Загрязнение и защита атмосферы

Особенности загрязнения атмосферы.

Под загрязнением атмосферы понимают привнесение в нее примесей, которые не содержатся в природном воздухе или изменяют соотношение между ингредиентами природного состава воздуха.

Загрязнения могут попадать в атмосферу от природных и антропогенных источников. С развитием цивилизации в загрязнении атмосферы все больше преобладают антропогенные источники, среди которых, в свою очередь, превалируют крупные промышленные объекты.

Примеси поступают в атмосферу в виде газов, паров, жидких и твердых частиц. Газы и пары образуют с воздухом смеси, а жидкие и твердые частицы – аэрозоли (дисперсные системы).

Основной параметр, характеризующий взвешенные частицы, – это их размер, который колеблется в широких пределах – от 0,1 до 850 мкм. Из этой гаммы наиболее опасны частицы от 0,5 до 5 мкм, поскольку они не оседают в дыхательных путях, и именно их вдыхает человек.

▪ В зависимости от размера частиц аэрозоли подразделяют на:

- пыль (размеры твердых частиц более 1 мкм);

- дым (размеры твердых частиц менее 1 мкм);

- брызги (размер жидких частиц свыше 10 мкм);

- туман (размер жидких частиц менее 10 мкм).

Пыль, в свою очередь, может быть:

- крупнодисперсной (размер частиц более 50 мкм),

- среднедисперсной (50...10 мкм),

- мелкодисперсной (менее 10 мкм).

В зависимости от размера жидких частиц туманы, в свою очередь,
подразделяются на:

- супертонкий туман (до 0,5 мкм),

- тонкодисперсный туман (0,5...3,0 мкм),

- грубодисперсный туман (3...10 мкм),

Следует отметить, что аэрозоли чаще полидисперсные, т.е. содержат частицы различного размера.

▪ Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования подразделяют на следующие 4 класса:

механическая пыль – образуется в результате измельчения продукта в ходе технологического процесса;

возгоны – образуются в результате объемной конденсации паров веществ при охлаждении газа, пропускаемого через технологический аппарат, установку или агрегат;

летучая зола – содержащийся в дымовом газе во взвешенном состоянии несгораемый остаток топлива, образуется в процессе горения из входящих в его состав минеральных примесей;

промышленная сажа – входящий в состав промышленного выброса твердый высокодисперсный углерод, образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Главной особенностью загрязнения атмосферы является то, что атмосферный воздух выступает своего рода посредником загрязнения всех других физических сред (гидросфера, литосфера) и объектов биосферы, способствуя распространению больших масс загрязнений на значительные расстояния. Промышленными выбросами (примесями), переносимыми по воздуху, загрязняется Мировой океан, закисляются почва и вода, изменяется климат и разрушается озоновый слой.

Качество атмосферы.

Под качеством атмосферы понимают совокупность ее свойств, определяющих степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом.

Качество атмосферы зависит от ее загрязненности. Промежуточным этапом снижения загрязнения природной среды являются мероприятия, связанные с нормированием.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ. В качестве меры, ограничивающей содержание загрязняющих веществ в окружающей природной среде, принята предельно допустимая концентрация.

ПДК – это такая концентрация, при воздействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредованно (через экологические системы, а также через возможный экономический ущерб) не возникает заболеваний или изменений состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

В практике нормирования и для санитарной оценки степени загрязнения воздушной среды используются несколько видов ПДК.:

- ПДК_РЗ («ПДК рабочей зоны») – для нормирования на промышленных объектах;

- ПДК_СС  («ПДК среднесуточная») и ПДКМР («ПДК максимальная разовая») - для нормирования применительно к селитебным зонам (населенным пунктам).

ПДК_РЗ - предельно допустимая концентрация вредного (загрязняющего) вещества в воздухе рабочей зоны – это такая концентрация вещества в воздухе, которая не вызывает у работающих людей при ежедневном вдыхании в пределах 8 ч в течение всего рабочего стажа заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или в отдаленной перспективе.

ПДК_СС - предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного (загрязняющего) вещества в воздухе населенных мест – это такая концентрация вещества в воздухе населенного пункта, которая не оказывает на человека прямого или косвенного действия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.

ПДК_МР - предельно допустимая максимальная разовая концентрация вредного (загрязняющего) вещества в воздухе населенных мест – это такая концентрация, которая не вызывает рефлекторных реакций в организме человека.

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммирующим действием, сумма отношений концентраций веществ-загрязнителей к их ПДК не должна превышать единицы:

где С_i – фактическая концентрация i-го вредного вещества в атмосферном воздухе; ПДК_i – предельно допустимая концентрация i-го вредного вещества в атмосферном воздухе.

ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны, где человек находится ограниченное время, выше ПДК вредного вещества в воздухе населенных мест. Примеры соотношения различных видов ПДК для ряда вредных веществ приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе, мг/м³

Как правило, для одного вредного вещества ПДК_СС< ПДК_МР< ПДК_РЗ

Предельно допустимый выброс (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. Нормирование количества выбросов является промежуточным этапом снижения загрязнения природной среды. Концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе населенного пункта зависит от количества этих веществ, выбрасываемых всеми источниками загрязнения.

Чтобы концентрации загрязняющих веществ не превышали ПДК, т.е. не создавались условия, опасные для здоровья населения, для каждого источника загрязнения устанавливается предельно-допустимый выброс ПДВ. Иначе говоря, ПДВ – это максимально допустимое к выбросу в атмосферный воздух количество загрязняющих веществ данным источником загрязнения в единицу времени.