ГлавнаяЛитератураГигиена и экология человека (курс лекций): ПивоварЗагрязнение атмосферного воздуха как важная гигиеническая и экологическая проблема. Самоочищение атмосферного воздуха и его санитарная охрана

Загрязнение атмосферного воздуха как важная гигиеническая и экологическая проблема. Самоочищение атмосферного воздуха и его санитарная охрана

В состав воздушной среды постоянно входят разнообразные посторонние включения, попадающие в него из различных источников. С течением времени в результате деятельности человека, направленной на развитие технического прогресса, количество таких посторонних примесей к воздушной среде увеличивается. В настоящее время так называемый чистый воздух в населенных пунктах практически можно показывать лишь в виде экспоната.

И хотя атмосфера может самоочищаться, сегодня в результате хозяйственной деятельности человека образуется такое огромное количество загрязнений, что окружающая нас атмосфера уже не может очищаться самостоятельно, и требует специальных мероприятий, направленных на ее охрану. Поэтому самоочищение атмосферы стало невозможным без непосредственного участия в нем человека.

Все загрязнения воздушной среды можно разделить на три вида:

  1. Твердые (пыль).
  2. Жидкие (пары).
  3. Газообразные.

Твердые загрязнения (пыль) по происхождению можно разделить на несколько категорий:

  • Почвенная пыль. Поднимается в воздухе поверхности почвы в результате перемещения воздушных масс. Этому особенно способствует движение транспортных средств.
  • Космическая пыль. На землю из космоса оседает некоторое количество твердых частиц, не имеющих практического значения.
  • Морская пыль. Образуется в результате высыхания брызг соленой воды при волнении моря. Также не имеет практического значения.
  • Твердые выбросы в атмосферу из энергетических установок (промышленных предприятий и отопительных систем).
  • Иногда в отдельную категорию выделяют радиоактивную пыль, попадающую в воздух в результате аварийных ситуаций на предприятиях,использующих радионуклиды.

Наибольшее практическое значение имеют пылевые загрязнения, выбрасываемые в воздух энергетическими системами, поскольку количество последних постоянно возрастает. При этом роль промышленных предприятий и домовых отопительных систем может меняться в зависимости от местных условий. В некоторых местах ведущую роль играют промышленные предприятия, в других — домовые отопительные системы. Но в целом промышленные предприятия являются в этом отношении ведущими. По данным, полученным из многих стран, отмечено, что с развитием промышленности количество загрязнений, поступающих в воздух, пропорционально увеличивается. Особенно много твердых загрязнений поступает в воздух при сжигании твердого топлива (угля). При этом в воздух выбрасываются: 1) зола, 2) недожог, 3) сажа.

Зола представляет собой негорючие примеси к углю, содержание которых в нем может варьировать от 6-12 % (высокосортные угли) до 30-35 % (низкосортные).

Недожог представляет собой несгоревшие частицы угля, количество которых зависит от степени аэрации энергетической установки. Это продукт неполного сгорания угля. Она является наиболее патогенным компонентом из твердых выбросов, так как содержит смолистые вещества, среди которых имеют место и канцерогенные смолы (3,4-бензпирен, 1,2,5,6-дибензантрацен, метил-холантрен и др.).

Зола является самым существенным компонентом выбросов энергетических установок.

Существует два способа сжигания угля: послойный и пылевидный. При первом способе уголь набрасывают в топку слоями, при втором — предварительно измельчают и вводят в топку в виде пыли. При этом коэффициент полезного действия значительно возрастает.

При пылевидном сжигании топлива, являющимся наиболее эффективным, в воздух (через трубу) выбрасывается около 80% образующейсязолы. Поэтому при сжигании угля, содержащего 30% золы (к примеру, подмосковный уголь), в воздух поступает около 240 кг золы на каждую тонну сжигаемого топлива (в одной тонне содержится 300 кг золы, 80% от которых составит 240 кг). Таким образом, крупная ТЭЦ, потребляющая около 1000 тонн угля в сутки, выбрасывает около 240 тонн золы. Для наглядности можно представить себе, что это 80 трехтонных грузовиков. К этому следует добавить еще недожог и сажу. Кроме того, некоторые промышленные предприятия выбрасывают в воздух специфические продукты, загрязняющие атмосферу (к примеру, цементные заводы). В результате в городах с развитой промышленностью в воздухе витает огромное количество пыли. В частности, установлено, что в крупных городах с развитой промышленностью на каждый квадратный километр поверхности из воздуха оседает пыль, измеряемая тысячами тонн в год. Например, в Луганске — около 1300 т/км, в Днепропетровске — около т/км и т. д., причем в этих данных отчетливо проявляется влияние развития промышленности, оказываемое на степень загрязнения воздуха. Например, в Остраве в 1954 г. на каждый километр поверхности оседало 557 тонн пыли, а 1958 г, с развитием промышленности — 1018 тонн. Такие же примеры можно привести и по другим городам.

Атмосферную пыль в соответствии с классификацией Джиббса разделяют на следующие категории:

  • собственно пыль (оседает с ускорением, величина частиц 100-10 микрон);
  • облака или туманы (оседает с постоянной скоростью, величина частиц 10-0,1 микрон);
  • дым (не оседает, а находится постоянно в состоянии броуновского движения, величина частиц менее 0,1 микрона).

Степень дисперсности пылевых частиц имеет также значение с точки зрения проникновения их в дыхательные пути. Самая крупная пыль (величина частиц более 10 микрон) в основном задерживается в верхних дыхательных путях и выводится с секретом слизистых оболочек. Более глубоко проникает пыль с величиной частиц от 5 до 10 микрон. Наиболее опасной считается пыльс величиной частиц менее 5 микрон, которая проникает в альвеолы.

Источниками газообразных загрязнений воздуха являются в основном промышленные предприятия и отопительные системы, в которых сгорает уголь, однако в качестве источников газообразных загрязнений следует назвать также транспорт, использующий двигатели внутреннего сгорания. Уголь содержит в себе в качестве постоянной примеси серу, которая при сгорании угля окисляется до сернистого газа. Этот газ является основным компонентом газообразных загрязнений, выбрасываемых в воздух энергетическими установками.

Каждая крупная ТЭЦ дополнительно к пыли выбрасывает в сутки около 300 тонн сернистого газа, а также окись углерода, двуокись углерода, окислы азота и др. Кроме того, многие промышленные предприятия выбрасывают в воздух значительное количество специфических газообразных примесей. В частности, химические предприятия выбрасывают в воздух огромное количество разнообразных токсических компонентов.

Автомобильный транспорт, широко распространенный в современных городах, является основным источником загрязнения воздуха окисью углерода. Кроме этого, транспорт выбрасывает в воздух разнообразные окислы азота, двуокись углерода, недосгоревшие углеводороды, озон и др. газы. Дизельные двигатели выбрасывают в воздух также сажу, а двигатели, использующие в качестве топлива этилированный бензин, — значительное количество свинца. Каждый работающий двигатель легкового автомобиля обычно выбрасывает в воздух около 3 м3 чистой окиси углерода в час, а грузовые — вдвое больше. Число автомобильного транспорта постоянно растет, и в настоящее время количество автомобилей в мире сопоставимо с количеством населения.

В результате этого в воздухе крупных городов с интенсивным автомобильным движением концентрация окиси углерода значительно превышает предельно допустимые нормы.

Жидкие загрязнения образуются в воздухе главным образом за счет взаимодействия газообразных загрязнений с атмосферной влагой. В результате,например, из сернистого газа, выбрасываемого в воздух энергетическими системами, образуются кислоты, содержащие серу, и т. д., которые затем выпадают из атмосферы в виде так называемых кислотных дождей.

В настоящее время все вместе взятые загрязнения воздушной среды достигают во многих случаях таких высоких концентраций, которые представляют опасность для здоровья и жизни людей. Высокие степени загрязнения атмосферы принято называть сейчас токсическими туманами или смогами. Такие смоги в прежние времена случались довольно редко и лишь в некоторых городах, отличающихся характерными погодными условиями. Дело в том, что погодные условия играют существенную роль в возникновении таких токсических туманов. Последние образуются обычно при некотором сочетании метеорологических факторов: при низкой облачности, наличии температурной инверсии, полном штиле. Именно при таком стечении метеорологических условий загрязнения, выбрасываемые в воздух, не разносятся ветром, т. е. не разбавляются и концентрируются у поверхности земли.

Раньше классическим городом, где возникали эти туманы, был Лондон, однако в последние годы география их возникновения резко расширилась. Они стали появляться практически во всех городах мира, даже в Японии, где смог называют "когай". В связи с этим во многих городах вынуждены предпринимать чрезвычайные меры по защите людей от вредного влияния этих смогов. Так, в Лос-Анджелесе при достижении определенных концентраций токсических веществ в воздухе объявляются тревоги номер 1, 2, 3. В соответствии с объявлением этих тревог предпринимаются меры по снижению концентрации этих загрязнений: приостанавливается деятельность некоторых предприятий, выбрасывающих в воздух особенно большое количество токсических веществ, перекрываются для движения некоторые транспортные магистрали. Известно, например, что турецкие власти при достижении высоких концентраций загрязнения воздуха прекращают деятельность некоторых школ, не рекомендуют людям выходить на улицу и т. д. Особенно это касается детей и лиц пожилого возраста. В Германии и Японии при таких обстоятельствахлюдям рекомендуют пользоваться приспособлениями для защиты органов дыхания (респираторами, противогазами).

Степень загрязнения атмосферы напрямую зависит от количества выбрасываемых в окружающую среду вредных веществ и их  состава, от высоты, на которой производятся выбросы, и от природных условий, определяющих дальность переноса и рассеивания  выбрасываемых веществ. Источники загрязнения атмосферы классифицируются по мощности выброса, по температуре выходящих газов и  высоте выброса.

Степень загрязненности воздуха в значительной степени зависит от разнообразных условий:

  • а) от времени года (зимой больше, чем летом, потому что включаются отопительные системы);
  • б) от времени суток (максимальное — утром, минимальное — ночью);
  • в) от силы и направления ветра (разбавление); г) от вертикального градиента температуры (температурной инверсии);
  • д) от степени влажности воздуха (туманы способствуют концентрации загрязнений);
  • е) от частоты и количества атмосферных осадков;
  • ж) от расстояния по отношению к источникам выбросов.

Наибольшее количество пыли оседает вблизи места выброса. Так, вокруг ТЭЦ с количеством выбросов 200 тонн/сутки концентрация пыли достигает: на расстоянии 0,5 км - 5,94 мг/м на расстоянии 1 км - 3,11 мг/м на расстоянии 2 км - 1,21 мг/м на расстоянии 3 км - 0,47 мг/м

Охрана атмосферного воздуха от загрязнения сегодня включает в себя целый комплекс мероприятий, к которым относится вынесение производств с самыми вредными выбросами далеко за пределы городов, ликвидация небольших котельных и создание современных котельных с высокими трубами. Также к мерам охраны относится и широкое использование газового, малозольного и низкосернистого  топлива.


Пред. статья След. статья
<