Управление окружающей природной средой

Рациональное использование и охрана воздушного бассейна. Основные источники загрязнения атмосферного воздуха

Атмосферный воздух занимает особое место среди других компонентов биосферы, значение его для всего живого на Земле трудно переоценить. Потребность человека в воздухе зависит от его состояния, условий работы и колеблется от 15 до 150 тыс. м³ в сутки. Воздух используется в качестве исходного материала во многих промышленных процессах, поскольку служит окислителем в процессах горения. При этом воздух должен иметь

определенный состав и любые отклонения от нормы опасны для здоровья. Химический состав чистого воздуха указан в таблице 7.1.

Из таблицы следует, что воздух состоит в основном из азота, кислорода и относительно меньшего количества аргона, диоксида углерода. Все остальные имеющиеся в воздухе газы содержатся в незначительных количествах.

Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя живые организмы озоновым слоем от жестких ультрафиолетовых лучей. Воздушная атмосфера обладает способностью к самоочищению, что происходит при перемешивании приземных слоев воздуха, при вымывании растворимых в воде веществ атмосферными осадками, а также путем осаждения загрязняющих веществ на поверхность земли.

 

Таблица 7.1.

Концентрация и общее количество газов в атмосфере воздуха

Вещество	Концентрация в Чистом сухом Воздухе на уровне Моря (% об.)	Общее количество в атмосфере (10^9 т)
Азот (N2)	78,084	3 900 000
Кислород (O2)	20,9476	1 200 000
Аргон (Ar)	0,934
Диоксид углерода(CO2)	346*10^-6
Неон (Ne)	18,18*10^-6
Криптон (Kr)	1,14*10^-6
Метан (CH4)	2,0*10^-6
Гелий (He)	5,24*10^-6
Озон (O3) летом	< 0,07*10^-6
Зимой	< 0,02*10^-6	-
Ксенон (Xe)	0,087*10^-6
Закись азота (N2O)	0,5*10^-6
Монооксид углерода(CO)	< 1*10^-6	0,6
Водород (H2)	0,5*10^-6	0,2
Аммиак (NH3)	< 1*10^-6	0,02
Диоксид азота (NO2)	< 0,02*10^-6	0,013
Монооксид азота (NO)	< 0,002*10^-6	0,005
Диоксид серы (SO2)	< 1*10^-6	0,002
Сероводород (H2S)

Загрязнение атмосферного воздуха. В последнее время наблюдается существенное загрязнение атмосферного воздуха. Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на состояние экосистем. Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами: выветриванием горных пород, вулканической деятельностью, ветровой эрозией почвы, массовым цветением растений, дымом от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение атмосферы связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно стало значительно превосходить природное загрязнение атмосферного воздуха.

В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона). При региональном загрязнении в среду негативного воздействия вовлекаются значительные пространства. Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на:

1) газообразные (диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и т.д.)

2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.)

3) твердые (нерастворимые соли, многие соединения тяжелых металлов, высокомолекулярные органические вещества).

Главные загрязнители атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека – диоксид углерода, диоксид серы, монооксид углерода, оксид азота и твердые частицы. Помимо этих загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 200 наименований вредных веществ, среди которых – формальдегид, фтористый водород, соединения свинца ртути, кадмия, никеля, хрома, кобальта, аммиак, фенол, бензол, хлорорганические соединения.

В настоящее время наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха охватывает все большие города. В 2000 году в России сеть станций, наблюдающих за химическим составом и кислотностью осадков, состояла из 124 станций федерального уровня. Пробы анализируются на содержание 10-20 компонентов. Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществлялась в 484 пунктах. В пробах определяются ионы сульфатов, значения рН, а также бензапирена и соединения тяжелых металлов.

Основные источники загрязнения атмосферы. В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), далее предприятия черной и цветной металлургии; нефтедобычи, нефтепереработки и нефтехимии; автотранспорта, а также строительная индустрия. В последнее время во многих городах основное количество выбросов вредных веществ приходится на автотранспорт.

На тепловых электростанциях. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива, в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (монооксид углерода, оксиды серы и оксиды азота, углеводороды и т.д.) сгорания. Например, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680 т оксидов серы, 120-140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 т оксидов азота. Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов азота и серы. Наиболее экологично газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь.