Ограничение вредных выбросов в атмосферу и проводимая в этой области политика

Национальные стандарты качества воздуха

В некоторых странах для предотвращения потенциального вредного воздействия на окружающую среду выбросов в атмосферу продуктов сгорания устанавливаются национальные стандарты качества воздуха, которые регламентируют максимально разрешенную концентрацию в нем определенных химических соединений. Основные стандарты, обычно называемые стандартами первичного качества воздуха, устанавливают уровни концентраций загрязнения, которые не могут превышаться во избежание нанесения вреда здоровью человека. Стандарты вторичного качества воздуха устанавливают лимиты уровней концентраций загрязнения, которые не могут превышаться во избежание нанесения вреда общественному достоянию (растительности, имуществу, живописности местности и т. д.).

В отдельных странах такие стандарты по качеству окружающего воздуха отсутствуют. Это не означает, что не предпринимаются попытки контролировать уровень загрязнения атмосферы, просто в этих странах используются другие методы (не регламентация уровней содержания вредных соединений специальными стандартами) определения и достижения качества воздуха. Более того, даже в тех странах, где стандарты качества окружающего воздуха имеются, методы их применения отличаются друг от друга. В некоторых странах эти стандарты являются целью, которую необходимо достигнуть любыми средствами, в других они включают в себя конкретные ограничения по использованию углей определенного качества или требования по проведению специальных мероприятий, обеспечивающих контроль за вредными выделениями при сжигании угля.

Для достижения качества окружающего воздуха, регламентируемого специальными стандартами, правительства стран устанавливают специальные положения, ограничивающие пределы выбросов вредных соединений из таких источников потребления угля сжиганием, как угольные теплоэлектростанции. В некоторых странах еще более жесткие стандарты устанавливаются местными органами власти. Основными вредными выделениями, которые регламентируются стандартами, являются: двуокись серы (SO₂), общее количество взвешенных в воздухе твердых частиц и двуокись азота (NO₂).

Для определения разрешенных норм выделений используются различные методы. В основном во всех странах требуется определенный контроль за выделениями продуктов сгорания, по крайней мере контроль за выделением крупных частиц в месте сжигания угля. В некоторых странах, например во Франции, ФРГ и Италии, контроль за концентрацией двуокиси серы в окружающем воздухе осуществляется посредством ограничения содержания серы в сжигаемом угле. Другие, например Великобритания, основывают свой контроль на механическом рассеивании вредных выделений посредством сооружения высоких дымовых труб и учете господствующих ветров. Меняющийся контроль применяется в Дании. Здесь топливо с высоким содержанием серы используется в районах с благоприятными погодными условиями и устойчивыми ветрами, а в районах с безветренной погодой применяются низкосернистые виды топлива. В США и Японии для снижения выделений вредных соединений используются топливо с низким содержанием серы, а также комбинированные способы (механические и химические) улавливания продуктов сгорания.

10. СО₂ и изменение климата

В связи с тем что техническое решение контроля выделения СО₂ в атмосферу крайне затруднено, а значительное увеличение содержания этого газа в атмосфере может привести к глобальным изменениям климата, рост использования ископаемых видов топлива (включая уголь) выдвигает проблему выделения СО₂ в ряд наиболее важных. Двуокись углерода содержится в атмосфере в небольших количествах (330 частиц на миллион), но несмотря на относительно небольшую ее концентрацию, она влияет на температуру атмосферы. В основном этот газ не задерживает солнечный свет, но абсорбирует инфракрасную радиацию, которую испускает земная поверхность, и часть ее посылает обратно на землю, снижая, таким образом, темпы ее охлаждения. В соответствии с этим считается, что увеличение в атмосфере двуокиси углерода приведет к росту ее температуры и вызовет так называемый «парниковый» эффект. Такое увеличение средней температуры Земли возможно приведет к изменению климата нашей планеты, причем для некоторых ее регионов оно окажется благоприятным, а на другие окажет крайне отрицательное воздействие.

По многим причинам проблема изменения климата в связи с увеличением количества СО₂ в атмосфере является гораздо более сложной по сравнению с другими проблемами окружающей среды, связанными с использованием ископаемых видов топлива. Среди ученых до настоящего времени нет единого мнения о значимости и срочности решения данной проблемы, а также о необходимом взаимодействии всех заинтересованных сторон.

Двуокись углерода поглощается, накапливается, находится в сложных формах обмена в Мировом океане, лесах, плодородном слое земли и осадочных породах. Основными источниками образования СО₂ являются: дыхание животного мира, гниение растений и испарения океанов. Основное потребление этого газа и соответственно удаление его из атмосферы происходят за счет поглощения при фотосинтезе растений и растворении в океане. Поступления СО₂ в атмосферу при сжигании ископаемых видов топлива являются незначительной частью всех остальных источников его образования, размеры которых до сих пор должным образом не установлены. В дополнение необходимо отметить, что вся земная атмосфера, начиная с 1940 г., проходит цикл охлаждения после 80-летнего нагревательного цикла. Одна из самых сложных проблем - это определение степени влияния двуокиси углерода, образующейся при сжигании ископаемых видов топлива, на изменение климата.

Люди добавляют в атмосферу СО₂ во все увеличивающихся масштабах еще с ранней своей деятельности посредством уничтожения растительного покрова планеты, изменения растительного слоя земли при ее использовании, а после промышленной революции - и сжигании ископаемых видов топлива. За последнее столетие количество СО₂ в атмосфере увеличилось приблизительно на 15%, а в настоящее время его ежегодный прирост составляет 0,4 %. Влияние такого роста непредсказуемо: природный механизм обратной связи, такой как повышенные темпы образования облачности, действует по принципу умеренного «парникового» эффекта, но такие облака, хотя и увеличивают в значительной степени отражение солнечной радиации, могут в еще большей степени замедлить охлаждение Земли.

Потребление угля с помощью его сжигания освобождает на 25 % больше СО₂, чем при сжигании нефти, и на 75 % больше, чем при сжигании природного газа. Значительное увеличение объемов сжигания угля повлияет на уровень содержания СО₂ в атмосфере, но насколько значительным окажется этот процесс неизвестно. Более того, даже если ученые придут к единому мнению о степени влияния СО₂ на климат планеты, существующие в настоящее время межгосударственные разногласия не позволят достигнуть соглашения о предотвращении дальнейшего увеличения сжигания ископаемых видов топлива в глобальном масштабе или снижения темпов уничтожения лесных массивов на планете.

Вопрос изменения климата от увеличения в атмосфере двуокиси углерода требует интенсификации исследований в этой области как на национальной, так и на международной основе. Прогресс в создании атмосферной теории позволил на основе новой расширенной информации создать более совершенные модели глобальной циркуляции элементов атмосферы. И может так случиться, что еще до конца столетия какие-то аспекты влияния СО₂ можно будет определить на региональном или глобальном уровне, и это потребует переоценки объемов потребления ископаемых видов топлива в мировом масштабе на тот период времени.