Проблемы атмосферного загрязнения. Состав и свойства атмосферного воздуха. Методы борьбы с загрязнением атмосферного воздуха

В атмосферном воздухе под действием внешних и внутренних факторов постоянно протекают гидродинамические, тепловые, электромагнитные, химическ4ие и фотохимические процессы, от которых зависит температура, давление, скорость перемещения воздушных масс и его химический состав. Атмосфера на сотни километров простирается вокруг Земли, ее масса составляет 5,3 · 10 15 тонн. Это 1 · 10 -6 массы нашей планеты. Плотность, влажность, давление, температура, скорость перемещения и химический состав атмосферы неодинаковы и зависят от высоты слоя атмосферы над Землей.

Условно атмосферный воздушный бассейн можно разделить на 5 сфер:

- тропосфера;

- стратосфера;

- мезосфера;

- термосфера;

- экзосфера.

Природный состав атмосферного воздуха необходимо знать для того, чтобы своевременно определить новые загрязнители, которые могут поступить в атмосферу вследствие антропогенной деятельности.

Источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяют на две группы:

- природные;

- антропогенные.

К природным относятся – лесные пожары, пыльные бури, землетрясения, ураганы, морские бури, космическая пыль, извержения вулканов.

К антропогенным – промышленность, транспорт, сельское хозяйство, военно-промышленный комплекс.

К основным загрязнителям атмосферного воздуха относятся оксиды серы и азота (компоненты кислотных дождей), пыль, монооксид углерода.

Таблица

Эмиссия основных загрязнителей атмосферного воздуха.

Годы		Эмиссия, тыс.	т/год
	Пыль	SO2	CO	NOx

Для характеристики любого источника вредного выброса разработана структура выбросов согласно стандарту страны, а также Международным стандартам.

Выбросы вредных веществ в атмосферу характеризуются по четырем признакам:

- по агрегатному состоянию;

- по химическому составу;

- по размеру частиц;

- по массе выброса.

Вредные вещества классифицируются по следующим признакам:

- по характеру действия;

- по степени опасного воздействия на человека.

По характеру действия на человека вредные вещества делят на:

1. Нервно-паралитические – аммиак, анилин, сероводород, тетраэтилсвинец.

2. Раздражающие - хлор, аммиак, сернистый ангидрид, оксиды азота.

3. Общеядовитые – синильная кислота, мышьяк, соли ртути, фосфор-содержащие соединения.

4. Удушающие – фосген, оксид углерода, ацетилен, инертные газы.

5. Прижигающие – Кислоты, щелочи, ангидриды.

6. Наркотические – бензол, эфиры, дихлорэтан, ацетон.

7. Мутагенные – соединения свинца, ртути, хлора, углеводороды ароматические.

8. Канцерогенные – каменноугольная смола, бензапирен.

9. Аллергены – соединения никеля, алколоиды.

По степени опасного воздействия на человека вредные вещества делят на:

1. Чрезвычайно-опасные (первый класс) – ПДК 0,1 мг/дмз

2. Высокоопасные (второй класс) – ПДК -0,1-1,0 мг/дмз

3. Умеренно-опасные (третий класс) – ПДК – 1,0 -10,0 мг/дмз

4. Малоопасные (четвертый класс) – ПДК -10,0 мг/дмз и выше.

Для обеспечения экологической безопасности, создания нормальных, здоровых условий труда и отдыха разработаны предельные уровни загрязнения воздушного бассейна – предельно-допустимые концентрации (ПДК).

ПДК нормируются в рабочей зоне, в населенной местности.

ПДК в населенной местности подразделяются на общие, средне-суточные, максимально-разовые.

ПДК в рабочей зоне – это максимальная концентрация вредного вещества, которая в течение ежедневной работы (кроме выходных и праздничных дней) не более 8 часов в сутки, не более 41 часа в неделю не ухудшает состояние здоровья, не приводит к дискомфортности труда, а при длительном воздействии не приводит к профессиональным заболеваниям.

По видам вредные вещества подразделяются на:

- вещества однонаправленного действия;

- вещества разнонаправленного действия.

В случае одновременного присутствия в газовоздушных средах веществ однонаправленного действия санитарная оценка в конкретном промышленном регионе или населенной местгности определяется следующим неравенством:

СССС

С С С С 1

А для веществ разнонаправленного действия санитарная оценка лимитируется тем вредным веществом, для которого ПДК имеет наименьшее значение:

С С

Человек подвергается комбинированному воздействию вредных веществ. Возможны следующие разновидности этих воздействий:

- суммация, аддиктивное воздействие;

- синергизм;

- антогонизм.

В результате сгорания топлива в судовых дизельных установках образуются выхлопные газы, содержащие оксиды серы, азота, углерода, сажу, углеводороды. По санитарным нормам и требованиям экологической безопасности выхлопные газы перед сбросом в атмосферу должны быть очищены до безопасного уровня воздействия на окружающую среду.

Известны следующие способы очистки выхлопных газов судовых установок от вредных токсических компонентов:

- абсорбционный;

- адсорбционный;

- диффузионный;

- высокотемпературный, термический;

- каталитический.

Предельно-допустимый выброс ПДВ, мг/с определяется по уравнению:

ПДВ = М = Свв · Vгвс, мг/час

где Свв – концентрация вредного вещества в сбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси, мг/мз;

Vгвс – нагрузка по газовоздушной смеси, сбрасываемой в атмосферу, мз/час.

Для каждого предприятия устанавливается конкретная величина ПДВ, выше которой сброс недопустим.

У наслідок згорання моторного палива в суднових енергосилових установках утворюються відпрацьовані гази, що містять сажу, оксиди сірі, азоту, вуглецю, вуглеводні. За умовами екологічної безпеки відпрацьовані гази перед викидом в атмосферу мають бути очищені до безпечного рівня дії на навколишнє середовище.

Граничнодопустимий викид (ГДВ), мг/с, визначається по рівнянню:

ГДВ = М = С_i ^. V_ГПС, мг/год. (3)

де С_{i –} концентрація шкідливої речовини i-того вигляду в газоповітряній суміші, що викидається в атмосферу, мг/м³;

V_ГПС – об'ємна витрата газоповітряної суміші, що викидається в атмосферу, м³/час.

При цьому необхідно враховувати концентрацію шкідливих речовин в атмосфері від інших джерел, щоб дотримувалася умова:

С_i + С_i^ф ≤ГДК_i^С/С (4)

де С_i^ф – фонова концентрація i-ї речовини в атмосферному повітрі, мг/м³.

Промислові об'єкти, що є джерелами виділення шкідливих речовин, розташовуються з підвітряного боку від житлових масивів і відокремлюються від житлової забудови санітарно-захисними зонами.

Відповідно до санітарної класифікації підприємств встановлюються розміри санітарно-захисних зон від 50 м до 1 км. Територія санітарно-захисної зони має бути упорядкована і озеленює. У ній допускається розміщувати підприємства із виробництвами меншого класу шкідливості, за умови аналогічного характеру шкідливості, а також будівлі, управління, магазини. Не можна розміщувати житлові будівлі.

Розміри санітарно-захисних зон (Х, м), встановлені відповідно до «Санітарних норм проектування промислових підприємств», повинні підтвердитися розрахунками. Отриманий за розрахунком розмір зони має бути скоректований на розу вітрів району розташування підприємства по формулі:

Х = Х_i · Р/Р₀ (5)

де Х_i - розрахункова відстань від джерела забруднення до межі санітарно-захисної зони без урахування поправки на троянду вітрів, м;

Р – середньорічна повторюваність напрямів вітрів даного румба %;

Р₀ – повторюваність напрямів вітрів одного румба при круговій розі вітрів %.

Якщо розмір санітарно-захисної зони для підприємства більше встановленого, то необхідно переглянути проект підприємства і забезпечити зниження викидів шкідливих речовин або збільшити висоту викиду, аби забезпечити вимоги норм по чистоті повітряного басейну в зоні житлової забудови.