87533

Загрязнение атмосферы. Основные виды загрязнителей. Меры борьбы с загрязнением

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Охрана атмосферного воздуха – ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды. Человек может находиться без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту, и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.

Русский

2015-04-21

411 KB

2 чел.

Тема 5. Загрязнение атмосферы. Основные виды загрязнителей. Меры борьбы с загрязнением.

(Вопросы  для рассмотрения. Загрязнение атмосферы, как результат интенсивного развития промышленности и сельского хозяйства в последние 150 лет. Основные загрязнители и загрязняющие вещества. Особо опасные загрязнители. Источники загрязнения. Выбросы от стационарных и передвижных источников.  Меры борьбы с загрязнением атмосферы.)

Значение атмосферы для функционирования биосферы и существования человека.

Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания экологов всего мира, так как крупнейшие глобальные экологические проблемы современности связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы.

Охрана атмосферного воздуха – ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды. Человек может находиться без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту, и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.

Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно холодного космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируются климат и погода, задерживается масса метеоритов.

Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании осадками аэрозолей, турбулентном перемещении приземного слоя воздуха, оседании загрязненных веществ и т.д. Но в современных условиях возможности природных систем к самоочищению подорваны. По этой причине атмосферный воздух уже  не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Загрязнение атмосферного воздуха.

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которые оказывают негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Оно может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся: вулканическая деятельность, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросами загрязняющих веществ в результате деятельности человека. Заметное и все возрастающее влияние на состояние атмосферного воздуха, первоначально в крупных города и горнорудных районах, человек оказывает начиная со средины 19 века. Сегодня по объёмам антропогенные поступления загрязняющих веществ в атмосферу становятся сопоставимыми с природными, а в ряде случаев даже превышают их (табл. 1).

Загрязнение атмосферы может быть местным, которое характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район и др.), региональным – когда под воздействие попадают значительные пространства планеты,  и глобальным – это изменения во всей атмосфере.

                                                                   Таблица 1.

Доля поступление в атмосферу (в %) некоторых компонентов естественного и промышленного происхождения

Компонент  

Естественное

Промышленное

Озон

< 99

>1

Двуокись углерода        

82,3

17,7

Окись углерода           

0 (50)

100 (50)

Сернистый газ            

66

34

Соединения азота         

98,9

1,1

Взвешенные в-ва          

44,5

55,5

Естественные процессы загрязнения имеют в природе антиподы, способные нейтрализовать действие природного загрязнителя, а многие вещества, созданные человеком, являются инородными по отношению к природе и ассимилируются (утилизируются, усваиваются) природными компонентами биосферы.

Естественные источники загрязнения обычно удалены от среды обитания человека, а антропогенные расположены в районах концентрации населения.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на : 1) газообразные (диоксид  серы, диоксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щёлочи, растворы солей и др.); 3) твердые (органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др.).

Главные антропогенные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха.

  •  Оксид углерода
  •  Оксиды азота
  •  Диоксид серы
  •  Углеводороды
  •  Альдегиды
  •  Тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr)
  •  Аммиак
  •  Пыль
  •  Радиоактивные изотопы

При этом около 98% в общем объёме выбросов вредных веществ приходится на долю диоксида серы, диоксида азота, оксида углерода и твердые (взвешенные) частицы. Суммарный мировой выброс в атмосферу этих загрязнителей  1990 году составил 401 млн т, а в России в 1991 г  - 26,2 млн.т. 

Окись углерода (СО) — бесцветный газ, не имеющий запаха, известен также под названием «угарный газ». Образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти) в условиях недостатка кислорода и при низкой температуре. При вдыхании угарный газ за счёт имеющейся в его молекуле двойной связи образует прочные комплексные соединения с гемоглобином крови человека и тем самым блокирует поступление кислорода в кровь..

Двуокись углерода (СО2) — или углекислый газ, — бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом, продукт полного окисления углерода. Является одним из парниковых газов.

Диоксид серы (SO2) (диоксид серы, сернистый ангидрид) — бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, в основном угля, а также при переработке сернистых руд. Он, в первую очередь, участвует в формировании кислотных дождей. Общемировой выброс SO2 оценивается в 190 млн тонн в год. Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем — к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания.

Оксиды азота (оксид и диоксид азота) — газообразные вещества: монооксид азота NO и диоксид азота NO2 объединяются одной общей формулой NOх . При всех процессах горения образуются окислы азота, причем большей частью в виде оксида. Чем выше температура сгорания, тем интенсивнее идет образование окислов азота. Другим источником окислов азота являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 65 млн тонн в год. От общего количества выбрасываемых в атмосферу оксидов азота на транспорт приходится 55 %, на энергетику — 28 %, на промышленные предприятия — 14 %, на мелких потребителей и бытовой сектор — 3 %.

Озон 3) — газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей. В нижнем атмосферном слое озон образуется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.

Углеводороды n Нn), — химические соединения углерода и водорода. К ним относят тысячи различных загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в выхлопных газах автотранспорта, топках котлов, жидкостях, применяемых в химчистке, примышленных растворителях и т. д. Среди  них наиболее опасен  бенз(а)пирен, обладающий канцерогенным действием .

Свинец (Pb) — серебристо-серый металл, токсичный в любой известной форме. Широко используется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и т. п. Около 60 % мировой добычи свинца ежегодно расходуется для производства кислотных аккумуляторов. Однако основным источником (около 80 %) загрязнения атмосферы соединениями свинца являются выхлопные газы транспортных средств, в которых используется этилированный бензин.

Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования подразделяются на следующие 4 класса:

  •  механическая пыль — образуется в результате измельчения продукта в ходе технологического процесса;
  •  возгоны — образуются в результате объёмной конденсации паров веществ при охлаждении газа, пропускаемого через технологический аппарат, установку или агрегат;
  •  летучая зола — содержащийся в дымовом газе во взвешенном состоянии несгораемый остаток топлива, образуется из его минеральных примесей при горении;
  •  промышленная сажа — входящий в состав промышленного выброса твёрдый высокодисперсный углерод, образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Сжигание каменного угля, производство цемента и  выплавка чугуна дают суммарный выброс пыли в атмосферу, равный 170 млн. тонн в год. (Цифры для мировой экономики).

Наиболее опасное загрязнение атмосферы – радиоактивное, обусловленное в основном глобально распределёнными долгоживущими радиоактивными изотопами – продуктами проводившихся ядерных испытаний и с действующих АЭС в процессе их эксплуатации. Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ в результате аварии четвертого блока на Чернобыльской АЭС в 1986 году, их суммарный выброс в атмосферу составил 77 кг (при атомном взрыве над Хиросимой их образовалось лишь 740 г). Авария на АЭС Фукусима -1 (Япония 2011 год). Привела к выбросам атмосферу радиоактивного пара, йода, цезия.

Ещё одной формой загрязнения атмосферы является локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны, например, «острова тепла» в городах, потепление водоёмов и др.

Источники загрязнения атмосферного воздуха

В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), автотранспорт, предприятия черной и цветной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, машиностроение, производство строительных материалов и др. (табл.2). В целом структура выбросов в России соответствует характерной для развитых промышленных стран.

Таблица 2

Доля отраслей промышленности

в выбросах загрязняющих веществ в атмосферу

Название отрасли промышленности

Доля  выбросов в общем объеме выбросов промышленностью загрязняющих веществ

Электроэнергетика

27,7

Цветная металлургия

20,4

Чёрная металлургия

15,1

Тепловые и атомные станции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого и жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания.

Современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680 т SO2 и SO3; 1200 – 140 т твёрдых частиц (зола, пыль, сажа); 200 т оксидов азота. (Для сравнения установленная электрическая мощность Новочеркасской ГРЭС 2,1 млн. кВт)

Перевод установок на жидкое топливо снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов азота и серы.

Наиболее экологично газовое топливо, которое в 3 раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в 5 раз меньше, чем уголь. Ещё более экологична в период безаварийной работы АЭС, но тем не менее она загрязняет воздух такими токсичными веществами, как радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли. Огромную потенциальную опасность представляют отходы ядерного топлива и аварии атомного реактора.

Черная и цветная металлургия.

При выплавке только одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксида серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как свинец, фосфор, марганец, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу улетучиваются парагазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ.

Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих вредные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд, при производстве алюминия и др.

Химическое производство.

Выбросы этой отрасли хотя и невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов) тем не менее ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для человека и всей биоты: оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т.п.

Выбросы автотранспорта.

В мире насчитывается более 500 млн миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, особенно в крупных городах. В России в 1991 году суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта составил 21 млн. т.. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений: бенз(а)пирена, альдегидов,   оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина). Ежегодно мировой парк автотранспорта выбрасывает в атмосферу свыше 0,4 млн. т. свинца.

Наибольшее количество вредных веществ в составе отработанных газов образуется при  неотрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная их регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.

По оценкам специалистов Евросоюза, автомобильный транспорт является вторым по значимости источником парниковых газов (после производства электроэнергии).

Другие источники загрязнения

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании отходов и горении пород в отвалах (терриконах) и т.д.

В сельских районах очагами загрязнения воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и т.д. Есть исследования показывающие, что объёмы метана, выделяющегося в результате жизнедеятельности КРС, превышают объёмы выбросов этого газа промышленными объектами.

Загрязнение атмосферного воздуха в мире и в России.

Основную ответственность за загрязнение атмосферы планеты несут промышленно развитые страны. На их долю с 1950 по 2000 гг. пришлось 77 % вредных промышленных выбросов в атмосферу.

Значительный вклад в загрязнение планеты вносит и наша страна. Доля выбросов России по главным загрязнителям в начале 90-х годов 20-го столетия составляла от 6 до 12% (таблица 3).

Таблица 3

Выбросы в атмосферу главных загрязнителей в мире (1990 г.) 

и в России (1991 г.)

Выбросы

Вещества, млн. т

Диоксид серы

Оксиды азота

Оксиды углерода

Твердые частицы

Всего

По всему миру

99

68

177

57

401

По России (по стационарным источникам)

9,2

3,0

7,6

6,4

26,2

По России (по всем источникам), в процентах

12

5,8

5,6

12,2

13,2

Сравнение показателей загрязнения атмосферного воздуха в крупных городах России и других промышленно развитых государств показывает, что нет существенных отличий по концентрациям диоксида азота, но несколько выше концентрации диоксида серы и твёрдых частиц.

Таблица 4

Сравнительные показатели крупных городов России и других государств

Показатель

Единица измерения

ПДКсс

Москва

Санкт-Петербург

Среднее по городам России

Копенгаген  

Лондон

Токио

Сеул

Уровень загрязнения атмосферы

диоксидом азота

мкг/м3

40

32

н.д.

32,6

13,3

37

39,5

71,4

Уровень загрязнения атмосферы

диоксидом серы

мкг/м3

50

5

10

10,9

3,3

0

5,7

17,2

Уровень загрязнения атмосферы

твёрдыми частицами с размером менее 10мкм

мкг/м3

150

48

30

49,1

16,7

28

33,1

55

В 2010 г. наблюдения за качеством воздуха в России проводились в 249 городах на 685 станциях, из них регулярные наблюдения Росгидромета выполнялись в 222 городах на 626 станциях, дополнительно проведены эпизодические наблюдения в 5 населенных пунктах.

По информации МПР России (Госдоклад за 2010 г.) общий объём выбросов загрязняющих веществ от стационарных в 2010 году по сравнению с 2009 годом увеличился незначительно — на 0,5%.

Совокупный выброс парниковых газов составил 2159,3 млн. т углерода. По отношению к предыдущему году выбросы уменьшились на 3,3%. Основным источником выбросов является энергетический сектор (сжигание ископаемого топлива).

По сравнению с 2009 г., возросло на 2% и достигло 75,7% улавливание и обезвреживание загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников. 

В целом уровень загрязнения по критерию концентрации загрязняющих веществ остается в России достаточно высоким. В настоящее время средние за год предельно-допустимые концентрации (ПДК) превышаются более чем в 200 городах, в которых проживает почти 65 млн. чел. или 45% населения страны.

Разовые концентрации тех или иных загрязнителей превышали ПДК в 89% городов; максимальные концентрации превышали ПДК в 10 и более раз в 66 городах

В 2010 г. в Приоритетный список городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха вошли 36 городов (ИЗА>14). В 2009 г. такой Список насчитывал 34 города. По сравнению с прошлым годом в этот перечень включены города: Азов, Барнаул, Волгоград, Волжский, Москва (после нескольких лет отсутствия в перечне), Набережные Челны, Ростов-на-Дону, Соликамск, Тверь. Исключены из списка города: Иваново, Магадан, Петровск-Забайкальский, Радужный, Салехард, Саратов, Тюмень, Улан-Удэ, Чегдомын.

В 36 городах, входящих в Приоритетный список, проживает 23,4 млн. человек.

Наиболее высокий уровень загрязнения воздуха из городов Приоритетного списка в течение длительного периода отмечается в Братске. Средние концентрации бенз(а)пирена и формальдегида в этом городе составили 5–9 ПДК, диоксида азота – 1,6 ПДК.

В среднем по стране 58% городского населения испытывают воздействие высокого и очень высокого уровня загрязнения воздуха. В 8 из них (Астраханская, Новосибирская, Омская, Оренбургская, Самарская области, Камчатский и Хабаровский края, Чувашская Республика и Таймырский АО Красноярского края) — более 75% городского населения подвержены такому воздействию, а в Санкт-Петербурге и Москве – 100%.

В Ростовской области в городах с высоким и очень высоким уровнем загрязнения воздуха проживает 52% городского населения.

Определяют проблему загрязнения атмосферы в городах, главным образом, высокие концентрации взвешенных веществ, диоксида азота, бенз(а)пирена, формальдегида, фенола, фторида водорода и этилбензола.

Экологические последствия загрязнения атмосферы.

Загрязнение атмосферного воздуха воздействуют на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами – от прямой и немедленной угрозы (например, смог) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды разрушает структурные элементы экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние, и в результате гомеостатические механизмы не срабатывают.

(Справка - Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὅμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.)

Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей чревато самыми серьёзными последствиями. Так, оксиды серы, соединяясь с влагой, образуют серную кислоту, которая разрушает лёгочную ткань человека и животных.

 Пыль, содержащая диоксид кремния, вызывает тяжёлое заболевание  лёгких – силикоз.

Оксиды азота  раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки глаз, лёгких, участвуют в образовании ядовитых туманов. Если она содержится в загрязнённом воздухе совместно с диоксидом серы, то возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной смеси.

Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа): при остром отравлении возможен летальный исход. Благодаря низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он не вызывает массовых отравлений, хотя и опасен для страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Среди взвешенных твёрдых частиц наиболее опасны частицы с размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах лёгких, засорять слизистые оболочки.

Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться на огромном интервале времени, связаны с незначительными по объёму выбросами таких веществ, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кровеносную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т.д.

Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автотранспорта, весьма серьёзны и имею широкий диапазон действия: от кашля до летального исхода.

Тяжёлые последствия в организме живых существ вызывают ядовитая смесь дыма, тумана и пыли – смог. Различают два вида смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-анжелесский тип). В 1952 году в Лондоне от смога с 3 по 9 декабря погибло более 4 тыс. человек, до 10 тыс. тяжело заболели. Лос-анжелесский  тип смога в Токио в  1970 году вызвал отравление 10 тыс. человек, а в 1971 году 28 тыс. человек.  По официальным данным, в Афинах в дни смога смертность выше чем обычно в 6 раз.

Установлено, что ежегодно из-за загрязнения атмосферы земли погибают не менее 1,3 миллионов человек.

Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших концентрациях в течение длительного времени наносят большой вред не только человеку, но и остальной биоте. Известны случаи массового отравления диких животных, особенно птиц и насекомых, при выбросах вредных загрязняющих веществ большой концентрации (особенно залповых). Так, например, установлено, что при оседании на медоносных растениях некоторых токсичных видов пыли наблюдается заметное повышение смертности пчёл. Находящаяся в атмосфере ядовитая пыль поражает органы дыхания животных, а съеденная вместе с растениями – органы пищеварения.

Что касается растений, то выбросы вредных веществ действуют как непосредственно на их зелёные части, попадая через устьица в ткани, разрушая хлорофилл и структуру клеток, так и через почву – на корневую систему. Например, загрязнение почвы пылью токсичных металлов, особенно в соединении с серной кислотой, губительно действует на корневую систему, а через неё и на всё растение.

Загрязняющие газообразные вещества по разному влияют на состояние растительности. Одни из них (оксид углерода, этилен и др.) лишь слабо повреждают листья, хвоинки, побеги, другие (диоксид серы, хлор, пары ртути, аммиак, цианистый водород и др.) – действуют на них губительно. Особенно опасен для растений диоксид серы, под воздействием которого прекращается фотосинтез и гибнут многие деревья, особенно хвойные: сосны, ели, пихты, кедр.

Способность растительности к восстановлению во многом зависит от видового состава оставшейся зелёной массы и общего состояния природной экосистемы. Однако есть загрязнители, например, кадмиевая соль, невысокие концентрации которых не только не вредят растениям, но и стимулируют прорастание семян, прирост древесины, рост некоторых органов растений.

Антропогенным воздействием вызван и ряд глобальных негативных процессов в атмосфере, в том числе такие как «парниковый эффект», «кислотные дожди», разрушение озонового слоя.

Астрономы утверждают, что прозрачность атмосферы уменьшилась за последнее время.

Меры защиты воздушного бассейна от антропогенных выбросов загрязняющих веществ.

Для охраны воздушного бассейна от негативного антропогенного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами используют следующие меры защиты:

  •  Экологизацию технологических процессов;
  •  Очистку газовых выбросов от вредных примесей;
  •  Рассеивание газовых примесей в атмосфере;
  •  Устройство санитарно-защитных зон;
  •  Оптимизацию инфраструктуры, организационные мероприятия (архитектурно-планировочные решения, озеленение, организация транспортных потоков, искусственное орошение городских и промышленных территорий и др.)

Экологизацию технологических процессов.

Это наиболее радикальная мера охраны атмосферного воздуха. Разработка технологий минимизирующих, в идеале исключающих, попадание в атмосферу загрязняющих веществ - создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий.

Важнейшая задача – борьба с загрязнением атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей. Ведутся работы по созданию более «чистого», чем бензин автомобильного топлива. Рассматриваются его заменители: газовое топливо, метиловый спирт (метанол), малотоксичный аммиак и «идеальное топливо» - водород. Продолжаются разработки по замене карбюраторного двигателя на более экологичные типы – дизельный, паровой, газотурбинный и др. В опытно-конструкторских бюро созданы  пробные модели автомобилей, работающие на энергии электрических аккумуляторов и на солнечных батареях (уже есть действующие серийные модели, в том числе и с комбинированным питанием).

Очистка отводящих газов.

На сегодня не удалось разработать абсолютно «чистых» по выбросам в атмосферу технологий. Поэтому  повсеместно используются различные методы очистки  выбросов от аэрозолей (пыли), токсичных газо- и парообразных примесей (оксидов азота, серы и др.).

Способы очистки выбросов от аэрозолей.

(Справка. Аэрозо́ль — дисперсная система, состоящая из взвешенных в газовой среде (дисперсной среде), обычно в воздухе, мелких частиц (дисперсной фазы). Аэрозоли, дисперсная фаза которых состоит из капелек жидкости, называются туманами, а в случае твёрдых частиц, если они не выпадают осадок, говорят о дымах (свободнодисперсных аэрозолях), либо о пыли (грубодисперсной аэрозоли).

Размеры частиц в аэрозолях изменяются от нескольких миллиметров до 10−7 мм.

Аэрозоли образуются при механическом измельчении и распылении твёрдых тел или жидкостей: при дроблении, истирании, взрывах, горении, распылении в пульверизаторах.)

Для очистки выбросов от аэрозолей применяют различные типы устройств в зависимости от степени запыленности воздуха, размеров твёрдых частиц и требуемого уровня очистки.

Сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные камеры) предназначены для грубой механической очистки выбросов от крупной и тяжёлой пыли. Принцип работы – оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести.

Мокрые пылеуловители (скруббер, турбулентные газопромыватели и др.) требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхностность капель по действием сил инерции и броуновского движения.

Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать микрочастицы пыли до 0.05 мкм. Особенно эффективны рукавные фильтры с тканями из синтетических волокон повышенной термостойкости (250 -3000С),

Электрофильтры – наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99,0 – 99,5%). Принцип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов.

Комбинированные методы очистки – наиболее эффективны, перечисленные выше методы используются в комплексе, в различных комбинациях между собой.

Для современного производства требуется как правило, многоступенчатая очистка. При широкой номенклатуре примесей (от пыли до соединений меди и ртути) используются сухие и мокрые пылеуловители, адсорбенты и абсорбенты, рукавные фильтры  и электрофильтры и др.

Способы очистки выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей.

Выделяют три основные группы:

  •  поглощение путём каталитического превращения;
  •  промывка выбросов растворителями примеси (абсорбционный метод);
  •  поглощение примесей твёрдыми  телами с ультрамикроскопической структурой (адсорбционный метод).

Каталитический метод – это введение в систему веществ-катализаторов с целью превращения токсичных компонентов промышленных выбросов в вещества, безвредные или менее вредные для окружающей среды. Палладиевые и ванадиевые катализаторы обеспечивают досжигание оксида углерода, добавление аммиак приводит  к восстановлению окислов азота до элементарного азота. Разновидность таких методов – дожигание вредных примесей с помощью газовых горелок (факельное сжигание), используется в нефтеперерабатывающих заводах.

Абсорбционный метод основан на поглощении вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбента используют воду, растворы щелочей (соды), аммиака и др. газообразные цианистые соединения абсорбируют, например, 5% раствором железного купороса.

Адсорбционный метод – это извлечение вредных компонентов из промышленных выбросов адсорбентами – твёрдыми телами с ультрамикроскопической структурой  (активированный уголь и глинозём, силикагель, цеолиты, глауконит и др.). Например , на АЭС широко применяют метод очистки технологических газов путём сорбции радиоактивных продуктов на угольных фильтрах – адсорбентах.

Рассеивание газовых примесей в атмосфере.

Снижение опасных концентраций газовых примесей до уровня, соответствующего ПДК пут1м рассеивания пылегазовых выбросов с помощью высоких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше её рассеивающий эффект. На ряде предприятий высота дымовой трубы превышает 300м. Не менее 100 м в высоту трубы на АЭС для рассеивания радиоактивных выбросов. Однако, применение высоких труб хотя и помогло уменьшить локальное дымовое загрязнение, осложнило в то же время региональные проблемы выпадения кислотных дождей. Чем выше труба, тем дальше от неё распространяются выбросы: за сотни километров от неё они выпадают в виде кислотных дождей и снегопадов.

Другие методы защиты атмосферного воздуха.

Установление санитарно-защитных зон. СЗЗ - это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства. Ширина этих зон (устанавливается СанПИНом) от 50 до 1000 метров и зависит от класса производства, степени вредности и количества выделенных в атмосферу веществ. (примеры по пищевой промышленности даны в приложении).

СЗЗ должна быть озеленена (?) газоустойчивыми породами деревьев и кустарников, например, белой акацией, тополем канадским, елью колючей, шелковицей, клёном остролистым и т.д. Один гектар зелени улавливает десятки тонн пыли. На расстоянии 500 метров от предприятия загрязнение воздуха S О2,  Н2S  и  NО2 в три – четыре раза ниже при озеленении, чем без него.

Архитектурно-планировочные мероприятия включают правильное взаимное расположение источников выбросов и населённых мест с учётом направления ветров, выбор под застройку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами и т.д.

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ.

Приоритетный список городов Российской Федерации с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха в 2010 г. и вещества, его определяющие

п/п

Город

Субъект Российской Федерации

Вещества, определяющие высокий уровень загрязнения атмосферы

1

Азов

Ростовская область

NO2, БП, Ф

2

Ачинск

Красноярский край

ВВ, NO2, БП, Ф

3

Барнаул

Алтайский Край

ВВ, NO2, БП, Ф

4

Белоярский

Ханты-Мансийский АО – Югра

Ф

5

Благовещенск

Амурская область

БП, Ф

6

Братск

Иркутская область

ВВ, NO2, БП, Ф, НF

7

Волгоград

Волгоградская область

БП, фенол, Ф, НF

8

Волжский

Волгоградская область

NO2, NH3, БП, Ф

9

Дзержинск

Нижегородская область

ВВ, NH3, БП, фенол, Ф

10

Екатеринбург

Свердловская область

NO2, NH3, БП, Ф

11

Зима

Иркутская область

NO2, БП, Ф

12

Иркутск

Иркутская область

ВВ, NO2, БП, сажа, Ф

13

Красноярск

Красноярский край

ВВ, NO2, БП,Ф

14

Курган

Курганская область

БП,  сажа, Ф

15

Кызыл

Республика Тыва

ВВ, БП, сажа, Ф

16

Лесосибирск

Красноярский край

ВВ, БП, фенол, Ф

17

Магнитогорск

Челябинская область

ВВ, NO2, БП, Ф

18

Минусинск

Красноярский край

БП, Ф

19

Москва

NO2, БП, фенол, Ф

20

Набережные Челны

Республика Татарстан

БП, фенол, Ф

21

Нерюнгри

Республика Саха (Якутия)

ВВ, NO2, БП, Ф

22

Нижнекамск

Республика Татарстан

ВВ, БП, Ф

23

Нижний Тагил

Свердловская область

NH3, БП, Ф,

24

Новокузнецк

Кемеровская область

ВВ, NO2, БП, Ф, НF

25

Новочеркасск

Ростовская область

ВВ, БП, фенол, Ф, СО

26

Норильск

Красноярский край

Выбросы SO2 и  NO2

27

Ростов-на-Дону

Ростовская область

ВВ, NO2, БП, фенол, Ф

28

Селенгинск (пгт)

Республика Бурятия

ВВ, NO2, БП, фенол, Ф

29

Соликамск

Пермский край

NH3, БП, Ф

30

Ставрополь

Ставропольский край

БП, Ф

31

Стерлитамак

Республика Башкортостан

NO2, БП, Ф

32

Тверь

Тверская область

ВВ, БП, Ф

33

Уссурийск

Приморский край

ВВ, NO2,БП

34

Черногорск

Республика Хакасия

БП, Ф

35

Чита

Забайкальский край

ВВ, NO2, БП, Ф

36

Южно-Сахалинск

Сахалинская область

ВВ, NO2, БП, сажа, Ф

Примечание: Ф – формальдегид, ВВ – взвешенные вещества, БП – бенз(а)пирен, HF – фторид водорода,
СO – оксид углерода, NO
2 –  диоксид азота, NH3 – аммиак, SO2- диоксид серы.

Города Приоритетного списка не ранжируются по степени загрязнения атмосферы.

В Норильске формирование очень высокого уровня загрязнения обусловлено значительными выбросами диоксида серы, составляющими более 1,9 млн. т/год. Почти во всех этих городах очень высокий уровень загрязнения связан со значительными концентрациями бенз(а)пирена и формальдегида, в 19 – с концентрациями диоксида азота и взвешенных веществ, в 8 – фенола.

В Приоритетный список 2010 г. включены города (Москва, Дзержинск, Соликамск, Тверь, Азов), в которых очень высокий уровень загрязнения воздуха был обусловлен сложившимися в июле – августе аномально жаркими погодными условиями, а также воздействием очагов горения лесных и торфяных пожаров. Высокая интенсивность солнечной радиации, слабые ветры, застои атмосферного воздуха способствовали протеканию фотохимических реакций с образованием загрязняющих веществ и их последующим накоплением в приземном слое атмосферы. В Приоритетный список вошли 6 городов с предприятиями нефтехимической промышленности, 8 городов – с предприятиями металлургии, 11 городов – с предприятиями химической промышленности; во многих городах определяющий вклад в загрязнение вносят предприятия ТЭК и автотранспорт.

Характеристики уровня загрязнения воздуха в городах субъектов Российской Федерации в 2010 г.

Субъект Российской Федерации

Число городов, в которых

% населения в городах с высоким и очень высоким уровнем загрязнения воздуха

ИЗА > 7

Q > ПДК

Республика Башкортостан

4

5

58

Республика Бурятия

2

3

71

Республика Дагестан

1

1

40

Карачаево-Черкесская Республика

0

0

0

Республика Карелия

1

2

2

Республика Коми

2

3

50

Республика Мордовия

1

1

64

Республика Саха (Якутия)

3

3

65

Республика Северная Осетия – Алания

0

1

0

Республика Татарстан

3

3

66

Республика Тыва

1

1

67

Удмуртская Республика

1

1

62

Республика Хакасия

2

3

63

Чувашская Республика

2

2

79

Алтайский край

3

3

69

Забайкальский край

2

3

46

Камчатский край

2

2

86

Краснодарский край

3

3

54

Красноярский край

5

6

57

Пермский край

3

4

63

Приморский край

2

7

52

Ставропольский край

2

5

32

Хабаровский край

3

4

77

Амурская область

2

3

42

Архангельская область

1

4

39

Астраханская область

1

1

76

Белгородская область

2

3

57

Брянская область

1

1

48

Владимирская область

1

1

31

Волгоградская область

2

2

67

Вологодская область

1

2

37

Воронежская область

1

1

64

Ивановская область

1

1

47

Иркутская область

9

14

73

Калининградская область

1

1

59

Калужская область

1

1

45

Кемеровская область

3

3

54

Кировская область

2

2

57

Костромская область

0

2

0

Курганская область

1

1

65

Курская область

1

1

55

Ленинградская область

0

5

0

Липецкая область

1

1

67

Магаданская область

1

1

69

Московская область

3

9

8

Мурманская область

0

6

0

Нижегородская область

4

5

65

Новгородская область

0

1

0

Новосибирская область

3

3

78

Омская область

1

1

81

Оренбургская область

4

5

75

Орловская область

1

1

60

Пензенская область

1

1

56

Псковская область

0

2

0

Ростовская область

4

6

52

Рязанская область

1

1

63

Самарская область

5

9

85

Саратовская область

2

2

54

Сахалинская область

1

6

45

Свердловская область

4

5

53

Смоленская область

0

1

0

Тамбовская область

0

1

0

Тверская область

1

1

40

Томская область

1

1

69

Тульская область

3

3

50

Тюменская область

1

2

70

Ульяновская область

1

1

66

Челябинская область

3

3

59

Ярославская область

0

2

0

Еврейская автономная область

1

1

62

Ханты-Мансийский автономный округ

5

7

35

Ямало-Ненецкий автономный округ

1

1

9

Город Москва

1

1

100

Город Санкт-Петербург

1

1

100

Всего

135

207

Примечание: *По данным о выбросах за 2009 г. в Норильске.

Выделены регионы, в которых более 75 % городского населения испытывает воздействие высокого и очень высокого уровня загрязнения атмосферы.

Динамика выбросов в 1990–2009 гг. в основном определялась экономической ситуацией в стране, а также изменениями, происходившими в структуре потребления топлива. В период 1990–1998 гг. в Российской Федерации происходило общее уменьшение выбросов, затронувшее все секторы и обусловленное спадом производства. После 1998 г., в период подъема экономики, происходившего как в сфере производства, так и в сфере потребления, выбросы в промышленности и энергетике увеличились, а выбросы, связанные с отходами производства и потребления, даже превзошли уровень 1990 г. – базового года РКИК ООН и Киотского протокола, превысив этот уровень в 2009 г. на 28,5%. Однако, темпы увеличения выбросов в этот период существенно отставали от темпов роста ВВП, что связано как с некоторым общим повышением энергоэффективности, так и с происходившими в этот период структурными изменениями, в частности, с ростом доли непроизводственного сектора в экономике страны. В 2009 г., под влиянием финансового кризиса, выбросы в ведущих секторах сократились по сравнению с уровнем предыдущего года (в энергетике на 2,9%, в промышленности на 12,4%, в сельском хозяйстве на 0,3%). При этом выбросы, связанные с отходами, возросли на 5,0%.

Таблица 3

Содержание основных загрязнителей, выбрасываемых
в атмосферу (в %)

Источник загрязнения

Монооксид углерода

Диоксид серы

Оксиды азота

Углеводороды

Другие

Двигатель внутреннего сгорания

91,5

3,8

46,0

63,0

8,5

Промышленность

2,8

34,8

15,4

21,0

50,0

Электростанции

1,5

46,0

23,6

5,0

25,0

Различные топки и пр.

4,2

15,6

15,0

11,0

16,5

Всего

100

100

100

100

100

Извлечение из 

О ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ НОВОЙ РЕДАКЦИИ

САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИХ ПРАВИЛ И НОРМАТИВОВ

САНПИН 2.2.1/2.1.1.1200-03 "САНИТАРНО-ЗАЩИТНЫЕ ЗОНЫ

И САНИТАРНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ,

СООРУЖЕНИЙ И ИНЫХ ОБЪЕКТОВ"

3.7. Для промышленных объектов и производств, сооружений, являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека, в зависимости от мощности, условий эксплуатации, характера и количества выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ, создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов, а также с учетом предусматриваемых мер по уменьшению неблагоприятного влияния их на среду обитания и здоровье человека в соответствии с санитарной классификацией промышленных объектов и производств устанавливаются следующие ориентировочные размеры санитарно-защитных зон:

- промышленные объекты и производства первого класса - 1000 м;

- промышленные объекты и производства второго класса - 500 м;

- промышленные объекты и производства третьего класса - 300 м;

- промышленные объекты и производства четвертого класса - 100 м;

- промышленные объекты и производства пятого класса - 50 м;

7.1.8. Промышленные объекты и производства по обработке

пищевых продуктов и вкусовых веществ

КЛАСС I - санитарно-защитная зона 1000 м

1. Промышленные объекты по содержанию и убою скота.

2. Мясокомбинаты и мясохладобойни, включая базы предубойного содержания скота в пределах до трехсуточного запаса скотсырья.

КЛАСС II - санитарно-защитная зона 500 м

1. Производства по вытапливанию жира из морских животных.

2. Производства кишечно-моечные.

3. Станции и пункты очистки и промывки вагонов после перевозки скота (дезопромывочные станции и пункты).

4. Производства свеклосахарные.

5. Производство альбумина.

6. Производство декстрина, глюкозы и патоки.

КЛАСС III - санитарно-защитная зона 300 м

1. Объекты по добыче промысловых рыб.

2. Бойни мелких животных и птиц, а также скотоубойные объекты мощностью 50 - 500 тонн в сутки.

3. Производство пива, кваса и безалкогольных напитков.

4. Мельницы производительностью более 2 т/час, крупорушки, зернообдирочные предприятия и комбикормовые заводы.

5. Производства по варке товарного солода и приготовлению дрожжей.

6. Производства табачно-махорочные (табачно-ферментационные, табачные и сигаретно-махорочные фабрики).

7. Производство по производству растительных масел.

8. Производство по розливу природных минеральных вод с выделением пахучих веществ.

9. Рыбокомбинаты, рыбоконсервные и рыбофилейные предприятия с утильцехами (без коптильных цехов).

10. Производство сахарорафинадное.

11. Мясоперерабатывающие, консервные производства.

12. Мясо-, рыбокоптильные производства методом холодного и горячего копчения.

КЛАСС IV - санитарно-защитная зона 100 м

1. Элеваторы.

2. Производство кофеобжарочное.

3. Производство олеомаргарина и маргарина.

4. Производство пищевого спирта.

5. Кукурузно-крахмальные, кукурузно-паточные производства.

6. Производство крахмала.

7. Производство первичного вина.

8. Производство столового уксуса.

9. Молочные и маслобойные производства.

10. Сыродельные производства.

11. Мельницы производительностью от 0,5 до 2 т/час.

12. Кондитерские производства производительностью более 0,5 т/сутки.

13. Хлебозаводы и хлебопекарные производства производительностью более 2,5 т/сутки.

14. Промышленные установки для низкотемпературного хранения пищевых продуктов емкостью более 600 тонн.

15. Ликероводочные заводы.

КЛАСС V - санитарно-защитная зона 50 м

1. Чаеразвесочные фабрики.

2. Овоще-, фруктохранилища.

3. Производство коньячного спирта.

4. Производство макарон.

5. Производство колбасных изделий, без копчения.

6. Малые предприятия и цеха малой мощности: по переработке мяса до 5 т/сутки, молока - до 10 т/сутки, производство хлеба и хлебобулочных изделий - до 2,5 т/сутки, рыбы - до 10 т/сутки, предприятия по производству кондитерских изделий - до 0,5 т/сутки.

7. Производства пищевые заготовочные, включая фабрики-кухни, школьно-базовые столовые.

8. Промышленные установки для низкотемпературного хранения пищевых продуктов емкостью до 600 тонн.

9. Производство виноградного сока.

10. Производство фруктовых и овощных соков.

11. Производства по переработке и хранению фруктов и овощей (сушке, засолке, маринованию и квашению).

12. Производства по доготовке и розливу вин.

13. Производство безалкогольных напитков на основе концентратов и эссенций.

14. Производство майонезов.

15. Производство пива (без солодовен).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10084. Интересы участников корпоративных отношений 9.37 KB
  Интересы участников корпоративных отношений: менеджеры индивидуальные цели например максимизация оплаты труда рост активов компании как показатель их профессиональной квалификации рост штата сотрудников и пр. работники в качестве индивидуальной цели ...
10085. Картель, Синдикат, Пул 46.25 KB
  Картель Картель объединение как правило фирм одной отрасли которые вступают между собой в соглашение касающееся различных сторон коммерческой деятельности компании соглашение о ценах о рынках сбыта объемах производства и сбыта ассортименте обмене патент
10086. Классификация слияний 95.44 KB
  Узкая специализация: McDonald’s Delta Airlines CocaCola Xerox; Red Cross. Mitsubishi kitpes приблизительно = 28 компаний Mitsubishi Motors Steel Aluminum oil Electric Cement Paper Glass Nicon Bank 5ое место в мире kitpes японская модель которую применяют такие группы Co: Toyota и Toshiba Nee Nissan и Canon. Классификация сл
10087. Корпоративное управление Японии 1.97 MB
  Корпоративное управление Японии. В японских фирмах первостепенное значение придается контролю и управлению непосредственно в цехе на производственном участке. Рабочие выполняют как стандартные операции когда линия работает в обычном заданном режиме так и нес
10088. Немецкая модель корпоративного управления 452.04 KB
  Немецкая модель корпоративного управления В Европейских странах к управлению корпорацией подходят с другой стороны нежели в Америке. Поэтому организация и роль управления корпорацией в немецкой системе значительно отличается от американской системы. Рассмотрим осо...
10089. Немецкая система корпоративного управления 983.35 KB
  Немецкая система корпоративного управления. В отличие от США большая часть акционерного капитала Германии находится во владении других компаний: система взаимного участия компаний во владении акциями охватывает более половины совокупного акционерного капитала в Г...
10090. Отечественная история. Образование Древнерусского государства IX-X вв. Отечественная культура 1-й половины XIX в. 387 KB
  Отечественная история Образование Древнерусского государства IXX вв. Монголотатарское нашествие на Русь и борьба против него. Причины возвышения Московского княжества и его роль в формировании Русского централизованного государства. Внутренняя и внеш
10091. Понятие, содержание, основные механизму корпоративного управления 86.48 KB
  В США 25 млн. владеют акциями 50 млн. ценными бумагами корпораций т.е. каждый 5 чел. В Швеции каждый второй. Раздел 1. Корпоративное управление 1.1 Понятие корпоративного управления его основные элементы Corporate Governance. Корпорация объединение союз ...
10092. Промислово-фінансова група (ПФГ) 124.45 KB
  Промисловофінансова група ПФГ обєднання до якого можуть входити промислові підприємства сільськогосподарські підприємства банки наукові і проектні установи інші установи і організації всіх форм власності що мають на меті отримання прибутку і яке створюєть...