Загрязнение атмосферного воздуха естественными и антропогенными выбросами. Загрязнение земной атмосферы: источники, виды, последствия

Загрязнение атмосферы Земли – изменение природной концентрации газов и примесей в воздушной оболочке планеты, а также привнесение в среду чужеродных для неё веществ.

Впервые об на международном уровне заговорили сорок лет назад. В 1979 году в Женеве появилась Конвенция о трансграничном на большие расстояния. Первым международным соглашением о сокращении выбросов стал Киотский протокол 1997 года.

Эти меры хоть и приносят свои результаты, но загрязнение атмосферы остаётся серьёзной проблемой общества.

Вещества, загрязняющие атмосферу

Основные составляющие атмосферного воздуха – азот (78%) и кислород (21%). Доля инертного газа аргона – чуть меньше процента. Концентрация диоксида углерода составляет 0,03%. В малых количествах в атмосфере также присутствуют:

• озон,
• неон,
• метан,
• ксенон,
• криптон,
• закись азота,
• двуокись серы,
• гелий и водород.

В чистых воздушных массах окись углерода и аммиак присутствуют в виде следов. Помимо газов, в атмосфере есть водяные пары, кристаллы соли, пыль.

Основные загрязнители воздушной среды:

• Диоксид углерода – парниковый газ, влияющий на теплообмен Земли с окружающим пространством, а значит, и на климат.
• Оксид углерода или угарный газ, попадая в организм человека или животного, вызывает отравление (вплоть до летального исхода).
• Углеводороды – токсичные химические вещества, раздражающие глаза и слизистые оболочки.
• Производные серы способствуют образованию и усыханию растений, провоцируют болезни дыхательных путей и аллергию.
• Производные азота приводят к воспалениям лёгких, крупам, бронхитам, частым простудам, усугубляют течение сердечнососудистых заболеваний.
• , накапливаясь в организме, становятся причиной рака, генных изменений, бесплодия, преждевременной смерти.

Особую опасность для здоровья человека представляет воздух с тяжёлыми металлами. Такие загрязнители, как кадмий, свинец, мышьяк, приводят к возникновению онкологии. Вдыхаемые ртутные пары не действуют молниеносно, но, откладываясь в виде солей, разрушают нервную систему. В значительной концентрации вредны и летучие органические вещества: терпеноиды, альдегиды, кетоны, спирты. Многие из этих загрязнителей воздуха являются мутагенными и канцерогенными соединениями.

Источники и классификация атмосферного загрязнения

Исходя из природы явления, различают следующие виды загрязнений воздуха: химическое, физическое и биологическое.

• В первом случае в атмосфере наблюдается повышенная концентрация углеводородов, тяжёлых металлов, диоксида серы, аммиака, альдегидов, окислов азота и углерода.
• При биологическом загрязнении в воздухе присутствуют продукты жизнедеятельности различных организмов, токсины, вирусы, споры грибов и бактерий.
• Большое количество пыли или радионуклидов в атмосфере свидетельствует о физическом загрязнении. К этому же виду относят последствия тепловых, шумовых и электромагнитных выбросов.

На состав воздушной среды влияет как человек, так и природа. Естественные источники загрязнения атмосферы: вулканы в период активности, лесные пожары, почвенная эрозия, пыльные бури, разложение живых организмов. Мизерная доля влияния приходится и на космическую пыль, образующуюся в результате сгорания метеоритов.

Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха:

• предприятия химической, топливной, металлургической, машиностроительной промышленности;
• сельскохозяйственная деятельность (распыление пестицидов с помощью авиации, отходы животноводства);
• теплоэнергетические установки, отопление жилых помещений углём и дровами;
• транспорт (самые «грязные» виды – самолёты и автомобили).

Как определяют степень загрязненности воздуха?

При мониторинге качества атмосферного воздуха в городе учитывают не только концентрацию вредных для здоровья человека веществ, но и временной промежуток их воздействия. Загрязнение атмосферы в Российской Федерации оценивают по следующим критериям:

• Стандартный индекс (СИ) – показатель, полученный в результате деления наибольшей измеренной разовой концентрации загрязняющего материала на предельно допустимую концентрацию примеси.
• Индекс загрязнения нашей атмосферы (ИЗА) является комплексной величиной, при расчёте которой берут во внимание коэффициент вредности вещества-загрязнителя, а также его концентрацию – среднегодовую и предельно допустимую среднесуточную.
• Наибольшая повторяемость (НП) – выраженная в процентах частота превышения предельно допустимой концентрации (максимально разовой) в течение месяца или года.

Уровень загрязнения воздушной среды считается низким, когда СИ меньше 1, ИЗА варьирует в пределах 0–4, а НП не превышает 10%. Среди крупных российских городов, согласно материалам Росстата, самыми экологически чистыми являются Таганрог, Сочи, Грозный и Кострома.

При повышенном уровне выбросов в атмосферу СИ составляет 1–5, ИЗА – 5–6, НП – 10–20%. Высокой степенью загрязнения воздуха отличаются регионы с показателями: СИ – 5–10, ИЗА – 7–13, НП – 20–50%. Очень высокий уровень атмосферной загрязненности наблюдается в Чите, Улан-Удэ, Магнитогорске и Белоярском.

Города и страны мира с самым грязным воздухом

В мае 2016 года Всемирная организация здравоохранения опубликовала ежегодный рейтинг городов с самым грязным воздухом. Лидером списка стал иранский Заболь – город на юго-востоке страны, регулярно страдающий от песчаных бурь. Длится это атмосферное явление около четырёх месяцев, повторяется каждый год. На второй и третьей позиции оказались индийские города-миллионники Гвалияр и Праяг. Следующее место ВОЗ отдала столице Саудовской Аравии – Эр-Рияду.

Замыкает пятёрку городов с самой грязной атмосферой Эль-Джубайль – сравнительно небольшое по численности населения местечко на берегу Персидского залива и в то же время крупный промышленный нефтедобывающий и нефтеперерабатывающий центр. На шестой и седьмой ступеньках вновь оказались индийские города – Патна и Райпур. Основные источники загрязнения атмосферы там – промышленные предприятия и транспорт.

В большинстве случаев загрязнение атмосферы – актуальная проблема для развивающихся стран. Впрочем, ухудшение состояния окружающей среды вызывает не только стремительно растущая индустрия и транспортная инфраструктура, но и техногенные катастрофы. Яркий тому пример – Япония, пережившая радиационную аварию в 2011 году.

Топ-7 государств, где состояние воздуха признано удручающим, выглядит следующим образом:

1. Китай. В некоторых регионах страны уровень загрязнения воздуха превышает норму в 56 раз.
2. Индия. Крупнейшее государство Индостана лидирует по количеству городов с худшей экологией.
3. ЮАР. В экономике страны преобладает тяжёлая промышленность, она же является главным источником загрязнения.
4. Мексика. Экологическая ситуация в столице государства, Мехико, за последние двадцать лет заметно улучшилась, но смог в городе по-прежнему не редкость.
5. Индонезия страдает не только от промышленных выбросов, но и от лесных пожаров.
6. Япония. Страна, несмотря на повсеместное озеленение и использование научно-технических достижений в природоохранной сфере, регулярно сталкивается с проблемой кислотных дождей, смога.
7. Ливия. Главный источник экологических бед североафриканского государства – нефтяная промышленность.

Последствия

Загрязнение атмосферы – одна из основных причин роста числа респираторных заболеваний, как острых, так и хронических. Вредные примеси, содержащиеся в воздухе, способствуют развитию рака лёгких, сердечных болезней, инсульта. По оценкам ВОЗ, из-за загрязнения воздушной среды в мире преждевременно умирает 3,7 млн человек в год. Больше всего таких случаев фиксируют в странах Юго-Восточной Азии и Западного региона Тихого океана.

В крупных промышленных центрах часто наблюдается такое неприятное явление, как смог. Скопление частиц пыли, воды и дыма в воздухе снижает видимость на дорогах, из-за чего учащается количество ДТП. Агрессивные вещества усиливают коррозию металлических конструкций, отрицательно влияют на состояние растительного и животного мира. Наибольшую опасность смог представляет для астматиков, лиц, болеющих эмфиземой, бронхитом, стенокардией, гипертонией, ВСД. Даже у здоровых людей, надышавшихся аэрозолей, может сильно болеть голова, наблюдаться слезотечение и першение в горле.

Насыщение воздуха оксидами серы и азота приводит к образованию кислотных дождей. После осадков с низким уровнем pH в водоёмах гибнет рыба, а выжившие особи не могут дать потомства. Как результат – сокращается видовой и числовой состав популяций. Кислые осадки выщелачивают питательные вещества, тем самым обедняя почву. Они оставляют химические ожоги на листьях, ослабляют растения. Для среды обитания людей такие дожди и туманы также представляют угрозу: кислая вода разъедает трубы, машины, фасады зданий, памятники.

Повышенное количество парниковых газов (углекислого, озона, метана, водяного пара) в воздушной среде приводит к росту температуры нижних слоёв атмосферы Земли. Прямым следствием является потепление климата, наблюдающееся последние шестьдесят лет.

На погодные условия заметно влияют и , образующиеся под воздействием брома, хлора, атомов кислорода и водорода. Помимо простых веществ, молекулы озона могут разрушать также органические и неорганические соединения: производные фреонов, метан, хлороводород. Чем опасно ослабление щита для окружающей среды и человека? Вследствие истончения слоя растёт солнечная активность, что, в свою очередь, ведёт к увеличению смертности среди представителей морской флоры и фауну, росту числа онкологических заболеваний.

Как сделать воздух чище?

Уменьшить загрязнение атмосферы позволяет внедрение на производстве технологий, снижающих объём выбросов. В сфере теплоэнергетики следует делать ставку на альтернативные энергоисточники: строить солнечные, ветряные, геотермальные, приливные и волновые электростанции. На состоянии воздушной среды позитивно сказывается переход к комбинированной выработке энергии и тепла.

В борьбе за чистый воздух важным элементом стратегии является комплексная программа по утилизации отходов. Она должна быть направлена на уменьшение количества мусора, а также его сортировку, переработку или повторное использование. Городское планирование, нацеленное на улучшение среды, в том числе и воздушной, предполагает совершенствование энергоэффективности зданий, строительство велосипедной инфраструктуры, развитие скоростного городского транспорта.

следующие:

Факторы устойчивого развития: социальный

Социальная составляющая

Социальная составляющая устойчивости развития ориентирована на человека и направлена на сохранение стабильности социальных и культурных систем, в том числе, на сокращение числа разрушительных конфликтов между людьми. Важным аспектом этого подхода является справедливое разделение благ. Желательно также сохранение культурного капитала и многообразия в глобальных масштабах, а также более полное использование практики устойчивого развития, имеющейся в не доминирующих культурах. Для достижения устойчивости развития, современному обществу придется создать более эффективную систему принятия решений, учитывающую исторический опыт и поощряющую плюрализм. Важно достижение не только внутри-, но и межпоколенной справедливости. В рамках концепции человеческого развития человек является не объектом, а субъектом развития. Опираясь на расширение вариантов выбора человека как главную ценность, концепция устойчивого развития подразумевает, что человек должен участвовать в процессах, которые формируют сферу его жизнедеятельности, содействовать принятию и реализации решений, контролировать их исполнение.

Энергетические ресурсы

Если нефть, газ и каменный уголь, извлекаемые из недр Мирового океана, представляют собой в основном энергетическое сырье. То многие природные процессы в океане служат непосредственными носителями тепловой и механической энергии. Начато освоение энергии приливов, сделана попытка применения термальной энергии, разработаны проекты использования энергии волн, прибоя и течений.Под влиянием приливообразующих Луны и Солнца в океанах и морях возбуждаются приливы. Они проявляются в периодических колебаниях уровня воды и в ее горизонтальном перемещении (приливные течения). В соответствии с этим энергия приливов складывается из потенциальной энергии воды, и из кинетической энергии движущейся воды. При расчетах энергетических ресурсов Мирового океана для их использования в конкретных целях, например для производства электроэнергии, вся энергия приливов оценивается в 1 млрд. кВт, тогда как суммарная энергия всех рек земного шара равна 850 млн. кВт. Колоссальные энергетические мощности океанов и морей представляют собой очень большую природную ценность для человека. Ветер возбуждает волновое движение поверхности океанов и морей. Волны и береговой прибой обладают очень большим запасом энергии. Каждый метр гребня волны высотой 3 м несет в себе 100 кВт энергии, а каждый километр- 1 млн. кВт. По оценкам исследователей США, общая мощность волн Мирового океана равна 90 млрд. кВт.С давних времен инженерно-техническую мысль человека привлекла идея практического использования столь колоссальных запасов волновой энергии океана. Однако это очень сложная задача, и в масштабах большой энергетики она еще далека от решения.Пока удалось добиться определенных успехов в области применения энергии морских волн для производства электроэнергии, питающей установки малой мощности. Волноэнергетические установки используются для питания электроэнергией маяков, буев, сигнальных морских огней, стационарных океанологических приборов, расположенных далеко от берега, и т.п. Воды многих районов Мирового океана поглощают большое количество солнечного тепла, большая часть которого аккумулируется в верхних слоях и лишь в небольшой мере распространяется в нижние. Поэтому создаются большие различия температуры поверхностных и глубоколежащих вод. Они особенно хорошо выражены в тропических широтах. В столь значительной разнице температуры колоссальных объемов воды заложены большие энергетические возможности. Их используют в гидротермальных (моретермальных) станциях, по-другому - ПТЭО - системы преобразования тепловой энергии океана. В наше время экономическое освоение океана понимается более широко. Оно включает в себя не только использование его ресурсов, но и заботу об их охране и восстановлении. Не только океан должен отдавать людям свои богатства. Но и люди должны рационально и по-хозяйски их использовать. Все это осуществимо, если в темпах развития морского производства учитывать сохранение и воспроизводство биологических ресурсов океанов и морей и рациональное использование их минералов.

Конференция в Стокгольме

Проведение в 1972 году в Стокгольме Конференции ООН по окружающей человека среде и создание Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) ознаменовало включение международного сообщества на государственном уровне в решение экологических проблем, которые стали сдерживать социально-экономическое развитие.

Стала развиваться экологическая политика и дипломатия, право окружающей среды, появилась новая институциональная составляющая - министерства и ведомства по окружающей среде. С экологической точки зрения, устойчивое развитие должно обеспечивать целостность биологических и физических природных систем. Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того, понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко, включая в них созданную человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям, а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность экологических систем к самовосстановлению.

Факторы, влияющие на загрязненность атмосферы

Наиболее неблагоприятное воздействие на природную среду оказывает хозяйственная деятельность человека, связанная с непосредственным загрязнением атмосферы почвы и водных ресурсов. Значительное влияние на организм человека оказывает загрязнение атмосферы.

К основным факторам, влияющим на экологическое состояние атмосферы города можно отнести

следующие:

Интенсивность и объем выбросов загрязняющих веществ;

Размер территории, на которой производятся выбросы;

Уровень техногенного освоения территории;

Климатические факторы (ветровой режим, температурный и др.).

Ограничиваться только этими факторами можно на открытой местности. В городских условиях на рассеивание выбросов влияют следующие показатели: планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, плотность застройки, зеленые насаждения и водные объекты.

Основными источниками загрязнения воздуха жилых территорий являются промышленные предприятия, отопительные котельные и автомобильный транспорт. Среди них наиболее значительную долю загрязнения атмосферного воздуха в пределах жилых территорий вносит автотранспорт. Специфика автотранспорта, как подвижного источника загрязнения, проявляется в низком его расположении и непосредственной близости, к зонам жилой застройки. Все это приводит к, тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в. пределах которых предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе превышена в несколько раз. С каждым годом площадь застройки городов увеличивается за счет расширения площади города или путем застройки свободного внутригородского пространства. При этом составные элементы городских общественных пространств рассматриваются как отдельно взятые градостроительные объекты (общественные центры, городские улицы и площади, озеленение), оторванные от ландшафтной подосновы и общей экологической ситуации, что в свою очередь влечет за собой ухудшение аэрации центральных районов. Как результат образуются застойные области с высокими концентрациями загрязняющих веществ.

Зеленые насаждения в целом оказывают положительное воздействие на микроклимат городов: они вырабатывают кислород, но аккумулируя загрязняющие вещества, при наличии ветра могут быть источником вторичного загрязнения.

Введение

Сегодня в мире существует большое количество экологических проблем, начиная от исчезновения некоторых видов растений и животных, заканчивая угрозой вырождения человеческой расы. В настоящее время в мире имеется множество теорий, в которых особое значение имеет поиск наиболее оптимальных путей их решения. Но, к сожалению, на бумаге все гораздо проще, чем в реальной жизни.

Также в большинстве стран проблема экологии стоит на первом месте, но, увы, не в нашей стране, по крайней мере, раньше, но в последнее время ей начинают уделять больше внимания, применяются новые меры.

Решающей стала проблема загрязнения воздуха, воды опасными промышленными отходами, продуктами жизнедеятельности человека, токсичными химическими и радиоактивными веществами. Чтобы предотвратить эти эффекты нужны совместные усилия биологов, химиков, техников, врачей, социологов и других специалистов. Это проблема международная, потому что воздух не имеет государственных границ.

Атмосфера в нашей жизни имеет большое значение. Это и удержание теплоты Земли, и защита живых организмов от вредных доз космического излучения. Так же, является источником кислорода для дыхания и углекислого газа для фотосинтеза, энергии, способствует перемещению паров соды и мелких материалов на планете - и это еще не весь список значений воздуха в природных процессах. Несмотря на то, что площадь атмосферы огромна, она подвергается серьезным воздействиям, которые в свою очередь вызывает изменения ее состава не только на отдельных участках, но и на всей планете.

Огромное количество О2 расходуется в случаях, когда возникают пожары торфяников, лесов, залежей каменного угля. Выявлено, что в большинстве высокоразвитых странах на хозяйственные нужды человек тратит еще на 10-16 % больше кислорода, чем его возникает в результате фотосинтеза растений. Потому в крупных городах возникает дефицит О2. Кроме того, в результате интенсивной работы промышленных предприятий и транспорта в воздух выбрасывается огромное количество пылеподобных и газоподобных отходов.

Цель курсовой работы заключается в оценке степени загрязнения атмосферы и определение мероприятий по ее снижению.

Для достижения этих целей поставлены следующие задачи:

изучение критериев оценки степени загрязненности воздуха городов;

выявление источников загрязнения воздуха;

оценка состояния атмосферного воздуха по России на 2012 год;

осуществление мероприятий по снижению уровня загрязнения атмосферы.

Актуальность проблемы загрязнения атмосферы в современном мире возрастает. Атмосфера - самая важная жизнеобеспечивающая природная среда, представляющая собой смесь газов и аэрозолей в приземном слое атмосферы, которая сформирована в результате эволюции земли, деятельности человека и расположенных за пределами жилых, промышленных и других объектов. Результаты экологических исследований, как российский, так и зарубежных, показывают, что загрязнение приземного воздуха является самым мощным, непрерывно действующим фактором на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Воздушный бассейн обладает неограниченным пространством и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

Глава 1. Оценка уровня загрязнения атмосферы

1 Критерии и показатели оценки состояния атмосферы

Атмосфера является одним из элементов окружающей среды, который подвергается постоянному воздействию человеческой деятельности. Последствия данного воздействия зависят от различных факторов и проявляются в изменении климата и химического состава атмосферы. Эти изменения существенно влияют на биотические компоненты окружающей среды, включая человека.

Воздушная среда может оцениваться в двух аспектах:

Климат и его изменения под влиянием естественных причин и антропогенных воздействий в целом (макроклимат) и данного проекта в частности (микроклимат). Эти оценки предполагают прогноз потенциального воздействия изменения климата на реализацию проектируемого вида антропогенной деятельности.

Загрязнения атмосферы. Для начала оценивается возможность загрязнения атмосферы с помощью одного из комплексных показателей, таких как: потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА), рассеивающая способность атмосферы (РСА) и другие. После этого проводится оценка существующего уровня загрязнения атмосферного воздуха в необходимом регионе .

Выводы о климатических и метеорологических характеристиках, и об источнике загрязнения делаются, в первую очередь, на основе данных регионального Росгидромета, далее - на основе данных о санитарно-эпидемиологической службы и специальных аналитических инспекций Госкомэкологии, также, опираются на различные литературные источники.

В итоге, на основе полученных оценок и данных о конкретных выбросах в атмосферу проектируемого объекта делаются расчеты прогноза загрязнения воздуха, при этом используют специальные компьютерные программы ("эколог", "гарант", "эфир" и др.), позволяющие не только оценить возможные уровни загрязнения воздуха, но и получить карто-схему полей концентраций и данные по осаждению загрязняющих веществ (ЗВ) на подстилающей поверхности.

К критерию оценки степени загрязнения атмосферного воздуха относится предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ . Измеренные и вычисленные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере можно сравнить с ПДК и, следовательно, загрязнение атмосферы измеряется в величинах ПДК.

При этом, стоит обратить внимание на то, что не следует путать концентрации загрязняющих веществ в воздухе с их выбросами. Концентрация представляет собой массу вещества в единице объема (или массы), а выброс - это вес вещества, поступившего в единицу времени (т.е. "доза"). Выброс не может быть критерием загрязнения воздуха, но, так как, загрязнения атмосферы зависят не только от массы выбросов, но и от других факторов (метеорологических параметров, высоты источника выброса и др.).

Прогнозы загрязнения воздуха применяются в других разделах ОВОС для прогнозирования влияния других факторов от воздействия загрязненной окружающей среды (загрязнение подстилающей поверхности, вегетация растительности, заболеваемости населения и др.).

При осуществлении экологической экспертизы оценка состояния воздушного бассейна основывается, исходя из комплексной оценки загрязнения атмосферного воздуха в районе исследования, при этом используется система прямых, косвенных и индикаторных критериев . Оценка качества воздуха (в первую очередь, степень загрязнения) достаточно хорошо разработана и основывается на огромном количестве законодательных и директивных документов, которые используют прямые методы контроля для измерения параметров окружающей среды, а также косвенные методы расчета и критерии оценки.

Прямые критерии оценки. К основным критериям состояния загрязнения атмосферного воздуха относятся величины предельно допустимых концентраций (ПДК). Следует отметить, что атмосфера так же является средой переноса техногенных веществ-загрязнителей, а также она наиболее изменчива и динамична из всех абиотических ее компонентов. Основываясь на этом, для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха используют дифференцированнае по времени оценочные показатели, такие как: максимально разовые ПДКмр (краткосрочные эффекты), среднесуточные ПДКсс и среднегодовые PДКг (для более длительного воздействия).

Степень загрязнения воздуха можно оценить с помощью повторения и частоты превышения ПДК, учитывая класс опасности, а также с помощью суммирования биологических воздействий загрязнения (ЗВ). Уровень загрязнения атмосферы веществами различных классов опасности определяется "приведением" их концентрации, нормированных по ПДК, к концентрациям веществ 3-го класса опасности .

Существует подразделение загрязняющих веществ в воздухе по вероятности их неблагоприятного воздействия на здоровье человека, которое включает в себя 4 класса:

) первый класс - чрезвычайно опасные.

) второй класс - высоко опасные;

) третий класс - -умеренно опасные;

) четвертый класс-мало опасные.

В основном применяют фактические максимально разовые, среднесуточные и среднегодовые ПДК в сравнении с фактическими концентрациями загрязняющих веществ в воздухе за последние несколько лет, но не менее 2-х лет.

Так же к немаловажным критериям для оценки суммарного загрязнения атмосферы относится значение комплексного показателя (Р), равное квадратному корню из суммы квадратов концентрации веществ различных классов опасности, нормированных по ПДК, приведенных к концентрации вещества третьего класса опасности.

Наиболее распространенным и информативным показателем загрязнения атмосферы - показатель КИЗА (комплексный индекс среднегодового загрязнения атмосферы). Распределение по классам состояния атмосферы происходит в соответствии с классификацией уровней загрязнения по четырехбалльной шкале:

класс "нормы" - означает, что уровень загрязнения воздуха ниже среднего по городам страны;

класс "риска" - равен среднему уровню;

класс "кризиса" - выше среднего уровня;

класс "бедствия" - намного выше среднего уровня.

В основном КИЗА используется для сравнительного анализа загрязнения воздуха в разных частях изучаемой территории (городов, районов и т.п.), а также для оценки временной тенденции касательно состояния загрязнения воздуха.

Ресурсный потенциал воздушного бассейна определенной территории рассчитывается исходя из его способности к рассеиванию и выведению примесей и соотношения фактического уровня загрязнения и величины ПДК. Оценка способности к рассеиванию воздуха определяется на основе следующих показателей: потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) и параметр потребления воздуха (ПВ) . Данные характеристики выявляют особенности формирования уровней загрязнения в зависимости от погодных условий, которые способствуют накоплению и удалению примесей из воздуха.

Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) является комплексной характеристикой метеорологических условий, которые оказываются неблагоприятными для рассеивания примесей в воздухе. В настоящее время в России существует 5 классов ПЗА, которые характерны для условий города, основанных на повторяемости приземных инверсий, застоя слабого ветра и продолжительности тумана.

Под параметром потребления воздуха (ПВ) понимают объем чистого воздуха, который необходим для разбавления выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до уровня средней допустимой концентрации . Данный параметр имеет особое значение при управлении качества воздуха, если природопользователь установил режим коллективной ответственности (принцип "пузыря") в условиях рыночных отношений. Основываясь на данный параметр, объем выбросов устанавливается для всего региона, и только после этого, расположенные на его территории предприятия, совместными усилиями выявляют оптимальный вариант обеспечения необходимым объем, в том числе через торговлю правами на загрязнение .

Принято, что воздух можно рассматривать как начальное звено в цепочке загрязнений окружающей среды и объектов. Зачастую, почвы и поверхностные воды являются косвенными показателями её загрязнения, а в некоторых случаях, наоборот, могут быть источниками вторичного загрязнения воздушного бассейна. Отсюда возникает необходимость не только оценки загрязнения воздуха, но и контроль за возможными последствиями взаимовлияния атмосферы и сопредельных сред, а так же получение интегральной (смешанной) оценки состояния воздушного бассейна .

К косвенным показателям оценки загрязненности воздуха относится интенсивность поступления атмосферной примеси в результате сухого осаждения на почвенный покров и водные объекты, а также в результате вымывания её атмосферными осадками . Критерием данной оценки является величина допустимых и критических нагрузок, которые выраженны в единицах плотности выпадений с учетом временного интервала (длительности) их поступления.

Итогом комплексной оценки состояния загрязнения воздушного бассейна является анализ развития техногенных процессов и оценка возможных отрицательных последствий в краткосрочной и долгосрочной перспективе на локальном и региональном уровнях. Анализируя пространственную характеристику и временную динамику результатов воздействия загрязнения воздуха на здоровье человека и состояние экосистемы, необходимо опираться на метод картографирования, используя наборы картографических материалов, которые характеризуют природные условия региона, в том числе охраняемые области.

Оптимальная система составляющих интегральной (комплексной) оценки включает в себя:

оценку уровня загрязнения с санитарно-гигиенических позиций (ПДК);

оценку ресурсного потенциала атмосферы (ПЗА и ПВ);

оценку степени влияния на определенные среды (почвенно-растительный и снеговой покров, воды);

тенденцию и интенсивность процессов антропогенного развития данной природно-технической системы для выявления краткосрочных и долгосрочных эффектов воздействия;

определение пространственного и временного масштабов возможных негативных последствий антропогенного воздействия .

1.2 Виды источников загрязнения атмосферы

По характеру загрязнителя выделяют 3 типа загрязнения воздуха:

физическое - механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы, электромагнитное (разнообразные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение, такие как, выбросы теплого воздуха и т.п.;

химическое - загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. В настоящее время главными химическими загрязнителями атмосферы являются оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжелые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, атмосферная пыль и радиоактивные изотопы;

биологические загрязнения - как правило, загрязнения микробной природы, такие как, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами и т.д. .

Природными источниками загрязнения являются вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробного происхождения . Степень данного загрязнения рассматривается в качестве фона, малоизмененного в течении определенного периода времени.

Вулканическая и флюидная активность Земли является, пожалуй, самым главным природным процессом загрязнения приземного воздушного бассейна. Зачастую, масштабные извержения вулканов приводят к массовому и затяжному загрязнению воздуха. Об этом можно узнать из летописи и современных наблюдательных данных (например, извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это связано с тем, что в высокие слои атмосферы моментально выбрасывается огромное количество газов. При этом, на большой высоте подхватываются движущимися с большой скоростью воздушными потоками и быстро распространяются по всему миру. Продолжительность загрязненного состояния воздуха после масштабных вулканических извержений может достигать нескольких лет.

В результате хозяйственной деятельности человека выявляются антропогенные источники загрязнения окружающей среды. Они включают в себя:

Сжигание горючих ископаемых, сопровождающееся выбросом 5 млрд. тонн углекислого газа ежегодно. В следствии этого, получается, что за 100 лет содержание СО2 возросло на 18 % (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия частота этих выбросов значительно увеличилась .

Работы теплоэлектростанций, в результате которых, при сжигании высокосернистых углей выделяются диоксид серы и мазута, что приводит к появлению кислотных дождей.

Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеродами из аэрозолей, приводящие к нарушению озонового слоя атмосферы.

Загрязнение взвешенными частицами (при шлифовке, упаковке и погрузке, от работы котельных, электростанций, шахт).

Выбросы предприятиями разнообразных газов.

Выбросы вредных веществ с переработанными газами одновременно с продуктами нормального окисления углеводородов (углекислого газа и воды). Выхлопные газы в свою очередь включают в себя: :

недогоревшие углеводороды (сажа);

окись углерода (угарный газ);

продукты окисления примесей, содержащихся в топливе;

оксиды азота;

твердые частицы;

кислоты серные и угольные, образующиеся при конденсации водяных паров;

антидетонационные и выносительные присадки и продукты их разрушения;

радиоактивные выбросы;

Сжигание топлива в факельных печах. В следствии этого, возникает монооксид углерода - зодин из самых распространённых загрязняющих веществ.

Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, которое сопровождается образованием оксидов азота, вызывающего смог. Под выхлопными газами (отходящие газы) подразумевают отработавшее в двигателе рабочее тело. Они представляют собой продукты окисления и неполного сгорания углеводородного топлива . Выбросы отходящих газов являются основной причиной превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в воздухе больших городов, образования смогов, что в свою очередь часто приводит к отравлению в замкнутых пространствах.

Количество выбрасываемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ, представляет собой массу выбросов газов и состав выхлопных газов.

Высокую опасность представляют оксиды азота, которые, приблизительно, в 10 раз опаснее угарного газа. Доля токсичности альдегидов невысокая, составляет примерно 4-5 % от общей токсичности отходящих газов. Токсичность различных углеводородов значительно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются и образуют токсичные кислородосодержащие соединения, т.е смог.

Качество дожигания на современных катализаторах таково, что доля СО после катализатора обычно менее 0,1 %.

2-бензантрацен

2,6,7-дибензантрацен

10-диметил-1,2-бензантрацен

Кроме этого, при использовании сернистых бензинов в состав выхлопных газов могут входить оксиды серы, при использовании этилированного бензина - свинец (тетраэтилсвинец), бром, хлор, а также их соединения . Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут быть подвергнуты каталитических и фотохимических превращениях, так же образуя смога.

При длительном контакте со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, может произойти общее ослабление организма - иммунодефицит. Так же, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний, таких как, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, пневмонии, рака легких. Одновременно с этим, отходящие газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы.

К основным загрязнителям относятся:

) Окись углерода (СО) - бесцветный газ, который не имеет запаха, также известен как «угарный газ». Образуется в процессе неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти) при недостатке кислорода и низкой температуре. Кстати, 65% от всех выбросов приходится на транспорт, 21% - на мелких потребителей и бытовой сектор, а 14% - на промышленность . При вдыхании угарный газ за счет 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, является продуктом полного окисления углерода. Считается одним из парниковых газов. Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье, так же, как и недостаток углекислого газа.

) Диоксид серы (SO2) (диоксид серы, сернистый ангидрид) - бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, как правило, угля, а также при переработке сернистых руд. Он участвует в формировании кислотных дождей . Общемировой выброс SO2 оценивается в 190 млн. тонн ежегодно. Продолжительное воздействие диоксида серы на человека может привести сначала к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а после этого - 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, при этом, значительная их часть в виде оксида. Чем выше температура сгорания, тем интенсивнее происходит образование окислов азота. Следующим источником окислов азота выступают предприятия, которые производят азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения. Количество окислов азота, которые поступают в атмосферу, составляет 65 млн. тонн ежегодно. 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% .

5) Озон (О3) - газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Он относится к наиболее токсичным из всех обычных загрязнителей. В нижних слоях атмосферы озон формируется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.

) Углеводороды-химические соединения углерода и водорода. Они включают в себя тысячи разнообразных загрязняющих воздух веществ, которые содержатся в несгоревших жидкостях, используемых в составе промышленных растворителей и т.д.

) Свинец (Pb) - серебристо-серый металл, токсичен в любых формах. Часто применяется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и др. Примерно 60% всемирного производства свинца ежегодно тратится на создание кислотных аккумуляторов. При этом, главными источниками (около 80%) загрязнения воздуха соединениями свинца считаются отходящие газы автомобилей, использующих этилированный бензин. При попадании в организм свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение.

) Сажа попадает в категорию вредных частиц для легких. Это объясняется тем, что частицы менее пяти микрон в диаметре не проходят фильтрацию в верхних дыхательных путях. Дым от дизельных двигателей, в состав которого входит в большей степени сажа, определяется как особо опасный, так как его частицы, как известно, вызывают рак.

) Альдегиды так же являются токсичными, могут накапливаться в организме. В дополнение к общетоксичному действию можно добавить раздражающее и нейротоксическое действие. Эффект зависит от молекулярной массы: чем она больше, тем меньше раздражающее действие, но более сильный наркотический эффект. Следует отметить, что ненасыщенные альдегиды более токсичны, чем насыщенные. Некоторые из них имеют канцерогенные свойства.

) Бензапирен считается более классисечким химическим канцерогеном, он опасен для человека даже при малой концентрации, так как имеет свойство биоаккумуляции. Являясь химически сравнительно стабильным, бензапирен может длительно мигрировать от одного объекта к другому. В итоге, большинство объектов и процессов в окружающей среде, которые не обладают способностью синтезировать бензапирен, оказываются вторичными источниками. Еще одно свойство, которым обладает бензапирен - это мутагенное действие.

) Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования можно подразделить на 4 класса :

механические пыли, образующихся путем измельчения продукта в ходе технологического процесса;

возгоны, которые образуются в процессе объемной конденсации паров веществ при охлаждении газа, протекающего через технологический аппарат, установку или агрегат;

летучие золы представляют собой содержащиеся в дымовых газах во взвешенном состоянии несгораемые остатки топлива, происходит из его минеральных примесей при горении;

промышленная сажа, в ее состав входит твёрдый высокодисперсный углерод, образующийся при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

) Смог (от англ. Smoky fog,- "дымовой туман") - аэрозоль, который состоит из дыма, тумана и пыли. Является одним из видов загрязнения атмосферы в крупномасштабных городах и промышленных центрах. Изначально, понятие смог означало дым, созданный путем сжигания большого количества угля (смесь дыма и диоксида серы SO2). В 1950-х годах, был представлен новый вид смога - фотохимический, являющийся результатом смешения в атмосфере таких загрязняющих веществ, как : :

оксид азота, например, диоксид азота (продукты горения ископаемого топлива);

тропосферный (приземный) озон;

летучие органические вещества (пары бензина, красок, растворителей, пестицидов и других химикатов);

перекиси нитратов.

Основными загрязнителями атмосферы в жилых помещениях являются пыль и табачный дым, окиси углерода и двуокиси углерода, двуокись азота, радон и тяжелые металлы, инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие средства, аэрозоли лекарств, микробы и бактерии.

воздух загрязнение атмосфера антропогенный

Глава 2. Мероприятия по улучшению качества и охрана атмосферного воздуха

1 Состояние атмосферного воздуха по России на 2012 год

Атмосфера - огромная воздушная система. Нижний слой (тропосфера) толщиной 8 км в полярных и 18 км в экваториальных широтах (80 % воздуха), верхний слой (стратосфера) толщиной до 55 км (20 % воздуха). Атмосфера характеризуется газовым химическим составом, влажностью, составом взвешенных веществ, температурой. В нормальных условиях химический состав воздуха (по объему) следующий: азот - 78,08 %; кислород - 20,95 %; углекислый газ - 0,03 %; аргон - 0,93 %; неон, гелий, криптон, водород - 0,002 %; озон, метан, оксид углерода и оксид азота - десятитысячные доли процента.

Общее количество свободного кислорода в атмосфере - 1,5 в 10 степени .

Суть воздуха в экосистемы Земли заключается, прежде всего, в предоставлении человеку, флоре и фауне жизненно важных газовых элементов (кислорода, углекислого газа), а также в защите Земли от метеоритного воздействия, космического излучения и солнечной радиации.

За время своего существования воздушное пространство оказывалось под влиянием следующих изменений:

безвозвратного изъятия газовых элементов;

временного изъятия газовых элементов;

загрязнения газовыми примесями, которые разрушают ее состав и структуру;

загрязнения взвешенными веществами;

нагревания;

пополнения газовыми элементами;

самоочищения.

Кислород является наиболее важной частью атмосферы для человечества. При недостатке кислорода в организме человека развиваются компенсаторные явления, такие как, учащенное дыхание, ускорение кровотока и др. За 60 лет жизни людей в городе через их легкие проходит 200 грамм вредных химических веществ, 16 грамм пыли, 0,1 грамма металлов. Из самых опасных веществ следет отметить канцероген бензапирен (продукт термического разложения сырья и сжигания топлива), формальдегид и фенол.

В процессе сжигания ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа, древесины) происходит интенсивное потребление кислорода и воздух, при этом, загрязняется диоксидом углерода, соединениями серы, взвешенными веществами . На земле ежегодно каждый год подвергаются горению 10 млрд. тонн условного топлива, наряду с организуемыми происходят не организуемые процессы горения: пожары в быту, в лесу, на складах угля, воспламенение выходов природного газа, пожары на нефтяных месторождениях, а также при транспортировки топлива. На все виды сгорания топлива, на получение металлургической и химической продукции, на дополнительные окисления разнообразных отходов каждый год тратиться от 10 до 20 миллиардов тонн кислорода. Увеличение потребления кислорода в результате хозяйственной деятельности человека не меньше 10 - 16 % ежегодных биогенных образований.

Автомобильный транспорт для того, чтобы обеспечить процесс сжигания в двигателях, потребляет кислород атмосферы, загрязняя, при этом, ее углекислым газом, пылью, взвешенными продуктами сгорания бензина, такие как, свинец, диоксид серы и др.) . На долю автомобильного транспорта приходится около 13 % всех загрязнений в воздухе. Чтобы уменьшить данные загрязнения, совершенствуют топливную систему транспортного средства и используют электродвигатели на природном газе, водороде или с низким содержанием серы бензина, снижают использование этилированного бензина, применяют катализаторы и фильтры для отходящих газов.

По данным Росгидромета, осуществляющего мониторинг загрязнения воздуха, в 2012 г. в 207 городах страны с населением 64,5 млн. человек среднегодовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе превышали ПДК (в 2011 г. - 202 города) .

В 48 городах с населением больше 23 млн. человек были зафиксированы максимальные разовые концентрации различных вредных веществ, что составляло болбше 10 ПДК (в 2011 г. - в 40 городах).

В 115 городах с населением почти 50 млн. человек индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) превышал 7. Это означает, что уровень загрязнения атмосферы очень высок (в 2011 г. - 98 городов). В приоритетный список городов с наибольшим уровнем загрязнения воздуха в России (с индексом загрязнения атмосферы, равным или больше 14) в 2012 г. включен 31 город с населением более 15 млн. человек (в 2011 г. - городов) .

В 2012 году по сравнению с предшествующим годом по всем показателям загрязнения атмосферы увеличилось количество городов, и, следовательно, численность населения, которое подвержено не только высокому, но и возрастающему влиянию загрязнителей в воздухе.

Данные изменения совершаются не только из-за увеличения промышленных выбросов при возрастании промышленного производства, но также в связи с возрастанием автомобильного транспорта в городах, сжигания большого количества топлива для ТЭЦ, заторов на дорогах и непрерывной работы двигателя на холостом ходу, когда в машине нет средств для нейтрализации выхлопных газов. В последнее время в большинстве городов произошло значительное снижение экологически чистого общественного транспорта - трамваев и троллейбусов - за счет увеличения парка маршрутных такси.

В 2012 году список городов с наиболее высоким уровнем загрязнения воздушного пространства, был пополнен 10 городами - центрами черной и цветной металлургии, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Состояние атмосферы в городах по федеральным округам можно охарактеризовать следующим образом.

В Центральном федеральном округе в 35 городах среднегодовые концентрации вредных веществ превышали 1 ПДК. В 16 городах с численностью 8 433 тыс. человек уровень загрязнений оказался очень высок (ИЗА имела значение равное или больше 7) . В городах Курск, Липецк и в южной части Москвы данный показатель оказался завышенным (ИЗА? 14), и поэтому данный список был включен в число городов с высоким уровнем загрязнения атмосферы.

В Северо-Западном федеральном округе в 24 городах среднегодовые концентрации вредных примесей превышали 1 ПДК, а в четырех городах их максимальные разовые концентрации составляли более 10 ПДК. В 9 городах с населением 7 181 тыс. человек уровень загрязнения был высоким, а в г. Череповце - очень высоким.

В Южном федеральном округе в 19 городах среднегодовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе превышали 1 ПДК, а в четырех городах их максимальные разовые концентрации были больше 10 ПДК. Высокий уровень загрязнения воздуха был в 19 городах с населением 5 388 тыс. человек. Очень высокий уровень загрязнения воздуха отмечен в Азове, Волгодонске, Краснодаре и Ростове-на-Дону, в связи с чем они отнесены к числу городов с наиболее загрязненным воздушным бассейном

В Приволжском федеральном округе в 2012 г. среднегодовые концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе превысили 1 ПДК в 41 городе. Максимальные разовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе составляли более 10 ПДК в 9 городах . Уровень загрязнения воздуха был высоким в 27 городах с населением 11 801 тыс. человек, очень высоким - в г. Уфа (отнесенном к числу городов с наибольшим уровнем загрязнения воздуха).

В Уральском федеральном округе среднегодовые концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе превысили 1 ПДК в 18 городах. Максимальные разовые концентрации составляли более 10 ПДК в 6 городах. Высокий уровень загрязнения воздуха был в 13 городах с населением 4 758 тыс. человек, а Екатеринбург, Магнитогорск, Курган и Тюмень вошли в список городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

В Сибирском федеральном округе в 47 городах среднегодовые концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе превысили 1 ПДК, а в 16 городах максимальные разовые концентрации составляли более 10 ПДК. Высокий уровень загрязнения воздуха отмечен в 28 городах с населением 9 409 человек, а очень высокий - в городах Братск, Бийск, Зима, Иркутск, Кемерово, Красноярск, Новокузнецк, Омск, Селенгинск, Улан-Удэ, Усолье-Сибирское, Чита и Шелехов. Таким образом, Сибирский федеральный округ в 2012 г. лидировал как по числу городов, в которых были превышены среднегодовые нормы ПДК, так и по числу городов с наиболее высоким уровнем загрязнения воздушного бассейна.

В Дальневосточном федеральном округе среднегодовые концентрации вредных примесей превышали 1 ПДК в 23 городах, максимальные разовые концентрации были больше 10 ПДК в 9 городах. Высокий уровень загрязнения воздуха отмечен в 11 городах с населением в 2 311 тыс. человек . Города Магадан, Тында, Уссурийск, Хабаровск и Южно-Сахалинск отнесены к числу городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

В условиях наращивания объемов промышленного производства, преимущественно на морально и физически устаревшем оборудовании в базовых отраслях экономики, а также при неуклонно растущем количестве автомобилей следует ожидать дальнейшего ухудшения качества атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах страны.

По данным совместной программы наблюдения и оценки переноса на большие расстояния загрязняющих воздух веществ в Европе, представленных в 2012 г., на Европейской территории России (ЕТР) общие выпадения окисленных серы и азота составили 2 038,2 тыс. т., 62,2 % этого количества - трансграничные выпадения. Общие выпадения аммиака на ЕТР составили 694,5 тыс. т., из которых 45,6 % - трансграничные выпадения.

Общие выпадения свинца на ЕТР составили 4 194 т., в том числе 2 612 т., или 62,3 %, - трансграничные выпадения. На ЕТР выпало 134,9 т. кадмия, из них 94,8 т., или 70,2%, - в результате трансграничных поступлений . Выпадения ртути составили 71,2 т., из них 67,19 т, или 94,4 %, - трансграничные поступления. Значительную долю вклада в трансграничное загрязнение территории России ртутью (почти 89 %) вносят природные и антропогенные источники, находящиеся за пределами европейского региона.

Выпадения бензапирена превысили 21 т, из них 16 т, или более 75,5 %, - трансграничные выпадения.

Несмотря на принятые меры по снижению выбросов вредных веществ Сторонами Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1979 г.), трансграничные выпадения на ЕТР окисленных серы и азота, свинца, кадмия, ртути и бензапирена превосходят выпадения от российских источников.

Состояние озонового слоя Земли над территорией Российской Федерации в 2012 г. оказалось устойчивым и очень близким к норме, что весьма примечательно на фоне сильного уменьшения общего содержания озона, наблюдавшегося в предыдущие годы.

Данные Росгидромета показали, что до настоящего времени озоноразрушающие вещества (хлорфторуглероды) не сыграли определяющей роли в наблюдаемой межгодовой изменчивости общего содержания озона, происходящей под влиянием естественных факторов .

2 Мероприятия по снижению уровня загрязнения атмосферы

Закон "Об охране атмосферного воздуха" комплексно рассматривает данную проблему. Он сгруппировал требования, разработанные в предыдущие годы и проверенные на практике . Например, введение правила о запрещении ввода в действие любых производственных объектов (вновь созданные или реконструированные), если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных негативных воздействий на атмосферный воздух .

Дальнейшее развитие получили правила о нормировании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в воздушном пространстве.

Государственным санитарным законодательством для атмосферы были разработаны и установлены ПДК для большого количества химических веществ, как при изолированном действии, так и для их комбинаций .

Гигиенические нормативы - это государственное требование к руководителям предприятий. За соблюдением данных нормативов следят органы государственного санитарного надзора Министерства здравоохранения и Государственный комитет по экологии.

Огромное значение для санитарной охраны атмосферы играет 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 .

Закон "Об охране атмосферного воздуха" устанавливает требования по установлению нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в воздушное пространство . Данные нормативы необходимо устанавливать для каждого стационарного источника загрязнения, для каждой отдельной модели транспортных и других передвижных средств, и установок. Они определяются таким образом, что совокупность выбросов от всех источников загрязнения на определенной территории не превышала предельно допустимых значений загрязняющих веществ в атмосфере. Предельно допустимые выбросы устанавливают с учетом предельно допустимых концентраций.

Важное значение имеют требования Закона, касающиеся применения средств защиты растений. Все законодательные меры представляют собой систему профилактических мер, направленных на предотвращение загрязнения воздуха.

Есть также архитектурно-планировочные меры, направленные на строительство предприятий, планирования городских застроек с учетом экологических соображений, озеленения городов и др. При строительстве необходимо придерживаться правил установленных законом и не допускать строительство вредных производств в городских районах . Важно организовывать массовое озеленение городов, потому что зеленые насаждения поглощают из воздуха многие вредные вещества и способствуют очищению атмосферы.

Как видно из практики, в настоящее время в России зеленые насаждения только уменьшаются в количестве. Не говоря уже о том, что многочисленные "спальные районы", застроенные в свое время, не выдерживают критики . Это связанно с тем, что застроенные дома находятся слишком близко друг к другу, а воздух между ними подвержен застою.

Так же остро стоит проблема рационального расположения дорожной сети в городах, а также качество самих дорог. Не секрет, что построенные в свое время дороги однозначно не подходят к современному количеству машин. Для решения данной проблемы, необходимо строительство объездной дороги. Это поможет разгрузить центр города от транзитного большегрузного автотранспорта. Также необходима капитальная реконструкция (а не косметический ремонт) дорожного покрытия, строительство современных транспортных развязок, выпрямление дорог, устройства звукозащитных барьеров и озеленение придорожной полосы. К счастью, несмотря на финансовые затруднение в настоящее время данная ситуация значительно изменилась, причем в лучшую сторону.

Так же следует обеспечить быстрый и четкий контроль за состоянием воздуха через сеть постоянных и передвижных станций контроля. Необходимо обеспечить хотя бы минимальный контроль качества выбросов от автотранспорта через специальное тестирование. Следует сокращать процессы горения различных свалок, потому что в этом случае одновременно с дымом выделяется огромное количество вредных веществ.

При этом, Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но так же ответственность за их нарушение . Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, требует от них активного содействия государственным органам в этих вопросах, так как только общее участие общественности поможет в реализации положений настоящего Закона.

Предприятия, чьи производственные процессы - это источник выбросов в атмосферу вредных и неприятно пахнущих веществ, необходимо отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может возможно увеличить при необходимости и соответствующем обосновании, но не более чем в 3 раза в зависимости от следующих причин: а) эффективность предусмотренных или возможных для осуществления методов очистки выбросов в воздушное пространство; б) отсутствие способов очистки выбросов; с) размещение жилой застройки при необходимости с подветренной стороны относительно предприятия в зоне возможного загрязнения воздуха; г) роза ветров и другие неблагоприятные местные условия; г) строительство новых, еще недостаточно изученных вредных в санитарном отношении промышленностей.

Площадь 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, которые создают высокую концентрацию различных вредных веществ в атмосфере, и которые оказывают особенно пагубное воздействие на здоровье и санитарные условия жизни населения, устанавливается в каждом индивидуальном случае по совместному решению Минздрава и Госстроя России.

Для увеличения эффективности санитарно-защитных зон на их территории высаживают деревья и кустарники, а также травянистую растительность, которые уменьшают концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, значительно загрязняющих атмосферу вредными для растительности газами, необходимо выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и травы с учетом степени агрессивности и концентрации промышленных выбросов . Особенно вредными для растительности являются выбросы химической промышленности (серы и диоксида серы, сероводорода, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и цветной металлургии, угольной промышленности.

Наряду с этим, к еще одной немаловажной задаче относятся воспитание экологической значимости у населения. Нехватка базового экологического мышления особо заметно в современном мире. Если на Западе работают программы, с помощью которых дети с детства изучают основы экологического мышления, то в России пока не наблюдается существенного прогресса в этой области. Пока в России не появится поколение с полностью сформированным экологическим сознанием, не будет заметен прогресс в понимании и предупреждении экологических последствий деятельности человека.

Заключение

Атмосфера - это главный фактор, определяющий климатические и погодные условия на Земле. Ресурсы атмосферы имеют большое значение в хозяйственной деятельности человека. Воздух является неотъемлемой составляющей производственных процессов, а также других видов хозяйственной деятельности человека.

Воздушное пространство - один из самых важных элементов природы, являющийся неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. Данные обстоятельства обусловливают необходимость правового регулирования общественных отношений, связанных с охраной атмосферы от различных вредных химических, физических и биологических воздействий.

Главной функцией воздушного бассейна выступает тот фактор, что он является незаменимым источником кислорода, который необходим для существования всех форм жизни на Земле. Все функции атмосферы, что имеют место в отношении флоры и фауны, человека и общества, выступают как одно из важных условий для обеспечения комплексного правового регулирования охраны воздушного бассейна.

Главным нормативно-правовым актом выступает Федеральный закон "Об охране атмосферного воздуха". На основе него опубликованы и другие акты законодательства Российской Федерации и субъектов Российской Федерации. Ими регулируются компетенция государственных и иных органов в области охраны атмосферы, государственный учет вредных воздействий на него, контроля, мониторинга, разрешения споров и ответственности в области охраны атмосферного воздуха.

Государственное управление в сфере охраны атмосферы осуществляется в соответствии с законодательством Правительством Российской Федерации непосредственно или через специально уполномоченный федеральный орган исполнительной власти в области охраны атмосферы, а также органами государственной власти субъектов Российской Федерации.

Список используемой литературы

1. Об охране окружающей среды: Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ (ред. от 12.03.2014) [Электронный ресурс]// Собрание законодательства РФ.- 12.03.2014.- №27-ФЗ;

Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон от 04.05.1999 № 96-ФЗ (ред. от 27.12.2009) [Электронный ресурс]// Собрание законодательства РФ.- 28.12.2009.- № 52 (1 ч.);

О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения: Федеральный закон от 30.03.1999 №52-ФЗ (ред. от 30.12.2008) [Электронный ресурс]// Собрание законодательства РФ.- 05.01.2009.- № 1;

Коробкин В.И. Экология [Текст]: учебник для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский.- Ростов н/Д: Феникс, 2011.- 373 с.

Николайкин Н.И. Экология [Текст]: учебник для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова.- М.: Дрофа, 2013.- 365 с.

Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? / Под ред. В.И. Данилова-Данильяна.- М.: Изд-во МНЭПУ, 2010. - 332 с.

Экологическое право: учебник / Под ред. С.А. Боголюбова.- М.:Велби, 2012.- 400 с.

Экологическое право: учебник / Под ред. О.Л. Дубовик.- М.: Эксмо, 2010.- 428 с.

Гидрометцентр России

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

3. Факторы загрязнения воздушной среды .

Техногенное и антропогенное загрязнение самое опасное для атмосферы. В воздушный бассейн Новосибирской области с выбросами промышленных предприятий и транспорта поступают тысячи тонн различных вредных веществ. Уровень загрязнения атмосферы зависит:

От количественного и качественного состава промышленных выбросов;

Их периодичности и высоты, на которой осуществляется выброс;

От климатических условий, определяющих их перенос, рассеивание;

От атмосферных осадков, вымывающих вредные вещества;

От интенсивности фотохимических реакций в атмосфере.

Суммарная масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в 2003 году составила 206,4 тыс.т. (подсчитать количество вагонов). Основными источниками загрязнения воздуха являются предприятия черной и цветной металлургии, тепловой энергетики, химической и цементной промышленности, нефте- и газопереработки, транспорт. Все эти предприятия кроме нефте и газопереработки сконцентрированы в Новосибирске и близь прилегающих к нему территориям. Каждый промышленный источник выделяет свой специфический набор загрязнения веществ:

Теплоэнергетика – оксиды серы, углерода, металлов, азота, пыль;

Транспорт – оксиды углерода и азота, углеводороды, тяжелые металлы;

Производство цемента – оксиды углерода, пыль.

Проанализируем таблицу «Валового выброса загрязняющими веществами атмосферу Новосибирской области»

По данным 2002 г. и 2003 года можно увидеть, что увеличение выбросов происходит год от года. Наибольшее количество выбросов составляют оксиды углерода, диоксид серы и оксиды азота.

Для определения степени загрязнения воздушной среды вводится показатель – индекс загрязнение воздуха (ИЗВ). ИЗВ обозначает количество вредных веществ в определенном объеме воздуха (1м 3 ). Для отслеживания степени загрязнения воздуха используются лазерные спектроскопы, которые обнаруживают присутствие в воздухе загрязняющих веществ на расстоянии 2 км. Установлены показатели ИЗВ:

до 5 баллов – воздух чистый;

от 5 – 6 баллов – загрязнение повышенное;

от 7 до 13 баллов – ИЗВ высокое;

более 14 баллов – очень высокое.

По индексу загрязнения определяется показатель - предельно допустимая концентрация, которая определена нормативными актами (мг/м 3).

Таблица 1

Индекс загрязнения отдельными ингредиентами атмосферного воздуха в Новосибирской области.

Загрязняющие вещества	Факторы загрязнения
1.Твердые и взвешенные вещества (сажа, пыль)	Неблагоустроенные дороги	В Новосибирске от 9 до 25 – очень высокий; По области от 7 до 9 (летом пыль, зимой – сажа)
2.Оксид углерода	Выбросы промышленных предприятий; Транспорт. Он не вымывается осадками и не выступает в химические соединения с другими примесями. Его содержание регулируется главным образом условиями переноса и рассеивания	ПДК от 0, 7 до 1,6 повышенное и высокое
3.Диоксид азота	Образуется в результате процессов горения, количество выбросов зависит от температуры выходящих газов	1,3 – 1,5 ПДК
4.Формальдегид	Выбрасывается при производстве пластмасс, лаков, красок, деревообработки, автотранспорта	Повышенное 1 – 2,3 ПДК
	Выбросы промышленных предприятий, зависит от условий рассеивания	0,003 – 3,9 ПДК
6. Фтористый водород	Металлургические предприятия	Повышенное 1,2 – 5,9 ПДК
7.Бенз(а)пирен	Источником является автотранспорт, котельные, ТЭЦ	Повышенное 1,4 – 4,9 ПДК (ВОЗ – 2,9)
	Промышленные выбросы	Предельно допустимый в отдельных случаях 1,4 -9 ПДК
9.Диоксид серы	Сжигание угля и других видов твердого топлива; Промышленные выбросы	Повышенное 0,9 – 1,4 ПДК

Наиболее повышенное загрязнение воздуха наблюдается в промышленных зонах Новосибирской области (Новосибирск, Искитим, Бердск, Барабинск, Куйбышев). Но в результате подвижности воздуха и его рассеивания загрязнению подвергается вся воздушная среда области, только ПДК будет разная.

Снежный покров позволяет более определенно отследить преобладание загрязнителей на отдельной территории области. Снег лежит 5 месяцев или 168 дней. За этот период в снежном покрове накапливается огромное количество загрязняющих атмосферу веществ.

Проведем анализ таблицы 1.1.2.1.

Таблица 2

	Концентрация веществ
	SО,сульфаты				Азот аллюминий
1.Барабинский
2.Искитим
4.Карасук
5.Кузедево
6.Кыштовка
7.Маслянино
8.Огурцово
9.Татарск

Из таблицы видно, что даже при отсутствии крупных промышленных предприятий на территории Татарского, Карасукского, Каргатского, Маслянинского районов, степень загрязнения снега повышенная, из-за рассеивания выбросов.

Меры по охране воздушной среды.

Основными путями снижения и полной ликвидации загрязнений служат: разработка и внедрение очистных сооружений, безотходные технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение. Очистные сооружения являются основным средством борьбы с промышленными загрязнениями атмосферы. Очистка выбросов осуществляется путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов.

Безотходная технология аналогична процессам, происходящим в биосфере, где в ее круговороте ненужных отходов не существует и где все они полностью используются различными звеньями экосистемы. Полностью исключаются выбросы в атмосферу, а используются для извлечения из промышленного воздуха ингредиентов, которые можно использовать в производстве (сера, азот, углерод, металлы).

Для защиты воздуха от выхлопных газов автомобилей используются фильтры и устройства, дожигающие топливо, чтобы снизить их выброс. В бензин добавляются вещества, заменяющие содержание бензина. Улучшается дорожное строительство в области, систематически ведется ремонт дорог, исключающие частую смену режима двигателей и уменьшение выбросов выхлопных газов.

Озеленение населенных пунктов и промышленных объектов, имеет важное значение в борьбе с загрязнением атмосферы. Зеленые растения в результате фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают ее кислородом. На деревьях и кустах оседает до 72% взвешенных в воздухе частиц пыли и до 60% диоксида серы. Особенно много пыли и загрязняющих веществ улавливают лиственные породы деревьев.

За качеством состояния воздушной среды ведутся наблюдения на метеостанциях. Наиболее системный мониторинг проводится в Новосибирске. Качественное состояние воздушной среды должно измеряться круглосуточно и население должно получать информацию о загрязнении воздуха.

5. Охрана воздушной среды в Новосибирской области.

Опасность загрязнения атмосферного воздуха несет тяжелые последствия. Воздух – подвижный объект природы, который постоянно перемещается и изменяет свои свойства и состав. В процессе циркуляции атмосферы воздух может оказаться загрязненным в местах, где нет «грязных» производств. Загрязняющие выбросы могут сохраняться в воздухе несколько суток и перемещаться с воздухом, выпадать с осадками в разных местах. Загрязнение воздуха – это мина замедленного действия, которая угрожает всему населению Земли.

Все усилия современного производства должны быть направлены на осуществление мер по снижению и полной ликвидации загрязнения атмосферы. Основным средством борьбы с промышленным загрязнением являются очистные фильтры. Очистные фильтры в зависимости от компонента загрязнения, который надо задерживать бывают механические, электрические, магнитные, звуковые и др. Промышленные выбросы в атмосферу пропускают через один или несколько фильтров, воду, химические активные жидкости и улавливают пыль, копоть, газы, пары. При грубой очистке промышленных выбросов устраняется от 70 до 84% загрязнителей. При средней очистке задерживается до 95 -98%, при тонкой - до 99% и выше.

Решить проблему охраны атмосферы только с помощью очистных фильтров невозможно. Необходимо внедрение в промышленную практику безотходных технологий.

Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения – переход на альтернативные источники энергии. По запасам газа России опережает другие страны мира. Газификация хозяйства и экономики России составляет 45%, в нашей области.

Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предполагается замена бензина другими видами топлива – спирт, газ. Установка фильтров для очистки выхлопных газов автомобилей, использование добавок, не содержащих свинец, уменьшает загрязнение воздуха. Содержание дорог в хорошем состоянии, создание расширенного дорожного полотна и развязок на улицах городов исключает частую смену режимов работы двигателей, уменьшает количество выбросов.

Зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листья деревьев и кустарников оседает до 72% пыли и взвешенных частиц, до 70% диоксида серы. Зеленые насаждения регулируют микроклимат населенных пунктов, гасят шум, приносящий вред здоровью людей.

Для поддержания чистоты большое значение имеет планировка города. Жилые кварталы лучше располагать на возвышенных участках и с подветренной стороны. Промышленные зоны размещать за пределами города.

Одним из направлений деятельности по снижению выбросов в атмосферу является «Закон об охране окружающей природной среды» Конституции РФ. В данном Законе определены меры охраны, утвержденные ГОСТами:

Нормы и методы измерений содержания оксида углерода и углеводородов в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями;

Нормы и методы измерения дымности отработанных газов дизелей;

Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;

Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями;

Инструкция о порядке рассмотрения, согласования и экспертизы воздухоохранных мероприятий и выдаче разрешений на выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

Кроме общегосударственной нормативной базы, регулирующей глобальные вопросы охраны атмосферы и ее рационального использования в области, создана служба экологического контроля, которая следит за выполнением Федерального закона «Об охране окружающей природной среды».

Контрольные вопросы

Опишите факторы техногенного загрязнения воздушной среды в нашей области.

Ингредиенты, загрязняющие воздушную среду в Новосибирской области. Критерии измерения уровня загрязнения воздуха.

Уровень загрязнения воздуха в г. Татарске зимой и летом. Необходимые меры улучшения качества воздушной среды в нашем городе.

Воздействие загрязнения воздуха на здоровье людей, растения, животных.

Литература

Ушаков С.А., Кац Я.Г. Экологическое состояние территории России. М.: Академия, 2002 г.

Состояние окружающей среды Новосибирской области в 2003 году (Доклад МПР по Новосибирской области)

Константинов В.М. Экологические основы природопользования. М., АCADEMA. 2006

Степень загрязнения атмосферного воздуха сильно колеблется во времени и пространстве. В одной и той же точке территории в короткие промежутки времени могут появляться относительно высокие концентрации при относительно низких средних уровнях. Чем длительнее время усреднения, тем ниже концентрация. Для гигиенической оценки степени загрязнения атмосферного воздуха имеют значение как средние уровни, определяющие длительное резорбтивное действие загрязнений, так и относительно кратковременные пиковые концентрации, с которыми связано появление запахов, раздражающего действия на слизистые оболочки дыхательных путей и глаза. В связи с этим для гигиенической оценки степени загрязнения воздуха недостаточно знать только концентрацию, а надо установить, за какое время усреднения эта концентрация получена. В нашей стране для характеристики степени загрязнения атмосферы приняты максимальные разовые концентрации, т.е. достоверные максимальные концентрации, появляющиеся в конкретной точке территории за 20-30 минутный период, и среднесуточные, т.е. средняя концентрация за 24ч. Таким образом, характеризуя степень загрязнения атмосферного воздуха, мы используем максимальные разовые или среднесуточные концентрации, что позволяет вести оперативный контроль за загрязнением атмосферного воздуха

Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит от множества различных факторов и условий:

1.количества выбросов вредных веществ (различают мощные, крупные, мелкие производства

К мощным источникам загрязнения относятся производства типа металлургических и химических заводов, заводов строительных материалов, тепловые электростанции. Большое количество мелких источников может значительно загрязнять воздух. Чем больше величина выброса в единицу времени, тем больше при прочих равных условиях загрязняющих веществ поступает в воздушный поток и, следовательно, создается в нем более высокая концентрация загрязнений. Прямо пропорциональной зависимости между величиной выброса и концентрацией нет, так как на уровень концентрации загрязнителя оказывают влияние и другие факторы, степень влияния которых в разных случаях бывает различной.

Величина выброса является главным фактором, определяющим уровень приземной концентрации. В связи с этим при гигиенической оценке источников загрязнения атмосферы санитарного врача должна интересовать количественная характеристика каждого компонента выброса. Выражается выброс в единицах на единицу времени (кг/сут, г/с, т/год) или других единицах, например кг/т продукции, мг/м 3 промышленного выброса. В этом случае необходим пересчет на единицу времени с учетом количества получаемой продукции за час, сутки и т.д. или максимальный объем отходящих газов за конкретный временной интервал.

Загрязняющие вещества поступают в атмосферу как организованный или неорганизованный выброс. К организованным выбросам относятся хвостовые газы, абгазы,газы аспирационных и вентиляционных систем. Хвостовые газы образуются в конечной стадии производственного процесса и характеризуются, как правило, сравнительно высокими концентрациями и значительной абсолютной массой загрязняющих веществ. В атмосферу выброс поступает через трубу. Типичным примером хвостовых газов являются дымовые газы котельных и электростанций.

Абгазы образуются в промежуточных стадиях производственного процесса и удаляются специальными абгазовыми линиями. Так как назначение этих технологических линий состоит в выравнивании давления в различных замкнутых аппаратах, сбросе газов при нарушениях технологического процесса и необходимости быстро освободить аппаратуру, абгазы характеризуются периодичностью выброса, небольшим объемом при относительно высоких концентрациях загрязняющих веществ. Особенно много выбрасывается абгазов на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Газы аспирационных систем образуются в результате работы местной вентиляции из различных укрытий (кожухи, камеры, зонты) и характеризуются относительно высокими концентрациями. Вентиляционные системы часто удаляют воздух из цехов через аэрационные фонари. Вентиляционные выбросы характеризуются огромными объемами и малыми концентрациями загрязняющих веществ, что затрудняет их очистку. В то же время общая масса загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу, может быть достаточно большой.

Неорганизованный выброс образуется за счет внецехового оборудования и сооружений и при выполнении наружных работ. К ним относятся погрузочно-разгрузочные работы пылящих и испаряющихся сырьевых материалов и готовой продукции, открытое хранение пылящих материалов и готовой продукции, открытое хранение пылящих материалов и испаряющихся жидкостей, градирни, шламохранилища, отвалы отходов, открытые каналы сточных вод, неплотности стыков и сальников наружных технологических линий и т.д. Особенность таких выбросов состоит в том, что они плохо поддаются количественному учету. В то же время практика подтверждает высокие уровни загрязнения атмосферного воздуха территорий, прилегающих к предприятиям, характеризующимся наличием неорганизованных выбросов.

Классифицировать выбросы на организованные и неорганизованные необходимо и потому, что первые в полном объеме должны учитываться при прогнозировании загрязнения атмосферного воздуха, а санитарный врач как в порядке предупредительного, так и текущего санитарного надзора обязан уметь проверить полноту учета выбросов в расчете. Имеются предпосылки и для учета неорганизованных выбросов в ближайшем будущем.

Для качественной и количественной характеристики выбросов используются прямые и косвенные методы. Прямые методы основаны на измерении концентрации загрязнителя в организованных выбросах и расчета на этой основе массы загрязнителя за единицу времени. В основу косвенных методов положен материальный баланс, учитывающий необходимые сырьевые и образующиеся продукты.

Прямые методы определения выброса используются, как правило, на предприятиях с превалирующим значением организованных выбросов. Эти определения производятся специализированной организацией или лабораторией предприятия. Косвенные методы лучше использовать на предприятиях, характеризующихся и неорганизованными выбросами. Материальный баланс является частью технологического регламента. Прямые и косвенные методы определения выбросов должны использоваться предприятием для инвентаризации источников загрязнения атмосферы.

П.Их химического состава (различают по составу выбросов 5 класса производства по опасности).

Большое влияние на величину выброса оказывает эффективность работы очистных сооружений. Так, снижение эффективности с 98 до 96:, т.е. всего на 2%, увеличивает выброс в 2 раза. В связи с этим при оценке источников загрязнения атмосферы санитарный врач должен знать как проектный, так и реальный коэффициенты очистки и для оценки использовать последний.

Ш.высоты, на которой осуществляются выбросы (низкие, средней высоты, высокие). Под низкими источниками выброса считают те производства, которые осуществляют выбросы из труб, высота которых ниже 50м и под высокими – выше 50м. Нагретыми, называют выбросы, у которых температура газовоздушной смеси выше 50 0 С, при более низкой температуре выбросы считаются холодным.

Чем выше от поверхности земли осуществляется выброс загрязняющих веществ, тем при прочих равных условиях ниже их концентрация в приземном слое. Снижение концентрации с повышением высоты выброса связано с двумя закономерностями распределения загрязнений в факеле: снижением концентрации вследствие увеличения поперечного сечения факела и удалением от его осевой линии, несущей основную массу загрязнений, от которой они распространяются к периферии факела. Имеют значение и более высокие скорости ветра над устьем высокой трубы,так как ослабляется тормозящее влияние поверхности земли. Высокая труба не только снижает уровень приземной концентрации, но и удаляет начало зоны задымления. Вместе с тем следует учитывать, что высокая труба увеличивает радиус задымления, хотя и при более низких концентрациях. Зона максимального загрязнения, хотя и при более низких концентрациях. Зона максимального загрязнения находится в пределах расстояния, равного 10-40 высотам трубы при нагретых высоких выбросах и 5-20 высотам – при холодных и низких. В связи со строительством высоких труб (180-320 м) дальность влияния отдельных источников может составлять 10 км и более. Для высоких источников при отсутствии неорганизованных выбросов имеется зоны переброса, так как точка касания факелом поверхности земли тем дальше, чем выше труба.

1У. Климатогеографических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ:

2.условий переноса и распространения выбросов в атмосфере (температурной инверсии, барометрического давления в атмосфере и т.д.)

3.интенсивности солнечной радиации, определяющей фотохимические превращения примесей и возникновение вторичных продуктов загрязнения воздуха

4.количества и продолжительности атмосферных осадков, приводящих к вымыванию примесей из атмосферы, а так же от степени влажности воздуха.

При одном и том же абсолютном выбросе степень загрязнения атмосферного воздуха может меняться в зависимости от метеорологических факторов, так как рассеивание выбросов происходит под влиянием турбулентности, т.е. перемешивания различных слое воздуха. Турбулентность связана с притоком тепла, излучаемого солнцем и достигающим земной поверхности, и имеет свои закономерности переноса воздушных масс в зависимости от широты и времени года. Среди метеорологических факторов заслуживают особого рассмотрения направление и скорость ветра, температурная стратификация атмосферы и влажность воздуха.

Вследствие непрерывного изменения направления ветра наблюдательная точка то попадает в факел выброса источника загрязнения, расположенного вблизи этой точки, то выходит из него. Поэтому уровень загрязнения меняется с изменением направления ветра. Эта зависимость имеет важное значение для санитарной практики при решении вопросов размещения промышленных предприятий в плане города и выделении промышленной зоны.

На этой закономерности «поведения» промышленных выбросов в приземном слое атмосферы основаны санитарные требования к функциональному зонированию территории населенных мест с размещением промышленных предприятий подветренно от селитебной территории, т.е. чтобы господствующее направление ветра было с селитебной территории на промышленное предприятие.

Особое значение эта зависимость приобретает в практической деятельности санитарной службы крупных промышленных центров при решении вопроса о ведущих источниках загрязнения. Очень показательна для анализа санитарной ситуации диаграмма, построенная по принципу розы ветров и названная поэтому «роза задымления» (В.А.Рязанов).

Для построения розы задымления необходимо располагать результатами систематических наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха не менее чем за год. Все данные разбиваются на группы в соответствии с направлением ветра в период отбора проб. Для каждого направления ветра подсчитываются средние концентрации, по которым в произвольном масштабе строится график. Выступающие вершины графика указывают на основной источник загрязнения воздуха данной территории. Для каждого загрязнителя строится отдельный график. Как пример построения розы задымления приведены в табл.2 и на рис. 1. На основании результатов систематических наблюдений одного из промышленных центров страны. Концентрация загрязнителей в период штилей составляла 0,14 мг/м 3

Таблица 2

Зависимость концентрации сернистого газа от направления ветра

Румб	Концентрация,мг/м 3	Румб	Концентрация,мг/м 3
С	0,11	Ею	0,06
СВ	0,19	ЮЗ	0,06
В	0,26	З	0,09
ЮВ	0,12	СЗ	0,09

Рис.1 «Роза задымления»

Вершина указывает направление ведущего источника (С-В)

Из приведенных данных видно, что основной источник загрязнения воздуха сернистым газом находится к востоку от изученной территории. На том же принципе основана методика определения фоновых концентраций, но с учетом скорости ветра и по 4 градациям стран света. Определение фоновых концентраций с учетом направления ветра помогает объективно решать вопросы о размещении промышленных предприятий в плане города, т.е. не размещать их в направлениях, ветры которых приносят наивысшие уровни загрязнения.

Если бы концентрации загрязнений зависели только от величины выброса и направления ветра, то они не изменялись бы при неизменном выбросе и направлении ветра. Однако основное значение имеет процесс разбавления выброса атмосферным воздухом, в котором большую роль играет скорость ветра. Чем выше скорость ветра, тем интенсивнее перемешивание выброса с атмосферным воздухом и тем ниже при прочих равных условиях, концентрация загрязнений. Высокие концентрации обнаруживаются в период штиля.

Скорость ветра способствует переносу и рассеиванию примесей, так как с усилением ветра в районе высоких источников возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. При слабом ветре в районе высоких источников выброса концентрации у земли уменьшаются за счет увеличения подъема факела и уноса примеси вверх.

При сильном ветре подъем примеси уменьшается, но происходит возрастание скорости переноса примеси на значительные расстояния. Максимальные концентрации примеси наблюдаются при некоторой скорости, кот орая называется опасной и зависит от параметров выброса. Для мощных источников выброса с большим перегревом дымовых газов, относительно окружающего воздуха, она составляет 5-7 м/с. Для источников со сравнительно малым объемом выбросов и низкой температурой газов она близка к 1-2 м/с.

Неустойчивость направления ветра способствует усилению рассеивания по горизонтали и концентрации примесей у земли уменьшаются.

Санитарный врач должен использовать эту закономерность. При решении вопросов отвода участка под строительство промышленного предприятия, рассмотрении материалов по реконструкции существующего предприятия важно учитывать как направление, так и скорость ветра, в частности чтобы «опасная» скорость ветра для рассматриваемого источника не совпадала с часто встречающейся в направлении от источника на селитебную территорию.Важно учитывать эту закономерность и при организации лабораторного контроля.

Рассеивающая способность атмосферы зависит от вертикального распределения температуры и скорости ветра. Например, чаще всего неустойчивое состояние атмосферы наблюдается летом в дневное время. При таких условиях у земной поверхности отмечаются большие концентрации

Большое влияние на разбавление промышленных выбросов оказывает т е м п е р а т у р н а я с т р а т и ф и к а ц и я а т м о с ф е р ы. Способность поверхности земли поглощать или излучать тепло влияет на вертикальное распределение температуры в приземном слое атмосферы. В обычных условиях с подъемом вверх температура падает. Этот процесс рассматривается как адиабатический, т.е. протекающий без притока или отдачи тепла: поднимающийся поток воздуха будет охлаждаться за счет увеличения объема вследствие уменьшения давления и, наоборот, опускающийся поток будет нагреваться благодаря увеличению давления. Изменение температуры, выраженное в градусах на каждые 100 м подъема вверх, называется температурным градиентом. При адиабатическом процессе температурный градиент составляет примерно 1 0С.

Бывают периоды, когда с увеличением высоты температура падает быстрее, чем на 1 0 С на 100 м, в результате чего теплые массы воздуха от нагретой солнцем поверхности земли поднимаются на большую высоту, что сопровождается быстрым опусканием холодных потоков воздуха. Такое состояние, относящееся к сверхдиабатическому градиенту температуры, называют конвективным. Оно характеризуется сильным перемешиванием воздуха.

В реальных условиях температура воздуха с высотой не всегда падает и вышележащие слои воздуха могут иметь более высокую температуру, чем нижележащие, т.е. возможно извращение температурного градиента.

Состояние атмосферы с извращенным температурным градиентом носит название температурной инверсии. В периоды инверсий ослабляется турбулентный обмен,в связи в чем ухудшаются условия рассеивания промышленных выбросов, что может приводить к накоплению вредных веществ в приземном слое атмосферы.

Различают приземные и приподнятые инверсии. Приземные инверсии характеризуются извращением температурного градиента у поверхности земли, а приподнятые – появлением более теплого слоя воздуха на каком-либо расстоянии от поверхности земли.

В случае приподнятой инверсии приземные концентрации зависят от высоты источника загрязнения по отношению к их нижней границе. Если источник располагается ниже слоя приподнятой инверсии, то основная часть примеси концентрируется вблизи поверхности земли.

В слое инверсии практически становятся невозможны вертикальные токи воздуха, так как снижается коэффициент турбулентной диффузии, в результате чего выброс под слоем инверсии не может подниматься вверх и распределяется в приземном слое. Поэтому температурные инверсии, как правило, сопровождаются значительным увеличением концентрации загрязнений в приземном слое. Как известно, массовые отравления населения в долине Маас, а также в Доноре м Лондоне наблюдались в период устойчивой температурной инверсии, продолжавшейся несколько суток. Чем длительнее инверсия, тем выше концентрации атмосферных загрязнений, потому что накопление атмосферных выбросов происходит в ограниченном, как бы замкнутом, пространстве атмосферы.

Большое значение имеет не только длительность, но и высота инверсии. Естественно, что низкие приземные (до 15-20м) и очень приподнятые (выше 600м) инверсии могут не оказывать существенного влияния на уровень концентраций: первые – вследствие того, что высота выброса некоторых источников загрязнения может находиться над слоем инверсии и она не будет препятствовать их рассеиванию, а вторые – потому, что при очень приподнятых инверсиях слой атмосферы под ними оказывается достаточным, чтобы разбавить промышленные выбросы.

Таким образом, вертикальный температурный градиент является важнейшим фактором, определяющим интенсивность процессов перемешивания загрязнений с атмосферным воздухом и имеющим большое практическое значение. Например, если в каком-то районы часты приземные инверсии в слое 150-200 м, то строительство труб высотой 120-150м не имеет смысла, так как-это не окажет влияния на снижение концентраций в периоды инверсий. Целесообразно строительство трубы выше 200 м. Если часты приподнятые инверсии на высоте 300-400 м, то строительство трубы даже высотой 250 м не будет способствовать снижению концентраций в период инверсии.

Накопление вредных выбросов в приземном слое в период приземных инверсий будет происходить при низких выбросах. Особенно возрастают концентрации загрязнений в случае расположения приподнятых инверсий непосредственно над источником выброса, т.е. устьем трубы. Санитарный врач должен знать особенности температурной стратификации атмосферы обслуживаемой территории, чтобы учитывать их при решении вопросов предупредительного и текущего надзора в гигиене атмосферного воздуха.

В связи с изменениями температурно-радиационного режима воздуха городской территории над городом более вероятно образование инверсий по сравнению с окрестными территориями. В холодный период года наблюдаются более частые и длительные инверсии. Температурный градиент изменяется не только по сезонам, но и на протяжении суток. Вследствие охлаждения поверхности земли лучеиспусканием нередко образуются ночные инверсии, чему благоприятствуют ясное небо и сухой воздух. Ночные инверсии могут возникать и в летнее время, достигая максимума в ранние утренние часы.

Нередко инверсии образуются в долинах между возвышенностями. Спускающийся в них холодный воздух подтекает под более теплый воздух долины и образуется «озеро» холода. В таких условиях решение вопроса о размещении промышленных предприятий оказывается особенно трудным.

Наиболее высокие концентрации атмосферных загрязнений наблюдаются при низких температурах в период зимних инверсий.

Определенное значение для распределения загрязнений в приземном слое атмосферы имеет влажность воздуха. Для большинства загрязнителей имеется прямая зависимость, т.е. с ростом влажности возрастают их концентрации. Исключение составляют лишь соединения, способные гидролизоваться. Особенно высокие концентрации атмосферных загрязнений отмечаются в периоды туманов. Связь уровня загрязнения и влажности объясняется тем, что в городской атмосфере имеется значительное количество гигроскопических частиц, конденсация влаги на которых начинается при относительной влажности меньше 100%. В связи с утяжелением частиц за счет конденсации влаги они опускаются и концентрируются в более узком слое приземной атмосферы. Газообразные загрязнения, растворяясь в конденсате частиц, также накапливаются в нижних слоях атмосферы.

Таким образом, при одном и том же выбросе уровень приземной концентрации загрязнителей может существенно меняться в зависимости от метеорологических условий.

Существенное влияние на рассеивание выбросов оказывает сам город, изменяющий температурно-радиационный, влажностный и ветровой режимы. С одной стороны, город представляет «остров тепла», в результате чего возникают местные конвективные восходящие и нисходящие потоки, с другой- в условиях города чаще возникают туманы (часто за счет загрязнения его), что ухудшает рассеивание загрязнений. Направление и скорость ветра деформируются за счет изменения подстилающей поверхности и экранирующего влияния высоких зданий. В таких условиях непригодны расчеты, созданные для равнинной местности, и используются специальные методы расчета с учетом аэродинамической тени, создаваемой зданиями.

На рассеивание примесей в условиях города существенно влияет планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, наличие зеленых массивов и водных объектов.

Поэтому даже при постоянных промышленных и транспортных выбросах в результате влияния метеорологических условий уровни загрязнения воздуха могут различаться в несколько раз.

Определенную роль в освобождении атмосферы от загрязнений играет зеленая растительность вследствие как механической сорбции на поверхности, так и химического связывания некоторых соединений.

У1.На распространение примеси влияет рельеф местности . На наветренных склонах при ветре образуются восходящие движения воздуха, а подветренных склонах – нисходящие. Над водоемами летом образуются нисходящие потоки движения воздушных масс. В нисходящих потоках приземные концентрации увеличиваются, при восходящих потоках- уменьшаются. В некоторых формах рельефа, например в котлованах , воздух застаивается, что приводит к накоплению токсинов от низких источников выбросов. В холмистой местности максимумы приземной концентрации примеси обычно больше, чем при отсутствии неровностей рельефа.

Влияние неровностей местности на уровень приземной концентрации связано с изменением характера движения воздуха, что приводит к изменению поля концентраций. В низинах наблюдаются явления застоя воздуха, что повышает опасность накопления загрязнений. При высоте отметок 50-100 м с углом наклона 5-6 0 отличие максимальных концентраций может достигать 50% при относительно невысоких трубах. Влияние рельефа уменьшается с повышением высоты выброса. Большое значение имеет расположение источника на подветренном или наветренном склоне. Увеличение концентрации может наблюдаться и при расположении источника выброса на возвышенности, но вблизи подветренного склона, где снижаются скорости ветра и возникают нисходящие течения.

Влияние неровностей местности на характер движения воздуха настолько сложно, что требует иногда моделирования условий с целью определения характера распространения промышленных выбросов. В настоящее время имеются предложения по введению коэффициентов, учитывающих влияние рельефа на рассеивание выбросов.

УП. От времени года (зимой больше, чем летом, т.к. включены отопительные системы, а при их эксплуатации увеличивается загрязнение выбросами и на нижних слоях воздуха больше накапливаются загрязнители, т.к. конвекция воздуха замедляется).

УШ. От времени суток (максимальное загрязнение наблюдается днем, т.к. работа всех производств и транспортных средств приходится на дневное время).

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20