Экологизация агроинженерной сферы как результат деятельности технических средств в растениеводстве, отрицательно влияющих на здоровье человека

Введение. Экологизация агроинженерной сферы АПК – это проблема последних двух десятилетий 20 века. Она сформировалась, когда сельскохозяйственное производство быстро пополнялось тяжелой и большегрузной техникой, широким фронтом развивалась система технического сервиса в полевых условиях, начали внедряться электрофизические методы в обработку сельхозпродукции [1].

Экологическая сбалансированность сель-хозпроизводства к настоящему времени в АПК еще не достигнута, выдвигает определенные достаточно жесткие требования к агроинженер-ной сфере, в рамках которой рассматривается внешняя среда при изучении человекомашинных систем. Экологизация агроинженер-ной сферы является одним из основных блоков системы «Внешняя среда», в которой и представлен человек-оператор как основное звено трудового процесса с точки зрения безопасности (рисунок 1) [2, 3].

Методика исследований. Как указано в книге академика В.И. Кирюхина «Экологизация земледелия и технологическая политика», «Экологизация означает не только и не столько проведение природовосстановительных мероприятий, сколько приведение производственных процессов в соответствие с разнообразными условиями ландшафтов и законами экологии в целом, а стало быть, устранение причин тех или иных нарушений, а не последствий».

Если конкретизировать некоторые параметры вредного технологического воздействия агроинженерной сферы в отношении системы «Внешняя среда», то становится понятно, что под действием загрязнений экосистема претерпевает определенную негативную трансформацию.

На рисунке 2 представлены концептуальные модели возможной техногенной трансформации экосистемы: линейная и нелинейная [4].

Внешняя среда

Материально

-технические ресурсы

Обеспечение средствами технического сервиса

Обеспечение основными техническими средствами

Трудовые ресурсы

экологизация агроинженерноп

Рабочая сила

Соотноше

-ние работника и работы

Экологическая сбалансированность основных технологических процессов

------------1 __

Рыночная

инфраструктура

Экологизация процессов технического сервиса

Товаропро ■ -водящая сеть

Обеспечение топливом и маслами

Рисунок 1 – Структура модели внешней среды в агроинженерной сфере применительно к механизированным процессам растениеводства

а – простая модель; б – реалистическая модель; 1 – неизменность экосистемных процессов;

2 – повышение интенсивности адаптационных процессов

Рисунок 2 – Концептуальные модели трансформации экосистем под действием загрязнений

Применяемые в сельском хозяйстве тракторы и сельскохозяйственные машины – экологически опасные технические средства на всех этапах жизненного цикла (рисунок 3) [5].

Негативные воздействия движителей ходовых систем машин на почву, выбросы токсичных выхлопных газов в атмосферу, сброс сточных вод машинных дворов и объектов ремонтной базы предприятия в ближайшие водоемы существенно влияют на экологическое равновесие и здоровье людей.

ПДК выбросов токсичных газов в атмосферу устанавливается государственными и отраслевыми стандартами: ГОСТ 17.2.205-97. «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения» и ОСТ 10.0061-97. «Дизели, тракторы и самоходные сельскохозяйственные машины. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Порядок контроля при технической эксплуатации» [5, 6].

Рисунок 3 – Схема взаимодействия машин с окружающей средой

Качественную оценку вредного влияния        Данные о влиянии вредных выбросов на выбросов ДВС на здоровье человека можно здоровье человека приведены в таблице 2. оценить с помощью данных в таблице 1.

Таблица 1 – Состояние здоровья человека в зависимости от уровня загрязнения воздуха и почвы (кратность превышения ПДК)

Ожидаемое состояние здоровья	Кратность превышения ПДК
	Воздух	Почвы
Нет отрицательных изменений	1	1
Изменения в состоянии здоровья по некоторым показателям	2–3	До 4
Выраженные функциональные сдвиги	4–7	4–10
Рост специфической и неспецифической заболеваемости	8–10	20–120
Острые и хронические отравления	100	120–200
Смертельные отравления	500	200–1000

Таблица 2 – Влияние на здоровье человека некоторых составляющих вредных выбросов в воздухе

Эффект воздействия	Содержание вредных примесей в воздухе, мг/м3
	СО	SO 2	NO x
Несколько часов без заметного воздействия	115	6	15
Признаки легкого отравления или раздражения слизистых оболочек через 2–3 ч	115–575	130	20
Отравление через 30 мин.	2300–3500	210–400	100
Опасные для жизни при кратковременном воздействии	5700	1600	150

Значительный интерес в связи с содержанием вышеприведенных таблиц представляет состав отработавших газов ДВС.

В таблице 3 приведен состав отработавших газов для ДВС, работающих на бензине и дизельном топливе [7].

В таблице 4 приведены данные о выбросах вредных веществ в водную среду при капитальном ремонте технических средств.

Таблица 3 – Состав отработавших газов ДВС

Вещества (формула)	Объемная доля, %
	Вид двигателя
	Бензиновый	Дизельный
O	0,05–8,0	2,0–18,0
CO 2	5,0–12,5	1,0–12,0
H 2 O	3,0–13,0	0,5–10,0
N 2	74–77	76–78
NO X	0,05–0,5	0,1–1,0
CO	0,1–10,0	0,01–0,5
Cx Hy	0,2–2,0	0,01–0,5
Альдегиды	0–0,2	0–0,05
Сажа, мг/м3	>100	< 20000
SO X , мг/м3	0,003	0,015

Таблица 4 – Выбросы вредных веществ в водную среду при капитальном ремонте технических средств

Вещества	Выбросы на 1 кг массы ТС, г
	Технологические операции
	Мойка, очистка поверхностей деталей	Сварка, резка, наплавка	Гальваническая и термическая обработка, механическая обработка	Сборка, окраска	Итого
Лабомид	899,0	–	0,1	–	899,1
Кальцинированная сода	450,0	–	3,04	–	453,34
Алкил-сульфат натрия	8,9	–	–	–	8,9
Синтанол	54,2	–	–	–	54,2
Нефтепродукты	297,2	–	–	–	297,2
Взвеси	461,5	–	0,26	34,42	496,18
NaOH	–	–	14,86	0,91	15,77
CrO 3	–	–	26,75	17,2	43,95
FeCl 3	–	–	14,1	–	14,1
Тринатрийфосфат	–	–	0,1	–	0,1

Результаты исследований и их обсуждение. Таким образом блок экологизации в системе «Внешняя среда» можно представить в виде схемы (рисунок 4).

Рисунок 4 – Структурная схема блока экологизации в системе «внешняя среда»

Подсистема состоит из нескольких блоков [6, 8]:

• -    блок процессов в почве;

• -    блок растений и посевов;

• -    блок загрязнений воздушного бассейна;

• -    блок загрязнения в системе технического сервиса.

Существенными факторами неблагоприятного воздействия машин на природную среду остаются их недостаточный технический уровень и низкая культура эксплуатации. При проектировании и изготовлении машин необходимо применять материалы с большим сроком службы, экологически чистые и материалосберегающие технологии [9].

По данным ГОСНИТИ, только из гидросистем тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин потери масла и топлива составляют по стране около 450–500 тысяч тонн в год (в среднем до 500 кг на один трактор). Потери ТСМ и их дальнейшие попадания в окружающую среду в период производственной эксплуатации машин связаны с разрывами шлангов гидросистем, топливопроводов, разгерметизацией уплотнений, потерями при заправке и т.д.

Исследования ВИИТиН раскрывают схему попадания в окружающую среду консервацион-ных материалов (рисунок 5).

В атмосферу

Воздействие на обслуживающий персонал

Расконсервация при вводе техники в эксплуатацию

Потеря состава во время хранения техники

Нанесение консервационного состава

Приготовление консервационного состава

2%

Дождевые и талые воды

Рисунок 5 - Влияние противокоррозионной защиты машин на окружающую среду

В целом воздействие на атмосферу и литосферу этого типа загрязняющих веществ минимально и не приводит к негативному изменению в окружающей среде, но достаточно отрицательно воздействует на здоровье персонала, занимающегося консервацией машин, и требует от него строгого соблюдения мер личной гигиены и использования средств индивидуальной защиты.

Но основным видом вредных веществ, наиболее отрицательно действующих на здоровье человека, являются выхлопные газы ДВС [7,10].

В настоящее время снизить содержание токсичных веществ в выхлопных газах можно методами, показанными на схеме (рисунок 6).

На наш взгляд, периодический контроль токсичности при эксплуатации и техническом обслуживании является наиболее эффективным, а главное допустимым в условиях сельскохозяйственного производства.

Остальные методы будут реализовываться в результате научных изысканий и на предприятиях с большими техническими и кадровыми возможностями.

Рисунок 6 – Мероприятия по снижению токсичности выхлопных газов ДВС

Заключение. Таким образом, можно сделать вывод, что экологизация агроинженерной сферы является одним из основных блоков внешней среды, включающих весь спектр операций в растениеводстве согласно структурной схеме блока экологизации в системе «внешняя среда», и служит основой для разработки мероприятий по защите персонала от воздействия вредных веществ, возникающих при взаимодействии технических средств с атмосферой и литосферой.

Кроме того, необходимо отметить, что данное направление исследований, на наш взгляд, является весьма перспективным, так как существуют жесткие требования к воздушной среде производственных помещений, водным ресурсам и почве.