Пожар как опасное социальное явление

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

Факультет защиты в чрезвычайных ситуациях

Кафедра пожарной безопасности

Расчетно-графическая работа по дисциплине

«Экология»

Выполнила: студентка гр. ПБ-309

Янситова А.А.

Проверил: к.т.н., доцент

Исаева О.Ю.

Дата сдачи: 14.12.2012

Уфа 2012



Оглавление

Введение

Задание 1. Теоретический вопрос

1.1 Тепловое воздействие на организм человека

1.2 Влияние угарного газа на здоровье человека

Задание 2. Расчет срока исчерпания невозобновимых ресурсов

Задание 3. Расчет количеств потребляемых и выделяемых веществ в процессе функционирования лесных экосистем

Задание 4. Расчет газовых выбросов при сжигании топлива

Задание 5. Расчет газовых балансов урбанизированных территорий

Задание 6. Определение размера вреда, причиненного окружающей среде загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров

Заключение

Литература



Введение

пожар вред окружающий среда человек

Любой пожар представляет собой опасное социальное явление, причиняющий материальный ущерб, вред жизни и здоровью людей.

В условиях развития пожара человек может подвергнуться смертельной опасности по причинам:

1) теплового воздействия на организм;

2) образования монооксида углерода и других токсичных газов;

3) недостатка кислорода.



Задание 1. Теоретический вопрос

Текст должен быть написан лаконичным, технически грамотным языком, на весь использованный материал должны быть даны ссылки по тексту. В конце задания должен быть приведен список использованной литературы. Общий объем ответа на теоретическое задание должен составлять не менее 5 печатных страниц.

Таблица 1.

Вар.	Вопрос
15	Влияние пожаров на здоровье человека

1.1 Тепловое воздействие на организм человека

Важно учитывать, что непосредственное термическое воздействие на живой организм при пожаре возможно только в том случае, когда человек, будучи в полном сознании, не имеет возможности защитить себя или не в состоянии принять какие-либо контрмеры, поскольку находится без сознания. Восприятие боли как предупредительного импульса термического поражения поверхности тела (например, образование пузырей) зависит от интенсивности теплового потока и времени его воздействия. Быстро горящие материалы с высокой теплотой сгорания (например, хлопок, ацетаты целлюлозы, полиакрилнитриловое волокно и т. п.) оставляют мало времени между ощущением боли (предупредительный сигнал) и повреждением поверхности тела.

Повреждения, причиняемые тепловым излучением, характеризуются следующими данными:

Нагрев до 60 °С. Эритема (покраснение кожи).

Нагрев до 70 °С. Везикация (образование пузырей).

Нагрев до 100 °С. Деструкция кожи с частичным сохранением капилляров.

Нагрев свыше 100 °С. Ожог мышц.

Обнаружение таких косвенных термических воздействий означает, что организм находился на определенном расстоянии от места активного горения и подвергался воздействию вторичных его проявлений - нагреву от поглощения лучистой энергии и передачи теплоты нагретым воздухом.

Для большинства людей смерть от СО достигается при 60% концентрации карбоксигемоглобина в крови. При 0,2% СО в воздухе требуется 12-35 минут в обстановке пожара для образования 50% карбоксигемоглобина. В этих условиях человек начинает задыхаться и не в состоянии координировать свои движения и теряет сознание. При 1% СО требуется всего 2,5-7 минут, чтобы достигнуть той же концентрации карбоксигемоглобина, а при экспозиции в 5% концентрации СО требуется всего 0,5-1,5 мин. На детей монооксид углерода воздействует сильнее, нежели на взрослых. Двойной глубокий вдох 2% СО в газообразной смеси приводит к потере сознания и смерти в течение двух минут.

Количество абсорбированного в крови монооксида углерода обусловливается помимо концентрации СО следующими факторами:

1) скоростью вдыхания газа (с ростом скорости увеличивается количество поглощаемого СО);

2) характером деятельности или ее недостатком, что обусловливает потребность в кислороде и тем самым поглощение монооксида углерода;

3) индивидуальной чувствительностью к действию газа.

Если анализ крови жертвы показывает минимальное содержание СО, приведшее к смерти, то это может свидетельствовать о длительным воздействии относительно низких концентраций газа в условиях небольшого тлеющего процесса горения. С другой стороны, если в крови обнаруживается очень высокая концентрация СО, то это указывает на более короткую экспозицию при значительно более высокой концентрации газа, выделяемого в условиях сильного пожара.

Неполное горение способствует образованию, наряду с монооксидом углерода, различных токсических и раздражающих газов. Доминирующим по опасности токсическим газом являются пары синильной кислоты, образующейся при разложении многих полимеров. Примером их являются полиуретаны, присутствующие во многих покрытиях, красках, лаках; полужесткий пенополиуретан, применимый во всяких драпировках мебели; жесткий пенополиуретан, употребляемый в качестве изоляции потолков и стен. Другие материалы, содержащие азот в их молекулярной структуре, также образуют при разложении и горении цианистый водород и диоксид азота. Эти продукты образуются из волос, шерсти, нейлона, шелка, мочевины, акрилнитрильных полимеров.

Для определения причины смерти в случае, если содержание СО в крови оказалось на низком уровне и отсутствуют другие ее причины, необходимо проанализировать кровь на присутствие цианистого водорода (НС). Его наличие в воздухе в количестве 0,01% вызывает смерть в течение нескольких десятков минут. Цианистый водород может удерживаться длительное время в обводненном остатке. Исследователь пожара, стремящийся определить по запаху наличие легко воспламеняемых жидкостей, может не почувствовать летальные концентрации НСL, которые снижают чувствительность носа к запахам.

Другие токсичные газы, как окись и закись азота, также образуются при горении азотсодержащих полимеров. Хлорсодержащие полимеры, преимущественно поливинилхлорид (РУС, ПВХ), образуют хлористый водород - очень токсичный газ, который в контакте с водой, так же как хлор, в виде соляной кислоты вызывает сильную коррозию металлических элементов.

Полимеры содержащие серу, сульфоновые полиэфиры и вулканизированный каучук - образуют диоксид серы, сероводород и карбонилсульфида. Карбонилсульфид значительно токсичнее монооксида углерода. Полистиролы, часто используемые в качестве упаковочных материалов, в световой рассеивающей арматуре и др образуют при разложении и горении мономер стирола, также являющегося токсичным продуктом.

Все полимеры и нефтепродукты при развившемся горении могут образовать альдегиды (формальдегид, акролеин), оказывающие сильное раздражающее воздействие на дыхательную систему живого организма.

Снижение концентрации кислорода в атмосфере ниже 15% (об.) затрудняет вплоть до полного прекращения газообмен в легочных альвеолах. При уменьшении содержания кислорода от 21% до 15% ослабляется мускульная деятельность (кислородное голодание). При концентрациях от 14% до 10% кислорода сохраняется еще сознание, но падает способность к ориентировке в обстановке, теряется рассудительность. Дальнейшее уменьшение концентрации от 10% до 6% кислорода приводит к коллапсу (полный упадок сил), но с помощью свежего воздуха или кислород состояние может быть предотвращено.

1.2 Влияние угарного газа на здоровье человека

Окись углерода (СО) - бесцветный непахнущий ядовитый газ. Наиболее распространенными симптомами отравления угарным газом являются головная боль, тошнота, одышка, головокружение и помрачнение сознания. Высокая концентрация газа незамедлительно приводит к смерти. Низкая вызывает гриппоподобные симптомы и обычно не распознается.

Когда окись углерода вдыхается, СО смешивается с гемоглобином и образуется карбоксигемоглобин (COHb). СО замещает кислород, присоединенный к молекуле-носителю, гемоглобину. Химическая связь COHb в 200 раз сильнее, чем связь кислорода с гемоглобином. Поэтому связь COHb затрудняет выход СО из крови.

Окись углерода может отравлять организм медленно в течение 7-ми часов, даже в низких концентрациях. Наиболее чувствительные органы, такие как мозг, сердце и легкие, больше всего страдают от нехватки кислорода. К несчастью, симптомы отравления легко спутать с проявлением других болезней, а отравление низкой концентрацией СО вообще практически невозможно определить.

Симптомы вдыхания низких концентраций угарного газа:

1) Головные боли;

2) Гриппоподобные симптомы;

3) Симптомы, подобные отравлению едой;

4) Беспричинная тошнота;

5) Симптомы, подобные синдрому хронической усталости;

6) Физическая слабость;

7) Затуманенный мозг;

8) Проблемы с фокусировкой зрения;

9) Неспокойный сон;

10) Раздражительность/колебания настроения;

11) Замедление реакции;

12) Беспричинное чувство клаустрофобии;

13) Затруднение или прерывание дыхания;

14) Беспричинное чувство тревоги или паники;

15) Один из наиболее редких признаков - беспричинная мания преследования;

16) Чувствительность к сахару и углеводам;

17) Чувствительность к еде и лекарствам;

18) Изменение слуха, зрения, обоняния, осязания и вкусовых ощущений;

19) Различного рода персональные изменения;

20) Странное поведение;

21) Гриппоподобные симптомы без заложенности носа;

22) Изменение температуры конечностей;

23) Возрастает вероятность выкидыша у беременных женщин;

24) Возможны проблемы с развитием у детей.

В первую очередь подозрение на отравление низкой концентрацией угарного газа должно возникать в следующих случаях:

1) Вся семья одновременно плохо себя чувствует;

2) Гриппоподобные симптомы уменьшаются тогда, когда человек выходит из дома;

3) Болезнь усиливается тогда, когда используются газовые приборы;

4) С внутренней стороны окна присутствует чрезмерная влажность.

Отравление угарным газом, даже в низких его концентрациях, повышает риск необходимости госпитализации среди пожилых людей с сердечными проблемами (данные получены из исследования, опубликованного в «Circulation, Journal of the American Heart Association» 01 сентября 2009 года). Согласно нему, увеличение концентрации угарного газа на 1% влечет за собой возрастание случаев госпитализации пациентов старше 65 лет из-за сердечных проблем.

Долгосрочные эффекты отравления угарным газом любой концентрации могут быть очень серьезными. В результате СО может повлиять на память, работоспособность мозга, поведение и сознание. Он также может наносить перманентный вред главным органам (например, сердцу).

Специалисты полагают, что гиппокамп, часть головного мозга, которая имеет дело с переходом кратковременной памяти в долговременную, может быть особенно подвержена влиянию угарного газа.

До 40% отравившихся могут страдать от таких проблем, как амнезия, головные боли и потеря памяти, персональные и поведенческие изменения и т.д.

Многие из долгосрочных эффектов могут проявляться не сразу, а в течение нескольких недель после отравления.

Некоторые из эффектов отравления низкой концентрацией угарного газа все еще неизвестны, поэтому иногда сложно с точностью сказать, что произойдет с организмом пострадавшего в будущем. Большинство пациентов полностью восстанавливаются от болезней, вызванных СО, однако некоторые могут страдать от перманентных проявлений эффектов всю жизнь.



Задание 2. Расчет срока исчерпания невозобновимых ресурсов

Оцените срок исчерпания природного ресурса, если известен уровень добычи ресурса в текущем году, а потребление ресурса в последующие годы будет возрастать с заданной скоростью прироста ежегодного потребления. Исходные данные для выполнения работы представлены в таблице. Рассчитайте время исчерпания приведенных в таблице ресурсов. Сделайте вывод о последовательности прекращения добычи ресурсов.

Таблица 2.

Вар.	Вид ресурса	Запас ресурса, Q, млрд. т	Добыча ресурса q, млрд. т/год	Прирост объема потребления ресурса, ТР, % в год
15	Фосфор	40	0,03	1,9

где Q - запас ресурсов;

q - годовая добыча ресурса;

ТР - прирост потребления ресурса;

t - число лет.

;



;

Ответ: 174 года



Задание 3. Расчет количеств потребляемых и выделяемых веществ в процессе функционирования лесных экосистем

Определить массы потребляемых СО₂ и Н₂О и выделяемого О₂ при создании годового прироста древесины V_год. Элементный состав древесины и ее плотность приведены в табл. 3.

Таблица 3

Вар.	Элементный состав, %	Плотность, кг/м3	Vгод., м3/га•год
	С	Н	О
15	50,4	6,2	42,3	490	9,0

X= 50,4/12=4,2

Y=6,2/1=6,2

Z=43,5/16=2,72

W= 4,2+6,2+2,72=13,12

M_дерев=490*9=4410 кг/га в год

M_CO2=(4,2/100)*44*4410=8149,68 кг

M_H2O=(6,2/100)*18*4410=4921,56 кг

M_O2=(2,72/100)*32*4410=3838,46 кг



Задание 4. Расчет газовых выбросов при сжигании топлива

Составьте материальные балансы веществ при сжигании различных видов топлива, количество и состав которых приведен в табл. 4.

Таблица 4

Вар.	Масса и состав топлива, %
15	45 тыс. т древесины С - 50,3, Н - 6,3, О - 42,61, N - 0,8.

Расчет массы кислорода:

M_O2 =(2, 67*C/100+8*H/100+1,14*N/100+S/100-O/100)*M_топл,

где M_топл - масса сжигаемого топлива,

C, H, N, S,O - процентное содержание углерода в составе горючей массы сжигаемого топлива.

M_O2 = (2, 67*50,3/100+8*6,3/100+1,14*0,8/100+0/100-42,61/100)*45000=64351,35 т

Количество образующихся продуктов горения:

M_CO2=(3, 67*C/100)* M_топл

M_NO=(2,14*N/100)* M_топл

M_SO2=(2*S/100)* M_топл

M_H2O=(9*H/100)* M_топл

M_CO2=(3, 67*50,3/100)* 45000=83070,45 т

M_NO=(2,14*0,8/100)* 45000=770,4 т

M_H2O=(9*6,3/100)*45000=25515 т

Проверка: 45000+64351,35= 83070,45+770,4+25515



Задание 5. Расчет газовых балансов урбанизированных территорий

Определить количество расходуемого кислорода и СО₂, образующегося при сжигании топлива. Период времени Т=1 год. Какая площадь древесных насаждений (или годовой прирост древесины) необходима для поддержания баланса в биотехноценозе?

Таблица 5

Вар.	Количество топлива и характеристики древесины
15.	130 тыс. т газовой смеси (метан - 80 %, пропан - 10 %, диоксид углерода - 10 %). состав древесины ели, %: С - 50,7, Н - 6,2, О - 42,6, плотность 430 кг/м3, площадь леса - 10000 га

М_О2= (4 * СН₄/100 + 3,64 * С₃Н₈/100) * М_топл

М_О2 =(4* 80/100 +3,64 *10/100) * 130000= 463320 т

М_СО2= (2,75 * СН₄/100 + 3 * С₃Н₈/100 + СО₂/100) * М_топл

М_СО2=(2,75 * 80/100 + 3 * 10/100 + 10/100) * 130000 = 338000 т

М_Н2О=(2,25 * СН₄/100 + 1,64 * С₃Н₈/100) * М_топл

М_Н2О =(2,25 * 80/ 100 +1,64 * 10/100) * 130000= 255320 т

Проверка:

М_топл+М_О2=М_СО2+М_Н2О

130000+463320=338000+255320



х= %С/12= 4,23;

у= %Н/1=6,2

z=%O/16 = 2,67

щ= х + у/4 - z/2 = 4,445

М_{орг в-ва погл. СО2}= М _СО2/(0,44 * х)= 338000 / (0,44 * 4,23)=181603,3 т

М_{орг в-ва выд. О2}= М_О2 / (0,32 * щ) = 463320 / (0,32 * 4,445)=325731,2 т

М_{орг др. в-ва}=325731,2 т

V = М_{орг др. в-ва} /с =(325731,2 * 10³) / 430= 757514,4 м³

V_год=V / (S * T)= 757514,4 / (10000 * 1)= 75,75 м³/(га * год)

Ответ: количество расходуемого кислорода М_{орг в-ва выд. О2}= 325731,2 т и СО₂ М_{орг в-ва погл. СО2}=181603,3 т, образующегося при сжигании топлива. Годовой прирост древесины необходимый для поддержания баланса в биотехноценозе V_год=75,75 м³/(га * год).



Задание 6. Определение размера вреда, причиненного окружающей среде загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров

Определить размер вреда, причиненного загрязнением атмосферного воздуха в результате сгорания горючего вещества без учета затрат на проведение оценки вреда.

Таблица 6

Вар.	Горючее вещество	Плотность горючего вещества с, т/м3	Коэффициент полноты горения в	Площадь пожара S, м2	Глубина выгорания h, м	Время пожара t	Исходная масса горючего М0, т
14	ТБО	0,2	-	400	1,5	-	-

Таблица 7. Состав выбросов продуктов горения при пожарах

Объект пожара (вещество, материал)	Удельный выход продуктов горения mij, т/тгор
	Взвешен-ные вещества	SO2	СО	NOx	Углево-дороды	Вещества 1 класса опасности	Другие вещества
Свалки твердых бытовых отходов (ТБО)	12,310-3	3,010-3	25,010-3	5,010-3	271,110-3	0,410-5	15,210-3

Таблица 8. Таксы для исчисления размера вреда, причиненного окружающей среде загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров

Пожар	Группы загрязняющих веществ
	Взвешенные вещества	SO2	СО	NOx	Углеводороды	Вещества 1 класса опасности	Другие вещества*
Таксы, руб./тонна	96000,0	94000,0	62000,0	92000,0	92000,0	656000,0	61000,0



Таблица 9. Индексы-дефляторы за 2006-12 годы

Год	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012
Индекс-дефлятор, %	112,2	115,7	119,0	107,7	108,4	108,2	108,0

Коэффициент индексации в 2012г. по отношению к 2005г. равен:

1. Определение массы выгоревших веществ и материалов при пожаре.

M_i = S с_i h,

где M_i - количество сгоревшего вещества или материала, т;

S - площадь пожара, м²;

с_i - плотность горючего вещества, т/м³;

h - глубина выгорания, м.

M_i = S с_i h= 400*0,2*1,5=120 т

2. Определение приведенного удельного вреда.

где B_i - приведенный удельный вред, который определяется размером вреда, обусловленным сгоранием единицы массы горючего материала с учетом состава выброса соответствующих загрязняющих веществ (продуктов горения) при пожаре, руб./т_гор;

i - наименование горючего материала или вещества, сгоревшего при пожаре, безразмерный;

j - наименование загрязняющего вещества (продукта горения), безразмерный;

Z - количество загрязняющих веществ (продуктов горения), выделяющихся в атмосферу при сгорании горючих веществ и материалов во время пожара, т;

H_j - такса для исчисления размера вреда и убытков от загрязнения атмосферного воздуха j-м загрязняющим веществом (продуктом горения), определяется по таблице 6.3, руб./т;

m_ij - удельная масса j-го загрязняющего вещества (продукта горения), поступившего в атмосферный воздух при горении i-го горючего материала, участвующего в горении при пожаре, определяется по таблице 6.2, т/т_гор.

B_i = 12,3 * 10^-3 * 96000 + 3 * 10 ^-3 *94000 + 25 * 10 ^-3 * 62000 + 5 * 10^-3 * 92000 + 271,110^-3 *92000 + 0,4 * 10^-5 * 656000 + 15, 2 *10 ^-3 *61000 = 1180,8 + 282 + 1550 + 460 + 24941, 2 + 2, 62 + 927,2 = 29343, 82руб./т_гор

3. Определение размера вреда окружающей среде, причиненного загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров.

где В_э-э - вред окружающей среде, причиненный загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров;

N - количество горючих веществ и материалов, участвующих в горении при пожаре, т;

i - наименование горючего материала или вещества, сгоревшего при пожаре, безразмерный;

M_i - масса i-го горючего материала или вещества, сгоревшего при пожаре, т_гор;

К_ин - коэффициент индексации, определяемый уровнем инфляции, установленный Правительством Российской Федерации по отношению к году, предшествующему году оценки, безразмерный;

B_i - приведенный удельный вред, который определяется размером вреда, обусловленным сгоранием единицы массы горючего материала с учетом состава выброса соответствующих загрязняющих веществ (продуктов горения) при пожаре, руб./т_гор;

З₀ - затраты на проведение оценки причиненного вреда, определяются по фактическим затратам, включая затраты на проведение лабораторных анализов, руб.

К_ин=2,1075

B_э-э=120 * 29343, 82 * 2,1075 = 7 421 052,08 руб.

Ответ: размер вреда, причиненного загрязнением атмосферного воздуха в результате сгорания горючего вещества без учета затрат на проведение оценки вреда B_э-э=7 421 052,08 руб.



Заключение

Таким образом, следует учитывать, что гибель людей на пожаре во многих случаях не результат действия огня, а удушья, вследствие образования при горении токсичных газов. Примерно в 3 раза больше жертв возникает от интоксикации по сравнению с травмами от огня и взрыва.



Литература

1. Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. Человек и противоокислительные вещества. Л.: Наука, 1985. - 230 с.

2. http://ru.wikipedia.org/wiki

3. http://www.ecocommunity.ru/

Размещено на Allbest.ru

...