Гигиеническое значение загрязнений атмосферы

1. Экономический ущерб. При выбросах загрязнений в атмосферу происходит значительная потеря топлива, продукции и других ценных компонентов (недожога, продуктов неполного сгорания, цемента, сернистого газа, окиси углерода и т. д.). Известны случаи, когда доходы от утилизации выбрасываемых в воздух загрязнений превышали общий доход предприятия от выпуска своей основной продукции. По имеющимся данным, количество цемента, выбрасываемого цементными заводами в атмосферу, измеряется сотнями тонн в год. Весьма ценным продуктом является и сернистый газ, который при утилизации может быть переработан в сернистую, серную идругие кислоты, на производство которых затрачиваются немалые средства.

С большим экономическим эффектом может быть использован и угарный газ, который является недоокисленным продуктом горения, а следовательно, может быть подвергнут доокислению, то есть является горючим газом. При сжигании его может быть получено значительное количество дополнительной энергии.

Выбрасываемые продукты часто являются агрессивными и способствуют более быстрому разрушению строительных конструкций. При этом происходит повреждение растительности. Особенно чувствительными породами деревьев являются хвойные и фруктовые, а также некоторые мхи. Польские ученые предлагали использовать чувствительность некоторых лишайников для определения степени загрязнения воздушной среды. Страдает не только растительный, но и животный мир. В сфере интенсивного задымления выбросами от предприятий химической промышленности, а также металлургии (особенно цветной) исчезают звери, птицы, пчелы.

2. Влияние на микроклимат населенных мест. Так как пылевые частицы в воздухе являются ядрами конденсации влаги, при увеличении количества выбрасываемых загрязнений увеличивается число туманов, снижается интенсивность солнечной радиации и особенно ультрафиолетовой (наиболее ценной) части ее. В результате снижается биологическое влияние солнечной радиации, общая резистентность организма, а также степень освещенности, что влияет на функцию зрения, а косвенным образом также увеличивает экономический ущерб (приходится больше пользоваться искусственными источниками света).

3. Влияние на санитарно-гигиеническое состояние населения. Загрязнения атмосферы увеличивают загрязнение окон, квартир, одежды, белья и т. д., что в конечном счете также сказывается на состоянии здоровья людей.

4. Самое важное — это непосредственное влияние на состояние здоровья человека. Согласно данным многих исследований, установлено, что загрязнения атмосферы оказывают и непосредственное влияние на здоровье людей. Увеличивается число кожных заболеваний, заболеваний слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, злокачественных новообразований в легких, резко обостряются различные хронические заболевания и т. д. Рост атмосферных загрязнений снижает также общую резистентность организма.

Влияние атмосферных загрязнений на состояние здоровья населения подтверждается многочисленными статистическими данными, полученными при возникновении токсических туманов (смогов) и при других ситуациях. В частности, исследования, проведенные в Германии, показали, что смертность от заболеваний дыхательных путей находится в прямой зависимости от степени развития промышленности. Согласно этим данным смертность составляет (на 100 тысяч жителей):

• в крупных городах - 29,4
• в средних городах - 22,7
• в мелких городах - 17,5
• в сельской местности - 14,6

Для общей ориентировки и проведения гигиенических мероприятий по снижению загрязненности атмосферного воздуха разработаны и законодательно установлены предельно допустимые концентрации загрязняющих компонентов в воздушной среде (ПДК). ПДК — это концентрации, которые не оказывают на человека ни прямого, ни косвенного вредного и неприятного действия, не снижают его трудоспособности, не влияют отрицательно на его самочувствие и настроение. Существуют две категории ПДК: максимально разовые и среднесуточные.

В настоящее время установлены следующие величины ПДК:

• а) для нетоксической пыли:
  • максимальная разовая - 0,5 мг/м
  • среднесуточная - 0,15 мг/м
• б) для сажи:
  • максимальная разовая - 0,15 мг/м
  • среднесуточная - 0,05 мг/м
• в) для сернистого газа:
  • максимальная разовая - 0,5 мг/м
  • среднесуточная - 0,05 мг/м
• г) для окиси углерода:
  • максимальная разовая - 5,0 мг/м
  • среднесуточная - 3,0 мг/м

В большинстве населенных мест с развитой промышленностью и автотранспортом концентрации загрязняющих воздух компонентов значительно превышают допустимые пределы. К примеру, в крупных городах с развитым автотранспортом (как за рубежом, так и в нашей стране) концентрация окиси углерода достигает иногда 100 мг/м.

Самоочищение воздуха в природе происходит самоочищение воздушной среды за счет следующих факторов:

• 1) разбавление (прямо пропорционально квадрату расстояния);
• 2) седиментация (крупные частицы оседают ближе, мелкие — дальше от источника выбросов);
• 3) извлечение атмосферными осадками;
• 4) извлечение зелеными насаждениями;
• 5) химические процессы нейтрализации.

Седиментации подвергаются главным образом твердые загрязнения.

Для разбавления и седиментации большое значение имеют скорость и направление ветра, а также величина взвешенных частиц. Так, при скорости ветра 2 м/с и при выбросах из трубы высотой 45 м частицы величиной 10 микрон оседают в радиусе 10 км, а величиной 2 микрона — в радиусе 300 км.

Атмосферные осадки играют большую роль в извлечении загрязнений из воздуха. Они вымывают из воздуха не только твердые частицы, но и значительную часть газообразных. Известно, что после сильного дождя первоначальные концентрации загрязнений в воздухе восстанавливаются лишь через 12 часов.Большую роль в самоочищении воздушной среды играют зеленые насаждения. Они не только механически задерживают пыль, но и поглощают некоторые газообразные примеси.

Однако процессы самоочищения протекают сравнительно медленно и при современном интенсивном загрязнении не могут обеспечить достаточную эффективность. Поэтому требуются дополнительные меры по охране чистоты атмосферного воздуха. Эти меры можно разделить на следующие группы:

• 1. Планировочные.
• 2. Технологические.
• 3. Санитарно-технические.

Планировочные мероприятия включают в себя борьбу с почвенной пылью (благоустройство дорог, озеленение, обводнение), правильную планировку городов (с учетом "розы ветров"), соблюдение санитарно-защитных зон. В зависимости от количества и степени вредности выбросов в атмосферу все предприятия разделяют на 5 классов. В соответствии с этим существует 5 санитарно-защитных зон:

• 1) -1000м
• 2) -500м
• 3) -300м
• 4) - 100м
• 5) - 50 м

К планировочным мероприятиям следует отнести также ликвидацию домовых котельных, а также укрупнение отопительных систем и вывод энергетических установок, обслуживающих их, за пределы жилой зоны, увеличение количества зеленых насаждений.

В качестве технологических мероприятий следует назвать:

• 1) усовершенствование сгорания топлива;
• 2) обогащение углей;
• 3) замена одного вида топлива другим (газификация, электрификация);
• 4) увеличение эффективности разбавления (высокие трубы).

Из технологических мероприятий наиболее эффективными и перспективными следует считать замену одного вида топлива на другой, а также изменение энергетических установок. В частности, наиболее эффективными, с экологической точки зрения, являются электрические двигатели. Однако на пути эффективного и массового их использования стоят некоторые технические трудности, пока не позволяющие широко использовать такие двигатели (например, в автомобилестроении).

Усовершенствования сгорания топлива можно добиться более интенсивной аэрацией энергетических установок, а также большей степенью дисперсности топлива. При этом достигается более хороший контакт топлива с кислородом воздуха.

К санитарно-техническим устройствам относят устройство различных пыле-, золо-, газоулавливателей. К таким очистным устройствам, устанавливаемым обычно в трубах на пути выбросов в атмосферу, относят следующие:

• — циклоны (улавливают до 50 % пыли);
• — мультициклоны (улавливают до 65-70 % пыли);
• — мокрые скрубберы (улавливают до 90 % пыли и до 30% газов);
• — тканевые фильтры;
• —электрические фильтры (улавливают до 96-98 % пыли).

Комбинированными методами удается задержать на пути выбросов до 99% пылевых загрязнений.

Для уменьшения загрязнения воздуха выбросами автомобильного транспорта рекомендуется строительство подземных (или надземных) пешеходных переходов, разноуровневых транспортных развязок и т. д. Благодаря благоустройству дорог повысится скорость движения автомобилей и уменьшится необходимость их остановки. А это, в свою очередь, приведет к уменьшению количества выхлопных газов, так как наибольшее количество газов выбрасывается автомобилями в момент наибольшей нагрузки двигателя (т. е. в тот период, когда автомобиль трогается с места). Кроме того, внастоящее время созданы и интенсивно внедряются в практику каталитические нейтрализаторы токсических компонентов в автомобильных выбросах.

В частности, такие нейтрализаторы производят досжигание окиси углерода в выхлопных газах до менее токсичной двуокиси углерода. Естественно, что проводится интенсивная работа по переводу двигателей внутреннего сгорания на более чистые энергетические установки (с экологической точки зрения). Наибольший экологический эффект будет получен при переводе автомобилей на электрические двигатели — создание электромобилей. В этом отношении имеются определенные успехи: опытные образцы электромобилей уже созданы и проходят испытания. Однако до массового их производства в промышленном масштабе еще далеко.

Как видно из вышеизложенного, эффективность мероприятий по охране атмосферного воздуха от загрязнений довольно велика. Проблема заключается в том, что осуществление этих мероприятий требует значительных капиталовложений. В частности, устройство и обслуживание наиболее эффективных из очистных сооружений — электрических фильтров — стоит очень дорого. Несмотря на это, многие мероприятия осуществляются, они жизненно важны и закреплены государственными законодательными актами. В соответствии с этими законодательными актами производится строительство заводов, выпускающих очистные сооружения, разрешается или запрещается строительство и эксплуатация производств, оказывающих влияние на состояние атмосферы, устанавливаются нормативные ограничения в планировочном аспекте и т. д.

В частности, в нашей стране существует Закон об охране атмосферного воздуха, согласно которому регламентируются правила планировки и строительства населенных мест и промышленных предприятий, установка очистных сооружений, контроль за выполнением охранных мероприятий, финансирование этих вопросов и законодательная ответственность за нарушение правил и мер по охране чистоты атмосферного воздуха.