Охрана атмосферного воздуха при обострении кризисных ситуаций в эколого-экономической системе

Двадцатый век принес человечеству немало благ, связанных с бур­ным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи полезных ископаемых и выбросов веществ, загряз­няющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распро­странена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения террито­рии, а также утраты отдельных видов растений и живых орга­низмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.

Перечисленные проблемы характерны и для России, зани­мающей 1/8 часть земной суши.

Масштабы воздействия на окружающую среду достигли та­ких размеров, что под угрозу поставлена сама жизнь на планете. Особенно опасны антропогенное загрязнение атмосферного воз­духа и его экологические последствия для природных экосистем. Это воздействует и непосредственно на состояние атмосферы (нагревание, изменение влажности) и на физико-химические свойства (изменение состава, увеличение содержа­ния диоксида углерода и различных примесей: метана, озона, фреона, аэрозолей и др.).

Значительно загрязняют атмосферу автомобильный транс­порт, ТЭЦ, предприятия черной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и лесной промышленности. Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причем их доля в загрязнении воздуха постоянно растет; в России – более 30%, а в США – более 60% от общего выброса загрязняющих веществ в атмосфе­ру. Подсчитано, что лишь один автомобиль за год выбрасывает в атмосферу 660-800 кг оксида углерода, около 200 кг несгоревших углеводородов и около 40 кг оксидов азота. В настоящее же время в мире насчитывается более 400 млн автомобилей.

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха ре­гионов нашей страны – машины и установки, использующие серосодержащие угли, нефть, газ. Больше половины добываемых в европейской части страны углей содержат свыше 2,5% серы. Поэтому ежегодно в атмосферу в результате промышленной дея­тельности человека попадает примерно 75*106 т окиси серы, 53*106 т окиси и двуокиси азота, 304*106 т окиси углерода, 88*106 т углеводородов (предельных, альдегидных и пр.).

Хозяйственная деятельность людей при­вела к значительному накоплению в атмосфере некоторых хи­мических соединений, что имеет далеко идущие последствия для жизни и окружающей среды. Наиболее очевидный пример – "кислотные дожди", представляющие собой осадки, окислив­шиеся в результате загрязнения атмосферы.

Причиняемый кислотными дождями природной среде ущерб убеждает в настоятельной необходимости борьбы с причинами, его вызывающими. Технические достижения наших дней дают возможность найти как экологически, так и экономически при­емлемые решения этой проблемы.

Диффузия и другие процессы в атмосфере способствуют тому, что кисло­та в газообразном виде или в виде взвешенных частиц достигает земной поверхности и в сухую погоду. Многие специалисты по изучению окружающей среды убеждены, что сухие осадки приводят к таким же разрушительным последствиям, как ядовитый дождь или снег. Они предполагают, что более точное определе­ние "кислотного дождя" должно включать и мокрые, и сухие выпадения.

Известно, аэрозольные частицы уменьшают видимость и разрушают различные материалы. Существуют оригинальные методы анализа, позволяющие установить, что основным источ­ником этих частиц является сжигание топлива. В результате сжигания топлива выделяется много веществ, включая частицы углерода (если сгорание происходит не полностью), диоксид се­ры, или сернистый газ. Кроме того, высокая температура горе­ния способствует реакции атмосферного азота с кислородом, что приводит к образованию газообразных оксидов азота. Когда эти газы в атмосфере контактируют с водой, они образуют мельчай­шие капли серной кислоты или газообразную азотную кислоту. Обе эти кислоты легко растворяются в воде, выпадающей в виде дождя. Если атмосфера относительно сухая, азотная кислота ос­тается в основном в газообразном состоянии, а серная образует мельчайшие частицы, которые иногда попадают на землю с до­ждем.

Кислотный дождь может выпадать за сотни километров от источника загрязнения. И где бы это ни происходило, выпавшие осадки наносят огромный вред хозяйству. Они могут приводить к изменению кислотности и химических характеристик воды, почвы.

Реконструкция старых электростанций позволила бы в мак­симальной степени уменьшить выброс в атмосферу всех загряз­няющих веществ, вызывающих кислотные дожди. Она привела бы к снижению выбросов диоксида серы более чем на 80% и оксидов азота более чем на 50%.

На протяжении последнего десятилетия происходит утончение слоя озона над Землей, что может привести к серьезным послед­ствиям для человечества. Содержание озона в атмосфере не дос­тигает и одной миллионной доли от содержания остальных газов, однако именно озон поглощает большую часть солнечной ультра­фиолетовой радиации, не давая ей достигнуть земной поверхно­сти. Ультрафиолет обладает достаточной энергией, чтобы разру­шать многие органические молекулы, включая ДНК. Он может вызвать рак кожи, катаракту и иммунную недостаточность, а так­же повреждать посевы и морские экосистемы.

Значительный вред озонному слою приносит соединение, известное под названием хлорфторуглерод. Хлорфторуглеродная проблема стала одной из основных в исследованиях по загрязнению атмосферы. Эти газы служат хладагентами в холодильни­ках и кондиционерах, распылителями для аэрозольных смесей, пенообразующими агентами и очистителями для электронных приборов. Когда-то они рассматривались как идеальные для практического применения химические вещества, поскольку они очень стабильны и неактивны, а значит, нетоксичны. Как это ни парадоксально, но именно инертность этих соединений дела­ет их "врагами" стратосферного озона.

Исследования показали, что хлор быстро разрушает озон. В атмосферу выбрасываются миллионы тонн хлорфторуглерода. Если этот процесс будет продолжаться, то приведет к накопле­нию хлорфторуглерода в стратосфере в концентрации, доста­точной для серьезных повреждений озонного слоя.

Выброс вредных веществ от стационарных источников в атмо­сферу в среднем по стране доставляет 226 кг на человека в год. Большое количество выбросов в Новокуйбышевске 2456 кг, Ачинске – 1730, Липецке – 1530, Новокузнецке – 1500 кг.

Экономические районы страны весьма значительно различа­ются по степени загрязнения воздушного бассейна. Наибольшее загрязнение атмосферы испытывают жители Уральского и Вос­точно - Сибирского экономических районов. Уральский эконо­мический район занимает первое место в стране по выбросам твердых веществ, окислов азота, серной кислоты и свинца. Зна­чительно загрязнены Свердловская и Челябинская области. Восточно - Сибирский экономический район особо выделяется по выбросам окислов серы, фтористых соединений, хлора. Наибо­лее сильное воздействие испытывают Норильск, Красноярск, Иркутско - Черемховский промышленный район и Братский промышленный узел. Поволжский экономический район зани­мает первое место в стране по выбросам сероуглерода, так как здесь находятся центры нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности – Астрахань, Волгоград, Новокуйбышевск, Нижнекамск, Тольятти, Саратов, Казань. В Центральном экономическом районе основными источниками вредных выбросов в атмосферу являются три крупные электростанции, многочис­ленные химические предприятия в Москве, Кольчугино, Рязани, что при относительно небольшой площади района обусловлива­ет высокую плотность выбросов в атмосферу.

На многих предприятиях химической промышленности, чер­ной и цветной металлургии, энергетики затраты на сооружения по очистке воздуха составляют 20-30%, а на некоторых дости­гают 40% от стоимости основных производственных фондов, загрязнение воздуха обходится еще дороже.

Если рассматривать экономическую эффективность атмосфероохранных мероприятий с народнохозяйственной точки зре­ния, то, с одной стороны, потребуется увеличение капитальных и эксплуатационных затрат, а с другой – произойдет прирост чистого дохода и снижение ущерба. Причем этот ущерб может быть снижен и в других отраслях.

Исключение ущерба необходимо рассматривать как возмож­ные резервы повышения эффективности производства и рацио­нальное природопользование. Осуществление принципа опти­мальности в народном хозяйстве становится необходимостью современной экономики страны. Однако в силу недостаточности наших знаний не всегда можно выбрать оптимальный вариант.

Весьма важно определить направления оздоровления воздушного бассейна.

В нашей стране из-за ухудшения состояния атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах снижается ком­фортность жизни людей, что требует последовательного выпол­нения организационных и хозяйственных мер по предупрежде­нию загрязнения и развитию оперативного контроля за состоя­нием атмосферного воздуха.

Основные эколого-экономические показатели охраны атмо­сферного воздуха следующие:

По стационарным источникам:

IV. Общее количество вредных веществ, отходящих от всех источни­ков загрязнения в год, тыс. т; в том числе твердых; жидких и газооб­разных (всего и по видам).

II. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу в год, тыс. т; в том числе твердых, жидких и газообразных; снижение или увеличение выброса вредных веществ в атмосферу по сравнению с пре­дыдущим периодом.

III. Общее количество улавливаемых и обезвреженных вредных ве­ществ в год, тыс. т; в том числе твердых, жидких и газообразных.

IV. Из общего количества улавливаемых и обезвреженных веществ утилизируются в год, тыс. т.

При разработке мер по охране атмосферного воздуха пресле­дуется цель максимально сократить и полностью исключить вредные выбросы в воздушный бассейн для обеспечения хоро­шего качества воздушного пространства.

Из результатов проводимых исследований относительно чис­тым считается такой воздух, в котором концентрация вредных примесей не превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК). Этот показатель принимается как норматив качества воздуха. Минздрав РФ утвердил ПДК для человека более чем на 600 токсинов, которые довольно полно характеризуют экологическую ситуацию.

На предприятиях промышленности и в непроизводственной сфере при анализе эколого-экономических показателей, харак­теризующих плановое и фактическое содержание вредных ве­ществ в атмосфере, ориентируются на то, чтобы выполнялось соотношение

, (1)

где С – концентрация вредных веществ в приземном слое воздуха;

ПДК – предельно-допустимые концентрации.

Повышение эффективности природоохранных мероприятий в области защиты воздушного бассейна от загрязнения токсиче­скими веществами тесно связано с объемом производимой про­дукции, техническим и технологическим уровнем производства в промышленности и сельском хозяйстве. Это обстоятельство определяет необходимость осуществлять природоохранную дея­тельность на предприятиях, в регионах и областях по двум ос­новным направлениям: создавать малоотходные и безотходные производства или развивать промышленную подготовку сырья к использованию или санитарную очистку отходящих газов от твердых, газообразных и туманообразных агрессивных примесей. Сложившийся технический и технологический уровень произ­водства продукции требует усиления природоохранной деятель­ности.

Поиск по сайту: