Методы снижения загрязнения атмосферного воздуха

Меры борьбы с загрязнением атмосферы имеют как общую, так специфическую, в зависимости от видов источников, направленность. Меры общего характера во многом определены действующим законодательством, к ним можно отнести:

• нормирование выбросов загрязняющих веществ,
• контроль выбросов вредных веществ;
• применение экономических санкций - так, порядок платы за загрязнение предусматривает кратное увеличение выплат при превышении ПДВ или при несанкционированных выбросах;
• финансирование природоохранных мероприятий.

Примеси, поступающие в атмосферу, оказывают различное токсическое воздействие на организм человека (канцерогенное, мутагенное, в виде запаха и др.). Эти обстоятельства вызвали необходимость устанавливать для загрязняющих веществ санитарно-гигиенические нормативы, основной характеристикой которых является допустимая концентрация веществ.

Санитарно-гигиенические нормативы устанавливаются в интересах охраны здоровья человека и сохранения генетического фонда некоторых популяций растительного и животного мира. Гигиеническое нормирование охватывает также производственную и жилищно-бытовую сферу жизни человека. Для каждого вредного вещества в воздухе устанавливают два нормативных значения: предельно допустимую концентрацию в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.) и предельно допустимую концентрацию в атмосферном воздухе ближайшего населенного пункта (ПДКа.в.)

ПДК р.з- 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 а.в.- это такая концентрация вредного (загрязняющего) вещества в воздухе населенного пункта, которая не оказывает на человека прямого или косвенного действия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.

Обычно ПДКр.з. > ПДКа.в. На территории предприятия содержание примесей принимают равным 0,3 ПДКр.з. Трехкратное снижение нормы содержания примесей в воздухе на территории предприятия по сравнению с ПДКр.з. вызвано тем, что этот воздух используется для вентиляции производственных помещений (приточная вентиляция). Поэтому он должен быть более чистым.

Для воздуха населенных пунктов установлены два вида ПДК:

• максимальная разовая ПДК (ПДКм.р.) - с целью предупреждения негативных рефлекторных реакций (ощущение запаха, световой чувствительности глаз и т.п.) при кратковременном воздействии примесей;
• среднесуточная ПДК (ПДКс.с.) - для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и других видов воздействия примеси на организм человека; в этом случае концентрация вредных веществ определяется в пробах, отобранных в течение 20-30 минут.

В воздухе населенных пунктов с населением более 200 тыс. человек и в курортных зонах концентрация вредных веществ с учетом рассеивания не должна превышать 80 % от ПДКм.р.

На практике имеет место следующее неравенство:

ПДКр.з > ПДКм.р. > ПДКс.с. (1.1)

Наибольшая концентрация (С) любого вредного вещества в приземном слое воздуха за пределами санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации:

С ≤ ПДКм.р. (1.2)

При одновременном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, их безразмерная суммарная концентрация должна удовлетворять условию:

(1.3)

где С1, С2, ..., Сn - концентрация вредных веществ в атмосфере в одной и той же точке местности, мг/м³;

ПДК1, ПДК2, ..., ПДКn - максимальные разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосфере, мг/м³;

ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны, где человек находится ограниченное время, выше ПДК вредного вещества в воздухе населенных мест (таб.3).

Таб.3 Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе, мг/м³

Концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе населенного пункта зависит от количества этих веществ, выбрасываемых всеми источниками загрязнения. Чтобы концентрации загрязняющих веществ не превышали предельно допустимых концентраций (ПДК), т.е. не создавались условия, опасные для здоровья населения, для каждого источника загрязнения устанавливается предельно допустимый выброс (ПДВ) - максимально допустимое к выбросу в атмосферный воздух количество загрязняющих веществ данным источником загрязнения в единицу времени. Количественно ПДВ определяется как произведение коэффициента разбавления К_р загрязняющего вещества (м ³/с) на значение ПДК (мг/м³) этого вещества, содержащегося в выбрасываемом в атмосферный воздух газе:

ПДВ = К_р · ПДК (1.4)

Под коэффициентом разбавления понимают объем чистого воздуха, необходимый для разбавления выбрасываемого в 1 секунду загрязняющего вещества до концентрации, допускаемой санитарными нормами (ПДК).

ПДВ - расчетная величина, определяемая по формулам. Каждое предприятие должно иметь согласованный с местным органом охраны природы перечень (том) ПДВ. Расчет ПДВ проводится либо самим природопользователем, либо специализированной организацией. ПДВ вступают в силу после утверждения специально уполномоченными организациями (территориальными органами охраны природы и санэпиднадзора), корректируются не реже одного раза в пять лет и служат основой для расчета выплат за загрязнение среды данным природопользователем.

Предельно допустимый выброс устанавливают для каждого стационарного и передвижного источника выбросов загрязняющих веществ, включая транспортные средства. Для источников неорганизованных выбросов (хранилища, железнодорожные сливно-наливные эстакады и т.п.) и совокупности мелких одиночных источников (вентиляционные фонари и т.п.) ПДВ суммируют. Расчет ПДВ для проектируемых объектов позволяет предусмотреть необходимые мероприятия, обеспечивающие требуемую чистоту воздуха, а для действующих предприятий - определить необходимость проведения мероприятий по снижению загрязнений. Когда в воздухе населенного пункта по объективным причинам невозможно поддерживать требуемые значения ПДВ, поэтапно снижают выбросы вредных веществ действующими объектами до значений, обеспечивающих соблюдение ПДК. В этом случае для каждого объекта устанавливают временно согласованные выбросы (ВСВ) загрязняющих веществ и намечают мероприятия по их снижению.

Для транспортных средств величины ПДВ устанавливаются соответствующими ГОСТами и ОСТами как в виде величин выбросов для данного стандартного испытания, так и в виде пробеговых выбросов на километр пути.

Нормативы ПДВ не назначают только для веществ, действие которых недостаточно изучено и для которых вместо ПДВ временно вводятся ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ). Таких веществ в настоящее время более 1300 наименований.

Нормирование количества выбросов можно считать промежуточным этапом снижения загрязнения природной среды. Кроме того, меры борьбы с загрязнением атмосферного воздуха определяются спецификой источников выбросов загрязняющих веществ. Так, для энергетической промышленности важнейшими способами снижения выбросов являются энергосбережение, перевод ТЭС на газ, повышение роли безотходных источников энергии и АЭС.

В отношении промышленных предприятий основной мерой является снижение всех видов отходов за счет совершенствования технологии. Замена токсичных исходных продуктов на нетоксичные - отказ от фреонов, асбеста, хлороводородных органических соединений. Переход на замкнутые циклы, очистка от вредных выбросов, прежде всего газовых. В настоящее время степень очистки выбросов предприятий РФ от твердых частиц превышает 90%, а от газов - около 30%. Очень важна оптимизация размещения предприятия. Нерационально размещать предприятия слишком далеко от источников сырья и мест сосредоточения рабочей силы - это чревато ростом выбросов от транспорта. Вместе с тем, необходимо выдержать требуемые санитарно-защитные зоны (СЗЗ), которые составляют для чрезвычайно опасных предприятий - 1 км, для предприятий 2 и 3 классов - соответственно 500 и 300 м, а для 4 и 5 классов, к которым относится большая часть предприятий железнодорожного транспорта и машиностроения - 100 и 50 м.

Мировые запасы воды