Окислительно-восстановительная функция заключается в осуществлении обмена веществ и энергии организма с внешней средой. Она выражается в химических превращениях веществ в процессе жизнедеятельности организмов.
В процессе синтеза органических веществ преобладают восстановительные реакции, и происходит затрата энергии. В процессе расщепления и окисления в присутствии кислорода преобладают окислительные реакции, и выделяется энергия.
Эволюция живых организмов, будучи необратимым процессом, предопределила дальнейшую эволюцию всей биосферы и создала предпосылки для ее перехода в качественно новое состояние - ноосферу, или сферу разума. Понятие «ноосфера», как высшая стадия эволюции биосферы, отражает будущее природы, когда все изменения в окружающей среде и дальнейшая эволюция природы будут контролироваться разумом в целях гармонизации взаимоотношений общества и природы. Ноосфере присущи все естественные закономерности эволюции биосферы и поэтому ее возникновение является закономерным этапом биогенеза.
2. Методы и средства защиты воздушного бассейна. Устройства и аппараты сухой и мокрой очистки. Очистка газовоздушных смесей от вредных газообразных примесей (абсорбция, хемосорбция, адсорбция, термическое дожигание, каталитическая нейтрализация и др.)
Уменьшение концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы до значений, не превышающих предельно-допустимых (ПДК) обеспечивается комплексом мер, основными из которых являются:
– рациональное размещение производств-источников загрязняющих веществ по отношению к населенным территориям;
– использование средств для рассеивания примесей в атмосфере;
– применение технических средств (устройств, аппаратов) для очистки удаляемого из производственных помещений воздуха от загрязнителей (частиц пыли, туманов кислот, щелочей, масел и др.).
Рациональное размещение заключается в максимально возможном удалении производств-загрязнителей воздуха от жилых районов, создании вокруг источников санитарно-защитных зон, учет рельефа местности, преобладающей розы ветров и др.
Общая схема системы очистки воздуха от производственных пылей и газов представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 Принципиальная схема пылегазоочистки воздуха, удаляемого из производственного помещения: ПГВ - пылегазовоздушная смесь; ПУ - пылеулавливающая камера; ГВ - газовоздушная смесь; ПБ - промывная башня; ГО - газоочистка; В - вентилятор
Системы очистки воздуха характеризуются эффективностью и гидравлическим сопротивлением. Эффективность определяется концентрацией вредной примеси на выходе из устройства очистки, а гидравлическое сопротивление - затратами энергии на пропуск очищаемых смесей (газов) через устройство очистки.
Эффективность очистки характеризуется коэффициентом очистки (з) и рассчитывается по формуле:
,
где Свых и Свх - массовые (объемные) концентрации примесей в воздухе до и после очистки, мг/м3.
По известной концентрации вредного вещества в очищенном воздухе Свых и установленного предельно допустимого выброса (ПДВ) этого вещества в атмосферу, можно определить требуемую эффективность очистки аппарата по каждому веществу:
;
где М - расход очищаемого воздуха, м3/c; ПДВ, мг/с.
Для очистки пылегазовоздушных смесей от пыли применяются аппараты сухой и мокрой очистки.
Сухие пылеуловители работают на принципе гравитационной и инерционной сепарации. К ним относятся различного рода пылеосадочные и пылеотстойные камеры, циклоны, ротационные, вихревые и радиальные пылеуловители (рисунок 2).
Рисунок 2 Аппараты сухой очистки: а - пылеосадочная камера лабиринтного типа; б - прямоточного типа; в - циклон
В пылеотстойных и пылеосадочных камерах лабиринтного и прямоточного типов осуществляется грубая очистка воздуха от пыли с диаметром пылинок d>100 мкм. Коэффициент очистки таких камер не превышает 50-60 %.
Из пылеуловителей сухого типа наибольшее распространение получили циклоны (одиночные, групповые, батарейные), фильтры (тканевые, волокнистые, зернистые), обеспечивающие высокую эффективность улавливания (з=70-95 %) крупных и мелких (d=100ч10 мкм) частиц.
У тканевых фильтров фильтровальная перегородка может быть хлопчатобумажной, шерстяной, лавсановой, нейлоновой и др. У этих фильтров используется ситовый механизм фильтрования, при котором фильтрование осуществляется не только за счет фильтровальной ткани, но и пылевым слоем, образующемся на поверхности фильтра. Наибольшее распространение получили тканевые рукавные фильтры (рисунок 3).
Рисунок 3 Фильтры: а - рукавный фильтр (з=95-98 %); б - электростатический фильтр (з=96-98 %); в - ультразвуковые фильтры (з=90 % при действии УЗ поля 3 - 5 с)
Для очистки больших объемов воздуха или газов с высокой эффективностью применяют электрофильтры, использующие 2 электрода - один коронирующий, а другой - осадительный. При подаче на электроды высокого напряжения постоянного тока (15-100 кВ) у коронирующего электрода возникает коронный разряд, в результате которого образуются положительные и отрицательные ионы; они адсорбируются на поверхности частиц пыли, заряжая их противоположными знаками (+ и -). Отрицательно заряженные частицы пыли начинают перемещаться к положительному осадительному электроду и прилипают к нему, удерживаясь и накапливаясь благодаря силе электростатического поля.
Мокрые пылеуловители работают на принципе осаждения под действием сил гравитации и броуновского движения частиц пыли на поверхность капель или пленки жидкости.
К ним относятся различной конструкции пенные аппараты, трубы или скрубберы Вентури, форсуночные или центробежные скрубберы, аппараты ударно-инерционного типа и др. (рисунок 4)
Рисунок 4 Мокрые пылеуловители: a, а' - пенные аппараты; б, б' - соответственно форсуночный скруббер и скруббер (труба) Вентури
Очистка газовоздушных смесей от вредных газообразных примесей осуществляется с помощью следующих методов: абсорбции, хемосорбция, адсорбции, термического дожигания и метода каталитической нейтрализации.
Абсорбция - это растворение вредной газовой примеси сорбентом (как правило, водой). Этим методом можно улавливать только хорошо растворимые газовые примеси и пары. Так, хорошей растворимостью в воде обладают аммиак, хлороводород, фтороводород, пары кислот и щелочей. Для проведения процесса абсорбции используют средства мокрого типа, применяемые также и для пылеулавливания.
Хемосорбция - применяется для улавливания газовых примесей, нерастворимых или плохорастворимых в воде. Этот метод заключается в том, что очищаемый газ орошают растворами реагентов, вступающих в химическую реакцию с вредными примесями с образование нетоксичных, малолетучих или нерастворимых химических соединений. Хемосорбция широко применяется для улавливания диоксида серы (S2O). При хемосорбции очищаемые газы орошают суспензией известняка (CaCO3), известняковым молоком (мелкодисперсной суспензией гашеной извести Ca(OH)2 ) или негашеной известью CaO, суспензией магнезита MgO и др.
Адсорбция заключается в улавливании поверхностью микропористого адсорбента (активированный уголь, силикагель, цеолиты) молекул вредных веществ. Этот метод весьма эффективен, но при невысокой запыленности газа ? 2-5 мг/м. Адсорбция широко применяется для улавливания паров растворителей, неприятно пахнущих веществ, органических соединений и других газов.
Термическое дожигание - это процесс окисления вредных веществ кислородом воздуха при высоких температурах (900-1200С). С помощью термического дожигания окисляют токсичный угарный газ (CO) до нетоксичного углекислого газа (CO2) (2CO + O2 = 2CO2), углеводороды (CnHm) до углекислого газа и воды (CnHm + O2 CO2 + H2O). Термическое дожигание применяют также для очистки паров растворителей и красок в лакокрасочных производствах, очистки выбросов испытательных станций двигателей, работающих на органических горючих и др.
Каталитическая нейтрализация может осуществляться в термокаталитических реакторах изменением катализаторов, материалов, которые ускоряют протекание реакции или делают их возможными при значительно более низких температурах (250 - 400С). В качестве катализаторов используют, прежде всего, благородные металлы - платину, палладий в виде тонкослойных напылений на металлические или керамические носители. Кроме того, применяется монельметалл, диоксид титана, пентаоксид ванадия и др.
При сильном и многокомпонентном загрязнение воздуха или газов применяют сложные многоструктурные системы очистки, состоящие из последовательно установленных аппаратов различного типа.
Очистка воздуха от туманов, кислот, щелочей, масел и других жидкостей осуществляется волокнистыми фильтрами, принцип действия которых основан на осаждении капель жидкости на поверхности материалов фильтров и последующего стекания жидкости под действием сил гравитации.
3. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током. Меры первой помощи пострадавшим от электрического тока. Способы, применяемые для реанимации пострадавших от электрического тока
Действие электрического тока на организм в отличие от действия других материальных факторов носит своеобразный и разносторонний характер.
Проходя через организм, электрический ток, производит термическое и электролитическое действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; вместе с тем электрический ток производит и биологическое действие, которое является особым, специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных: сосудов, нервов, крови и т. п.
Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов.
Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц легких и мышцы сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания. Раздражающее действие тока на ткани организма, (а следовательно, и обусловленные им непроизвольные судорожные сокращения мышц) может быть прямым, т. е. когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и в некоторых случаях -- рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей.
Это многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.
Электрические травмы представляют собой четко, выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поражения кожи, реже -- других мягких тканей, а также связок и костей. В большинстве случаев электротравмы излечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. В отдельных случаях, обычно при тяжелых ожогах, травмы могут привести к гибели человека.
Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.
Электрический ожог -- самая распространенная электротравма: ожоги возникают у большей части (60--65%) пострадавших от электрического тока, причем почти треть их сопровождается другими травмами. Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.
Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. При этом, поскольку кожа человека обладает во много раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела, в ней выделяется большая часть тепла. Этим и объясняется, что токовый ожог является, как правило, ожогом кожи в месте контакта тела с токоведущей частью.
Токовые ожоги возникают в электроустановках относительно небольшого напряжения -- не выше 1--2 кВ и являются в большинстве случаев ожогами I или II степени, т. е. сравнительно легкими; иногда возникают тяжелые ожоги.
Различают следующие четыре степени ожогов:
I -- покраснение кожи;
II -- образование пузырей;
III -- омертвение всей толщи кожи;
IV -- обугливание тканей. Обычно тяжесть повреждения организма при ожогах обусловливается не степенью ожога, а площадью поверхности тела, пораженной ожогом.
При более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом человека образуется электрическая дуга, которая и обусловливает возникновение ожога другого вида -- дугового.
Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500° С) и большой энергией. Этот ожог возникает обычно в электроустановках высокого напряжения --выше 1000 В и, как правило, носит тяжелый характер -- III или IV степени. Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину, обугливание и бесследное сгорание больших участков тела.