Вопрос №6. Нормирование качества окружающей среды (в том числе и атмосферного воздуха)

Нормальный химический состав атмосферного воздуха способствует нормальному функционированию экологических систем, обеспечивает круговорот ряда химических элементов, способствует развитию флоры и фауны. Хотя до основного химического состава воздуха приземного слоя атмосферы входят только четыре ингредиента, в обычных условиях в нем присутствует значительное количество различных газообразных, твердых и жидких компонентов. Все они могут так или иначе влиять на различные процессы. Отдельные газообразные компоненты могут быть токсичными и оказывать непосредственного вредного влияния на живые организмы. Твердые компоненты могут оказывать как прямого вредного воздействия на организмы, так и косвенно - в результате нарушения температурно-влажностного режима в зонах повышенной загрязненности.
Под загрязнением атмосферы понимают попадание в нее веществ любого происхождения, которые либо не свойственные природному составу атмосферы, либо находятся в концентрациях, значительно отличаются от их естественного содержания в атмосфере и которые вредно влияют на живые организмы и подавляют их жизнедеятельность. Это прежде всего касается приземного слоя атмосферы.

Из определения видно, что загрязнение - это не только попадание в атмосферу вредных компонентов, но и изменение содержания в нем основных составляющих.
В соответствии с действующими нормативными документами, под загрязнением атмосферы понимают ухудшение качества воздуха. Однако, такое определение не дает представления о возможных последствиях этого процесса.

Например, изменение концентрации кислорода. При нормальных условиях в приземном слое атмосферы содержится по объему 20,94% кислорода. Рост его содержания в воздухе до 24% вызовет значительную интенсификацию окислительных процессов, мешать самозатуханию лесных пожаров, будет наблюдаться самовозгорания опавших осенью листьев и т.п. Все эти процессы могут привести к нагреванию атмосферы со всеми вытекающими последствиями. Уменьшение содержания кислорода в воздухе до 16% вызовет массовую удушье животных организмов, поставит на грань гибели фауну Земли. Следовательно, любое отклонение состояния атмосферного воздуха от нормы представляет определенной опасности.

Атмосфера, как и любой компонент биосферы, представляет собой большую равновесную окислительную систему со значительным содержанием основного окислителя - кислорода. За счет этого возможно самоочищения атмосферного воздуха. В этих процессах важную роль играют также гравитационное и электромагнитное поле Земли (осаждения твердых частиц), атмосферные осадки (вымывание газообразных и жидких компонентов). В результате этих процессов, атмосфера, как природа в целом, нейтрализует и удаляет попадающих в нее вредные примеси, но компенсационные возможности атмосферы являются исчерпывающими и чистый воздух относят к исчерпывающие возобновляемых ресурсов. Способность атмосферы к самоочищению долгое время человечество использовало "бездумно" и, как следствие, все чаще встречаемся с региональными экологическими проблемами и предкризисной ситуации.

Загрязнение атмосферы оказывает негативного влияния на все) стороны жизни, то есть:
- Создается угроза для здоровья и жизни людей, что может быть причиной повышения заболеваемости, преждевременного старения, возникновения тяжелых отдаленных последствий и необратимых изменений в будущих поколений;
- Наносит значительный экономический ущерб за счет повышения коррозии оборудования и сооружений, сокращение срока их эксплуатации и т.п.;
- Вызывает деградацию природных экосистем, негативно влияет на флору и фауну и т.д.

Все это говорит о необходимости защиты атмосферы. К сожалению, на первый план всегда ставится экономическая эффективность производства, а вопрос защиты окружающей среды, в том числе и атмосферы, выносится на второй план. Возможности, современный технический прогресс приобрел в области охраны атмосферного воздуха, используются в неполной мере. Это требует коренного изменения отношения человека к вопросам охраны природы и охраны окружающей среды в целом и воздух в том числе, иначе человечеству неизбежно грозит общая экологическая катастрофа.

Для оценки состояния атмосферного воздуха и возможности его контроля проводят классификацию загрязняющих атмосферу веществ по различным признакам.

По происхождению все источники загрязнения атмосферы разделяют на природные и антропогенные. К природным источникам загрязнения атмосферы относятся извержения вулканов, лесные пожары, поверхности выветривания т.д. Кроме того, к природным источникам загрязнения атмосферы относятся космическая пыль, солнечное и космическое излучение и т.д. Среди основных источников антропогенного загрязнения особое внимание следует уделять выбросам промышленных предприятий и энергетических систем. На этих предприятиях источниками загрязнения атмосферы являются неутилизированных отходов, образующихся в результате обмена веществ и энергий предприятия и окружающей среды. Основными загрязнителями атмосферного воздуха являются оксиды углерода (CO + С02), диоксид серы (S02), оксиды азота (NxOy), углеводороды CnHm, пыль, биологические загрязнения и т.д.

По ГОСТ 17.2.1.01-76, загрязняющих атмосферу вещества классифицируют по агрегатному состоянию и количеству веществ. По агрегатному состоянию загрязняющих атмосферу вещества разделяют на газообразные, парообразных (пары органических растворителей), твердые и жидкие. Последние образуют в воздухе аэрозоли.
Жидкие аэрозоли - туманы, в зависимости от размера частиц разделяют на четыре группы:
- Супертонкий туман (размер частиц до 0,5 мкм);
- Тонкодисперсный туман (в пределах 0,5 <x <3,0 мкм);
- Грубодисперсных туман (в пределах 3,0 <д: <10,0 мкм);
- Капли (свыше 10,0 мкм).
Твердые аэрозоли - дым, также по размеру частиц разделяют на четыре группы:
- С размером частиц (пыли) до 1,0 мкм;
- С размером частиц в пределах 1,0 <x <10,0 мкм
- С размером частиц в пределах 10,0 <x <50,0 мкм
- С размером частиц более 50,0 мкм.

Такое разделение загрязняющих веществ с дисперсностью необходимый для правильного выбора методов их улавливание и прогнозирования зоны оседания загрязняющих веществ.

По количеству выбросов в атмосферу, источники загрязнения атмосферы разделяют на шесть групп:
- С количеством выбросов до 0,01 т / сутки;
- С количеством выбросов от 0,01 до 0,1 т / сутки;
- С количеством выбросов от 0,1 до 1,0 т / сутки;
- С количеством выбросов от 1,0 до 10,0 т / сутки;
- С количеством выбросов от 10,0 до 100,0 т / сут;
- С количеством выбросов более 100,0 т / сут.

Такое разделение источников загрязнения атмосферы необходим для правильной организации мероприятий по охране атмосферного воздуха, в частности, подбор методов очистки газов с производительностью и эффективностью. Чем больше выбросов в атмосферу осуществляется предприятием, тем большее внимание уделяется этому источнику загрязняющих веществ.

Все загрязнители атмосферного воздуха объединяют в две основные группы: материальные и энергетические.

В свою очередь, материальные загрязняющих атмосферу вещества разделяют на химически инертные (нетоксичные) и химически активные (токсичные). Токсичными называют такие ингредиенты, которые при превышении определенных предельно допустимых концентраций (ПДК) вызывают гибель живых существ или подавляют их жизнедеятельность, в том числе влияющих на здоровье людей. Нетоксичными есть такие ингредиенты, необходимые для развития живых организмов или они не влияют на их жизнедеятельность в рамках определенных концентраций, характерная для естественного состава атмосферного воздуха.

Значительное отклонение от границ природных концентраций нетоксичных ингредиентов может оказывать негативного влияния на живые организмы.

Загрязняющих атмосферу вещества классифицируют на основе характера воздействия на живые организмы. Выделяют пять основных групп загрязняющих веществ:
- Общесоматические, при определенной количественной действия могут вызвать отравление всего организма, например, оксид углерода (II), пары ртути, неорганические соединения свинца и т.д.;
- Раздражающие, вызывающие раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек, например, оксиды серы и азота, озон, хлор и т.д.;
- Аллергены или сенсибилизирующие, т.е. химически инертные вещества, способные вызывать аллергии и кожные заболевания типа экзем, например, нетоксичный пыль, цветочную пыльцу и т.д.;
- Канцерогенные, вызывающие появление злокачественных опухолей, например, бенз (а) пирен, асбест, соединения хрома (VI), радон и т.п.;
- Мутагенные, вызывающие нежелательные мутации в живых организмах, например, радионуклиды, органические соединения свинца, соединения марганца в высших степенях окисления, т.

Отдельно проводят классификацию химических загрязняющих веществ по степени воздействия на организм человека. Выделяют четыре класса опасности химических веществ:
- Чрезвычайно опасные, например, ртуть, хлор и т.д.;
- Высоко опасные, например, оксиды азота, анилин и т.д.;
- Умеренно опасные, например, диоксид серы, бензен, карбоновые кислоты и др.;
- Мало опасные, например, оксид углерода, ацетон, бензины,
т.д.

Все перечисленные загрязняющих вещества вызывают так называемое материальное загрязнение атмосферы, которое может оказывать негативного влияния не только на живые организмы, но и на неживую природу.

От материальных загрязняющих атмосферу веществ принципиально отличаются влияние энергетического загрязнения.

Энергетическое или параметрическое загрязнения включает в себя промышленные тепловые выбросы и все виды излучения - световое, звуковое (шум), электромагнитное и ионизирующее (а-, Р-, у-излучения). С точки зрения влияния на окружающую среду, энергетическое загрязнение имеет ряд особенностей. Во-первых, это ограниченная зона действия, т.е. по увеличению расстояния от источника, их действие ослабевает. Во-вторых, такие загрязнения негативно влияют на окружающую среду только в момент их генерации, то есть они не накапливаются в среде за исключением тепловых выбросов. Энергетические загрязнения могут по-разному влиять на окружающую среду: световое - приводит к смещению биоритмов живых существ, акустическое - предоставляет нагрузка на нервную систему людей и отпугивает животных, электромагнитное - вызывает изменения в составе крови и органов, содержащих значительные количества воды, ионизирующее - вызывает мутагенное или соматическую действие (лучевая болезнь)...