Материал: Лекция 5. Экология атмосферы

Кроме указанных главных загрязнителей в атмосферу попадает много других вредных и токсичных соединений, среди которых – формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, ртуть, кадмий и др.

Особо опасным является радиоактивное загрязнение, обусловленное глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами – продуктами испытания ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей.

Приземный слой атмосферы загрязняют также выбросы в атмосферу радиоактивных веществ с действующих АЭС (даже в процессе их нормальной эксплуатации) и

другие источники.

Еще одной формой загрязнения атмосферы является избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового

(термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны,

например, т.н. «острова тепла» в городах, сброс горячих сточных вод предприятий вызывающих потепление воды в водоемах.

Атмосферные загрязнители подразделяются на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом их превращений. Например, поступающий в атмосферу диоксид серы окисляется кислородом воздуха до триоксида серы, который затем взаимодействуя с водяными парами, образует капельки серной кислоты.

Источники загрязнения атмосферы выбросами могут быть классифицированы:

1. По назначению:

а) технологические, содержащие хвостовые газы после установок улавливания (рекуперации, абсорбции и т.д.);

6

б) вентиляционные выбросы – т.е. местные отсосы, вытяжки.

2. По месту расположения:

а) незатененные или высокие (высокие трубы, точечные источники),

удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 и более раз;

б) затененные или низкие, расположенные на высоте меньше высоты здания;

в) наземные – находящиеся у земной поверхности (открытое технологическое оборудование, колодцы производственной канализации и т.д.).

3. По геометрической форме:

а) точечные (трубы, шахты, вентиляторы);

б) линейные (аэрационные фонари, открытые окна, факелы).

4. По режиму работы:

а) непрерывного и б) периодического действия,

в) залповые и мгновенные.

Залповые выбросы возможны при авариях, сжигании быстрогорящих отходов производства. При мгновенных выбросах загрязнения выбрасываются в доли секунды на значительную высоту. Это возможно при взрывных работах и авариях.

5. По дальности распространения:

а) внутриплощадные, то есть создающие высокие концентрации только на территории промышленной площадки, а в жилых районах не дающие ощутимых загрязнений (для таких выбросов предусматривается ССЗ достаточных размеров);

б) внеплощадные, когда выбрасываемые загрязнения способны создать высокие концентрации на территории жилой застройки.

Газовые промышленные выбросы могут быть организованными и неорганизованными.

Организованный промышленный выброс – выброс, поступающий в атмосферу через специальные сооружения – газоходы, воздуховоды, трубы.

Неорганизованный выброс - выброс, поступающий в атмосферу в результате нарушения герметичности оборудования, неудовлетворительной работы

вентиляционной системы и т.д.

7

Антропогенные источники загрязнения атмосферы делятся на группы: а)

промышленные предприятия, б) транспорт, в) бытовое и коммунальное хозяйство.

Промышленные источники загрязнения, в свою очередь, подразделяются по отраслям, а также по ингредиентам.

В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: 1) теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные); 2) предприятия черной металлургии; 3) предприятия нефтедобычи и нефтехимии; 4) транспорт в т.ч.

и автотранспорт; 5) предприятия цветной металлургии и 6) предприятия строительной индустрии.

Роль отдельных источников загрязнений в России оценивается следующим образом: теплоэлектростанции выбрасывают 27% общих поступлений загрязняющих веществ в атмосферу, черная металлургия – 24%, цветная металлургия – 10%, нефтедобыча и нефтехимия – 15%, транспорт – 13%,

предприятия стройиндустрии – 8%, химическая промышленность – 1%.

Вклад различных отраслей хозяйства в загрязнении атмосферы в России,

промышленных странах Запада и США отличны. Так на пример, основное количество выбросов вредных веществ в США, Великобритании и ФРГ приходится на автотранспорт (50-60%), тогда как на долю энергетики значительно меньше,

всего 16-20%.

Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04т твердых частиц, 0,03т оксидов серы и до 0,05т

оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола,

формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ. Существенно загрязняется атмосфера также выбросами доменных и ферросплавных производств.

8

Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих токсичные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-

цинковых, медных, сульфидных руд, при производстве алюминия и др.

Химическое производство. Выбросы этой отрасли хотя и невелики по объему

(около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности,

представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. На разнообразных химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы,

соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (т.е. смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т.п.

Выбросы транспорта, в т.ч. и автотранспорта. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное количество токсичных соединений: бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода, а в случае применения этилированного бензина - особо опасных соединений свинца. Наибольшее количество вредных веществ в составе отработавших газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза,

а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в 6 и более раз.

Воздействие энергетики на состояние воздушного бассейна определяется,

главным образом, видом сжигаемого топлива.

В сельской местности источниками загрязнения атмосферного воздуха являются предприятия, обслуживающие технику, энергетические и теплосиловые предприятия, промышленные комплексы по производству мяса, животноводческие и птицеводческие хозяйства.

«ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ»

Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами – от прямой и непосредственной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение

9

воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени,

что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние.

Влияние локального (местного) загрязнения атмосферы. Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов)

чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Особенно четко эта связь прослеживается при анализе детской легочной патологии и степени концентрации диоксида серы в атмосфере крупных городов.

Согласно исследованиям американских ученых, при уровне загрязнения воздуха оксидами серы (SO2) до 0,049 мг/м3 показатель заболеваемости населения г.Нэшвилл (США) (в человеко-днях) составлял 8,1%, при 0,150 – 0,349 мг/м3 – 12 %,

а в районах с загрязнением воздуха выше 0,350 мг/м3 – 43,8 %.

Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO2), вызывает тяжелое заболевание легких – силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки, например, глаз, легких, участвуют в образовании ядовитых туманов и т.д. Особенно опасны они, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и другими токсичными соединениями. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной смеси.

Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода

(угарного газа). При остром отравлении появляется общая слабость,

головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход

(даже спустя три – семь дней). Однако из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает массовых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее

5мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки.

Весьма неблагоприятные последствия связаны и с такими незначительными по объему выбросами, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт.

Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания,

10