеивания вредных веществ
в атмосфере не создадут приземную концентрацию,
превышающую ПДК для населения, растительного
и животного мира. Расчет ПДВ ведут в соответствии
с СН 369-74. Если на территории предприятия
действует несколько мелких одиночных
источников выбросов (например, вентиляционные
выбросы, выбросы от энергетических установок
и т. п.), то устанавливают суммарный ПДВ
для предприятия или объекта.