Антропогенное загрязнение атмосферы

– очистка  отработавших газов энергоустановок, например, двигателей внутреннего сгорания в специальных агрегатах, и выброс в атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения  и т. п.)

Для соблюдения ПДК вредных веществ в атмосферном  воздухе населенных мест устанавливают  предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных  веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических и  энергетических установок.

Аппараты  очистки вентиляционных и технологических  выбросов в атмосферу делятся  на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые); туманоуловители (низкоскоростные и высокоскоростные); аппараты для улавливания паров и газов (абсорбционные, хемосорбционные, адсорбционные и нейтрализаторы); аппараты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители туманов и твердых примесей, многоступенчатые пылеуловители). Их работа характеризуется рядом параметров. Основными из них являются активность очистки, гидравлическое сопротивление и потребляемая мощность.

Эффективность очистки

=(hс_вх – с_вых)/с_вх (2)

где с_вх и с_вых – массовые концентрации примесей в газе до и после аппарата.

Широкое применение для очистки газов  от частиц получили сухие пылеуловители –циклоны различных типов.

Электрическая очистка (электрофильтры) – один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Для этого применяют электрофильтры.

Для высокоэффективной  очистки выбросов необходимо применять  аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки.

Такие решения находят применение при  высокоэффективной очистке газов  от твердых примесей; при одновременной  очистке от твердых и газообразных примесей; при очистке от твердых  примесей и капельной жидкости и  т. п. Многоступенчатую очистку широко применяют в системах очистки  воздуха с его последующим  возвратом в помещение. 

Способы очистки газовых выбросов в атмосферу

Абсорбционный способ очистки газов, осуществляемый в установках-абсорберах, наиболее прост и дает высокую степень очистки, однако требует громоздкого оборудования и очистки поглощающей жидкости. Основан на химических реакциях между газом, например, сернистым ангидридом, и поглощающей суспензией (щелочной раствор: известняк, аммиак, известь). При этом способе на поверхность твердого пористого тела (адсорбента) осаждаются газообразные вредные примеси. Последние могут быть извлечены с помощью десорбции при нагревании водяным паром.

Способ  окисления горючих углеродистых вредных веществ в воздухе заключается в сжигании в пламени и образовании СО₂ и воды, способ термического окисления – в подогреве и подаче в огневую горелку.

Каталитическое  окисление с использованием твердых катализаторов заключается в том, что сернистый ангидрид проходит через катализатор в виде марганцевых составов или серной кислоты.

Для очистки  газов методом катализа с использованием реакций восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация оксидов азота NO_x достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.

Перспективен сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных веществ при температурах ниже температуры катализа.

Адсорбционно-окислительный  способ также представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции малых количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.

В крупных  городах для снижения вредного влияния  загрязнения воздуха на человека применяют специальные градостроительные  мероприятия: зональную застройку  жилых массивов, когда близко к  дороге располагают низкие здания, затем – высокие и под их защитой – детские и лечебные учреждения; транспортные развязки без пересечений, озеленение.

Охрана  атмосферного воздуха

Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды.

Закон «О6 охране атмосферного воздуха» всесторонне охватывает проблему. Он обобщил требования, выработанные в предшествующие годы и оправдавшие себя на практике. Например, введение правил о запрещении ввода в действие любых производственных объектов (вновь созданных или реконструированных), если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных отрицательных воздействий на атмосферный воздух. Получили дальнейшее развитие правила о нормировании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Государственным санитарным законодательством только для атмосферного воздуха были установлены  ПДК для большинства химических веществ при изолированном действии и для их комбинаций.

Гигиенические нормативы – это государственное  требование к руководителям предприятий. За их выполнением должны следить  органы государственного санитарного  надзора Министерства здравоохранения  и Государственный комитет по экологии.

Большое значение для санитарной охраны атмосферного воздуха имеет выявление новых  источников загрязнения воздушной  среды, учет проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов, загрязняющих атмосферу, контроль за разработкой и реализацией генеральных планов городов, поселков и промышленных узлов в части размещения промышленных предприятий и санитарно-защитных зон.

В Законе «Об охране атмосферного воздуха» предусматриваются  требования об установлении нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Такие нормативы  устанавливаются для каждого  стационарного источника загрязнения, для каждой модели транспортных и  других передвижных средств и  установок. Они определяются с таким  расчетом, чтобы совокупные вредные  выбросы от всех источников загрязнения  в данной местности не превышали  нормативов ПДК загрязняющих веществ  в воздухе. Предельно допустимые выбросы устанавливаются только с учетом предельно допустимых концентраций.

Очень важны требования Закона, относящиеся  к применению средств защиты растений, минеральных удобрений и других препаратов. Все законодательные  меры составляют систему профилактического  характера, направленную на предупреждение загрязнения воздушного бассейна.

Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но и ответственность за их нарушение. Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, обязывает их активно содействовать государственным органам в этих вопросах, так как только широкое участие общественности позволит реализовать положения этого закона. Так, в нем сказано, что государство придает большое значение сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха, его восстановлению и улучшению для обеспечения наилучших условий жизни людей – их труда, быта, отдыха и охраны здоровья.

Предприятия или их отдельные здания и сооружения, технологические процессы которых  являются источником выделения в  атмосферный воздух вредных и  неприятно пахнущих веществ, отделяют от жилой застройки санитарно-защитными  зонами. Санитарно-защитная зона для  предприятий и объектов может  быть увеличена при необходимости  и надлежащем обосновании не более  чем в 3 раза в зависимости от следующих  причин: а) эффективности предусмотренных  или возможных для осуществления  методов очистки выбросов в атмосферу; б) отсутствия способов очистки выбросов; в) размещения жилой застройки при  необходимости с подветренной стороны  по отношению к предприятию в  зоне возможного загрязнения атмосферы; г) розы ветров и других неблагоприятных  местных условий (например, частые штили  и туманы); д) строительства новых, еще недостаточно изученных вредных в санитарном отношении производств.

Размеры санитарно-защитных зон для отдельных  групп или комплексов крупных  предприятий химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности, а также тепловых электрических  станций с выбросами, создающими большие концентрации различных  вредных веществ в атмосферном  воздухе и оказывающими особо  неблагоприятное влияние на здоровье и санитарно-гигиенические условия  жизни населения, устанавливают  в каждом конкретном случае по совместному  решению Минздрава и Госстроя России.

Для повышения  эффективности санитарно-защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую  и травянистую растительность, снижающую  концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный  воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и  травы с учетом степени агрессивности  и концентрации промышленных выбросов. Особо вредны для растительности выбросы предприятий химической промышленности (сернистый и серный ангидрид, сероводород, серная, азотная, фтористая и бромистая кислоты, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и  цветной металлургии, угольной и  теплоэнергетической промышленности. 

Заключение

Оценка  и прогноз химического состояния  приземной атмосферы, связанного с  природными процессами ее загрязнения, существенно отличается от оценки и  прогноза качества этой природной среды, обусловленного антропогенными процессами. Вулканической и флюидной активностью  Земли, другими природными феноменами нельзя управлять. Речь может идти только о минимизации последствий негативного  воздействия, которое возможно лишь в случае глубокого понимания  особенностей функционирования природных  систем разного иерархического уровня, и, прежде всего, Земли как планеты. Необходим учет взаимодействия многочисленных факторов, изменчивых во времени и  пространстве, К главным факторам относятся не только внутренняя активность Земли, но и ее связи с Солнцем, космосом. Поэтому мышление «простыми  образами» при оценке и прогнозе состояния приземной атмосферы  недопустимо и опасно.

Антропогенные процессы загрязнения воздушного бассейна в большинстве случаев поддаются  управлению.

Экологическая практика в России и за рубежом  показала, что ее неудачи связаны  с неполным учетом негативных воздействий, неумением выбрать и оценить  главные факторы и последствия, низкой эффективностью использования  результатов натурных и теоретических  экологических исследований при  принятии решений, недостаточной разработанностью методов количественной оценки последствий  загрязнения приземной атмосферы  и других жизнеобеспечивающих природных  сред.

Во всех развитых странах приняты законы об охране атмосферного воздуха. Они  периодически пересматриваются с учетом новых требований к качеству воздуха  и поступления новых данных о  токсичности и поведении загрязняющих веществ в воздушном бассейне. В США сейчас обсуждается уже  четвертый вариант закона о чистом воздухе. Борьба идет между сторонниками охраны окружающей среды и компаниями, экономически не заинтересованными  в повышении качества воздуха. Г1равительством  Российской Федерации разработан проект закона об охране атмосферного воздуха, который в настоящее время  обсуждается. Улучшение качества воздуха  на территории России имеет важное социально-экономическое значение.

Это обусловлено  многими причинами, и, прежде всего, неблагополучным состоянием воздушного бассейна мегаполисов, крупных городов  и промышленных центров, в которых  проживает основная часть квалифицированного и трудоспособного населения.

Легко сформулировать формулу качества жизни  в столь затяжной экологический кризис: гигиенически чистый воздух, чистая вода, качественная сельскохозяйственная продукция, рекреационная обеспеченность потребностей населения. Сложнее это качество жизни реализовать при наличии экономического кризиса, ограниченных финансовых ресурсов. В такой постановке вопроса необходимы исследования и практические мероприятия, составляющие основу «экологизации» общественного производства.

Экологическая стратегия, прежде всего, предполагает разумную экологически обоснованную технологическую  и техническую политику. Эту политику можно сформулировать коротко: производить  больше с меньшими затратами, т.е. сберегать  ресурсы, использовать их с наибольшим эффектом, совершенствовать и быстро менять технологии, внедрять и расширять  рециклинг. Иными словами, должна быть обеспечена стратегия превентивных экологических мер, заключающаяся во внедрении самых совершенных технологий при структурной перестройке хозяйства, обеспечивающих энерго- и ресурсосбережение, открывающая возможности совершенствования и быстрой смены технологий, внедрение рециклинга и минимизацию отходов. Концентрация усилий при этом должна быть направлена на развитие производства потребительских товаров и увеличение доли потребления. В целом хозяйство России должно максимально сократить энерго- и ресурсоемкость валового национального продукта и потребление энергии и ресурсов в расчете на одного жителя. Сама рыночная система и конкуренция должны способствовать реализации этой стратегии.