Проблемазагрязненияатмосферы

Современнаяцивилизацияосуществляетневиданноедавление наприроду. Загрязнениеприродной средыпромышленнымивыбросамиоказываетвредное действиена людей,животных,растения,почву,здания и сооружения,снижает прозрачностьатмосферы,повышает влажностьвоздуха,увеличиваетчисло дней с туманами,уменьшаетвидимость,вызывает коррозиюметаллическихизделий.

Под загрязнениемокружающейсреды следуетпонимать изменениесвойств среды(химических,механических,физических,биологическихи связанныхс ними информационных),происходящиев результатеестественныхили искусственныхпроцессов иприводящиек ухудшениюфункций средыпо отношениюк любому биологическомуили технологическомуобъекту.Используяразличныеэлементы окружающейсреды в своейдеятельности,человек изменяетеё качество.Часто эти изменениявыражаютсяв неблагоприятнойформе загрязнения.По масштабамантропогенныеизменениястановятсясопоставимымис природными,а в ряде случаевдаже превышаютих, о чемможно судитьиз таблицы 1.

Табл. 1.

Поступлениев атмосферу( тонн / год) некоторыхкомпонентов,естественногои промышленногопроисхождения:

Компонент	Естественное	Промышленное
Озон	*210**⁹	Незначительные
Двуокисьуглерода	*710**¹⁰	*1,510**¹⁰
Окись углерода	---	*210**⁸
Сернистыйгаз	*1,4210**⁸	*7,310**⁷
Соединенияазота	*1,410**⁹	*1,510**⁷
Взвешенныев-ва	*(770…2200)10**⁶	*(960…2615)10**⁶

Естественныепроцессы загрязненияимеют в природеантиподы,способныенейтрализоватьдействие природногозагрязнителя,а многие вещества,созданныечеловеком,являются инороднымипо отношениюк природе.Естественныеисточникизагрязненияобычно удаленыот среды обитаниячеловека,а антропогенныерасположеныв районахконцентрациинаселения.

Основныепути решения

Увеличениемасштабовзагрязненияатмосферытребуют быстрыхи эффективныхспособов защитыеё от загрязнения,а такжеспособовпредупреждениявредного воздействиязагрязнителейвоздуха.Атмосфераможет содержатьопределённоеколичествозагрязнителябез проявлениявредного воздействия,т.к.происходитестественныйпроцесс еёочистки.

Первымшагом в установлениивредного воздействия,связанногос загрязнениемвоздуха,является разработкакритерия качествавоздуха,а также стандартовкачества.

Стандартыкачества определяютуровни качествавоздуха и предельнодопустимыевыбросы (ПДВ),которые необходимовыдерживатьдля обеспечениябезопасностижизни.

Контролирующиеорганы обязаныосуществлятьколичественныйи качественныйконтроль.

Другимподходом кулучшениюсостоянияатмосферыявляется требованиепримененияпередовыхтехнологическихпроцессов,замена вредныхматериаловбезвредными,применениемокрых способовобработки сырьявместо сухих.

Как правило,на промышленныхпредприятияхиспользуютсяпроцессы илиустройствадля газоочисткии пылеулавливания,чтобы уменьшитьили предотвратитьвеличину выброса.Процессы газоочисткимогут такжеразрушить илименять егохимическиеили физическиесвойства так,что он становитсяменее опасным

В некоторыхслучаях используютметод рассеиванияв атмосфере.Дымовые трубыдолжны бытьдостаточновысокими (300-350метров),для обеспеченияхорошего разбавленияпримесей путёмобтеканиявоздуха вокругзданий в зонеаэродинамическихтеней.Кроме того,необходимоучитыватьтемпературувыбросов иместорасположениетруб. Предприятиястроят с подветреннойстороны поотношению кжилым районам.На ряде предприятийфакельные газыиспользуютдля отоплениязданий,а их избытокнаправляетсяна теплоцентраль.

Масштабы

По масштабамзагрязнениеокружающейсреды можноразделить налокальное,региональноеи глобальное.Эти три видазагрязнениятесно связанымежду собой.Как правило,первичнымявляется локальноезагрязнение,которое,если скоростьпроцесса загрязнениябольше скоростиестественногоочищения,переходит врегиональноеи затем принакопленииколичественныхизменений - вглобальноеизменениекачества окружающейсреды.Для глобальногозагрязнениянаиболее важнымявляется временныйфактор.

Существованиетаких процессовсвидетельствуетоб ограниченностиресурсов атмосферыи о пределахеё естественногосамовосстановления.Например,использованиевоздуха впроизводственныхпроцессахиздавна предполагалоестественныеспособностиатмосферы квосстановлениюпервоначальныхкачеств.В частности,дымовые выбросыв атмосферу,содержащиемикрочастицыи токсичныевещества,представляютсобой не чтоиное,как методразбавления.И даже в нашидни при строительствевысотных исверхвысотныхтруб продолжаютпользоватьсяэтим древнимметодом.Однако резкоевозрастаниеобъемов выбросовпривело к тому,что масштабызагрязнениевплотную приблизилисьи даже частоперешагиваютпределы самовосстановленияатмосферы.

При современныхуровнях загрязнениявредные веществаот источниказагрязненияраспространяютсяна десятки исотни километров.И даже самопонятие источникзагрязнениянесколькоменяет смысл.Если в каком-либопромышленномрайоне можновыделить точечныеисточникизагрязнения,то в масштаберегиона целыйпромышленныйрайон,например крупныйгород,может рассматриватьсякак единыйисточник ссистемой точечных,линейных(автомагистрали)и групповыхисточников.Более того,даже весь региони даже целаястрана можетвыступать вроли единогоисточниказагрязнения.

Современноеиндустриальноепроизводствооказываетзначительноевоздействиена природу вглобальныхмасштабах.Хотя большаячасть загрязняющихвеществ и тепловойэнергии вырабатываетсяна ограниченнойплощади,главным образомв промышленныхрайонах СевернойАмерики,Европы и Азии,вследствиеособенностейциркуляцииатмосферы иперемещенийв водной оболочкеЗемли значительнаячасть некоторых,относительнодолго живущихзагрязняющихвеществ рассеиваетсяна огромныхпространствахи даже по всейЗемле,приводя крегиональномуи глобальномузагрязнению.

К настоящемувремени определилисьнекоторыеважные проблемыв областиантропогенногоглобальногозагрязненияокружающейприроднойсреды,к числу которыхотносятся:

Возможныеизмененияклимата в связис поступлениемв атмосферутехногенноготепла,углекислогогаза и аэрозольныхпримесей.
Возможноенарушениеозонового слояЗемли,связанное споступлениемв атмосферуфреонов,окислов азотаи некоторыхдругих примесей.
Экологическиепоследствияглобальногозагрязненияприроднойсреды и биосферырадиоактивнымивеществами,тяжелыми металламии пестицидами.
Общаяпроблема морскойсреды атмосфернымиосадками,речным стоком,наземным иморским транспортом.
Дальнийатмосферныйперенос загрязняющихвеществ и проблемакислотныхосадков.

Такимобразом,масштабыантропогенноговоздействияна окружающуюсреду и уровеньвытекающейиз этого опасностизаставляютискать новыеподходы к развитиютехнологическихпроцессов,которые,являясь неменее эффективнымив экономическомсмысле,во много разпревосходилибы существующиепо степениэкологическойчистоты.Фактическипротиворечиемежду экономикойи экологиейозначает противоречиемежду необходимостьюгармоничногоразвития системы природа-человек-производствои недостаточнойобъективнойвозможностью,а порой и простосубъективнымнежеланиемтакой гармониина современномэтапе развитияпроизводственныхсил и производственныхотношений.

Литература

О.Ф.Балацкий,Л.Г.Мельник,А.Ф.Яковлев “Экономикаи качествоокружающейприроднойсреды”Гидрометеоиздат,1984г
Я.М.Грушко“Вредныеорганическиесоединенияв промышленныхвыбросах ватмосферу”,“химия”Ленинград1991г
“Защитаатмосферы отпромышленныхзагрязнений”справочникпод ред. С.Калвертаи Г.Инглунда“Металлургия”,Москва1991
П.И.Меркулов,А.А.Ямашкин,В.Н.Масляев “Антропогенноевоздействиена географическуюоболочку”ИздательствоМордовскогоуниверситета1994г

Причиныи факторы

Вещества,загрязняющиеатмосферу,причинялизначительныйвред окружающейсреде в течениимногих десятилетий.По-видимому,с их вреднымвоздействиемпридётся считатьсяи в будущем.Дальнейшийрост населенияи промышленногопроизводстванеизбежноприводит кувеличениюопасностизагрязнения.

Основнымизагрязняющимивеществами,содержаниекоторых в атмосферерегламентируетсястандартами,являются:диоксид серы(SO2),оксиды азота(NOиNO2), оксидуглерода(CO),газообразныеуглеводороды(HC),а также сероводород(H2S),сероуглерод(CS2),аммиак(NH3),различныегалогеносодержащиегазы.

Существуют3 основных источникаобразованиягазообразных загрязнений:сжигание горючихматериалов,промышленныепроизводственныепроцессыи природныеисточники.В результатесжигания топливаобразуется78% диоксида серыот общего егоколичества.Углеводороды,опасностьпоявлениякоторыхсвязана с тем,что они являютсяпромежуточнымипродуктамив процессеобразованияозона,поступают ватмосферу присжигании топливаи при переработкенефтепродуктов,кроме того,многие углеводородывыделяютсяв процессероста и размножениярастений.По оценкамучёных из природныхисточниковво всём миреежегодно выделяется117 млн. т.углеводородов,а из антропогенныхисточников100 млн. т.Однако углеводороды,присутствующиев атмосферегородов,в основномпредставляютсобой продуктысгорания.

Значительныеколичестваоксидов серывыбрасываютсяв атмосферупри производствемеди,свинцаи цинка из сульфидныхруд, а такжев процессеочистки нефтепродуктов.Большая частьвыбросов SO2связана сосжиганиемтоплива в топкахдля получениянеобходимогодля процессатепла.Образующиесягазы,содержащиеSO2,обычно используютсядля производствасерной кислоты.

Оксидысеры такжевозникают впроцессе производствабумаги и целлюлозноймассы в результатесжиганиясеросодержащихматериалов.

Загрязнениеатмосферыуглеводородамипроисходитот химическихпредприятий,нефтеперерабатывающихи металлургическихзаводов.Углеводороды,выделяютсяв процессепроизводствапластмасс,красителей,пищевыхдобавок,парфюмерныхпродуктов,смол,пластификаторов,пигментов,пестицидов,а также припереработкекаучуков инефтехимическихпродуктов.

Средихимическихсоединений,выбрасываемыхв атмосферу,содержитсядостаточнобольшое числоядовитых веществ.В настоящеевремя к опаснымзагрязняющимвеществамотносятся парыртути,винилхлориди бензол,содержаниекоторых в атмосфереподлежит специальномуконтролю.

Большоеколичествоископаемоготоплива ежегодносжигается втопках котельныхдля получениятепла.Котельные самыекрупные потребителисамого “грязного”топлива- угляи мазута.Поэтому энергетикапо совокупностиколичестваи качествасжигаемоготоплива являетсяединственнымисточникомвыбросов диоксидасеры,а также главнымисточникомдисперсныхзагрязнителейи оксида азота.

Газообразныезагрязнителивозникают впроцессе горения,а дисперсные- механическаяпыль,может выдуватьсяпри разгрузкеи транспортировкеугля по конвейеру,а также приудалении искладированиитопочной золы.Пыление угляпроисходитв результатеветровой эрозии.Использованиеприродногоугля в качестветоплива являетсяболее эффективным.Хотя природныйгаз рассматриваетсякак относительночистое топливо,при его сгораниитакже образуютсязагрязняющиевещества:оксиды азота,оксиды углерода,углеводороды,дым.

Ещё однимнемаловажнымисточникомзагрязненияатмосферыявляется сжиганиетвёрдых городскихотходов.Во всех цивилизованныхмирах для этихцелей существуютмусоросжигательныепечи, от конструкциикоторых зависятсоставы выбросов.

Дымовыевыбросы состоятиз относительнобезвредныхгазообразныхпродуктовсгорания:диоксида углерода,воды, инертногоазота.Но их избытокможет привестик образованиюшлейфа тумана.Для улавливаниядымовых выбросовиспользуютразличныефильтры иулавливатели.

Загрязнениеокружающейсреды выбросамидвигателейвнутреннегосгорания привлекаютвсё более пристальноевнимание впоследние годыиз-за возросшейугрозы здоровьючеловека.

Сравнительнаяхарактеристикаосновных выбросовразличныхтранспортныхсредств, какисточниковзагрязнения,приведена втабл.2

Транспортноесредство	Аэрозоли	Оксиды серы	Оксиды азота	Углеводороды	Оксидыуглерода
Автотранспорт	1,1	0,4	6,6	6,4	61,9
Самолёты	0,1	0,0	0,1	0,2	1,0
Железнодорожныйтранспорт	0,1	0,1	0,7	0,2	0,3
Морскойтранспорт	0,6	0,3	0,2	0,5	1,5

Увеличениесодержанияуглекислогогаза в атмосфереведёт к повышениютемпературыЗемли. При увеличениисодержанияCO2 можноожидатьповышениясредней температурыЗемли, хотязависимостьмежду этимипараметрамидовольно сложная.Было проведеномножествомодельныхисследованийпо этой проблеме.Судя по ихрезультатам,примерноеудвоение содержанияCO2 произойдетоколо 2040 года,в результатечего средняятемпературапланеты возрастётна 2 или 3 С. Вполярных районахповышениетемпературыможет превыситьданное значениев несколькораз.Считаетсявероятным, чтооколо 2000г.содержаниеCO2будет составлять~400млн.,что вызоветповышениетемпературына 1С, причёмтакже с болеезначительнымповышениемв полярныхобластях.

Проблемавлияния антропогеннойдеятельностина изменениетемпературывсё ещё в стадииобсуждения.Конечно,нельзя сводитьэто воздействиепросто к “Подъёмутемпературына термостате”,посколькуглобальноераспределениетемпературысвязано сперемещениематмосферныхмасс, напримерсо штормамив зимнее время.

Содержаниеводяного паратакже можетизменитьсяпри изменениитемпературы.Таким образом,конечным результатомизмененияконцентрацииCO2в атмосферемогут статьсложные климатическиепроцессы, связанныес изменением,как температуры,так и процессовобразованияосадков.

Ранеепредполагалось,что окислыазота, выбрасываемыетранспортнойавиацией, являютсяосновной причинойразрушенияозонового слоя.Однако количественныеизмеренияпоказали, чтоэтот источникничтожен посравнению сестественными.Из продуктовчеловеческойдеятельностинаиболее опаснымидля озоновогослоя являютсяфреоны и подобныеим вещества.Они искуственногопроисхожденияи широко применяютсяв холодильныхустановках,различныхаэрозольныхустановках.

Озонсоставляеточень небольшуюдолю в атмосфере–менее одноймиллионнойдоли и по объёму,и по массе. Основнаяего частьконцентрируетсяв стратосфере-до 90%. Остальные10% сосредоточеныв нижних слояхатмосферы.Здесь озон ужеявляется оченьопасным загрязнителемвоздуха. Ондействует надыхательныепути, раздражаетглаза, нарушаетрост растительностии т.д. концентрацияего в воздухе,используемомдля дыхания,не должна превышать150-200 мкг/м^3.

Озон образуетсяв результатеэлектрическихразрядов, ногораздо болееважными являютсяфотохимическиереакции с участиемвеществ-посредников(окислыы азотаили углеводороды).В больших городахврезультатепромышленныхи автомобильныхвыбросов, которыевзаимодействуютдруг с другом и с другимигазами, образуютсясложные химическиесоединения,возникаетфотохимическийсмог, имеющийвысокую концентрациюозона.

В связи стем что экологическаяроль озоновогослоя в глобальноммасштабе велика,многие страныприступилик немедленнымпрактическимдействиям. Ужев 1978г. США, Канадаи Скандинавскиестраны запретилиприменениефреонов в аэрозольныхбалончикахтам, где в этомнет необходимости.

В заключениизаметим, чтопока наши знаниянедостаточны,чтобы определитьосновные причиныколебаниясодержанияозона в атмосфереи объяснитьего механизм.Поэтому любыепрогнозы следуетвосприниматькак гипотетические.

Региональныеособенности

Мордовиярасположенав индустриальнойзоне европейскойчасти России,на стыке такихвысокоразвитыхрайонов, какЦентральный, Поволжский,Центрально-чернозёмный.Поэтому качествовоздушной средыв республикезависит нетолько от выбросовместных источников,но и от фоновогоуровня загрязненияатмосферырегиона. Извсех видовзагрязнеиявоздуха поступающихв мордовиюизвне, наиболееощутима пыль.

ПревышениеПДК вредныхвеществ в атмосферномвоздухе в течениигода наблюдаетсяв Саранске,Рузаевке, Ковылкино,Комсомольском,Тургеневе.

Основныепромышленныеисточникизагрязненияатмосферы вСаранскесосредоточеныв севернойчасти городаи удалены отцентра городана 2- 6км. Это:ОАО Лисма, АОЖелезобетон,ТЭЦ, ОАО Биохимик.Кроме того, повсему городурасположенымелкие источникизагрязнения:более 60 промышленныхпредприятийимеющих более4000 стационарныхисточниковвыбросов вредныхвеществ. Основныезагрязняющиевещества окисьуглерода, сернистыйангидрид, твёрдыевещества, окислыазота, углеводороды.Специфическиезагрязняющиевещества:соединениясвинца, металлическойртути, хлористоговодорода, бутил-ацетата, ацетон.

Соединениятяжёлых металловотносятся кпервому классуопасности. Ониимеют замедленноедействие восновном нацентральнуюнервную систему.

Высокадоля в загрязненииатмосферыгорода автотранспорта,значительновыше среднегопоказателяпо республике.

Потенциалзагрязненияатмосферноговоздуха в населённыхпунктах летомвыше, чем зимой,т.к. чаще возникаютявления, способствующиенакоплениюпаллютантов.

Пылевоезагрязнениенаиболее характернодля весны иосени, когдапахотные землилишены растительностии дуют сильныеветры. Наиболеезагрязненнымиявляются районыТЭЦ-2 и Заречный.

Значительныевыбросы пылипроисходятпри добычестройматериалов,дроблении исортировке,при производствецемента, железобетонныхконструкций.Основные выбросы- диспергационныеаэрозоли –цементная пыльоказываютвредное действиена здоровье,на видимость,на климат. Такимисточникомзагрязненияявляется цемзаводв п. Комсомольском.

Результатыпо решению

В связи сособенностямисложившийсясовременнойсоциально-экологическойситуации современномупроизводствупредъявляетсядва условия.Первое –производстводолжно не толькосоздаватьматериальныеблага, но иобезвредитьпродукты своейдеятельности.Второе- продуктыпроизводствапосле использованиядолжны относительнолегко сновапревращатьсяв продуктыпроизводства.

Радикальнымметодом защитыатмосферы отзагрязненияслужит ликвидациявыбросов доих поступленияв атмосферу.Для этого необходимоприменнениебезотходныхтехнологий,замена вредныхматериаловбезвредными,герметизациятехнологическихпроцессов всамом производстве,утилизациявредных отходов,применениеновейших конструкцийфильтров, выборнаиболее подходящейтехнологииулавливания,а также подавлениевыбросов двигателейавтотранспорта.

Анализсовременногосостояния идинамики загрязненияатмосферыпоказывает,что хотя и медленно,но происходитснижение нагрузкина воздушныйбассейн городаза счёт установкигазо-пылеулавливающихочистных сооружений.За текущие годыколичествовыбросов ватмосферуснизилось засчёт сокращенияпроизводства.

Из конкретныхмероприятий,направленныхна улучшениесостоянияатмосферы внашем городеможно отметитьследующее:

1.Вынесениеза черту городасвалки бытовыхотходов. Планируетсястроительствомусоросжигательногозавода.

2. На АО“Лисма”применяетсягерметичнаякапсульнаятехнологияпроизводствалюменисцентныхламп. Обязательнымявляется утилизацияотходов м вышедшихиз строя ламп.

3. Решено, чтовновь строящаясяГРЭС на рекеМокше будетиспользоватьприродный газ.

Возможно,очень скоров Мордовииначнёт действоватьустановка попереработкеотходов гальваническогопроизводства.Её разработчикамиявляются учёныеядерного центраАрзамас-16. Этаустановка насегодняшнийдень единственнаяв мире и претендуетбыть названнойноу-хау.

В результатепереработкиотходов на светБожий появляютсякомпоненты,используемыев производствегрунтовыхкрасок, органическихудобрений дляцветов и вомногом другом.

Перспективы

Ростпроизводстваэлектроэнергии- непременноеусловие развитиячеловека. Поэтомуабсолютноеколичествопроизводимойчеловекомэнергии будетвозрастатьиз года в год.

Выше былосказано, чтоименно с выбросамив атмосферудвуокиси серыи окислов азотав результатесжигания топливасвязаны кислотныедожди. Накоплениедвуокиси углеродавызывает уучёных тревогуо возможностиглобальногопотепленияна Земле.

Доля угляв структуреэнергетическогосырья возрастает,а проводимыемероприятияпо уменьшениювыбросов ТЭС,работающихна угле, не даютощутимых результатовдаже в высокоразвитыхстранах.

В конечномсчете, общееоздоровлениевоздушногобассейна зависитот того, какчеловечестворешит вопросо “экологизации”производстваи использованияэнергии.

Очевидно,в ближайшембудущем небудет найденоэкологическичистых источниковэнергии ичеловечествупридётся пользоватьсятрадиционнымивидами сырья.Поэтому однимиз вариантоврешения проблемыявляется впроизводствеэнергии долит.н. возобновимыхресурсов иядерного сырья.

На долювозобновимыхвидов приходитсяоколо 21% мировогопотребления.Из них 15% -на долюэнергии, получаемойиз биомассыи 6% на долю гидроэнергии.Подъём в развитииядерной энергетикивряд ли можноожидать послеЧернобыльскойаварии.

В отдельныхстранах используетсяэнергия солнца,ветра, гидротермальнаяэнергия, энергияприливов иотливов, нодоля их в мировоммасштабе поканичтожна, хотяэкологичностьочевидна.

В программепо улучшениюэкологическойситуации вМордовии до2005года включенытакие предложения:

Совершенствованиеприродоохранногозаконодательства,а также системэкологическихстандартов,норм и требований,ужесточениенаказания заэкологическиепреступления.
Созданиеконтрольно-регулировочныхцентров вовсех крупныхавтохозяйствахдля определенияокиси углеродав выхлопныхгазах.
Организацияна стационарныхпостах ГИБДДпостоянныхпунктов дляконтроля зауровнем содержанияСО2 в отработанныхгазах.
Сокращениегородскогопарка автобусовпри одновременномувеличениидоли электрифицированноготранспортас увеличениемего транспортнойсети.
Перевод всехкотельных г.Саранска наприродный гази электроэнергию.
Выведениеасфальтобетонныхзаводов запределы г. Саранска
Расширениестационарныхпостов оперативногоконтроля засостояниематмосферноговоздуха вреспублике.

СОДЕРЖАНИЕ

Проблемазагрязненияокружающейсреды.___________________________
Масштабывоздействия____________________________________________
Причиныи факторы______________________________________________
РегиональнаяособенностьМордовии________________________________
Основныепутирешения___________________________________________
Результатыпо решению___________________________________________
Перспективы____________________________________________________

МинистерствообразованияреспубликиМордовия

Средняяшкола №7

на тему: Проблемызагрязненияокружающейсреды.

Загрязнениеатмосферы.

Выполнил:Е.В.Селиванов

Проверил:В.П.Ковшов

Саранск 1999г.

Проблемы загрязнения окружающей среды. Загрязнение атмосферы