Защита атмосферы. В целях защиты атмосферы от загрязнения применяют следующие экозащитные мероприятия
Борьба за чистоту атмосферного воздуха в настоящее время стала важнейшей задачей отечественной гигиены. Эта задача решается путем законодательных предупредительных мероприятий: планировочных, технологических и санитарно-технических. Постановление Совета Министров СССР «О мерах борьбы с загрязнением атмосферного воздуха и об улучшении санитарно-гигиенических условий населенных мест» (1949) запрещает министерствам и ведомствам вводить в действие предприятия и цехи, не обеспечив их эффективной очисткой промышленных выбросов.
В законе «Об охране природы в РСФСР», принятом в 1960 г., атмосферный воздух рассматривается как объект природы, как природное богатство, подлежащее охране. Закон вменяет в обязанность исполкомам, предприятиям, учреждениям и другим организациям проводить комплекс мероприятий, предупреждающих загрязнение атмосферного воздуха: внедрение рациональной технологии, исключающей поступление в атмосферу вредных отходов, применение эффективных очистных и рекуперационных сооружений и т. п. Закон требует неукоснительного соблюдения гигиенических норм чистоты атмосферного воздуха. Одним из наиболее существенных мероприятий, осуществленных Советским государством в этом направлении, является регламентация для атмосферного воздуха населенных мест предельно допустимых концентраций химических и механических примесей, т. е. такого их содержания, при котором исключена возможность как прямого воздействия этих примесей на организм человека, условия жизни, работоспособность и самочувствие, так и косвенного влияния на здоровье благодаря значительным потерям биологически ценных ультрафиолетовых лучей солнца, снижению прозрачности атмосферы, губительному действию на растительность и т. п. Иначе говоря, предельно допустимые концентрации - это такие количества атмосферных загрязнений, которые не могут нанести какого-либо ущерба здоровью населения. Величины этих концентраций устанавливаются путем длительных экспериментов на животных, причем допустимой считают такую концентрацию, которая при многодневном воздействии не вызывает сколько-нибудь существенных функциональных изменений и биохимических реакций. Уровни предельно допустимых концентраций должны лежать ниже величин, при которых наблюдаются не только нарушения реактивности, но даже какие-либо защитные или приспособительные реакции.
В санитарном законодательстве СССР для предельно допустимых уровней атмосферных загрязнений приняты два значения концентраций: максимально разовая и среднесуточная. Первая из них представляет собой норматив, с которым следует сравнивать наиболее высокую концентрацию обнаруженного в атмосфере загрязняющего вещества; вторая является средним арифметическим из величин, полученных в течение суток путем многократных измерений, регистрируемых графически непрерывно или периодически. Сопоставляя полученные с помощью анализа воздушной среды величины загрязнений с регламентированными нормативами, можно количественно охарактеризовать содержание вредных примесей, а затем оценить чистоту атмосферного воздуха с санитарной точки зрения.
Ниже приведена таблица 1 предельно допустимых концентраций некоторых вредных примесей в атмосферном воздухе населенных мест (извлечение из СН 245-63).
| Наименование вредных веществ | Предельно допустимая концентрация в мг/м 3 | |
| максимально разовая | средне-суточная | |
| 1. Акролеин 2. Амилацетат 3. Ацетон 4. Бензол 5. Бутилацетат 6. Винилацетат 7. Дихлорэтан 8. Метанол 9. Метилацетат 10. Мышьяк (неорганические соединения, кроме мышьяковистого водорода) 11. Окись углерода 12. Окись азота 13. Пыль нетоксическая 14. Ртуть металлическая 15. Сернистый ангидрид 16. Сероводород 17 Сероуглерод 18 Сажа (копоть) 19. Формальдегид 20. Фенол 21 Фтористые соединения 22. Хлор 23. Хлористый водород 24. Этилацетат |
0,30 0,1 0,35 2,40 0,1 0,2 3,0 1,5 0,07
- |
0,10 0,1 0,35 0,80 0,1 0,2 1,0 0,5 0,07 0,003 |
Наличие регламентированных предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений дает возможность органам санитарного надзора в соответствии с санитарным законодательством предъявлять предприятиям требования об осуществлении мероприятий технологического и санитарно-технического характера. Целью этих требований является предохранение воздушного бассейна городов от промышленных выбросов и ограничение содержания вредных примесей в атмосферном воздухе. Санитарным органам при утверждении проектов нового строительства предприятий, электростанций и других объектов предоставлено право отказа, если в рассматриваемой документации не предусмотрены установки по очистке промышленных выбросов. К таким установкам относятся различные пыле- и газоочистные устройства, освобождающие дымовые газы от летучих аэрозолей и вредных газообразных примесей. К сожалению, современная техника не обеспечивает полноценной очистки дымовых газов от этих веществ. Поэтому даже при эксплуатации наиболее эффективных очистных сооружений необходимо предусматривать устройство достаточно высоких заводских труб. Благодаря последним выброс дыма и золы происходит в зону быстро перемещающихся над земной поверхностью воздушных потоков.
Существенное гигиеническое значение имеет использование в качестве топлива тех сортов угля, которые обладают наименьшей зольностью, а также рационализация режима сжигания топлива, обеспечивающего полное его сгорание.
Важная роль в борьбе с загрязнением атмосферного воздуха принадлежит газификации и электрификации производственных процессов, широкому применению газа и электричества в быту, теплофикации городов и т. п. На всех промышленных предприятиях должны быть созданы условия для предупреждения загрязнения воздушной среды вредными примесями путем усовершенствования технологии, герметизации оборудования и др. Во многих случаях представляется возможной рекуперация выделяющихся парообразных веществ, т. е. частичный возврат в производство ценных материалов путем извлечения их из смеси с воздухом с помощью поглотителей, конденсацией паров или перегонкой. Как рекуперация, так и утилизация отходов производства с целью получения из них ценных материалов является чрезвычайно выгодной с экономической точки зрения и имеет существенное гигиеническое значение.
Наконец, санитарное законодательство СССР предусматривает для защиты атмосферного воздуха промышленных городов от химических и механических загрязнений планировочные мероприятия. Эти мероприятия заключаются в том, что при планировке предприятий регламентируются санитарно-защитные зоны, представляющие собой минимальные расстояния (разрывы) между промышленными объектами и жилыми районами города. Санитарно-защитные зоны способствуют рассеиванию промышленных выбросов и тем самым снижают содержание вредных примесей (по мере удаления от источника загрязнения атмосферного воздуха) до допустимых величин. Ширина защитной зоны устанавливается в зависимости от токсичности выделяющихся примесей и условий технологического процесса (от 50 до 1000 м). При этом необходимо учитывать розу ветров (см. стр. 61) и располагать жилые районы по отношению к предприятиям с наветренной стороны. Для заводов, изготовляющих синтетические лекарственные средства, ширина защитной зоны должна составлять не менее 1000 м, а для производств алкалоидов, галеновых препаратов, органопрепаратов, фармацевтических солей калия и др.- не менее 100 м.
Для борьбы с загрязнением воздуха уличной пылью необходимо применять поливку улиц, их механизированную уборку, усовершенствованные покрытия, озеленение территории и т. п.
Охрана атмосферного воздуха — система мер, осуществляемых органами государственной власти Российской Федерации, органами государственной власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления, юридическими и физическими лицами в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его вредного воздействия на здоровье и условия жизни человека и окружающую среду.
В системе мероприятий по охране атмосферного воздуха от загрязнения на первое место следует поставить технологические мероприятия, внедрение которых способно наиболее полно и принципиально разрешить противоречие между производством благ для человека и состоянием среды его обитания. Однако, как и всегда в жизни, добиться идеала, в данном случае полного исключения выбросов из технологического цикла, невозможно. Поэтому наряду с технологическими мероприятиями, направленными на максимальное сокращение выбросов, чаще всего приходится прибегать к снижению вредности выбросов, или их очистке, которая осуществляется посредством санитарно-технических мероприятий. С целью пространственного разобщения источника выброса со средой обитания человека обязательно проводятся планировочные мероприятия.
Система мероприятий по охране атмосферного воздуха от загрязнения включает также группу административных мероприятий, одной из целей которых является ограничение техногенного давления на всю природную окружающую среду, в том числе и на среду обитания человека, в периоды неблагоприятной синоптической обстановки, когда снижается элиминирующая способность природы по отношению к выбросам в атмосферный воздух. Административные мероприятия призваны также способствовать своевременной реализации упомянутых выше мероприятий, упорядочивая общественные отношения.
В конкретной санитарной ситуации для охраны атмосферного воздуха от загрязнения необходимо комплексное использование перечисленных мероприятий с целью достижения максимального эффекта при наименьших затратах. Эффективное решение этого вопроса возможно, как правило, лишь в масштабе крупного территориального промышленного комплекса, а не в масштабе одного предприятия. Для грамотной оценки проектируемой системы мероприятий по охране атмосферного воздуха санитарный врач должен быть знаком с принципами и приемами ограничения техногенной нагрузки на атмосферный воздух поселения.
Технологические и технические мероприятия осуществляются в источнике загрязнения атмосферного воздуха. К ним относятся замена источников энергии менее вредными, сырья - менее токсичными, предварительная обработка топлива или сырья с целью снижения вредности выброса, совершенствование технологического процесса с целью снижения объема выброса или его вредности (использование мокрых технологических процессов взамен сухих). Большое значение имеет также герметизация технологического оборудования, аппаратуры, межцехового транспорта, рекуперация (возвращение в технологический процесс) летучих веществ.
Санитарно-технические мероприятия, их целью является извлечение или нейтрализация компонентов выбросов, находящихся в газообразной, жидкой или твердой форме, от организованных стационарных источников. Уловленные компоненты в дальнейшем могут быть возвращены в это же производство, использованы в качестве сырья или добавок на других предприятиях или захоронены на полигонах твердых промышленных отходов (ТПО), в золоотвалах.
Требования к очистке выбросов от пыли и газа предъявляются с учетом большого многообразия компонентов выбросов в атмосферу, их качественных особенностей. Методы очистки выбросов могут быть разделены на две группы.
Физические методы, используемые для извлечения твердых и жидких примесей - пыли, дыма, капелек тумана или брызг. Это так называемое пылеулавливание. Сюда относятся механические и электростатические методы очистки.
Физико-химические методы очистки для извлечения и утилизации тех или иных примесей из отходящих газов - газоочистка.
Технологическими и санитарно-техническими мероприятиями не всегда удается обеспечить качество выброса, при котором соблюдается состав атмосферного воздуха поселений на уровне требований санитарных правил и нормативов. В этом случае возникает необходимость использования планировочных мероприятий. Среди них наиболее важными являются функциональное зонирование территории поселения, планировка жилых районов, озеленение территории поселений, организация санитарно-защитных зон, увеличение высоты дымовой или вентиляционной трубы предприятия.
Санитарно-защитная зона (СЗЗ) - территория вокруг промышленного предприятия или иного технического объекта, являющегося источником воздействия на среду обитания и здоровье человека, размеры которой обеспечивают снижение уровней воздействия производственных факторов (выбросов в атмосферный воздух, уровней шума, вибрации, электромагнитного и ионизирующего излучения и пр.) в селитебной и рекреационной зонах до пределов, допустимых санитарными правилами, гигиеническими и экологическими нормативами.
Источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека в соответствии с СанПиН 2.2.1./2.1.1.1200-03 являются антропогенные объекты, уровни производственных факторов которых за пределами промплощадки превышают гигиенические нормативы (ПДК или предельно допустимый уровень) для населенных мест или вклад которых в загрязнение жилых зон превышает 0,1 ПДК (ПДУ).
В соответствии с Земельным кодексом Российской Федерации (№ 136-ФЗ 2001 г.) территория СЗЗ относится к категории земель промышленности (ст. 88) и на ней вводится «особый режим использования, ограничивающий или запрещающий те виды деятельности, которые не совместимы с целями установления зон» (ст. 87, п. 3). Закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» диктует необходимость соблюдения санитарных правил при организации СЗЗ и установлении в них соответствующего режима. Гигиенические требования к организации СЗЗ и режиму на их территории установлены СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов».
Организация СЗЗ необходима в том случае, если после проведения на предприятии всех технологических и технических мер по очистке и обезвреживанию выбросов в атмосферный воздух, ограничению распространения техногенных физических факторов, разработанных на уровне передовых достижений науки и техники, не удается достичь снижения уровней воздействия на территории селитебной и рекреационной зон до допустимого санитарными правилами и гигиеническими нормативами. Исходя из этого, можно сформулировать цель СЗЗ: разобщение пространством источника воздействия на среду обитания и территории селитебной и рекреационной зон для создания условий рассеивания промышленных выбросов в атмосферу, обеспечивающих соблюдение гигиенических нормативов на территории селитебных и рекреационных зон.
В СЗЗ не допускается размещение коллективных и индивидуальных дачных и садово-огородных участков; предприятий по производству лекарственных средств, складов фармацевтических предприятий, предприятий пищевой промышленности, оптовых складов продовольственного сырья и пищевых продуктов, комплексов сооружений для подготовки и хранения питьевой воды, спортивных сооружений, парков, образовательных, детских, лечебно-профилактических и оздоровительных учреждений.
На территории СЗЗ может быть разрешено размещение сельхозугодий для выращивания технических культур, не используемых для производства продуктов питания и кормов для домашних животных. Возможно размещение пожарных депо, прачечных, гаражей и площадок для стоянок общественного и индивидуального транспорта, автозаправочных станций, а также связанных с обслуживанием данного предприятия зданий управления, конструкторских бюро, поликлиник. Санитарными правилами разрешено также размещение на территории СЗЗ предприятий меньшего класса вредности. Однако при согласовании такого проекта необходимо убедиться, что работники такого предприятия не подвергнутся неблагоприятному воздействию на здоровье производственных факторов, для нейтрализации которых была организована СЗЗ.
Высота дымовой или вентиляционной трубы. Одним из планировочных мероприятий по защите атмосферного воздуха поселений является регулирование условий рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере путем увеличения высоты выброса (высоты дымовой или вентиляционной трубы). Чаще всего это касается высоты трубы предприятий тепловой энергетики государственной районной электростанции (ГРЭС) и ТЭЦ. Обычная высота трубы таких предприятий 100-120 м. При этом радиус зоны задымления, в которой приземные концентрации превышают уровень ПДК, составляет 2-2,5 км. При увеличении высоты трубы до 180-240м, а в некоторых случаях до 300 м радиус зоны задымления увеличивается до 5-10 км, однако приземные концентрации загрязнений значительно уменьшаются. Это обусловлено двумя причинами: расширением угла раскрытия факела выброса и повышением турбулентности за счет более высоких скоростей ветра на высоте. Однако специалисты считают, что использование для развития города территорий, попадающих в зону задымления, не оправдано даже в том случае, когда расчеты показывают, что приземные концентрации не превысят ПДК. Существует опасность попадания таких территорий в неблагоприятные санитарные условия в периоды ухудшения условий рассеивания в условиях штиля или температурной инверсии, туманообразования, а также в связи с возможным дальнейшим наращиванием мощности тепловой (электрической) станции. Таким образом, увеличение высоты трубы на энергетических объектах не сопровождается сокращением объема выброса или снижением его вредности; оно лишь снижает приземные концентрации его компонентов. Однако при этом увеличивается количество населения, проживающего в зоне влияния выброса. Поэтому увеличение высоты трубы нельзя рассматривать как мероприятие, компенсирующее известные, но отсутствующие на данном объекте приемы обезвреживания выбросов. В условиях большого города с большим количеством разнообразных источников загрязнения воздуха и многокомпонентным составом выбросов увеличение высоты трубы не улучшит санитарную обстановку. Строительство высоких труб на энергетических объектах целесообразно при их расположении на территориях с низкой плотностью населения при условии полного комплекса технологических и санитарно-технических мероприятий и при отсутствии поблизости других серьезных источников загрязнения атмосферы.
Планировка территории поселения. Некоторые планировочные мероприятия на территории селитебной зоны направлены в основном на уменьшение вредности автотранспорта, как источника загрязнения атмосферного воздуха. Кроме упомянутых выше санитарных разрывов между автомагистралями и жилой зоной и их озеленения, снижения концентрации отработавших газов ДВС в жилой зоне можно добиться и некоторыми планировочными приемами.
Учитывая, что неравномерность работы ДВС (частые остановки, работа на холостом ходу, частые переключения скоростей и т.п.) является ведущей причиной повышения токсичности отработавших газов, большую роль в оздоровлении атмосферы городов играет рационализация дорожной сети. К приемам рационализации дорожной сети относится организация безсветофорных транспортных развязок путем строительства подземных туннелей, надземных эстакад. Большой эффект дает строительство обводных или кольцевых дорог для исключения транзитных потоков автотранспорта через территорию городской застройки.
Административные мероприятия, направленные на охрану атмосферного воздуха поселений, заключаются в организации одностороннего движения на узких улицах города, пешеходных зон, на которых запрещено движение автотранспорта, оборудование перехватывающих стоянок автотранспорта у конечных станций метрополитена и других способов регулирования транспортных потоков.
Не менее эффективны и мероприятия, направленные на контроль состояния ДВС: соблюдение установленных сроков и регламента технического обслуживания (ТО-1 и ТО-2), сроков техосмотра транспортных средств органами ГАИ, введение штрафных санкций за нарушение указанных сроков.
Особо следует отметить административно вводимое временное ограничение мощности предприятий, имеющих выбросы в атмосферу, на период прогноза опасных погод (глубокие температурные инверсии, длительное безветрие и пр.).
Способы очистки газовых выбросов в атмосферу
Абсорбционный способ очистки газов, осуществляемый в установках-абсорберах, наиболее прост и дает высокую степень очистки, однако требует громоздкого оборудования и очистки поглощающей жидкости. Основан на химических реакциях между газом, например, сернистым ангидридом, и поглощающей суспензией (щелочной раствор: известняк, аммиак, известь). При этом способе на поверхность твердого пористого тела (адсорбента) осаждаются газообразные вредные примеси. Последние могут быть извлечены с помощью десорбции при нагревании водяным паром.
Способ окисления горючих углеродистых вредных веществ в воздухе заключается в сжигании в пламени и образовании СО2 и воды, способ термического окисления - в подогреве и подаче в огневую горелку.
Каталитическое окисление с использованиемтвердых катализаторов заключается в том, что сернистый ангидрид проходит через катализатор в виде марганцевых составов или серной кислоты.
Для очистки газов методом катализа с использованием реакций восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация оксидов азота NOx достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.
Перспективен сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных веществ при температурах ниже температуры катализа.
Адсорбционно-окислительный способ также представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции малых количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.
В крупных городах для снижения вредного влияния загрязнения воздуха на человека применяют специальные градостроительные мероприятия: зональную застройку жилых массивов, когда близко к дороге располагают низкие здания, затем - высокие и под их защитой - детские и лечебные учреждения; транспортные развязки без пересечений, озеленение.
Охрана атмосферного воздуха
Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды.
Закон "О6 охране атмосферного воздуха" всесторонне охватывает проблему. Он обобщил требования, выработанные в предшествующие годы и оправдавшие себя на практике. Например, введение правил о запрещении ввода в действие любых производственных объектов (вновь созданных или реконструированных), если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных отрицательных воздействий на атмосферный воздух. Получили дальнейшее развитие правила о нормировании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
Государственным санитарным законодательством только для атмосферного воздуха были установлены ПДК для большинства химических веществ при изолированном действии и для их комбинаций.
Гигиенические нормативы - это государственное требование к руководителям предприятий. За их выполнением должны следить органы государственного санитарного надзора Министерства здравоохранения и Государственный комитет по экологии.
Большое значение для санитарной охраны атмосферного воздуха имеет 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.
В Законе "Об охране атмосферного воздуха" предусматриваются требования об установлении нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Такие нормативы устанавливаются для каждого стационарного источника загрязнения, для каждой модели транспортных и других передвижных средств и установок. Они определяются с таким расчетом, чтобы совокупные вредные выбросы от всех источников загрязнения в данной местности не превышали нормативов ПДК загрязняющих веществ в воздухе. Предельно допустимые выбросы устанавливаются только с учетом предельно допустимых концентраций.
Очень важны требования Закона, относящиеся к применению средств защиты растений, минеральных удобрений и других препаратов. Все законодательные меры составляют систему профилактического характера, направленную на предупреждение загрязнения воздушного бассейна.
Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но и ответственность за их нарушение. Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, обязывает их активно содействовать государственным органам в этих вопросах, так как только широкое участие общественности позволит реализовать положения этого закона. Так, в нем сказано, что государство придает большое значение сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха, его восстановлению и улучшению для обеспечения наилучших условий жизни людей - их труда, быта, отдыха и охраны здоровья.
Предприятия или их отдельные здания и сооружения, технологические процессы которых являются источником выделения в атмосферный воздух вредных и неприятно пахнущих веществ, отделяют от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может быть увеличена при необходимости и надлежащем обосновании не более чем в 3 раза в зависимости от следующих причин: а) эффективности предусмотренных или возможных для осуществления методов очистки выбросов в атмосферу; б) отсутствия способов очистки выбросов; в) размещения жилой застройки при необходимости с подветренной стороны по отношению к предприятию в зоне возможного загрязнения атмосферы; г) розы ветров и других неблагоприятных местных условий (например, частые штили и туманы); д) строительства новых, еще недостаточно изученных вредных в санитарном отношении производств.
Размеры 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, создающими большие концентрации различных вредных веществ в атмосферном воздухе и оказывающими особо неблагоприятное влияние на здоровье и санитарно-гигиенические условия жизни населения, устанавливают в каждом конкретном случае по совместному решению Минздрава и Госстроя России.
Для повышения эффективности санитарно-защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую и травянистую растительность, снижающую концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и травы с учетом степени агрессивности и концентрации промышленных выбросов. Особо вредны для растительности выбросы предприятий химической промышленности (сернистый и серный ангидрид, сероводород, серная, азотная, фтористая и бромистая кислоты, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и цветной металлургии, угольной и теплоэнергетической промышленности.
Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта
Оценка автомобилей по токсичности выхлопов. Большое значение имеет повседневный контроль над автомашинами. Все автохозяйства обязаны следить за исправностью выпускаемых на линию машин. При хорошо работающем двигателе в выхлопных газах окиси углерода должно содержаться не более допустимой нормы.
Положением о Государственной автомобильной инспекции на нее возложен контроль за выполнением мероприятий по охране окружающей среды от вредного влияния автомототранспорта.
В принятом стандарте на токсичность предусмотрено дальнейшее ужесточение нормы, хотя они и сегодня в России жестче европейских: по окиси углерода--на 35%, по углеводородам--на 12%, по окислам азота--на 21%.
На заводах введены контроль и регулирование автомобилей по токсичности и дымности отработавших газов.
Системы управления городским транспортом. Разработаны новые системы регулирования уличного движения, которые сводят к минимуму возможность образования пробок, потому что, останавливаясь и потом набирая скорость, автомобиль выбрасывает в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении.
Построены автомагистрали в обход городов, которые приняли весь поток транзитного транспорта, который раньше нескончаемой лентой тянулся по городским улицам. Резко снизилась интенсивность движения, уменьшился шум, чище стал воздух.
В Москве создана автоматизированная система управления дорожным движением "Старт". Благодаря совершенным техническим средствам, математическим методам и вычислительной технике она позволяет оптимально управлять движением транспорта во всем городе и полностью освобождает человека от обязанностей непосредственного регулирования автомобильных потоков. "Старт" на 20--25% сократит задержки транспорта у перекрестков, на 8--10% уменьшит количество дорожно-транспортных происшествий, улучшит санитарное состояние городского воздуха, увеличит скорость сообщения общественного транспорта, снизит уровень шумов.
Перевод автотранспорта на дизельные двигатели. По мнению специалистов, перевод автотранспорта на дизельные двигатели уменьшит выброс в атмосферу вредных веществ. В выхлопе дизеля почти не содержится ядовитой окиси углерода, так как дизельное топливо сжигается в нем практически полностью. К тому же дизельное топливо свободно от тетраэтила свинца, присадки, которая используется для повышения октанового числа бензина, сжигаемого в современных карбюраторных двигателях с высокой степенью сжигания.
Дизель экономичнее карбюраторного двигателя на 20--30%. Более того, для производства 1 л дизельного топлива требуется в 2,5 раза меньше энергии, чем для производства того же количества бензина. Получается, таким образом, как бы двойная экономия энергоресурсов. Именно этим объясняется быстрый рост числа автомобилей, работающих на дизельном топливе.
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Создание автомобилей с учетом требований экологии--одна из серьезных задач, которые стоят сегодня перед конструкторами.
Совершенствование процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания, применение электронной системы зажигания приводит к уменьшению в выхлопе вредных веществ.
Нейтрализаторы. Большое внимание придается разработке устройства снижения токсичности--нейтрализаторов, которыми можно оснастить современные автомобили.
Способ каталитического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработавшие газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей.
Нейтрализатор крепят к выхлопной трубе, и газы, прошедшие через него, выбрасываются в атмосферу очищенными. Одновременно устройство может выполнять функции глушителя шума. Эффект от использования нейтрализаторов достигается внушительный: при оптимальном режиме выброс в атмосферу оксида углерода уменьшается на 70--80%, а углеводородов--на 50--70%.
Значительно улучшить состав выхлопных газов можно с помощью различных добавок к топливу. Ученые разработали присадку, которая снижает содержание сажи в выхлопных газах на 60--90% и канцерогенных веществ--на 40%.
В последнее время на нефтеперерабатывающих предприятиях страны широко внедряется процесс каталитического риформинга низкооктановых бензинов. В результате можно выпускать неэтилированные, малотоксичные бензины. Использование их снижает загрязненность атмосферного воздуха, увеличивает срок службы автомобильных двигателей, сокращает расход топлива.
Газ вместо бензина. Высокооктановое, стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик "ЗИЛ-130", переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньше, чем его бензиновый собрат.
При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание смеси. А это ведет к снижению токсичности отработавших газов, уменьшению нагарообразования и расхода масла, увеличению моторесурса. Кроме того, сжиженный газ дешевле бензина.
В чем заключается конкретность мер по сохранению озонового слоя над Землей?
Согласно международным соглашениям промышленно развитые страны полностью прекращают производство фреонов и тетрахлорида углерода, которые также разрушают озон, а развивающиеся страны - к 2010 г. Россия из-за тяжелого финансово-экономического положения попросила отсрочки на 3 - 4 года.
Вторым этапом должен стать запрет на производство метилбромидов и гидрофреонов. Уровень производства первых в промышленно развитых странах с 1996 г. заморожен, гидрофреоны полностью снимаются с производства к 2030 г. Однако развивающиеся страны до сих пор не взяли на себя обязательств по контролю над этими химическими субстанциями.
Восстановить озоновый слой над Антарктидой при помощи запуска специальных воздушных шаров с установками для производства озона надеется английская группа защитников окружающей среды, которая называется "Помогите озону". Один из авторов этого проекта заявил, что озонаторы, работающие от солнечных батарей, будут установлены на сотнях шаров, наполненных водородом или гелием.
Несколько лет назад была разработана технология замены фреона специально подготовленным пропаном. Ныне промышленность уже на треть сократила выпуск аэрозолей с использованием фреонов, В странах ЕЭС намечено полное прекращение использования фреонов на заводах бытовой химии и т.д.
При решении задач, связанных с защитой атмосферы, реализуется комплекс мероприятий, ограничивающих поступление в среду ВВ. Последовательно к ним относятся:
· архитектурно-планировочные;
· организация санитарно-защитных зон;
· технологические;
· газоочистка и пылеулавливание;
· рассеивание выбросов.
а) архитектурно-планировочные мероприятия
В основном они связаны с оптимизацией взаиморазмещения промышленных предприятий и районов жилой застройки на стадии выбора строительных площадок. Предварительный выбор обеспечивает снижение воздействие загрязнений при постоянстве валового выброса и экономию средств на газоочистку и организацию СЗЗ. Эти мероприятия состоят в следующем:
· предприятиявысокого класса вредности не должны располагаться в зонах с повышенным потенциалом загрязнений (т.е. с предельной величиной С Ф »ПДК);
· предприятия с большим выбросом вредных веществ не размещаются в местах застоя воздуха (в низинах, котлованах, в зонах с температурными инверсиями);
· площадки жилой застройки должны быть ниже площадок предприятий для того, чтобы выбросы не попадали в приземный слой застройки;
· производственные здания и сооружения располагаются за чертой населенных пунктов, с подветренной стороны от них и с учетом розы ветров, обеспечивающей рассеивание загрязнений вне жилой застройки;
· расположение зданий на промплощадке должно способствовать сквозному проветриваванию и соответствовать принципу зонирования (от менее к более вредному по направлению ветра);
· мелкие выбросы объединяются в централизованные, что увеличивает разрывы между местами выброса и забора чистого воздуха, а также сокращает расходы на вентиляционное оборудование;
· воздухозабор организуется вдали от источников загрязнений- мест возможных аварий технологического оборудования, коммуникационных коридоров, зон слива и розлива продуктов производства, хранилищ токсичных веществ, вентиляционных выбросов и т.п.
Б) организация санитарно-защитных зон
В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 предусмотрено, что объекты, являющиеся источниками различных видов загрязнений (физических, химических и других), следует отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами СЗЗ. Минимальные размеры санитарно-защитных зон устанавливаются в зависимости от мощности, условий эксплуатации, концентрации объектов на ограниченной территории, характера и количества, выделяемых в окружающую среду токсических и пахучих веществ, создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов.
Практически ширина зоны зависит от интенсивности загрязнения объектом среды или класса предприятия. Нормы устанавливают 5 классов машиностроительных предприятий и соответствующие им параметры СЗЗ:
· К I,II и III классам относятся комбинаты черной металлургии (более 1 млн. т/год чугуна и стали), предприятия по выплавке и вторичной переработке цветных металлов в количестве более 3000 т/год, чугуна при общем объеме доменных печей до 1500 м 3 и стали. Эти классы различаются между собой, в основном, объемами производства;
· К IV классу относятся производства металлообрабатывающей промышленности с чугунным, стальным (в количестве до 10 тыс. т/год) и цветным (в количестве до 100 т/год) литьем, предприятия, имеющие небольшие литейные и другие горячие цеха по выплавке чугуна (при общем объеме доменных печей менее 500 м 3), чугунного фасонного литья (до 20 тыс. т/год), переработке цветных металлов (до 1000 т/год), предприятия, производящие оборудование и приборы электротехнической промышленности (освинцованного кабеля и т.п.).
· К V классу относятся предприятия без литейных, но с другими термическими цехами где производится обработка металлов в горячем и раскаленном состоянии.
Все направления охраны атмосферы можно объединить в четыре большие группы:
1. Группа санитарно-технических мероприятий – сооружение сверхвысоких дымовых труб, установка газопылеочистного оборудования, герметизация технического и транспортного оборудования.
2. Группа технологических мероприятий – создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах, создание новых методов подготовки сырья, очищающих его от примесей до вовлечения в производство, замена исходного сырья, замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми, автоматизация производственных процессов.
3. Группа планировочных мероприятий – создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий, оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом розы ветров, вынос наиболее токсичных производств за черту города, рациональная планировка городской застройки, озеленение городов.
4. Группа контрольно-запретительных мероприятий – установление предельно допустимых концентраций (ПДК) и предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ, запрещение производства отдельных токсичных продуктов, автоматизация контроля за выбросами.
К основным мероприятиям по охране атмосферного воздуха относится группа санитарно-технических мероприятий. В этой группе важным направлением охраны воздуха является очистка выбросов в сочетании с последующей утилизацией ценных компонентов и производством из них продукции. В цементной промышленности - это улавливание цементной пыли и ее использование для производства твердых покрытий дорог. В теплоэнергетике – улавливание летучей золы и утилизация ее в сельском хозяйстве, в промышленности строительных материалов.
При утилизации уловленных компонентов возникают два вида эффекта: экологический и экономический. Экологический эффект состоит в снижении загрязнения окружающей среды при использовании отходов по сравнению с применением первичных материальных ресурсов. Так, при производстве бумаги из макулатуры или использования металлолома в сталеплавильном производстве загрязнение атмосферы уменьшается на 86%. Экономический эффект утилизации уловленных ингредиентов связан с появлением дополнительного сырьевого источника, имеющего, как правило, более благоприятные экономические показатели по сравнению с соответствующими показателями производства из природного сырья. Так, производство серной кислоты из газов цветной металлургии по сравнению с производством из традиционного сырья (природной серы) в химической промышленности имеет более низкую себестоимость и удельные капитальные вложения, более высокую годовую прибыль и рентабельность.
К наиболее эффективным способам очистки газов от газовых примесей относятся три: абсорбция жидкостью, адсорбция твердым веществом и каталитическая очистка.
В абсорбционных способах очистки используются явления различной растворимости газов в жидкости и химические реакции. В жидкости (обычно воде) используются такие реагенты, которые образуют с газом химические соединения.
Адсорбционные методы очистки основаны на способности мелкопористых адсорбентов (активных углей, цеолитов, простых стекол и др.) улавливать из газов при соответствующих условиях вредные компоненты.
Основу каталитических методов очистки составляют каталитические превращения вредных газообразных веществ в безвредные. К этим методам очистки относятся инерционная сепарация, электрическое осаждение и др. При инерционной сепарации осаждение взвешенных твердых частиц происходит благодаря их инерции, возникающей при изменении направления или скорости потока в аппаратах, называемых циклонами. Электрическое осаждение основано на электрическом притяжении частиц к заряженной (осадительной) поверхности. Электрическое осаждение реализуется в различных электрофильтрах, в которых, как правило, зарядка и осаждение частиц происходит совместно.
Для уменьшения загрязнения атмосферы выбросами транспорта необходимо осуществлять следующие мероприятия:
1. совершенствование двигателей и создание новых двигателей;
2. применение альтернативных видов топлива (сжатого природного газа, сжиженных нефтяных газов, синтетических спиртов и т.д.) При использовании природного газа выброс автомобилями вредных компонентов сокращается в 3-5 раз, хотя расход горючего в двигателях внутреннего сгорания больше (при этом экономится нефть);
3. создание новых транспортных средств (электромобилей) и замена одних транспортных средств другими (автобуса – троллейбусом);
4. защита от шума (пассивная и активная). Автотранспорт снижает шум за счет развития шумоподавления дорог, снижения скорости в населенных пунктах, сооружения поперечных валков. Снижение шума на железнодорожном транспорте обеспечивается созданием экранов, тоннелей, улучшением аэродинамики локомотивов;
5. специальные мероприятия административного характера: ограничения на въезд, запреты на парковку, транспортные сектора и др.
Нормативной основой управления охраной атмосферы является стандарты качества воздуха. Показателями качества воздуха является ПДК вредных веществ, ПДВ. ПДК – это такое содержание вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека. При определении ПДК учитывается влияние загрязняющих веществ не только на здоровье человека, но и на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.
Для санитарной оценки воздушной среды используется ПДК для рабочей зоны (ПДК р.з.), максимально разовая (ПДК м.р.) и среднесуточная (ПДК с.с.). ПДК р.з. – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны. Эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течение 8 ч за все время рабочего стажа каких-либо заболеваний или отклонений от нормы в состоянии здоровья. При этом рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой расположены места пребывания работающих.
ПДК м.р. – максимально разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных пунктов, которая не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.
ПДК с.с. – среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.
Для гигиенической оценки загрязнения воздуха используется комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). ИЗА, учитывающий m примесей в атмосфере, рассчитывается по формуле:
ИЗА m = (gср i/ПДКс.с.i)К
