Атмосфера. Загрязнение атмосферы и его последствия. Способы очистки атмосферного воздуха.

Электрические установки, приборы и агрегаты широко распространены в различных отраслях техники и в быту. При работе с ними необходимо соблюдать требования электробезопасности, которые представляют собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от эл.тока, ЭМП, статического электричества.

Электрическим током называют всякое упорядоченное движение носителей зарядов. В металлах носителями зарядов являются электроны. За направление электрического тока принимается направление, противоположное направлению отрицательно заряженных частиц.

Силой токаназывают количество электрических зарядов, проходящих через поперечное сечение проводника за короткий промежуток времени. Если за любые равные промежутки времени проходят одинаковые заряды, то ток называют постоянным.Переменнымназывается ток, сила и направление которого изменяются во времени.

Принято различать три ступени воздействия тока на организм человека:

· ощутимый ток вызывает у человека мало болезненные ощущения и человек самостоятельно может освободиться от провода или токоведущей части. При переменном токе промышленной частоты (50 Гц) ощущения появляются при значении тока 0.6-1.5 мА. Для постоянного тока пороговое значение 6-7 мА.

· не отпускающий токпри силе переменного тока 10-15 мА и постоянного 50-70 мА у человека возникают непреодолимые болезненные судорожные сокращения мышц, он не может самостоятельно освободиться от воздействия тока.

· фибриляционный ток вызывает быстрые хаотичные и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибриллы), в результате сердце теряет способность прокачивать кровь и наступает смерть. Величина порогового фибрилляционного тока составляет 100мА при продолжительности воздействия более 0.5 с, а для постоянного тока 300 мА той же продолжительности (табл. 2.19). Электрический ток, проходя через живые ткани, оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействия. Это приводит к различным нарушениям в организме, вызывая как местные повреждения тканей и органов, так и общее повреждение организма (рис. 2.24).

Таблица 2.19 - Характер воздействия постоянного и переменного токов на организм человека

Рисунок 2.24 – Действие электрического тока на человека

Приблизительное распределение по видам электротравм в процентах от всех несчастных случаев, связанных с электротравмами в промышленности:

· местные электротравмы - 20%;

· электрические удары - 25%;

· смешанные электротравмы – 55%.

В зависимости от паталогических процессов, возникающих при поражении электрическим током, принято, условно, следующим образом классифицировать общие электротравмы:

· электрические удары I степени – наличие судорожного сокращения мышц без потери сознания;

· электрические удары II степени – судорожные сокращения мышц, сопровождающееся потерей сознания;

· электрические удары III степени – потеря сознания и нарушение функций сердечной деятельности или дыхания (возможно и то и другое);

· электрические удары IV степени – клиническая смерть

Все перечисленные выше поражения электрическим током происходят по различным причинам (рис. 2.25). Каждый случай поражения электрическим током имеет свои индивидуальные особенности. Однако, с теоретической точки зрения (анализа физической природы источников электроэнергии и количественной оценки параметров тока) всё множество причин протекания через тело человека тока подразделяется на следующие типовые схемы:

- двухполюсное прикосновение – одновременное прикосновение к 2 полюсам электроустановки, находящейся под напряжением;

- однополюсное прикосновение – прикосновение к полюсу электроустановки, находящейся под напряжением;

- остаточный заряд;

- наведённый заряд;

- заряд статического электричества (между проводящими телами; разряды с заряженного диэлектрика на проводящие конструкции; коронирование диэлектриков; разряды в следе скольжения);

- напряжение шага – напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага (0.8 м), на которых одновременно стоит человек;

- электрический пробой воздушного промежутка.

Исход поражения зависит от многих факторов: силы тока и времени его прохождения через организм, характеристики тока (переменный или постоянный) пути тока в теле человека, частоты колебаний (при переменном токе). Факторы, влияющие на исход поражения, приведены на рисунке 2.26

Рисунок 2.26 – Факторы, влияющие на исход поражения током

Величина тока. Опасность воздействия электрического тока на человека оценивается по ответной реакции организма. С увеличением тока четко проявляется несколько качественно отличных ответных реакций: ощущение, судорожное сокращение мышц, неотпускание (для переменного тока), болевое ощущение (для постоянного тока), фибрилляция сердца и спазм легких. По степени воздействия на организм человека различают: неощутимый ток, ощутимый ток, отпускающий, неотпускающий и смертельный. Пороговые значения величины тока приведены в таблице 2.20.

Таблица 2.20 – Пороговые значения величины тока, мА

Время воздействия электрического тока. В настоящее время общепринятым пределом опасности электрического тока считается значение 100 мА при продолжительности воздействия 3 с. Однако можно выдержать и значительно большее значение тока, если время его воздействия будет мало.

Род тока, как и прочие факторы, определяет исход поражения электрическим током. Электрический ток разделяется на: постоянный и непостоянный. Постоянный ток примерно в 3 – 4 раза менее опасен переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений до 250 – 300 В. При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает и при напряжениях 400 – 600 В практически равна опасности переменного тока частотой 50 Гц. При напряжениях более 600 В постоянный ток становится более опасен, чем переменный, особенно в момент замыкания или размыкания цепи. В таблице 2.21 приведены предельно допустимые уровни (ПДУ) напряжений прикосновения U_при токов I: с увеличением ПДУ напряжений и токов должно быть ограничено время их воздействия.

Таблица 2.21 – Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов

Электрическое сопротивление тела человека. Электрическое сопротивление различных тканей тела человека неодинаково. Например, при токе частотой 50 Гц удельное объемное сопротивление, Ом·м, составляет: для сухой кожи — 3000...20000; кости (без надкостницы)— 10000...2000000; жировой ткани — 30...60; мышечной ткани — 1,5...3; крови — 1...2; спинномозговой жидкости — 0,5...0,6. Таким образом, кожа характеризуется очень большим удельным сопротивлением, которое служит главным фактором, определяющим сопротивление тела человека в целом.

Сопротивление тела человека R_ч колеблется в пределах от 1000 до 100 000 Ом и равно сумме двух одинаковых активных сопротивлений наружного слоя кожи R_н, в совокупности составляющих наружное сопротивление тела человека и внутреннее сопротивление тела R_B,. Факторами, приводящими к уменьшению сопротивления тела человека являются:

- увлажнение поверхности кожи;

- увеличение площади контакта;

- время воздействия.

Сопротивление тела человека является непостоянной величиной, зависящей от многих факторов: приложенного напряжения, состояния кожного покрова, места и площади контакта, формы токоведущей части и т. д. Сопротивление тела человека уменьшается при увеличении воздействующего напряжения.

Путь прохождения электрического тока. При воздействии на человека электрического тока возможны различные пути его прохождения через человека. При движении тока через жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозг – опасность их поражения резко возрастает. Если же ток проходит иными путями, то его воздействие на жизненно важные органы может быть рефлекторным, т.е. через центральную нервную систему, благодаря чему вероятность тяжелого исхода резко уменьшается. Характерными, обычно встречающимися в практике являются не более 15 петель, однако самые распространенные из них (6 петель) приведены в таблице 2.22

Таблица 2.22 – Характеристика наиболее распространенных путей тока в теле человека

Частота тока. До последнего времени считалось, что наиболее опасным для человека электрический ток частотой 50 – 60 Гц. Последние исследования позволили уточнить эти данные. С ростом частоты тока от 50 Гц до 15 кГц величины отпускающих токов возрастают, за исключением частоты 200 Гц, которая может рассматриваться как наиболее физиологически активная.

Опасность включения человека в электрическую цепь оценивается условиями, определяющими величину тока, проходящего через тело человека, или напряжением прикосновения (табл.2.24). Трехфазные сети с глухо заземленной нейтралью и нулевым проводом получили наибольшее распространение, так как позволяют не только питать трехфазные электропотребители, но и получать фазное напряжение (фаза – нуль) для обеспечения включения осветительных приборов и ручного электрифицированного инструмента.

. Таблица 2.24 – Расчётные зависимости для оценки опасности для человека электрических цепей

Трехфазные электрические цепи	Однофазные электрические цепи
С изолированной нейтралью при однофазном прикосновении	С заземленной нейтралью	С изолирован-ной от земли нейтралью	Заземленные
При двухфазном прикосновении	В аварийном режиме   Uч – меньше линейного, но больше фазного	На полюсе в исправном состоянии В аварийном режиме	В средней точке
Сопротивление тела человека 1кОм Одежды – 10-15 кОм Обуви 25-5000 кОм Опоры – 2 кОм
ω - угловая частота сети

Анализируя различные случаи прикосновения человека к проводам 3-х фазных электрических сетей, можно сделать следующие выводы:

1) наименее опасным является однофазное прикосновение к проводу исправной сети с изолированной нейтралью;

2) при замыкании одной из фаз на землю, опасность прикосновения к исправной фазе больше, чем в исправной сети при любом режиме нейтрали;

3) наиболее опасным является 2-х фазное прикосновение при любом режиме нейтрали.

Анализ величин токов, проходящих через тело человека при прикосновении к сетям однофазного тока, свидетельствует о том, что:

1) при различных случаях прикосновения к однофазным сетям постоянного тока наиболее опасно 2-х полюсное прикосновение при любом режиме сети относительно земли (изолированной или заземленной на полюсе или в средней точке), т.к. в этом случае ток, протекающий через тело человека, определяется только сопротивлением его тела;

2) наименее опасно однополюсное прикосновение к проводу изолированной сети в нормальном режиме работы

Пробой изоляции, замыкание электрической цепи на землю или преднамеренное соединение электрической цепи на землю вызывают растекание тока в земле. Оно обусловлено появлением разности потенциалов между отдельными точками земли или между заземленным электрооборудованием и землей. В наиболее простом случае, например при замыкании токоведущего провода на землю, его можно рассматривать в виде контакта полусферы с землей, имеющей однородное удельное сопротивление ρ. Принято считать, что линии тока в земле идут по радиусам от центра полусферы. Пространство вокруг полусферы (заземлителя), где наблюдается прохождение тока замыкания на землю, называется полем растекания.

Другим видом опасности при явлении растекания тока в земле может быть опасность шагового напряжения U_ш. Шаговое напряжение определяется разностью потенциалов, над которой находятся ноги человека (рис. 2.28).

Рисунок 2.28 – Напряжение шага при одиночном заземлителе

Если одна нога человека касается земли на расстоянии х от точки контакта провода с землей, а другая находится на расстоянии х + а (а – ширина шага, м), то шаговое напряжение будет равно:

(2.31)

По мере удаления от заземлителя опасность шагового напряжения снижается и на расстоянии 20 м не представляет опасности.

Атмосфера. Загрязнение атмосферы и его последствия. Способы очистки атмосферного воздуха.

Атмосфера – это газообразная оболочка планеты, состоящая из смеси пыли, газов и водяных паров. Формирует климат на планете и регулирует водный режим. Защищает от ультрафиолета, космических и рентгеновских лучей.

А-Тропосфера 1500 м

В-Стратосфера 55 км

С – Мезосфера 80 км

Д – Термосфера или ионосфера 500 км

Е – Экзосфера 1000 км

Основные газы, слагающие атмосферу:

1. Азот 78,09%. В газообразном состоянии инертен, а форме нитритов и нитратов активен и играет важную роль в биолог обмене веществ

2. Кислород 20,94% самый активный элемент в обмене веществ.

3. Диоксид углерода 0,03%. Оказывает существенное влияние на погоду и климат. Поступление из вулканов и горячих источников, при дыхании животных и лесных пожарах, хорошо раств в воде.

4. Оксид углерода и инертные газы: водород и метан. В результате естественного распада урана, тория и радона.

На высоте 19-35 км формируется озоновый слой. Весной озона больше. Его общее содержание 2,1%, но он отражает до 95% у-ф лучей.

5. Вода и аэрозоли. При ионизации водяных паров образуется облака.

Первичным источником солнечного тепла служит солнечная радиация, которая поверхности З. достигает в малых долях. Часть энергии отражается, а часть поглощается в виде тепловой энергии. Эта энергия называется КОНВЕКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ В АТМОСФЕРЕ.

При горизон т вертикальном перемещение газов и вод паров происходит трансформация воздуха. Особенно интенсивно такое перемешивание на стыке суша-океан. Зоны, образующиеся при сближении масс воздуха называют воздушными ФРОНТАМИ, где образуются циклоны и антициклоны, которые влияют на концентрацию загр веществ в атмосфере.

Загрязнители атмосферы – это присутствие в воздухе газов, паров, твердых и жидких веществ, тепла, излучений, неблагоприятно влияющих на природные и техногенные компоненты.

1.

Виды загрязнения

1. Механический. При сжигании топлива и в процессе производства строит материалов. Pb, Hg, фосфаты.

2. Физический. Пыль, световое, шумовое, электромагнитное, радиоактивные вещва.

3. Биологическое. Микропотогенная флора.

Антропогенная нагрузка на атм велика.

Рассказать про озоновый слой. Ежегодна толщина уменьшается на 0,1%, значит через 50 лет уменьшится на 5-10%. Кроме того частое исп-е радиоактивных двигателей и ядерные испытания, радиоакт отходы приводят к ионизации воздуха, которые (ионы) определяют электрические св-ва атмосферы – возникают ионосферные дыры.

Большое содержание углекисл газа и метана приводит к парниковому эффекту и потеплению климата. Уже на 2 градуса теплее.

Кроме природных существуют еще и промушленные загрязнители, которые разрушают организм человека.

Наиболее опасные, Cl, Hg, SO4, CO2, ангидриды и кетоны, которые в малых концентрациях разрушают нервную систему. Период смога и штиля – самое опасное время.

Большое содержание а атмосферы серы, фосрора, хлора – приводят к кислотным дождям.

Классификация пылеулавливающего оборудования основана на принци-пиальных особенностях механизма отделения твердых частиц от газовой фазы. Это оборудование можно разделить на 4 типа (смотрите рисунок РАЗДАТКА).

Широко используются и являются наиболее легкими аппараты сухой очи-стки.

Аппараты мокрой очистки или скрубберы имеют широкое распростране-ние, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от частиц от частиц мелкозернистой пыли с размером более 0,3-1 мкм, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. ( Смотрите рисунок 24 РАЗДАТКА).

Аппараты фильтрационной очистки предназначены для тонкой очистки газов за счет осаждения частиц пыли на поверхность пористых фильтрующих пе-регородок. Недостаток – большие габариты. (Смотрите рисунок 25 РАЗДАТКА).

Аппараты электрофильтрационной очистки (смотрите рисунок 26 РАЗДАТКА) пред-назначены для очистки больших объемных расходов газа от пыли и тумана (мас-ляного), в частности дымовых газов. Конструкции разнообразны, но основаны на осаждении частиц пыли в электрическом поле.

По типу перегородки фильтры бывают:

-с зернистым слоем

- с гибкими пористыми перегородками

- с полужесткими перегородками

- с жесткими пористыми перегородками

Выбор их зависит от многих факторов: - требования к очистки и условия их работы; - степени очистки; - температуры, - влажности, - размера пыли, - агрессивности и т.д.

На предприятиях обычно 2 режима работы – фильтрация (непосредственно работа) и регенирация ( очистка в основном встряхиванием, продувкой и промывкой).

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ

1 Метод абсорбции обеспечивает очистку газовых выбросов путем разделения газовоздушной смеси на составляющие за счет поглощения вредных примесей из смеси с жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора;

1. Метод хемосорбции заключается в поглощении примесей твердыми и жидкими поглотителями с образованием малолетучих и малорастворимых химических соединений.

Достоинства этих методов в непрерывности ведения технологического процесса и экономичности очистки больших количеств газовых выбросов.

ЭТО ВСЕ АДСОРБЦИЯ.

Кроме этих существую еще способы снижения загрязнителей.

Термическая нейтрализация обеспечивает окисления токсичных примесей в газовых сбросах до менее токсичных при наличии сводобного кислорода и высокой температуры.

Прямое сжигание осуществ тогда, когда газы содержат достаточно тепла, необход для сгорания

Термическое окисление примесей происходит тогда, когда отходящие газы имеют высокую температуру, но в них нет достаточного кол-ва кислорода для сжигания.

Мероприятия по предотвращению выбросов в атмосферу можно разделить на группы:

- усовершенствование технологических процессов;

- применение более совершенных конструкций;

- модернизация методов пылеулавливания;

- герметизация агрегатов и материальных потоков;

- предварительная термоподготовка топлива;

- замкнутость ресурсного цикла и последующая полная ликвидация загрязнителя или его вторичное использование.