Воздействие атомных станций на окружающую среду

Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.
Наиболее существенные факторы -

• локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве,

• повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации,

• сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты,

• изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС,

• изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.
Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов - охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.
Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.
Отметим важность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.

http://library.fentu.ru/book/raznoe/zagrokrsr/_1_______.html

Газовую оболочку Земли - атмосферу - благодаря специфическому составу, способности поглощать и отражать солнечную радиацию, озоновому слою, в котором задерживается основная часть коротковолнового излучения Солнца, благоприятному температурному режиму и присутствию водяного пара можно назвать одним из главных источников жизни на нашей планете. Колоссальная масса воздушной оболочки Земли (5,9*10¹⁵т) и сбалансированность естественного круговорота в биосфере ее газовых компонентов, основными из которых являются кислород (21%) и азот (78%), создают иллюзию неисчерпаемости ресурсов атмосферного воздуха. Вместе с тем загрязнение атмосферы в настоящее время достигло колоссальных размеров. Установлено, что каждые 10-12 лет объем мирового промышленного производства удваивается, что сопровождается примерно таким же ростом объема выбрасываемых загрязнений в окружающую среду. По оценкам специалистов, за год в атмосферу Земли выбрасывается примерно 200 млн. т оксида углерода, более 20 млрд. т диоксида углерода, 150 млн. т диоксида серы, 53 млн. т оксидов азота, свыше 250 млн. т пыли, более 50 млн. т углеводородов.

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

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. Одним из источников загрязнения атмосферы естественного происхождения является космическая пыль, образующаяся из остатков сгоревших метеоритов при их прохождении в атмосфере. Ежегодно на Землю выпадает 2-5 млн. т космической пыли.

Природная пыль образуется в результате разрушения и выветривания горных пород и почвы, вулканических извержений, лесных, степных и торфяных пожаров, испарения с поверхности моря. Кроме того, пыль образуется аэропланктоном, спорами растений, плесневыми и другими грибами, продуктами гниения, брожения и разложения растений и животных. Как правило, естественное загрязнение не угрожает отрицательными последствиями для экосистем, а уровень загрязнения атмосферы примесями от естественных источников является фоновым и имеет малые отклонения от среднего уровня во времени.

Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов примесей и многочисленностью источников их выбросов. Примеси поступают в атмосферу в виде газов, паров, жидких и твердых частиц. Источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются транспорт, теплоэнергетика, предприятия ядерно-топливного цикла, промышленные и сельскохозяйственные предприятия (таб.1).

Таб. 1.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу Российской Федерации, тыс. т

Каждой отрасли присущ характерный состав и масса веществ, поступающих в атмосферу. Это определяется, прежде всего, составом веществ, применяемых в технологических процессах, и экологическим совершенством последних.

Литейные цехи эксплуатируют электродуговые и индукционные печи и другое оборудование. Это наиболее крупные источники пылегазовыделения. Так например, при производстве одной тонны чугунных отливок образуются: до 300 кг CO, 1-2 кг SO₂, до 50 кг пыли, оксиды азота, аммиак, фенолы и другие вредные химические вещества.

Термические цехи оборудованы нагревательными печами на жидком и газообразном топливе. Вентиляционный воздух таких цехов содержит: пары масла, аммиака, цианистого водорода и других вредных веществ. Из дробеструйных камер после очистки металла от окалины с отходящим газом выбрасывается до 10 г/м ³ твердых частиц.

Сварочные, прокатные и кузнечно-прессовые цехи при обработке металла выделяют много пыли, тумана кислот и масел, токсичные газы. При сварке образуется мелкодисперсная пыль, до 99 % состоящая из субмикронных частиц. Для удаления окалины с поверхности горячекатанной полосы применяют травление серной и соляной кислотами. При этом среднее содержание кислоты в удаляемом воздухе достигает 3 г/м ³. Газовая и плазменная резка металлов приводит к выделению мелкодисперсной пыли, CO, NO_х.

Гальванические цехи и цехи механической обработки металлов используют при травлении растворы серной, соляной, азотной и плавиковой (НF) кислот. При воронении в воздух выделяются особо токсичные пары цианистых солей, хромовой и азотной кислот и др.

Лакокрасочные цехи и цехи по производству неметаллических изделий из стеклопластика, пластмасс, полимеров также значительно загрязняют окружающую среду. В этом случае в атмосферу с выбрасываемым воздухом поступают пары растворителей, красок, SO₂, CO, H₂S, пары бензина, толуола, ксилола, пыль и др. Особенно много вредных веществ выделяется при производстве пластмасс, синтетических волокон и т.п.

Выбросы энергетических установок ТЭЦ, котельных, автотранспорта и других транспортных средств определяются видом используемого топлива и режимами работы агрегатов. При сжигании органического топлива образуется CO₂ и водяной пар. Но в атмосферу с ними поступают и примеси топлива, продукты неполного сгорания топлива: оксид углерода, сажа, углеводороды, бенз(а)пирен, зола, оксиды серы, азота, свинца, урана и тория. Известно, что ТЭЦ мощностью 2,5 млн. кВт за сутки расходует около 20 тыс. т угля и выбрасывает в атмосферу до 700 т SO₂ и SO₃, 200 т оксидов азота, около 200 т твердых частиц (зола, сажа, пыль).

Автотранспорт выбрасывает как нетоксичные (N₂, O₂, H₂O (пары), СО₂, Н₂), так токсичные вредные вещества (NО_х, C_nH_m, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен, свинец при использовании этилированного бензина).

Кроме того, в атомной и некоторых других отраслях промышленности имеют место выбросы радиоактивных веществ.

Вклад различных отраслей промышленности в общее загрязнение атмосферы приведен ниже:

В качестве примера на рисунке приведена схема материального баланса современной угольной ТЭС мощностью 1000 МВт.

Рис.1 Материальный баланс современной угольной ТЭС мощностью 1000 МВт с эффективностью очистки выбросов от твердых веществ 0,99

1 – электрофильтр; 2 – парогенератор; 3 – турбина; 4 – генератор; 5 – конденсатор

Защита от вредных веществ, загрязняющих атмосферу, осуществляется по следующим направлениям:

• вывод токсичных веществ из помещений общеобменной вентиляцией;
• локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к приточному воздуху ( а );
• локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере ( б );
• очистка технологических газовых выбросов в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере; в ряде случаев перед выбросом отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом ( в );
• очистка отработавших газов энергоустановок, например двигателей внутреннего сгорания, в специальных агрегатах и выброс в атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и т. п.) ( г ).

Атмосфера

Для территории промплощадок ПДК не разрабатывались, но в соответствии с СП 2.2.1.1312-03 воздухозаборов концентрации вредных веществ не должны превышать 30 % ПДКр.з (рабочей зоны).
Поскольку воздух в большинство помещений поступает через окна и другие аэрационные проемы, эта величина условно принимается в качестве ПДК для заводской территории (ПДКпп = 0,3ПДКр.з).
На рис.2 приведена схема раздельного нормирования загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з) и в атмосферном воздухе населенных мест (виды ПДК).

Рис. 2. Раздельное нормирование загрязнений (виды ПДК)

http://library.fentu.ru/book/raznoe/zagrokrsr/_1_______.html
В результате неблагоприятного воздействия и загрязнения атмосферы возможны следующие последствия:

• превышение ПДК многих токсичных веществ (СО, NO₂, SO_2, С_пН_м, бенз(а)пирена, свинца, бензола и др.) в городах и населенных пунктах;
• образование смога при интенсивных выбросах SO_х и NO_х,
• выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах SO_х и NO_х,
• появление парникового эффекта при повышенном содержании СО₂, NO_х, O_3, СН₄, Н₂О и пыли в атмосфере, что способствует повышению средней температуры Земли,
• разрушение озонового слоя при поступлении и соединений хлора в него, что создает опасность Уф-облучения.

Загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное воздействие не только на человека, но и на флору, фауну, на различного рода сооружения.

Рассмотрим подробнее некоторые наиболее важные последствия загрязнения воздушной среды. Основными химическими примесями, загрязняющими атмосферу, являются следующие.

Оксид углерода (СО) - бесцветный газ, не имеющий запаха, так называемый «угарный газ». Образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти) в условиях недостатка кислорода при низкой температуре. Примерно 65% всех выбросов приходится на транспорт, 21 % - на мелких потребителей и бытовой сектор, 14 % - на промышленность.

Максимальная разовая ПДК СО - 5 мг/м³, а среднесуточная - 3 мг/м³. При 14 мг/м³ возрастает вероятность смерти от инфаркта миокарда. Высокие концентрации оксида углерода часто наблюдаются в часы пик на автотранспорте или при инверсиях (т.е в условиях слабого воздушного обмена), благоприятствующих возникновению смога. Уменьшение выбросов угарного газа достигается путем дожигания отходящих газов и использования альтернативных источников топлива.

Диоксид углерода (СО₂ ), или углекислый газ - бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом, продукт полного окисления углерода. Является одним из парниковых газов.

Диоксид серы (SO₂) или сернистый ангидрид - бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, в основном угля, а также при переработке сернистых руд. Он участвует в формировании кислотных дождей. Общемировой выброс SO₂ оценивается в 190 млн. т в год. Концентрация диоксида серы особенно велика в районах, где расположены крупные тепловые станции, металлургические и горно-обогатительные заводы. Максимальная разовая ПДК для диоксида серы составляет 0,5 мг/м³, а среднесуточная - 0,05 мг/м³. Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит к нарушению кровообращения и остановке дыхания.

Оксиды азота (оксид и диоксид азота) - газообразные вещества: монооксид азота и диоксид азота объединяются общей формулой NO_x. Образуются при всех процессах горения большей частью в виде оксида азота. Оксид азота достаточно быстро окисляется до диоксида, который представляет собой красно-белый газ с неприятным запахом, сильно действующим на слизистые оболочки человека. Чем выше температура горения, тем интенсивнее идет образование оксидов азота.

Другим источником оксидов азота являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединеия, вискозный шелк, целлулоид. Количество азота, поступающего в атмосферу, составляет 65 млн. т в год. При этом на транспорт приходится 55%, на энергетику - 28 %, на промышленные предприятия - 14%, на мелких потребителей и бытовой сектор - 3%.

В летний период при интенсивном солнечном облучении продолжительностью 12-14 часов вследствие высокой растворимости в воде (облака, дождь) и сорбции на увлажненных поверхностях азотная кислота быстро выпадает на земную поверхность. В городах наиболее высокие концентрации оксидов азота наблюдаются утром, до начала фотохимических процессов. При ярком солнечном свете оксиды азота реагируют с несгоревшими бензиновыми парами и другими углеводородами, образуя низкоатмосферный озон, или смог.

Максимальная разовая ПДК диоксида азота составляет 0,085 мг/м³, среднесуточная -0,04 мг/м³. При концентрациях свыше 0,15 мг/м³ возникают острые заболевания органов дыхания. При остром отравлении может развиться отек легких.

Озон - газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей. В нижнем атмосферном слое озон образуется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений (ЛОС). Поскольку к ЛОС относят порядка 260 химических соединений, при образовании озона получаются смеси, состоящие из сотен химических веществ и называемые фотохимическим смогом. Наиболее высокие концентрации озона наблюдаются в промышленных районах, хотя в сельской местности также зафиксированы повышенные концентрации озона. Макимальная разовая ПДК озона, который относится к 1 классу опасности, составляет 0,16 мг/м³, а среднесуточная - 0,03 мг/м³.

Углеводороды - химические соединения углерода и водорода. К ним относят тысячи различных загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в несгоревшем бензине, жидкостях, применяемых в химчистке, промышленных растворителях и т.д. Многие углеводороды опасны сами по себе. Например, бензол, один из компонентов бензина, может вызвать лейкемию, а гексан - тяжелые поражения нервной системы человека. Сильным канцерогеном является бутадиен.

Свинец - серебристо-серый металл, токсичный в любой известной форме. Широко используется для производства припоя, красок, боеприпасов, типографского сплава и т.п. Около 60% мировой добычи свинца, которая составляет порядка 4 х 10⁷ т ежегодно расходуется для производства кислотных аккумуляторов. Однако основным источником (около 80%) загрязнения атмосферы соединениями свинца являются выхлопные газы транспортных средств, в которых используется этилированный бензин, в который в качестве антидетонационной присадки вводят тетраэтилсвинец. Для свинца и его соединений среднесуточная ПДК составляет 0,0003 мг/м³, а для тетраэтилсвинеца установлен ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ), равный 3 х 10 ^-63. мг/м

Свинец и его соединения, попадая в организм человека, снижают активность ферментов и нарушают обмен веществ, кроме того, они обладают способностью накапливаться в организме человека. Особую угрозу соединения свинца представляют для детей, нарушая их умственное развитие, рост, слух, речь ребенка, его способность сосредоточиться.

Фреоны - группа галогеносодержащих веществ, синтезированных человеком. Фреоны, представляющие собой хлорированные и фторированные углероды (ХФУ), как недорогие и нетоксичные газы широко применяют в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах, пенообразующих агентов, в установках для газового пожаротушения, рабочего тела аэрозольных упаковок (лаков, дезодорантов).

Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования подразделяют на следующие классы:

• 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 из его минеральных примесей при горении,
• промышленная сажа - входящий в состав промышленного выброса твердый высокодисперсный углерод, образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Основной параметр, характеризующий взвешенные частицы, - это их размер, который колеблется в широком диапазоне - от 0,1 до 850 мкм. Наиболее опасны частицы от 0,5 до 5 мкм, поскольку они не оседают в дыхательных путях и именно их вдыхает человек.

Основными источниками антропогенных аэрозольных загрязнений воздуха являются теплоэлектростанции, потребляющие уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и другие заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим химическим разнообразием. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - окислы металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и подобных предприятиях.

Сжигание каменного угля, производство цемента и выплавка чугуна дают суммарный выброс пыли в атмосферу, равный примерно 170 млн. т./г.

Диоксины относятся к классу полихлорированных полициклических соединений. Под этим названием объединено более 200 веществ - дибензодиоксинов и дибензофуранов. Основным элементом диоксинов является хлор, который в отдельных случаях может замещаться бромом, кроме того, диоксины содержат кислород, углерод и водород.

В природной среде диоксины, вследствие химической инертности, высокого сродства с органической фазой и способности к комплексообразованию, чрезвычайно эффективно переносятся по цепям питания, мигрируют в почве и накапливаются в воде.

Диоксины являются типичными и очень стойкими ксенобиотиками, т.е веществами, неприемлемыми для живых организмов. Основная опасность для человека от диоксинов состоит в подавлении иммунной системы, канцерогенном (возбужающем злокачественные опухоли), тератогенном (искажение гена) и эмбриотоксичном действии. Нарушаются детородные функции, развиваются хронические заболевания, наступает ранняя инвалидность.

Мусоросжигательные заводы, принимающие на обезвреживание несортированный мусор, содержащий пластик, резину, пропитанные синтетическими смолами и клеями материалы, работающие при температуре 800-900^оС вместо 1400 ^оС, автомобили, работающие на этилированном бензине, в котором есть специальные хлорированные добавки - одни из основных источников диоксинов в городах. Отбеливание целлюлозы хлором на бумажных комбинатах, выбросы разных химических предприятий - еще один вид источников диоксинов.

В нашей стране отсутствуют нормы на выбросы диоксинов из характерных источником - химических и мусоросжигательных заводов. В стране ограничено количество лабораторий, способных определять концентрации этих токсикантов.

Атмосферный воздух выступает своего рода посредником загрязнения всех других объектов природы, способствуя распространению больших масс загрязнения на значительные расстояния. Промышленными выбросами (примесями), переносимыми по воздуху, загрязняется Мировой океан, закисляются почва и вода, изменяется климат и разрушается озоновый слой.

Результатом мощного загрязнения атмосферы городов может быть ядовитый туман - смог. В обычных условиях над населенным пунктом даже при отсутствии ветра происходит вентилирование воздушного бассейна: имеющий меньшую массу теплый загрязненный воздух поднимается вверх, а чистый воздух с большей массой поступает вниз. В ряде мест на земле (Лондон, Лос-Анджелес, Кемерово, Нижний Тагил и т.д.) часто возникает температурная инверсия, когда воздух над воздушным бассейном имеет более высокую температуру, чем в приземном слое. Поэтому чистый воздух не может опуститься вниз и вентилировать воздушный бассейн. При отсутствии ветра ситуация усугубляется - все вредные вещества, поступающие в воздух, остаются над городом.

В 1952 г смог в Лондоне за пять дней погубил 5000 человек, еще 10 000 человек получили тяжелые заболевания.

Различают два типа смога:

1. Восстановительный - источником образования которого являются дым, сажа, диоксид серы. Образуется при захвате каплями естественного тумана аэрозольных частиц (соединений тяжелых металлов и непредельных углеводородов) и сорбировании их на поверхности сернистого газа. Раздражает дыхательные пути. Максимальные уровни загрязнений наблюдаются утром при температуре 0. Непрозрачный, видимый.

2. Фотохимический - образуется при взаимодействии окислов азота с углеводородами выхлопных газов. Вызывает резкую боль в глазах, слезотечение. Максимальные его уровни приходятся на полдень. Присуще слабое уменьшение прозрачности воздуха.

Загрязнение атмосферы соединениями серной и азотной кислот с последующим выпадением осадков называется кислотными дождями. Попадая в атмосферу, эти загрязнители могут разноситься ветром на тысячи километров от источника. За счет соединения с атмосферной влагой они образуют серную и азотную кислоты и возвращаются на землю с дождем, снегом и туманом.

Многие животные и растения не могут выжить в условиях повышенной кислотности. Кислотные дожди превращают озера, реки и пруды в «мертвые» водоемы, уничтожая в них практически все живое - от рыб до микроорганизмов и растительности, губят леса, разрушают сооружения и памятники архитектуры.. Кислотные дожди не только вызывают подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв, но и распространяются с нисходящими потоками воды на весь почвенный профиль и вызывают значительное подкисление грунтовых вод.

В Канаде из-за частых кислотных дождей более 4 тыс. озер объявлены мертвыми, еще 12 тыс. находятся на грани гибели. Нарушено биологическое равновесие 18 тыс. озер в Швеции. Исчезла рыба в половине озер южной части Норвегии.

В Германии кислотными дождями погублена почти треть всех елей, пострадало до половины лесных угодий в Баварии и Бадене. Ряд повреждений зарегистрирован в высокогорных лесах Швейцарии, Австрии, Италии.

Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека. Прямое воздействие обычно не представляет опасности, так как концентрация кислот в атмосферном воздухе не превышает 0,1 мг/м³, т.е находится на уровне ПДК. Такие концентрации нежелательны для детей и астматиков.

Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при попадании в водоемы и почву, что приводит к уменьшению рН воды. От значения рН воды зависит растворимость алюминия и тяжелых металлов в ней и, следовательно, их накопление в корнеплодах, а затем и в организме человека. Снижение рН питьевой воды способствует поступлению в организм человека этих металлов и их соединений.

Воздействие кислотных дождей опасно для металлоконструкций, вызывая ускоренную коррозию металлов (со скоростью до 10 мкм/год), зданий и памятников из песчаника и известняка в связи с разрушением карбоната кальция.

По данным Европейского парламента, экономический ущерб от кислотных осадков составляет 4% валового национального продукта.

В последние годы вследствие уменьшения биомассы Земли и увеличения техногенных поступлений отмечен рост концентраций углекислого газа в атмосфере, по прогнозным данным эта тенденция увеличится (таб.2).

Таб.2 Изменение содержания углекислого газа

Источниками техногенных парниковых газов являются: теплоэнергетика, промышленность и автотранспорт, выделяющие СО₂, химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства определяют поступление СН₄; холодильное оборудование, бытовая техника - фреонов, автотранспорт, ТЭС, промышленность - оксидов азота и т.п.

Техногенные загрязнения атмосферы не ограничиваются приземной зоной. Определенная часть примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Эти излучения губительны для растительности, особенно зерновых культур, представляют собой источник канцерогенной опасности для человека, стимулируют рост числа глазных заболеваний. По некоторым данным уменьшение концентрации озона на 1% вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 2%.

Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора и азота. По оценочным данным, одна молекула хлора может разрушить до 10⁵ молекул озона, а одна молекула оксидов азота - 10 молекул.

Источниками поступлений соединений хлора и азота в озоновый слой могут быть: вулканические газы, технологии с применением фреонов, атомные взрывы, самолеты и ракеты, содержащие в выхлопных газах соединения азота и хлора.

Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, продолжительность жизни которых достигает 100 лет.

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.

Для многих городов России превалирующими являются выбросы автотранспорта. Пути снижения вредного воздействия этих выбросов следующие. Отказ от этилированного бензина, в котором имеются присадки триэтилсвинца для устранения опасности детонации при высоких степенях сжатия смеси в двигателях внутреннего сгорания, для исключения выбросов соединений свинца и уменьшения непредельных углеводородов. Переход на газ или неэтилированный бензин снижает токсичность в 18-22 раза. Повышение полноты сгорания за счет автоматического управления процессом, специальных систем и регулировок сказывается на расходе бензина. Замена карбюраторных двигателей, где это возможно, дизельными, дающими менее вредные выбросы. Развитие электротранспорта, перевод общественного ртранспорта на электрическую тягу там, где нет дефицита энергии.

На объекты железнодорожного транспорта приходится 5-8 % выбросов. Для снижения выбросов от этого источника необходимо улучшить работу теплосиловых и тепловых установок, переводя их на газ, используя очистку выбросов, совершенствуя процесс сгорания.

В снижении количества и уменьшении вредности выбросов значительна роль архитектурно-планировочных мероприятий и зеленых насаждений. Специальные развязки и объезды, улучшение качества дорог, ликвидация ненужных участков торможения могут увеличить среднюю скорость движения автотранспорта. При этом, если, например, скорость возрастет с 20 до 60 км/ч, общее количество выбросов уменьшится в 4-5 раз, а наиболее вредных, как бенз(а)пирена - еще значительнее. Дороги с интенсивным движением следует выносить за пределы жилых и рекреационных зон, защищать эти зоны зелеными насаждениями. Даже однорядная высадка деревьев и кустарников снижает уровень загазованности на 10-15%, а при четырехрядном «зеленом щите» шириной 30-50 м уровень загазованности снижается на 60-70%.

Все известные методы и средства защиты атмосферы от химических примесей можно объединить в следующие группы:

• Мероприятия, направленные на снижение мощности выбросов, т.е. уменьшение количества выбрасываемого вещества в единицу времени.
• Мероприятия, направленные на защиту атмосферы путем обработки и нейтрализации вредных выбросов специальными системами очистки.

Для снижения мощности выбросов химических примесей в атмосферу наиболее широко используют:

• замену видов топлива более экологичными,
• сжигание топлива по специальной технологии,
• создание замкнутых производственных циклов.

В первом случае применяют топливо с более низким баллом загрязнения атмосферы. При сжигании различных топлив такие показатели, как зольность, количество диоксида серы и оксидов азота в выбросах, могут сильно различаться, поэтому введен суммарный показатель загрязнения атмосферы в баллах, который отражает степень вредного воздействия на человека. Так, для сланцев он равен 3,16, подмосковного угля -2,02, экибастузского угля - 1,85, Березовского угля -0,50, природного газа -0,04.

Сжигание топлива по специальной технологии (рис.2) осуществляется либо в кипящем (псевдоожиженом) слое, либо с предварительной их газификацией.

Для уменьшения мощности выброса серы твердое, порошкообразное или жидкое топливо сжигают в кипящем слое, который формируется из твердых частиц золы, песка или других веществ (инертных или реакционно-способных). Твердые частицы вдуваются в проходящие газы, где они завихряются, интенсивно перемешиваются и образуют принудительно равновесный поток, который в целом обладает свойствами жидкости.

Предварительной газификации подвергаются уголь и нефтяные топлива, однако на практике чаще всего применяют газификацию угля. Поскольку в энергетических установках получаемый и отходящий газы могут быть эффективно очищены, то концентрации диоксида серы и твердых частиц в их выбросах будут минимальными.

Рис.2. Схема тепловой электростанции с использованием дожигания топочных газов и впрыскиванием сорбента:
1- паровая турбина, 2 - горелка, 3 - бойлер, 4 - электроосадитель, 5 - генератор.

Перспективным способом защиты атмосферы от химических примесей является внедрение замкнутых производственных процессов, которые сводят к минимуму выбрасываемые в атмосферу отходы, вторично используя их и потребляя, т.е. превращая в новые продукты.

Системы и методы очистки вредных выбросов, применяемые в зависимости от агрегатного состояния загрязнителей воздуха, представлены на рисунке (3).

Системы и методы очистки вредных выбросов

Рис 3. Системы и методы очистки вредных выбросов

При повышенном содержании пыли в воздухе используют пылеуловители и электрофильтры. Фильтры применяют для тонкой очистки воздуха с концентрацией примесей менее 100 мг/м³.

Для очистки воздуха от туманов (например, кислот, щелочей, масел и других жидкостей) используют системы фильтров, называемых туманоуловителями.

Средства защиты воздуха от газообразных примесей зависят от выбранного метода очистки. По характеру протекания физико-химических процессов выделяют метод абсорбции (промывка выбросов растворителями примеси), хемосорбции (промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически), адсорбции (поглощение газообразных примесей за счет катализаторов) и термической нейтрализации.

http://library.fentu.ru/book/raznoe/zagrokrsr/___1.html

Системы и методы очистки вредных выбросов, применяемые в зависимости от агрегатного состояния загрязнителей воздуха, представлены на рисунке (3).

Поиск по сайту: