Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Актуальность

Современный человек, живущий в большом городе, подвергается множеству негативных воздействий окружающей среды. Воздух может быть загрязнён, как выбросами машин и промышленных предприятий, так и вредными веществами, выделяемыми предметами, находящимися в помещении (например мебель из некачественных ДСП, ламинат, пластиковые игрушки из низкокачественного пластика).

Ещё одна опасность – ядовитый угарный газ, выделяющийся при горении в условиях недостатка кислорода.

Кроме того загрязнителем воздуха является и сам человек, выдыхающий углекислый газ, высокая концентрация которого приводит к негативным последствиям.

Каждые сутки человек потребляет от 20 до 30 кг воздуха. Воздух которым мы дышим, оказывает большое влияние на наше здоровье, самочувствие и работоспособность. По данным Агентства по охране окружающей среды, загрязнение воздуха внутри помещений является одним из наибольших экологических рисков для здоровья человека. Уровень загрязняющих веществ внутри помещений часто в разы выше, чем на открытом воздухе. Это способствует развитию респираторных заболеваний. Плохое качество воздуха в помещении может вызвать головную боль, сонливость, сухость глаз, заложенность носа, тошноту, усталость и другие симптомы.

Ещё недавно комплексный контроль качества воздуха был невозможен в быту, сейчас появились сенсоры, позволяющие детектировать наличие вредных веществ в воздухе и оповещающие о необходимости проветривания или поиска источника загрязнений, если проветривание не помогает.

1 Контролируемые параметры

1.1 Температура и относительная влажность воздуха

Система контроля качества воздуха не будет полноценной без измерения температуры и относительной влажности воздуха, так как от них зависит комфорт человека, находящегося в контролируемом помещении. Ниже на рисунке 1 приведен график зоны комфорта.

1

Рисунок 1 — Зона комфорта в помещении
(анимация: 5 кадров, 5 циклов повторения, 117 килобайт)

1.2 Углекислый газ

Одного термометра для контроля воздуха в помещении недостаточно. Даже с кондиционером часто бывает прохладно, но душно. Спертый воздух. Большое влияние оказывает концентрация СО2.

Концентрация углекислого газа в чистом атмосферном воздухе составляет 0,04 %. Типичный уровень СО2 в атмосфере мегаполисов – 0,06 – 0,08 %. Исследования показывают, что углекислый газ в помещении является веществом, которое даже в невысоких концентрациях может пагубно отразиться на здоровье и работоспособности человека (см. табл.).

В помещении источником СО2 является человек. Поэтому при отсутствии вентиляции концентрация этого вредного газа в воздухе помещения растет очень быстро. При этом кислорода, именно которого как нам кажется, нам не хватает, в воздухе остается достаточное количество.

Углекислый газ очень негативно влияет на организм человека и является канцерогеном. Нахождение в помещении с высокой концентрацией СО2 может вызывать слабость, сонливость, головные боли, проблемы с концентрацией внимания, или даже негативные изменения в крови. Вследствие постоянного влияния высоких концентраций СО2 происходит увеличение кислотности крови, что ведет к ацидозу. При этом организм человека плохо усваивает полезные вещества и минералы, такие как, магний, кальций, калий, натрий. Ацидоз может спровоцировать такие заболевания как, сахарный диабет, проблемы с опорно–двигательным аппаратом, проблемы сердечнососудистой системы, общую слабость. Люди, болеющие астмой или аллергией, особенно остро подвержены негативному влиянию углекислого газа.

При концентрации СО2 в воздухе выше 600 ppm (0,06%) уже появляются единичные жалобы на качество воздуха. При концентрациях 800–1000 ppm (0,08–0,1%) каждый из находящихся в помещении чувствует ухудшение качества воздуха.


Таблица – Влияние концентрации углекислого газа в помещении на здоровье человека

1

1.3 Угарный газ

Угарный газ – это вещество, не имеющее цвета и запаха. Другое название данного соединения – монооксид углерода. Формула угарного газа – СО.

Угарный газ – это сильное ядовитое вещество, которое попадая в организм, приводит к нарушению работы его органов и систем. Данное вещество не имеет запаха, что, несомненно, приумножает его опасность, так как человек не догадывается о его нахождении в воздухе. Весь организм вынужден работать в условиях жесткого дефицита кислорода. Это приводит к серьезным последствиям: поражению сердца, головного мозга, легких, скелетной мускулатуры.

Допустимым содержанием монооксида углерода считается 20 мг/м3 (максимальное значение). Концентрация в воздухе более 0,1 % приводит к смерти в течение одного часа. При увеличении концентрации вещества в воздухе развиваются симптомы гипоксии, то есть недостатка кислорода.

Факторы, вследствие которых образуется угарный газ:

1.4 Летучие органические соединения (ЛОС)

Летучие органические соединения (ЛОС) – это группа химических соединений, в основе которых лежит карбон. Они могут легко испаряться при комнатной температуре. Большинство людей способны чувствовать на запах высокий уровень некоторых ЛОС, однако по большей части ЛОС не имеют запаха вообще.

В повседневной жизни используются тысячи различных химикатов, содержащих ЛОС. Это, в частности, ацетон, бензин, этиленгликоль, метиленхлорид, перхлорэтилен, толуол, ксилол и др.

Большинство обычных предметов в наших домах выделяют ЛОС. Это могут быть различные материалы (клеи, краски, лаки, растворители, изделия из дерева, из фанеры, ДСП, ткани на мебели, ковры и т.д.), бытовая химия (освежители воздуха, средства для чистки и дезинфекции), косметика и средства гигиены, нафталин, нефтепродукты (мазут, газолин), выхлопные газы автомобиля. Также летучие органические соединения могут испаряться во время приготовления пищи, химической чистки, курения, в процессе использования неэлектрических подогревателей воздуха, копировальных аппаратов и др.

В то время, как все VOC предрасположены к тому, чтобы быть вредными, существует несколько VOC, которые могут быть особенно опасны, и, несмотря на это, выделяются рядом изделий в наших домах. Этими VOC являются формальдегид, бензол и фенол, определяемые как опасные загрязнители воздуха по классификации Агентства по охране окружающей среды США (EPA), US Green Building Council (USGBC) и Европейского союза (ЕС). Исследования утверждают, что значение выше 500 нг/л (нанограмм на литр) летучих органических веществ может представлять опасность для здоровья жителей домов. Тем не менее, результаты исследований показывают, что среднее значение составляет 1200 нг/л – более двухкратного размера допустимого уровня. Даже умеренно повышенные уровни этих химических веществ в воздухе могут вызывать у людей проблемы со здоровьем, особенно у маленьких детей, пожилых людей, беременных женщин, а также у тех, кто страдает от аллергии и астмы.

1.5 Формальдегид

Формальдегид (CH20) – бесцветный остропахнущий газ, который имеет высочайшую токсичность. Его в большом количестве используют на предприятиях мебельной, медицинской, лесной промышленности, он обязательный компонент пластмасс и ДСП. А без ДСП, как известно, невозможно производство современной мебели. Феноло–формальдегидная смола делает мебель дешевой, но вместе с тем опасной для жизни и здоровья человека, ведь содержание едкой массы составляет до 18% веса стружек. Эта масса беспрестанно выделяет формальдегид, который негативно влияет на работу дыхательной, зрительной, нервной систем и т.д. Собственно, это канцерогенное вещество угнетает весь организм.

Бытовые источники формальдегида:

Интенсивнее всего формальдегид выделяется в теплом помещении с высокой влажностью воздуха. Процесс выделения яда усугубляется плохой вентиляцией воздуха, причем покупка дорогой мебели не избавляет от формальдегидной отравы.

Влияние формальдегида на человека

Это токсичное вещество вызывает аллергию, злокачественные опухоли, лейкемию и мутационные изменения в организме человека.

План работы:


1. Обоснование и выбор контролируемых параметров.
2. Обоснование диапазонов измерений контролируемых параметров.
3. Обзор методов и средств измерений контролируемых параметров:

3.1 Измерение температуры и влажности.

3.2 Измерение СО2.

3.3 Измерение СО.

3.4 Измерение формальдегида.

3.5 Измерение летучих органических соединений.
4. Выбор датчиков контролируемых параметров.
5. Аппроксимация характеристик датчиков.
6. Разработка структурной схемы и алгоритма работы устройства.
7. Исследование влияния дестабилизирующих факторов на результат измерений и его погрешность.
8. Разработка алгоритма компенсации влияния дестабилизирующих факторов.
9. Выбор способа удаленного доступа к результатам измерений.
10. Разработка принципиальной схемы и программного обеспечения.
11. Создание и испытание опытного образца.

Список источников

  1. Агафонов И. П., Девятых Г. Г. Масс–спектрометрический анализ газов и паров особой чистоты, М.1980.– 458 с.
  2. Чижевский А. Л., Аэроинизация в медицине. Труды ЦНИЛИ Проблемы ионификации. Т. 3. Воронеж, 1934, с. 118 – 326 с.
  3. Мещеряков А. Ю., Федотов Ю. А. Проблемы оценивания аэроионного состояния среды обитания. //Приборы и системы управления. 1998 № 11. С.75–79.
  4. Баркалов Б. В., Карпис Е. Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. М.; Стройиздат, 1982.
  5. Бирюков С. В., Дианов С. Н. Программа расчета воздушного режима здания// Сб.стагей МГСУ: Современные технологии теплоснабжения и вентиляции. М.: МГСУ, 2001.
  6. Ватуля И. М., Сухорукое О. А. Распределение концентраций примесей в городском воздухе. // Гигиена и санитария. 1971,№8.– С. 63–66.
  7. Ветошкин С. И. Санитарная охрана жилищ. Медгиз, М., 1999 г., 193 с.