[Править] Физические свойства ионизирующих излучений
Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц — ядер гелия-4. Альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги. Бета-излучение — это поток электронов, возникающих при бета-распаде; для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной в несколько миллиметров. Гамма-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, поскольку состоит из высокоэнергичных фотонов, не обладающих зарядом; для защиты эффективны тяжёлые элементы (свинец и т. д.), поглощающие МэВ-ные фотоны в слое толщиной несколько см. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.
По механизму взаимодействия с веществом выделяют непосредственно потоки заряженных частиц и косвенно ионизирующее излучение (потоки нейтральных элементарных частиц — фотонов и нейтронов). По механизму образования — первичное (рождённое в источнике) и вторичное (образованное в результате взаимодействия излучения другого типа с веществом) ионизирующее излучение.
Энергия частиц ионизирующего излучения лежит в диапазоне от нескольких сотен электронвольт (рентгеновское излучение, бета-излучение некоторых радионуклидов) до 1015 — 1020 и выше электронвольт (протоны космического излучения, для которых не обнаружено верхнего предела по энергии).
Длина пробега и проникающая способность сильно различаются — от микрометров в конденсированной среде (альфа-излучение радионуклидов, осколки деления) до многих километров (высокоэнергетические мюоны космических лучей).
[Править] Единицы измерения
Разные типы ионизирующего излучения обладают разным разрушительным эффектом и разным способом воздействия на биологические ткани. Соответственно, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятие относительной биологической эффективности излучения, которая измеряется с помощью коэффициента качества. Для рентгеновского, гамма- и бета-излучений коэффициент качества принят за 1. Альфа-излучение и осколки ядер имеют коэффициент качества составляет 10…20. Нейтроны — 3…20 в зависимости от энергии. Для заряженных частиц биологическая эффективность прямо связана с линейной передачей энергии данного типа частиц (средняя потеря энергии частицей на единицу длины пробега частицы в ткани).
Для учёта биологического эффекта поглощённой дозы была введена эквивалентная поглощённая доза ионизирующего излучения, численно равная произведению поглощённой дозы на коэффициент биологической эффективности. В системе СИ эффективная и эквивалентная поглощенная доза измеряется в зивертах (Зв, англ. sievert, Sv).
Ранее широко применялась единица измерения эквивалентной дозы бэр (Биологический Эквивалент Рентгена для гамма-излучения, англ. rem). Эквивалентная доза 1 бэр соответствует облучению гамма-квантами с поглощённой дозой 1 рентген. Эквивалентная поглощённая доза приводится к поглощённой дозе гамма-излучения, поскольку массовые измерительные приборы регистрируют в основном именно гамма-излучение, и такая величина наиболее соответствует возможностям измерений. Для рентгеновского и гамма-излучений 1 бэр = 0,01 Зв, соответственно принимают, что 1 рентген = 0,01 Зв.
Помимо биологической эффективности, необходимо учитывать проникающую способность излучений. Например, тяжёлые ядра атомов и альфа-частицы имеют крайне малую длину пробега в сколько-нибудь плотном веществе, поэтому радиоактивные альфа-источники опасны при попадании внутрь организма. Наоборот, гамма-излучение обладает значительной проникающей способностью.
Некоторые радиоактивные изотопы способны встраиваться в процесс обмена веществ живого организма, замещая неактивные элементы. Это приводит к удержанию и накоплению радиоактивного вещества непосредственно в живых тканях, что существенно увеличивает опасность контакта. Например, широко известны йод-131, изотопы стронция, плутония и т.п.. Для характеристики этого явления используется понятие период полувыведения изотопа из организма.
2. Ионообменный метод очистки воды
Ионообменный метод очистки воды применяют для обессоливания и очистки воды от ионов металлов и других примесей. Сущность ионного обмена заключается в способности ионообменных материалов забирать из растворов электролита ионы в обмен на эквивалентное количество ионов ионита.
Очистку воды осуществляют ионитами - синтетическими ионообменными смолами, изготовленными в виде гранул размером 0,2...2 мм. Иониты изготовляют из нерастворимых в воде полимерных веществ, имеющих на своей поверхности подвижный ион (катион или анион), который при определенных условиях вступает в реакцию обмена с ионами того же знака, содержащимися в воде. Различают сильно- и слабокислотные катиониты (в Н+- или Na+- форме) и сильно- и слабоосновные аниониты (в ОН- или солевой форме), а также иониты смешанного действия. Основополагающим фактором кинетики процесса является скорость ионообмена между ионами воды и омываемой частицей смолы. На наружной поверхности омываемой частицы образуется неподвижная водяная пленка, толщина которой зависит от скорости потока очищаемой воды и размеров зерна смолы. Ион, который стремится попасть внутрь частицы смолы, в функциональную группу, должен диффундировать из воды через пленку, пройти через граничную поверхность частицы и внутри смолы в растворе набухания устремиться к ассоциации с функциональной группой. Диффузия ионов через пленку является важнейшим этапом процесса.
Избирательное поглощение молекул поверхностью твердого адсорбента происходит вследствие воздействия на них неуравновешенных поверхностных сил адсорбента.
Ионообменные смолы имеют возможность регенерации. После истощения рабочей обменной емкости ионита он теряет способность обмениваться ионами и его необходимо регенерировать. Регенерация производится насыщенными растворами, выбор которых зависит от типа ионообменной смолы. Процессы восстановления, как правило, протекают в автомати взрыхление - 10 - 15 мин, на фильтрование регенерирующего раствора - 25 - 40 мин, на отмывку - 30 - 60 мин. Ионообменную очистку реализуют последовательным фильтрованием воды через катиониты и аниониты.
В зависимости от вида и концентрации примесей в воде, требуемой эффективности очистки используют различные схемы ионообменных установок.
Умягчение воды катионированием. Умягчение воды катионированием - один из методов умягчения (обессоливания) воды.
Катионирование - процесс обработки воды методом ионного обмена, в результате которого происходит обмен катионов. В зависимости от вида ионов (Н+ или Na+), находящихся в объеме катионита, различают два вида катионирования: Н-катионирование и Na-катионирование.
Натрий-катионитовый метод применяют для умягчения воды с содержанием взвешенных веществ в воде не более 8 мг/л и цветностью воды не более 30 град. Жесткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до значений 0,05 - 0,1 мг-экв/л, при двухступенчатом - до 0,01 мг-экв/л. Процесс Nа-катионирования описывается следующими реакциями обмена: Регенерация Na-катионита достигается фильтрованием через него со скоростью 3-4 м/ч 5-8% раствора NaCl (рис.1.2).
Рис.1.2. Схема одноступенчатого Натрий-катионирования воды.
Достоинства NaCl (поваренной соли) как регенерационного раствора: дешевизна; доступность.
Водород-катионитовый метод применяют для глубокого умягчения воды. Этот метод основан на фильтровании обрабатываемой воды через слой катионита, содержащего в качестве обменных ионов катионы водорода.
При Н-катионировании воды значительно снижается рН фильтрата за счет кислот, образующихся в ходе процесса. Углекислый газ, выделяющийся при реакциях умягчения, можно удалить дегазацией. Регенерация Н-катионита в этом случае производится 4 - 6% раствором кислоты (HCl, H2SO4). Иониты, в зернах которых при ионообменном процессе происходит обмен катионов, называют катионитами.
Энергия вхождения различных катионов в катионит по величине их динамической активности может быть охарактеризована для одинаковых условий следующим рядом: Na+<nh4+<k+<Мg2+<Са2+<А13+
Каждый катионит обладает определенной обменной емкостью выражающейся количеством катионов, которые катионит может обменять в течение фильтроцикла. Обменную емкость катионита измеряют в грамм-эквивалентных задержанных катионов на 1 м3 катионита, находящегося в набухшем (рабочем) состоянии после пребывания в воде, т. е. в таком состоянии, в котором катионит находится в фильтре. Различают полную и рабочую обменную емкость катионита. </nh4+<k+<Мg2+<Са2+<А13+
Полной обменной емкостью называют то количество катионов, которое может задержать 1 м3 катионита, находящегося в рабочем состоянии, до того момента, когда жесткость фильтрата сравнивается с жесткостью исходной воды.
Рабочей обменной емкостью катионита называют то количество катионов, которое задерживает 1 м3 катионита до момента «проскока» в фильтрат катионов. Рабочая обменная емкость катионита зависит от вида извлекаемых из воды катионов, cоотношения солей в умягчаемой воде, значения рН, высоты слоя катионита, скорости фильтрования, режима эксплуатации катионитовых фильтров, удельного расхода регенерирующего реагента и от других факторов. Обменную емкость, отнесенную ко всему объему катионита, загруженного в фильтр, называют емкостью поглощения.
Обессоливание воды ионным обменом. Для очистки сточных вод от анионов сильных кислот применяют технологическую схему одноступенчатого Н-кати-онирования и ОН-анионирования с использованием сильнокислотного катионита и слабоосновного анионита.
Для более глубокой очистки сточных вод, в том числе от солей, применяют одно-или двухступенчатое Н-катионирование на сильнокислотном катионите с последующим двухступенчатым ОН-анионированием на слабо-, а затем на сильноосновном анионите регенерации (хорошо При содержании в сточной воде большого количества диоксида углерода и его солей происходит быстрое истощение емкости сильноосновного анионита. Для уменьшения истощения сточную воду после катионитового фильтра дегазируют в специальных дегазаторах с насадкой из колец Рашига или в других аппаратах. При необходимости обеспечивать значение рН ~ 6,7 и очистки сточной воды от анионов слабых кислот вместо анионитовых фильтров второй ступени используют фильтр смешанного действия, загружаемый смесью сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита.
Метод обессоливания воды ионным обменом основан на последовательном фильтровании воды через Н-катионитовый, а затем ОН-, НСО3- или СО3- анионитовый фильтр.
В Н-катионитовом фильтре содержащиеся в воде катионы, главным образом Ca2+, Mg2+ и Na+, обмениваются на водород-катионы. В ОН-анионитовых фильтрах, которые проходит вода после Н-катионитовых, анионы образовавшихся кислот обмениваются на ионы ОН-. Образующийся в процессе разложения гидрокарбонатов СО2 удаляется в дегазаторе.
Требования к воде, подаваемой на Н-ОН фильтры:
1. взвешенные вещества - не более 8 мг/л;
2. общее солесодержание - до 3 г/л;
3. сульфаты и хлориды - до 5 мг/л;
4. цветность - не более 30 градусов;
5. окисляемость перманганатная - до 7 мгО2/л;
6. железо общее - не более 0,5 мг/л;
7. нефтепродукты - отсутствие;
8. свободный активный хлор - не более 1 мг/л.
Если исходная вода не отвечает данным требованиям, то необходимо провести предварительную подготовку воды.
В соответствии с необходимой глубиной обессоливания воды проектируют одно-, двух- и трехступенчатые установки, но во всех случаях для удаления из воды ионов металлов применяют сильнокислотные Н-катиониты с большой обменной способностью.
Одноступенчатые ионообменные установки применяют для получения воды с солесодержанием до 1 мг/л (но не более 20 мг/л), это может быть: получение питьевой воды; получение воды, используемой в некоторых технологических процессах; подготовка воды перед стадией глубокого обессоливания; некоторые случаи при доочистке сточных вод.
В одноступенчатых ионитовых установках воду последовательно пропускают через группу фильтров с Н-катионитом, а затем через группу фильтров со слабоосновным анионитом; свободный оксид углерода(СО2) удаляется в дегазаторе, устанавливаемом растворимые CaCl2 после катионитовых или анионитовых фильтров, если они регенерируются раствором соды или гидрокарбоната. В каждой группе должно быть не менее двух фильтров. Через ионитовую установку пропускают лишь часть воды с тем, чтобы после смешения ее с остальной водой получить в опресненной воде солесодержание, отвечающее лимитам потребителя. Рис.1.3.
3. Экологические фонды – это денежные средства, используемые на мероприятия природоохранного назначения.
На счета экологического фонда поступают:
средства в виде платы за использование природных ресурсов как в пределах установленных нормативов, так и сверх установленных нормативов;
средства в виде платы за загрязнение окружающей среды как в пределах установленных лимитов, так и сверх установленных нормативов;
средства, получаемые по искам о возмещении вреда, взысканные судами и арбитражными судами, и штрафы за экологические правонарушения;
средства от реализации конфискованных орудий охоты и рыболовства;
добровольные отчисления предприятий и взносы граждан, в том числе и иностранных;
средства в виде дивидендов, процентов по вкладам;
доходы от издательской деятельности фондов.
Нормативы распределения средств экологических фондов различных уровней, установленные законом, выглядят следующим образом: 60% средств направляется на реализацию природоохранных мероприятий местного (городского, районного) значения, 30% - на природоохранные мероприятия республиканского, краевого, областного значения и 10% - на мероприятия федерального и межрегионального значения.
Средства экологических фондов предназначены для следующих целей: финансирование мероприятий по воспроизводству природных ресурсов; финансирование мероприятий по охране и восстановлению природных ресурсов; финансовой поддержке строительства очистных сооружений; финансовой поддержки внедрения экологически чистых технологий; возмещение ущерба гражданам за причинение вреда здоровью; финансирования экологического воспитания и образования; финансирования других мероприятий, связанных с природоохранной деятельностью.
С целью улучшения рационального использования природных ресурсов определяется экономический эффект природоохранных мероприятий, который должен включать в себя не только экономию годового объема текущих затрат за счет осуществления природоохранных мероприятий, но и общий предотвращенный ущерб.
4. Организационная структура системы сертификации.
Организационная структура системы включает: - Руководящий орган системы НКЭБ - Методический центр (МЦ ССП) - Органы по сертификации (ОС ССП). Руководящий орган системы ССК выполняет следующие функции:
- осуществляет общее управление системой ССП;
- организует развитие системы ССП;
- обеспечивает в установленном порядке взаимодействие в области сертификации с органами других систем сертификации, Госстандартом России, Торгово-промышленной палатой РФ, территориальными и местными торгово-промышленными палатами, с зарубежными организациями и органами по сертификации, с федеральными органами исполнительной власти;
- заключает договора с организациями, выразившими желание войти в систему ССК в качестве органа по сертификации, в том числе на проведение аккредитации.
Методический центр организован на базе НКЭБ и функционирует с привлечением сторонних специалистов. Методический Центр ССП выполняет следующие функции:
- разрабатывает правила и порядок проведения сертификации и другие организационно-методические документы системы ССП, обеспечивает ими участников Системы сертификации, осуществляет совершенствование документов Системы ССП;
- проводит аккредитацию ОС ССП;
- осуществляет обучение и сертификацию экспертов ССП;
- рассматривает по поручению Руководящего органа апелляции;
- осуществляет методическое обеспечение и ведет учет ОС ССК, обеспечивает их бланками сертификатов ССК;
- организует ведение реестров выданных аттестатов аккредитации и экспертов.
Орган по сертификации выполняет следующие функции:
- рассматривает заявки на сертификацию и определяет по согласованию с заявителем схемы сертификации;
- заключает с заявителями договора на проведение сертификации;
- формирует и организуют работу комиссий по сертификации;
- проводит сертификацию;
- оформляет и регистрируют в реестре сертификаты;
- ведёт учет действующих сертификатов;
- осуществляет инспекционный контроль за сертифицированной продукцией;
- осуществляет взаимодействие с администрацией региона, территориальными торгово-промышленными палатами, общественными организациями.
ОС вправе предоставлять информацию для СМИ об организациях, получивших сертификат, и об аннулированных сертификатах.
Аккредитация органов по сертификации.
Для работы в рамках ССК в качестве органа по сертификации (ОС) могут быть аккредитованы организации -- юридические лица и их подразделения, отделы, филиалы, представляемые для аккредитации руководителями этих юридических лиц отечественных и зарубежных. Аккредитация ОС проводится с целью установления компетентности организации и её готовности проводить работы по сертификации на необходимом уровне в соответствии с требованиями Системы ССК. Аккредитация может проводится как на весь комплекс работ по сертификации, так и на отдельные виды работ в рамках Системы ССК. Аккредитация ОС проводится по инициативе организаций, принявших решение выполнять функции ОС. Организации, претендующие на аккредитацию и функционирование в качестве ОС, должны документально выразить свое признание всех правил ССК, ее символики (включая ее знак соответствия) и в дальнейшем неукоснительно соблюдать их. Аккредитация завершается выдачей аттестата аккредитации с указанием области аккредитации и срока действия. Порядок аккредитации органов по сертификации устанавливаются документами Системы ССК с учетом требований ГОСТ Р 51.0005-96 и ГОСТ Р 51 0006-96 и соответственно зарубежного опыта. Договор на аккредитацию включает в себя условия проведения аккредитации, а также условия взаимоотношения ОС и руководящего органа системы на этапе функционирования ОС.
Порядок проведения сертификации.
Проведение сертификации включает: - подачу заявки на сертификацию; - принятие решения по заявке; - оформление хозяйственного договора; - проверка соответствия фактических показателей нормативно установленным; - оценка (расчет) качества и/или экологической чистоты продукции; - принятие решения о выдаче сертификата; - оформление, регистрацию и выдачу сертификата; - предоставление держателю сертификата права на применение знака соответствия; - осуществление инспекционного контроля; - участие в разработке корректирующих мероприятий при нарушении установленных требований и контроль за их выполнением. Заявитель обращается в аккредитованный орган по сертификации с заявкой на сертификацию. При наличии нескольких органов по сертификации заявитель вправе направить заявку в любой орган.
Орган по сертификации, получивший заявку, рассматривает ее, не позднее 2-х недель с момента получения принимает решение по заявке и при положительном решении направляет проект договора заявителю. После получения от заявителя подписанного договора орган по сертификации приступает к работе по сертификации. В случае отрицательного решения по заявке заявителю направляется аргументированный отказ. Для проведения сертификационной проверки орган по сертификации формирует комиссию, в состав которой включаются эксперты системы ССК, кандидаты в эксперты (стажеры) и консультанты, при необходимости, эксперты и специалисты из конкретных отраслей, от Методического центра.
Инспекционный контроль.
Инспекционный контроль (ИК) за сертифицированным производством проводится органом, проводившем сертификацию, на договорной основе с заявителем (в составе Договора на сертификацию). ИК проводится в случае поступления достоверной информации о претензиях органов государственного контроля, общественных организаций, и других организаций. Инспекционный контроль как правило содержит следующие виды работ: - анализ поступающей информации о сертифицированной продукции; - создание комиссии для проведения ИК; - проведение проверки производств; - оформление результатов контроля и принятие решения. При проведении инспекционного контроля и при формировании выводов необходимо учитывать сущность и масштабность претензий. Результаты инспекционного контроля оформляются актом, в соответствии с которым дается оценка соответствия реальных факторов установленным ранее требованиям в процессе сертификации и делается заключение о возможности (невозможности) сохранения действия выданного сертификата. Акт хранится в органе по сертификации, а его копии направляются держателю сертификата, организациям, принимавшим участие в контроле, и в МЦ ССК. Результаты инспекционного контроля отражаются в реестре выданных сертификатов.
По результатам инспекционного контроля может быть принято одно из следующих решений: - сохранить действие сертификата; - приостановить действие сертификата; - отменить действие сертификата.
5. Дополнительное оборудование, поставляемое по специальному заказу: дожигатель; разбавитель переносной РП-1 1:10, РП-2 1:100; устройство пробоподготовки УП-1/1 для отбора проб с коэффициентом разбавления 1:100 при температуре до +200°С; устройство пробоподготовки УП-1/2 для отбора проб с коэффициентом разбавления 1:100 при температуре до +1200°С; зонд отбора проб длиной1,6 м; сумка – кофр; фильтр сорбционный ФС-1; фильтр пылевой ФП-1.
Примечания:
1) по согласованию с заказчиком газоанализатор может быть доукомплектован датчиками для измерения физических факторов в атмосферном воздухе и на рабочих местах:
- метеопараметры (температура, давление, влажность);
- шум;
- вибрация;
- освещённость и другие физфакторы;
2) при установке метеодатчиков автоматически производится корректировка по температуре и давлению.
Принцип действия газоанализатора комбинированный и основан на следующих методах измерений:
а) со встроенными датчиками:
- электрохимический (СО, О2, Н2 и др.);
- термокаталитический (СН4, гексан и др.);
- полупроводниковый (стирол, бензол и др.);
б) со сменной химкассетой:
- оптронноспектрометрический;
в) с дожигателем и химкассетой:
- конверсионный оптронноспектрометрический (4-х хлористый углерод и др.).
Работа газоанализатора осуществляется в автоматическом режиме. Насос подает через входной штуцер газоанализатора анализируемый воздух на датчик или ленту химкассеты.
При измерении концентраций анализируемый воздух поступает через входной штуцер на датчик или химкассету. Через время, не более 20 с (при измерении датчиком), или время, не более 30 с (при измерении химкасетой), сигнал поступает в вычислительное устройство, которое преобразовывает его и выдает на ЖКИ в виде значения текущей концентрации (Стек) в мгм3.
Газоанализатор может производить непрерывные измерения круглосуточно при питании от сети переменного тока напряжением 220 В.
При работе газоанализатора непрерывно в течение 8 часов и его остановки значение Сср покажет среднесменную концентрацию, при работе газоанализатора непрерывно в течение 24 часов и его остановки, значение Сср покажет среднесуточную концентрацию.
При превышении уровня предельно допустимой концентрации (ПДК), установленного предприятием-изготовителем, срабатывает звуковая и световая сигнализации.
Билет № 24
Национальные системы стандартов являются основой для реализации принципов электромагнитной безопасности. Как правило, системы стандартов включают в себя нормативы ограничивающие уровни электрических полей (ЭП), магнитных полей (МП) и электромагнитных полей (ЭМП) различных частотных диапазонов путем введения предельно допустимых уровней воздействия (ПДУ) для различных условий облучения и различных контингентов.
В России система стандартов по электромагнитной безопасности складывается из Государственных стандартов (ГОСТ) и Санитарных правил и норм (СанПиН). Это взаимосвязанные документы, являющиеся обязательными для исполнения на всей территории России.
Санитарные правила и нормы регламентируют гигиенические требования более подробно и в более конкретных ситуациях облучения. Как правило, санитарные нормы сопровождаются Методическими указаниями по проведению контроля электромагнитной обстановки и проведению защитных мероприятий.
В зависимости от отношения подвергающегося воздействию ЭМП человека к источнику излучения в условиях производства в стандартах России различаются два вида воздействия: профессиональное и непрофессиональное. Для условий профессионального воздействия характерно многообразие режимов генерации и вариантов воздействия. ПДУ для профессионального и непрофессионального воздействия различны.
Перечень Санитарных правилам и Норм РФ для различных категорий приведен в Таблицах 7.6 и 7.7.
В основе установления ПДУ лежит принцип пороговости вредного действия ЭМП.
В качестве ПДУ ЭМП принимаются такие значения, которые при ежедневном облучении в свойственном для данного источника излучения режимах не вызывает у населения без ограничения пола и возраста заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в период облучения или в отдаленные сроки после его прекращения.
В зависимости от места нахождения человека относительно источника ЭМП он может подвергаться воздействию электрической или магнитной составляющей поля или их сочетанию, а в случае пребывания в волновой зоне - воздействию сформированной электромагнитной волны. По этому признаку определяется необходимый критерий контроля безопасности.
В части требований ГОСТов и СанПиН по проведению контроля записано, что контроль уровней ЭП осуществляется по значению напряженности ЭП - Е, В/м. Контроль уровней МП осуществляется по значению напряженности МП - Н, А/м или значению магнитной индукции - В, Тл. В зоне сформировавшейся волны контроль осуществляется по плотности потока энергии (ППЭ), Вт/м2.
В России установлены самые жесткие в мире предельно допустимые уровни облучения населения электромагнитными полями.
Система Санитарно-гигиенического нормирования ПДУ ЭМП для населения в России исходит из принципа введения ограничений для конкретных случаев облучения.
Возможные последствия воздействия низкоэнергетического электромагнитного излучения на генетический аппарат живой клетки
Текущий этап развития общества характеризуется тем, что многие традиционные ресурсы человеческого прогресса утрачивают свое первоначальное значение. Наряду с этим все большее значение приобретает информация. Информация становится главным ресурсом научно-технического и социально-экономического развития мирового сообщества. Этот факт приводит к повсеместному развитию технологий и средств связи. Сегодня уже недостаточно наличия простого телефона или телеграфа. Ценность информации заключена в оперативности ее доведения. Сегодня важно, чтобы любой потенциальный потребитель мог получить требующуюся ему информацию в любой желаемый момент времени, в необходимой форме и в предпочтительной для него точке физического пространства. Такой подход к обеспечению доступа к информационным ресурсам в последнее время привел к всплеску активности в области создания всевозможных систем связи и, прежде всего, систем космической связи, которые обладают требуемыми характеристиками по оперативности и глобальности доведения информации.
Создаваемые системы связи будут работать в СВЧ- и КВЧ-диапазонах электромагнитных излучателей и, по оценкам, могут создавать на поверхности Земли плотности мощности облучения 10-6...10-7 Вт/см2 и в специально модулированных режимах - 10-2...10-3 Вт/см2.
Однако, создавая все новые средства связи, основанные на передаче модулированных электромагнитных колебаний, человечество в недостаточной степени заботится о безопасности биосферы, не учитывает, что бурное и глобальное вторжение в окружающую среду воздействия столь неоднозначного фактора, как электромагнитное излучение, может привести к далеко идущим негативным последствиям. Далее в этой статье мы попытаемся дать краткое описание тех последствий, которые могут возникнуть в результате воздействия на биологические объекты электромагнитных излучений малой мощности.
Человек представляет собой сложную систему, состоящую из многих органов и подсистем, которые реагируют на изменения внутренних и внешних условий. Многочисленными исследованиями доказано, что основным носителем информации как внутри биологического объекта, так и между отдельными биологическими объектами, в том числе и между людьми, является электромагнитное излучение. При этом циркуляция огромного потока информации в процессе жизнедеятельности человека возможна только при использовании сигналов малой мощности. Затраты энергии на формирование этих сигналов определяются энергетическими возможностями человека. По оценкам специалистов, суммарная мощность информационных сигналов не превышает 1...10 мВт или 10-3...10-4 тепловой мощности, излучаемой организмом, а мощность КВЧ-излучения клетки составляет Ркл=10-23 Вт.
Исследования, проведенные отечественными и зарубежными учеными, привели к открытию эффекта сверхмалых доз. Уровень биологической организации, на которой обнаружено действие сверхмалых доз, весьма разнообразен - от клетки, макромолекул, органов и тканей до животных, растительных организмов и целых популяций.
Общие закономерности влияния сверхмалых доз биологически активных веществ (БАВ) наиболее ярко проявляются при изучении дозовых зависимостей. В некоторых случаях эта зависимость бимодальная: эффект возрастает при сверхмалых дозах препаратов, затем, по мере увеличения дозы, уменьшается, сменяется так называемой "мертвой зоной", где он не заметен, и вновь усиливается (рис. 1, кривая 1). Иногда в дозовой зависимости обнаруживается стадия эффекта "перемены знака". Например, если в области сверхмалых доз отмечалась ингибирующая активность, то по мере роста концентрации она сменялась стимулирующей, а затем вновь ингибирующей (рис. 1, кривая 2). В ряде случаев эффект в очень большом диапазоне концентрации почти не зависит от дозы (рис. 1, кривая 3).
Рис. 1. Типы кривых зависимости "доза-эффект"
Обобщение экспериментальных данных, полученных на различных животных и людях, свидетельствует, что воздействие излучений и препаратов может вызывать одинаковую реакцию испытуемых при дозах, отличающихся на 5-10 порядков. Наиболее ярким примером такого воздействия является применение гомеопатических препаратов.
Похожие зависимости наблюдаются и при воздействии сверхвысокочастотных излучений (СВЧ-излучений). Так, на кривой зависимости величины физиологического эффекта от плотности мощности облучения, наблюдаются два максимума (рис. 2). Эти максимумы также разделены "мертвой зоной", наличие которой объясняется как результат включения в работу активных барьерных механизмов и компенсирующих систем организма. Когда эти силы перестают справляться, наблюдается тотальное возбуждение, завершающееся срывом и гибелью организма.
Рис. 2. Зависимость эффекта (реакции объекта) от плотности мощности СВЧ-излучения
Естественно, что в ходе эволюции рецепторная система сформировалась таким образом, что она реагирует только на наиболее значимые сигналы малой интенсивности. Это, например, удалось показать в опытах по выработке у крыс условного рефлекса "избегания" в зависимости от параметров слабого электромагнитного сигнала. Реакция вырабатывалась лучше всего на сигнал с частотой 300 Гц при плотности мощности 10-11 Вт/см2.
Увеличение или уменьшение плотности мощности облучения на 1-2 порядка без изменения прочих параметров сигнала приводило к невозможности выработки условного рефлекса. К тому же приводило изменение частоты до 500 или 50 Гц.
Отмеченные результаты экспериментальных исследований имеют принципиально важное значение, так как они указывают на наличие резонансных параметров облучающего излучения, при которых реализуются и, соответственно, наблюдаются результаты воздействия. Наличием резонансных параметров можно объяснить существо бимодальных дозовых зависимостей.
Особенности резонансных воздействий можно объяснить с помощью результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведенных под руководством П.П. Гаряева. Эти результаты дают основание утверждать, что первоосновой кодовой иерархии биологических систем являются инфраструктуры внеклеточных матриксов (ВКМ) цитомембраны, цитоскелета и ядра клетки. Все изменения в живом организме связаны в первую очередь с изменениями в этих структурах. ДНК, рибосомы и коллаген (основная составляющая часть белков ВКМ) - главные информационные биополимеры. Между ними в эпигенетическом режиме происходит обмен информацией по физическим каналам нелинейных акустических и электромагнитных колебаний. Кроме того, генераторами и акцепторами информационных волн внутри биообъектов являются различные жидкокристаллические структуры и внутриклеточная вода со способностью образовывать фрактальные структуры.
2. Принципы формирования и развития экологически чистых топливно-промышленных
К так называемым нетрадиционным источникам энергии относятся: тепло Земли (геотермальная энергия), Солнца (в том числе энергия ветра, морских волн, тепла морей и океанов), а также «малая» гидроэнергетика: морские приливы и отливы, биогазовые, теплонасосные установки и другие преобразователи энергии.Солнечная энергияОбщее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в 6,7 раз больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия. На Сев. Технический потенциал солнечной энергии в России (2,3 млрд. т усл. топлива в год) приблизительно в 2 раза выше сегодняшнего потребления топлива. Ветровая энергияВ России валовой потенциал ветровой энергии - 80 трлн. кВт/ч в год, а на Северном Кавказе - 200 млрд. кВт/ч (62 млн. т усл. топлива). Эти величины существенно больше соответствующих величин технического потенциала органического топлива. Таким образом, потенциала солнечной радиации и ветровой энергии в принципе достаточно для нужд энергопотребления, как страны, так и регионов. К недостаткам этих видов энергии можно отнести нестабильность, цикличность и неравномерность распределения по территории; поэтому использование солнечной и ветровой энергии требует, как правило, аккумулирования тепловой, электрической или химической. Однако возможно создание комплекса электростанций, которые отдавали бы энергию непосредственно в единую энергетическую систему, что дало бы огромные резервы для непрерывного энергопотребления.
3. Механические и механохимические методы переработки твердых отходов, основное используемое оборудование.
1. Компостирование отходов – это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического – прежде всего растительного происхождения. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а так же неразделенного потока ТБО. Метод часто применяется населением в индивидуальных домах или на садовых участках. В то же время процесс компостирования может быть централизован и проводиться в специальных реакторах. Применяют две принципиальные схемы полевого компостирования: с предварительным дроблением ТБО и без предварительного дробления. Конечным продуктом компостирования является компост, который может найти различные применения в городском и сельском хозяйстве (органическое удобрение и биотопливо).
2. Брикетирование - сравнительно новый метод. Брикеты представляют собой одну из простейших и наиболее экономичных форм упаковки.
Уплотнение, присущее этому процессу, способствует уменьшению занимаемого объема, и как следствие, приводит к экономии при хранении и транспортировке. Основные затруднения возникают в процессе брикетирования коммунальных отходов из-за того, что эти отходы не гомогенны, и их состав нельзя предугадать. Дополнительные осложнения в работу механизмов по прессованию ТБО вносят: высокая абразивность составляющих компонентов (песок, камень, стекло), а также высокая агрессивность среды, благодаря наличию органики, кислот, растворителей, лаков и т.п.
3. Захоронение - основной способ утилизации ТБО в России. По данным специалистов, в российских условиях затраты на сжигание пятикратно превышают затраты на захоронение. Отечественные мусорные свалки представляют собой серьезнейшую опасность как загрязнители окружающей среды. Пищевые отходы привлекают птиц, грызунов, животных, трупы которых являются источником болезнетворных микроорганизмов. Атмосферные осадки, солнечное тепло, разогревание свалки и тепло от пожаров (в том числе подземных) способствует протеканию на свалках ТБО непредсказуемых физико-химических и биохимических процессов, продуктами которых являются многочисленные токсические химические соединения в жидком, твердом и газообразном состоянии. Это приводит к появлению на свалках отходов новых экологически опасных веществ, что может представить серьезную угрозу биосфере, существованию человека. Биогенное воздействие ТБО на ОС выражается в том, что отходы создают благоприятные условия для размножения насекомых, птиц, грызунов, млекопитающих, микроорганизмов. Это приводит к разносу бактерий и вирусов на огромные расстояния.
4. Экономический механизм природопользования представляет собой систему методов, способов и приемов взимания государством платы с хозяйствующих субъектов, использующих в своей деятельности природные ресурсы, и распределения всей совокупности полученных средств на природовосстановительные и природоохранные мероприятия.
Основным назначением экономического механизма природопользования является регулирование процесса хозяйственного использования природных ресурсов.
Существует пять принципов экономического регулирования природопользования:
принцип платности;
принцип научной обоснованности охраны окружающей среды;
принцип экономической ответственности;
принцип комплексности;
принцип хозяйственного расчета;
принцип соблюдения баланса между экономическим стимулированием и экономическими санкциями.
В соответствии с принципом платности использование природных ресурсов в процессе хозяйственной деятельности человека возможно только за плату, так как безвозмездное их использование способствует формированию в сознании людей отношения к природным ресурсам, как к товару неограниченного количества.
Принцип экономической ответственности охраны окружающей среды означает разумное сочетание экологических и экономических интересов общества, обеспечивающих реальные гарантии прав человека на здоровую и благоприятную для жизни окружающую среду.
Принцип экономической ответственности обосновывает обязанность природопользователей возмещать ущерб, нанесенный природной среде, здоровью людей и их имуществу в результате совершения экологических правонарушений.
Принцип комплексности основан на стремлении к многоцелевому использованию природных ресурсов, развитию малоотходных и безотходных технологий, глубокой переработке сырья, и т.д.
В соответствии с принципом хозяйственного расчета требуется увязка экологизации производства на каждом предприятии с его эффективностью и прибыльности. Указанный принцип является основным при планировании производственной деятельности, так как он обеспечивает интеграцию интересов хозяйствующих субъектов и общества в целом.
Принцип соблюдения баланса между экономическим стимулированием и экономическими санкциями – это принцип соблюдения баланса между позитивными и негативными мерами воздействия на природопользователей.
Целью экономического регулирования природопользования является обеспечение рационального использования природных ресурсов посредством применения методов экономического регулирования природопользования.
Задачи экономического регулирования:
обеспечение рационального использования природных ресурсов;
комплексность в использовании природных ресурсов.