Техносфера. Теплообмен тела человека с окружающей средой презентация

косвенного воздействия людей и тех­нических средств на природную среду (биосферу) с целью наилучшего соответствия среды социально- экономиче­ским потребностям человека.

НОКСОЛОГИЯ— изучает происхождение и совокупное действие опасностей, описывает опасные зоны и показатели их влияния на материальный мир, оценивает ущерб, наносимый Опасностями человеку и природе.
ЗАДАЧИ ноксологии входит изучение принципов минимизации опасностей в источниках и основ защиты от них в пределах опасных зон.

Современная схема взаимодействия человека со средой

Земли

человек.

выбросов 1 на селитебную 2 и природную зоны при направлении ветра 5  

на человека и природу

II принцип — принцип антропоцентризма

III принцип — принцип природоцентризма

IVпринцип — принцип возможности создания качественной качественной техносферы

V принцип — принцип выбора путей реализации безопасного техносферного пространства

VI принцип — принцип отрицания абсолютной безопасности

VII принцип гласит: рост знаний человека, совершенство­вание техники и технологии, применение защиты, ослабление социальной напряженности в будущем неизбежно приведут к повышению защищенности человека и природы от опасностей.

Шелфорда)

1 — зона оптимума (комфорта); 2 — зона допустимой жизнедея­тельности; 3 — зона угнетения; 4 — зона гибели; 5 — зона жизни

Зависимость жизненного потенциала человека от тем­пературы окружающего воздуха при длительном выполнении легких работ в теплый период года

I — зона комфорта, tокр = 22...24 °С; II — зона допустимых температур, tокр > 21 °С и tокр < 28 °С; III— опасная зона, tокр от 28 до 40 °С, tокр < 21 °С; IV— зона чрезвычайной опасно­сти, tокр > 40°С и tокр < 0 °С

комфорта; II – зона допустимых воздействий; III –опасная зона; IV – зона чрезвычайной опасности

Схематическое изображение причинно-следственного поля опасностей, в котором находится организм человека (Ч)

= Qк + Qр + Qn + Qд ,
где Qк, Qр , Qn , Qд — количество теплоты, отводимой за счет конвекции, радиации (излучения), испарения пота и дыхания соответственно, Вт.
Конвективный теплообмен определяется Законом Ньютона:
Qк = άк Fэ (Тк – Тос) ,
где άк — коэффициент теплоотдачи конвекцией при нормальной температуре; ак = 4,06 Вт/м2 • °С; Тк — температура кожи тела человека (зимой среднее зна­чение температуры кожи около 27,7 °С, летом около 31,5 °С); Тос —-температура окружающей воздушной среды, оС; F3 — площадь эффективной поверхности тела человека (для практических расчетов эту пло­щадь принимают равной 1,8 м2).
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией можно приближенно определять как
άк = λ/δ ,
где λ - коэффициент теплопроводности погранично­го слоя воздуха, Вт/(м • °С) (при нормальной температуре воздуха X — 0,025 Вт/(м • °С)); 8 — толщина по­граничного слоя воздуха, м; толщина пограничного слоя воздуха зависит от скорости движения воздуха; так, при отсутствии движения воздуха 5 = 4...8 мм, а при скорости движения воздуха 2 м/с толщина по­граничного слоя уменьшается до 1 мм.

Теплообмен тела человека с окружающей средой

Количество теплоты, Вт, выделяющейся в теле человека при различных физических нагрузках и температуре воздуха в помещении

средой определяется в основном температурой Тос и подвижностью окружающего воздуха W, т. е. Qк ƒ(Тос; W);
Радиационный теплообмен описывается обобщенным законом Стефана—Больцмана

Qр = Спр Fкψ{(Тк /100)4 – (Топ /100)4},

где Спр — приведенный коэффициент излучения, для практических расчетов Спр « 4,9 Вт/(м2 • К4); Fк — площадь поверхности кожи, излучающей лучистый поток, м2; ψ — коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров поверхностей и показывающий долю лучистого потока, излучаемого поверх­ностью пламени (на практике применяется равным единице); Тк — средняя температура кожи, К; Топ — средняя температура окружающих поверхностей, К.

Количество теплоты, отдаваемое телом человека в окружающую среду при испарении пота, определяется уравнением
Qп = Мп r ,
где Мп - масса испарившегося пота, г/с; г — скрытая теплота испарения пота, Дж/г (для воды г = 2450 Дж/г).

Количество теплоты, расходуемой на нагревание вдыхаемого воздуха, определяется по формуле:
Qд = Vлв ρвд Ср (Твыд - Твд) ,
где Vлв - объем воздуха, вдыхаемого человеком в еди­ницу времени, "легочная вентиляция", м3/с; рвд — плотность вдыхаемого воздуха, кг/м ; Ср — удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, кДж/(кг • °С); Твыд — температура выдыхаемого воздуха, °С; Гвд — темпе­ратура вдыхаемого воздуха, °С.

от температуры окружающей среды: 1 — теплота, выделяемая при испарении пота; 2 — теплота, выделяемая путем конвекции; 3 — теплота, выделяемая излучением

Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека.

Нормальное тепловое состояние организма человека - тепловой комфорт, наблюдается при условии, когда вся вырабатываемая организмом теплота 0выр передается телом окружающей среде, т. е. выполняется равенство 0выр = Qотв, где Qотв — отводимая теплота.

(оползневые ступеньки);
3 — плоскость скольжения;
4 — тело оползня;
5 — трещины выпучивания;
6 — нижняя граница оползня

Вероятность Р гроз для Москвы и суши Земного шара

2000 год (■ — одно событие)

Отмечена устойчивая тенденция к росту количества землетрясений в период 1998—2008 гг. Несмотря на то, что, начиная с 1955 г., общее количество тропических ураганов уменьшается, их мощность систематически увеличивается. Так, в период с 1975 по 1989 гг. по всей Земле отмечен 171 ураган максимальной мощности, в то время как в период с 1990 по 2004 гг. их количество увеличилось до 269.

3 — нервные волокна; 4 — центральная нервная система (ЦНС); 5— нервные волокна; 6— исполнительный орган; 7 — путь безусловного рефлекса; 8 —обратная связь

Информационная совместимость

Характеристика органов чувств по скорости передачи информации
 

Антропогенные и антропогенно-техногенные опасности

меньше это от­ношение, тем выше опасность острого отравления. Показателем реальной опасности развития хрониче­ской интоксикации является отношение пороговой концентрации (дозы) при однократном воздействии Limac к пороговой концентрации (дозе) при хрониче­ском воздействии Limch. Чем больше отношение Limac/Limch, тем выше опасность.

Классификация вредных веществ

компонентов

где С1,С2, … Сn - концентрации каждого вещества в воздухе, мг/м3; ПДК1; ПДК2, ..., ПДКЛ — предельно допустимые концентрации этих веществ, мг/м3.

Антагонистическое действие наблюдается, когда эффект комбинированного действия вещества менее ожи­даемого

где Ккд > 1 при потенциале Ккд < 1 – при антогонизме; 1,2,…, n – номер вещества.

При потенцированном действии (синергизме) компоненты смеси действуют так, что одно вещество уси­ливает действие другого. Эффект комбинированного действия при синергизме выше аддитивного, и это учитывается при анализе гигиенической ситуации в конкретных производственных условиях. Потенцирование отмечается при совместном действии диоксида серы и хлора. Алкоголь повышает опасность отравления анилином, ртутью и некоторыми другими промышленными ядами. Явление потенцирования обычно проявляется в случае острого отравления.

воз­никающие в упругих телах. В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека

(поезд, строительные молоты для забивки свай и т. п.) определяется по формуле:
W(t) =Aw cos (ωt + φ),
где Aw , φ – амплитуда и фаза колебаний; ω – круговая частота, рад/с; ω=2πƒ,ƒ – циклическая частота, Гц.

Амплитуды виброускорения Аа и виброперемещения Аи свя­аны с амплитудой виброскорости Av соотношениями:
Аа= ω Av; Аи= Av /ω

Логарифмическая единица называется бел (Б), а ее десятая часть — децибел (дБ). При этом логарифмический уровень вибрации (дБ), определяется по формуле
Lw=10lg(w2/w20) =20lg(w/w0),
где w0 – пороговое значение соответствующего параметра.
Для виброскорости пороговое значение равно 5 • 10-8 м/с. Пороговое значение для виброускорения 10-6 м/с1 при ƒ0 = 1000 Гц

Параметров вибрации

(поезд, строительные молоты для забивки свай и т. п.) определяется по формуле:
W(t) =Aw cos (ωt + φ),
где Aw , φ – амплитуда и фаза колебаний; ω – круговая частота, рад/с; ω=2πƒ,ƒ – циклическая частота, Гц.

В качестве параметров, оценивающих вибрацию, может служить виброперемещение и (м), или его про­изводные: виброскорость v (м/с) и виброускорение а (м/с2). Если виброскорость изменяется по гармони­ческому закону с амплитудой А, то этому закону будут подчиняться и два других параметра. При этом ам­плитуды виброускорения Аа и виброперемещения Аи свя­заны с амплитудой виброскорости Av соотношениями:
Аа= ω Av; Аи= Av /ω
При анализе вибрации обычно рассматривают не амплитудные, а средние квадратические значения w, определяемые осреднением по времени колеблющей­ся величины w(t) на отрезке Т.

(дБ). При этом логарифмический уровень вибрации (дБ), определяется по формуле
Lw=10lg(w2/w20) =20lg(w/w0),
где w0 – пороговое значение соответствующего параметра.
Для виброскорости пороговое значение равно 5 • 10-8 м/с. Пороговое значение для виброускорения 10-6 м/с1 при ƒ0 = 1000 Гц

связано со звуковыми волнами (звуками), под которыми понимают распространяющиеся в окружающей среде и воспринимаемые ухом человека упругие колебания в частном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц.

Влияние шума на работающих.

1 -4 года; 2 – 8лет;
3 – 16лет

при нарушении стационарного состояния среды в следствие наличия в ней какого-либо возмущающего воздействия. Скорость, с которой распространяется звуковая волна, называется скоростью звука. Скорость звука с (м/с) зависит только от характеристик среды распространения и может изменяться в очень широких пределах с=√К/ρ, здесь ρ – плотность среды, кг/м3; К – модуль объёмной упругости среды, Па. В воздухе при температуре 20°С скорость звука составляет 340м/с.

При распространении звуковой волны происходит перенос энергии, который характеризуется интенсивностью звука I (Вт/м2). Интенсивность связана со звуковым давлением следующим соотношением:
I=p2/(ρc).

Р - это общее количество звуковой энергии, излучаемой ис­точником шума в окружающее пространство за единицу времени (рис. 1.13). Если окружить источник шума замк­нутой поверхностью площадью S, то звуковая мощность Р источника (Вт):
Р= ∫ IndS,
где In - нормальная к поверхности составляющая ин­тенсивности звука.
Если считать источник шума точечным, то величину средней интенсивности звука на поверхности этой сферы (Вт/м2) можно определять по формуле:
Iср = Р/4πr2

Неравномерность излучения характери­зуется коэффициентом Ф — фактором направленности, показывающим отношение интенсивности звука, создаваемой направленным источником в данной точке I, к интенсивности Iср, которую развил бы в этой же точке источ­ник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук в сферу одинаково. Фактор направленности находят по формуле: Ф=I/Iср =p2/p2ср

звуковой мощности шума Lp в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц;
2)характеристики направленности излучения шума машиной.
Уровни звуковой мощности Lp (дБ) установлены по аналогии с уровнем интенсивности звука: LP= 10lgP/P0 ,
где Р— звуковая мощность, Вт; P0 — пороговая звуковая мощность; Р0 = 10-12 Вт.

При действии источника шума со звуковой мощно­стью Р интенсивность шума /в расчетной точке (РТ) открытого пространства определяется выражением 1 = P

В логарифмической форме выражение для определе­ния уровня интенсивности шума Lon в расчетной точке открытого пространства можно записать в виде
Lоп = LP+ 101gФ- lOlgS/So ,
где So = 1 м2.

расчётной точке помещения (рис.2) складывается из интенсивности прямого звука Iпр идущего непосредственно от источника (РТ), и интенсивности отражённого звука Iотр :
I= Iпр+ Iотр= (РФ/S)+( 4P/В),
Где В – постоянная помещения , В=А(1- αср); А – эквивалентная площадь звукопоглощения; А= αсрSп; αср – средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью Sп; коэффициент звукопоглощения α= Iпогл / Iпад; Iпогл и Iпад – соответственно интенсивность поглощённого и падающего звука; величина α ≤ 1.

рис.2

рис.1

Выражения для определения уровня звукового давле­ния Lп в расчетной точке помещения в логарифмической форме имеет вид: Lп= Lр + 10lg (Ф/ S +4 /В)

Соотношение между уровнями звукового давления в расчетной точке для помещения и открытого простран­ства имеет вид:
Lп= Lоп + 10lg [ 1+ 4S/(ВФ)] = Lоп +∆ Lп,
где ∆ Lп - добавка, обусловленная влиянием в расчетной точке отраженного звука.

временем воздействия.
Первая зона — смертельное воздействие инфразвука при уровнях, превышающих 185 дБ, и экспозицией свы­ше 10 мин.
Вторая зона — действие инфразвука с уровнями от 185 до 145 дБ — вызывает эффекты, явно опасные для человека.

Ультразвук

По частотному спектру ультразвук классифицируют:
низкочастотный — колебания 1,25 • 104... 1,0 • 105 Гц;
вы­сокочастотный — свыше 1,0 • 105 Гц.
В медицине приме­няют ультразвуковые исследования с частотой до 3 • 106 Гц.

1, ПДК! ПДК2 ПДК^1'
где С\, С2,..., Сп — концентрации каждого вещества в возду­хе, мг/м3; ПДКЬ ПДК2, ..., ПДКИ - предельно допустимые концентрации этих веществ, мг/м3.

постоянная перемещения, В = А(1 - аср); А — экви­валентная площадь поглощения, А = acpSn; acp — средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью Sn. Коэффициент звукопоглощения а ά=Iпогл/Iпад, где Iпогл и Iпад - соответственно интенсивность поглощенного и падающего звука. Величина а <= 1.