Система мероприятий по охране атмосферного воздуха поселений от загрязнения. Мероприятия по санитарной охране воздуха Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места

Все направления охраны атмосферы можно объединить в четыре большие группы:

1. Группа санитарно-технических мероприятий – сооружение сверхвысоких дымовых труб, установка газопылеочистного оборудования, герметизация технического и транспортного оборудования.

2. Группа технологических мероприятий – создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах, создание новых методов подготовки сырья, очищающих его от примесей до вовлечения в производство, замена исходного сырья, замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми, автоматизация производственных процессов.

3. Группа планировочных мероприятий – создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий, оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом розы ветров, вынос наиболее токсичных производств за черту города, рациональная планировка городской застройки, озеленение городов.

4. Группа контрольно-запретительных мероприятий – установление предельно допустимых концентраций (ПДК) и предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ, запрещение производства отдельных токсичных продуктов, автоматизация контроля за выбросами.

К основным мероприятиям по охране атмосферного воздуха относится группа санитарно-технических мероприятий. В этой группе важным направлением охраны воздуха является очистка выбросов в сочетании с последующей утилизацией ценных компонентов и производством из них продукции. В цементной промышленности - это улавливание цементной пыли и ее использование для производства твердых покрытий дорог. В теплоэнергетике – улавливание летучей золы и утилизация ее в сельском хозяйстве, в промышленности строительных материалов.

При утилизации уловленных компонентов возникают два вида эффекта: экологический и экономический. Экологический эффект состоит в снижении загрязнения окружающей среды при использовании отходов по сравнению с применением первичных материальных ресурсов. Так, при производстве бумаги из макулатуры или использования металлолома в сталеплавильном производстве загрязнение атмосферы уменьшается на 86%. Экономический эффект утилизации уловленных ингредиентов связан с появлением дополнительного сырьевого источника, имеющего, как правило, более благоприятные экономические показатели по сравнению с соответствующими показателями производства из природного сырья. Так, производство серной кислоты из газов цветной металлургии по сравнению с производством из традиционного сырья (природной серы) в химической промышленности имеет более низкую себестоимость и удельные капитальные вложения, более высокую годовую прибыль и рентабельность.

К наиболее эффективным способам очистки газов от газовых примесей относятся три: абсорбция жидкостью, адсорбция твердым веществом и каталитическая очистка.

В абсорбционных способах очистки используются явления различной растворимости газов в жидкости и химические реакции. В жидкости (обычно воде) используются такие реагенты, которые образуют с газом химические соединения.

Адсорбционные методы очистки основаны на способности мелкопористых адсорбентов (активных углей, цеолитов, простых стекол и др.) улавливать из газов при соответствующих условиях вредные компоненты.

Основу каталитических методов очистки составляют каталитические превращения вредных газообразных веществ в безвредные. К этим методам очистки относятся инерционная сепарация, электрическое осаждение и др. При инерционной сепарации осаждение взвешенных твердых частиц происходит благодаря их инерции, возникающей при изменении направления или скорости потока в аппаратах, называемых циклонами. Электрическое осаждение основано на электрическом притяжении частиц к заряженной (осадительной) поверхности. Электрическое осаждение реализуется в различных электрофильтрах, в которых, как правило, зарядка и осаждение частиц происходит совместно.

Для уменьшения загрязнения атмосферы выбросами транспорта необходимо осуществлять следующие мероприятия:

1. совершенствование двигателей и создание новых двигателей;

2. применение альтернативных видов топлива (сжатого природного газа, сжиженных нефтяных газов, синтетических спиртов и т.д.) При использовании природного газа выброс автомобилями вредных компонентов сокращается в 3-5 раз, хотя расход горючего в двигателях внутреннего сгорания больше (при этом экономится нефть);

3. создание новых транспортных средств (электромобилей) и замена одних транспортных средств другими (автобуса – троллейбусом);

4. защита от шума (пассивная и активная). Автотранспорт снижает шум за счет развития шумоподавления дорог, снижения скорости в населенных пунктах, сооружения поперечных валков. Снижение шума на железнодорожном транспорте обеспечивается созданием экранов, тоннелей, улучшением аэродинамики локомотивов;

5. специальные мероприятия административного характера: ограничения на въезд, запреты на парковку, транспортные сектора и др.

Нормативной основой управления охраной атмосферы является стандарты качества воздуха. Показателями качества воздуха является ПДК вредных веществ, ПДВ. ПДК – это такое содержание вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека. При определении ПДК учитывается влияние загрязняющих веществ не только на здоровье человека, но и на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.

Для санитарной оценки воздушной среды используется ПДК для рабочей зоны (ПДК р.з.), максимально разовая (ПДК м.р.) и среднесуточная (ПДК с.с.). ПДК р.з. – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны. Эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течение 8 ч за все время рабочего стажа каких-либо заболеваний или отклонений от нормы в состоянии здоровья. При этом рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой расположены места пребывания работающих.

ПДК м.р. – максимально разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных пунктов, которая не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДК с.с. – среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.

Для гигиенической оценки загрязнения воздуха используется комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). ИЗА, учитывающий m примесей в атмосфере, рассчитывается по формуле:

ИЗА m = (gср i/ПДКс.с.i)К

Атмосферный воздух обладает способностью к самоочищению. Прежде всего происходит смешение аэрозолей и газов с воздухом и разбавление их, а затем осаждение аэрозолей. Крупные частицы осаждаются вследствие тяжести, а мелкие постепенно укрупняются, становятся тяжелее и тоже выпадают на землю.

Самоочищению воздуха способствуют ветры и атмосферные осадки, которые увлекают частицы вниз и растворяют газы.

В нашей стране санитарная охрана атмосферного воздуха предусмотрена законом и является важной гигиенической проблемой. В Программе КПСС подчеркивается необходимость проведения системы мероприятий по дальнейшему оздоровлению условий жизни в городах и других населенных пунктах, включая их озеленение, обводнение, борьбу с загрязнением воздуха, почвы, воды.

В целях санитарной охраны городов проводят планировочные и технические мероприятия, очистку дымовых газов от золы и серы, ведут борьбу с загрязнением воздуха автотранспортом, осуществляют санитарный надзор и контроль за чистотой атмосферного воздуха. К планировочным мероприятиям относится запрещение строительства предприятий, загрязняющих воздух, на жилой территории. Такие предприятия размещают на окраине населенных пунктов с учетом направления ветра на местности. Между промышленными предприятиями и жилыми кварталами устанавливают санитарно-защитные зоны (разрывы) для предупреждения загрязнения жилой территории производственными вредностями. Ширина санитарно-защитной зоны зависит от характера производственных вредностей.

К этим же мероприятиям относится озеленение населенных пунктов.

Технологические мероприятия направлены на уменьшение выбросов и снижение концентрации вредных веществ в воздухе путем замены дымного топлива бездымным, герметизации аппаратуры, разработки технологии, исключающей или уменьшающей количество выбросов в атмосферу.

Методы очистки дымовых газов до выброса их в атмосферу (золоулавливание, сероочистка) также относятся к важным мероприятиям по санитарной охране атмосферного воздуха.

Важным мероприятием то санитарной охране атмосферного воздуха является предупредительный и текущий санитарный надзор, лабораторный контроль за чистотой воздуха. Предупредительный санитарный надзор заключается в составлении заключений к проектам вновь строящихся промышленных предприятий, при этом учитывается характер выбросов и степень их вредности для населения, а также мощность запроектированных очистных сооружений и достаточность санитарно-защитных зон.

В задачу текущего санитарного надзора входит контроль за работой очистных сооружений. С этой целью проводится систематический лабораторный контроль за содержанием токсических веществ в атмосферном воздухе в непосредственной близости от завода и на различных расстояниях от него. Результаты лабораторных исследований сравнивают с утвержденными предельно допустимыми концентрациями токсических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе - это такие концентрации, которые не вызывают заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в ближайшие или в отдаленные сроки.

Мероприятия, направленные на охрану атмосферного воздуха , предусматривают:

Внедрение технических решений по обезвреживанию и улавливанию газообразных загрязняющих веществ,

Разработку и утверждение нормативов загрязнений, предельно допустимых выбросов для всех предприятий,

Создание современных приборов постоянного контроля и учета выбросов.

Выделяют законодательные, архитектурно-планировочные, технологические и санитарно-технические мероприятия по охране атмосферного воздуха.

I. Законодательные . Наиболее важным в обеспечении нормального процесса по охране атмосферного воздуха является принятие соответствующей законодательной базы, которая бы стимулировала и помогала в этом трудном процессе. Однако в Украине, в последние годы не наблюдается существенного прогресса в этой области. Те последние загрязнения, с которыми мы сейчас столкнулись, мир уже пережил 30-40 лет назад и принял защитные меры. Следует использовать опыт развитых стран, принять законы (и обеспечить их функционирование) по ограничению загрязнений, дающие государственные дотации производителям экологически более чистых машин и льготы владельцам таких машин.

В США в 1998 году вступит в силу закон по предупреждению дальнейшего загрязнения воздуха, принятый конгрессом четыре года назад.

В целом в Украине практически отсутствует нормальная законодательная база, которая регулировала бы экологические отношения и стимулировала природоохранные мероприятия.

Охрана атмосферы регламентируется многочисленными законодательными и иными нормативно – правовыми актами. Главным здесь является Закон Украины "Об охране атмосферного воздуха". Нарушение правил выброса в атмосферу загрязняющих веществ или нарушение эксплуатации установок, сооружений и иных объектов, если эти деяния повлекли загрязнение или иное изменение природных свойств воздуха, наказываются штрафом в размере от ста до двухсот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от одного до двух месяцев, либо лишением права занимать определенные должности или заниматься определенной деятельностью на срок до пяти лет, либо исправительными работами на срок до одного года, либо арестом на срок до трех месяцев.

Те же деяния, повлекшие по неосторожности причинение вреда здоровью человека, наказываются штрафом в размере от двухсот до пятисот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от двух до пяти месяцев, либо исправительными работами на срок от одного года до двух лет, либо лишением свободы на срок до трех лет. Деяния, перечисленные выше, повлекшие по неосторожности смерть человека, - наказываются лишением свободы на срок от двух до пяти лет.

Нормирование примесей атмосферы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) примесей. Основной физической характеристикой примесей атмосферы является концентрация – масса (мг) вещества в еденицы объёма (м 3) воздуха при нормальных условиях. Концентрации примесей определяет физическое, химическое и др. виды воздействия на человека и окружающую среду и служит основным параметром при нормирования содержания примесей в атмосфере.

ПДК – это максимальная концентрация примесей в атмосфере, отнесенная к определённому времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжение всей жизни человека не оказывает ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного действия (включая отдельные последствия).

Если вещество оказывает на окружающую природу вредное действие в меньших концентрациях, чем на организм человека, то при нормировании исходят из порога действия этого вещества на окружающую природу.

Количества загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов регламентированы СН-201-97 «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов», где установлен класс опасности вещества, максимальная разовая и среднесуточная ПДК.

Максимальная разовая ПДКmax –основная характеристика опасности вредного вещества. Она устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, световой чувствительности, изменение биоэлектрической активности головного мозга и др.) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. Среднесуточное ПДКсс установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и др. влияния вещества на организм человека. Приоритет научного обоснования допустимых концентраций примесей в атмосфере принадлежит отечественным ученым, прежде всего В.Я. Рязанову.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) примесей. В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.01 – 86. «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятия» устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками (с учетом перспективы их развития) не создадут приземную концентрацию, превышающую ПДК.

ПДВ устанавливают для каждого источника загрязнения атмосферы. Для неорганизованных выбросов из совокупности мелких одиночных источников (вентиляционные выбросы, выброс стационарных энергоустановок и т.п.).

II. Архитектурно планировочные . Данные меры направлены на регламентацию строительства предприятий, планирование городской застройки с учетом экологических соображений, озеленение городов и др. При строительстве предприятий необходимо придерживаться правил установленных законом и не допускать строительство вредных производств в городской черте. Необходимо осуществлять массовое озеленение городов, т. к. Зеленые насаждения впитывают из воздуха многие вредные вещества и способствуют очищению атмосферы. К сожалению, в современный период в Украине зеленые насаждения не столько увеличиваются, сколько сокращаются. Построенные в свое время «спальные районы» не выдерживают никакой критики. Так как в этих районах однотипные дома расположены слишком густо (ради экономии площади) и воздух, находящийся между ними, подвержен застойным явлениям.

Чрезвычайно остра также проблема рационального расположения дорожной сети в городах, а также качество самих дорог. Не секрет, что бездумно построенные в свое время дороги совершенно не рассчитаны на современное количество машин. Нельзя также допускать процессов горения на различных свалках, т. к. в этом случае с дымом выделяется большое количество вредных веществ.

III. Технологические и санитарно-технические . Можно выделить следующие мероприятия: рационализация процессов сжигания топлива; улучшение герметизации заводской аппаратуры; установка высоких труб; массовое использование очистных устройств и др. Следует отметить, что уровень очистных сооружений в России находится на примитивном уровне, на многих предприятиях они отсутствуют вовсе и это несмотря на вредность выбросов этих предприятий.

Многие производства требуют немедленной реконструкции и переоборудования. Важная задача состоит также в переводе различных котельных и тепловых электростанций на газовое топливо. При таком переходе многократно уменьшаются выбросы в атмосферу сажи и углеводородов, не говоря уже об экономической выгоде.

1 раз в 5 лет на предприятиях производится Инвентаризация выбросов в атмосферу. Её цель – определение выбросов вредных веществ, оценка влияния выбросов на окружающую среду, установление ПДК и ПДВ, разработка рекомендаций по организации контроля выбросов, оценка состояния очистного оборудования и экологичности технологий и производственного оборудования, планирование очерёдности природоохранных мероприятий.

Мероприятия по охране атмосферного воздуха делятся на:

1) технологические;

2) планировочные;

3) санитарно-технические;

4) законодательные.

Технологические и санитарно-технические. В эту группу входят мероприятия, которые могут быть проведены на самом предприятии в целях уменьшения выбросов и снижения концентрации пыли и газов в воздухе (так называемые безотходные технологии). Сюда относится прежде всего рационализация сжигания угля. Известно, что густой черный дым получается при неполном сгорании топлива. Именно в этих случаях в атмосферный воздух в большом количестве выбрасываются элементы угля, сажа, несгоревшие углеводороды.

Снизить количество угля можно при рационализации устройства топок, улучшения их эксплуатации. Уменьшения загрязнения воздуха пылью и сернистым газом можно достичь обогащением угля перед сжиганием: удалением породы, дающей много пыли, а также колчедана, содержащего серу.

Санитарно-технические мероприятия связаны с использованием очистных устройств. Это пылеотстойные камеры, фильтры, увлажняющие технологии очистки, электрофильтрация. Устройство высоких труб (100 м и выше) способствует более интенсивному рассеиванию газов. Правильный расчет и обоснование высоты трубы имеют существенное значение в защите приземных слоев атмосферы от загрязнения.

Транспорт – конечная цель – создание экологически чистого автомобиля. В настоящее время большое внимание уделяется разработке устройств снижения токсичности – нейтрализаторов, которыми оснащаются современные автомобили. Способ каталитического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработанные газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей. Во многих городах уже используется неэтилированный бензин. Использование газа в качестве топлива для машин также является эффективным мероприятием в отношении защиты атмосферного воздуха.

Электромобиль, солнечная энергия, водородный автомобиль – это будущее автомобилестроения.

Планировочные мероприятия основаны на принципе функционального зонирования населенных пунктов: промзоны, селитебной зоны и т. д. Это позволяет сосредоточить опасные предприятия с учетом аэроклиматических условий и обосновать устройство обязательных разрывов между предприятиями и жилой застройкой – санитарно-защитных зон определенной ширины. В отдельных случаях санитарно-защитные зоны составляют 10-20 км. Санитарно-защитная зона или какая-либо ее часть не могут рассматриваться как резервная территория предприятия и использоваться для расширения промышленной площади. Территория санитарно-защитной зоны должна быть озеленена. Размеры санитарно-защитных зон определяются в соответствии с санитарной классификацией различных видов производств и объектов, загрязняющих своими выбросами атмосферный воздух. Санитарными нормами проектирования установлено 5 классов санитарно-защитных зон:

I класс – 1000 м;

II класс – 500 м;

III класс – 300 м;

IV класс – 100 м;

V класс – 50 м.

В отношении охраны атмосферы городов от выбросов автотранспорта планировочные мероприятия проводятся путем сооружения кольцевых дорог, эстакад, зеленых волн, исключения перекрестков. Принцип районной планировки является также профилактическим мероприятием – это рациональное размещение на территории городов систем утилизации отходов, аэропортов и других систем коммуникации в масштабе края, области и т. д. Это озеленение города, создание генерального плана развития города.

Особое значение имеют законодательные мероприятия, определяющие ответственность различных организаций за охрану атмосферного воздуха.

В настоящее время при решении вопросов охраны атмосферного воздуха руководствуются Конституцией Российской Федерации (принятой 12 декабря 1993 г.), «Основами законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан», Федеральными законами «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и «Об охране атмосферного воздуха».

К числу законодательных мер относится установление ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. В настоящее время в России установлено 656 ПДК и 1519 ОБУВ для веществ, загрязняющих атмосферный воздух.

Мероприятия, направленные на предотвращение неблагоприятного воздействия загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения и устанавливающие обязательные гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест и соблюдению гигиенических нормативов при размещении, проектировании, строительстве, реконструкции (техническом перевооружении) и эксплуатации объектов, а также при разработке всех стадий градостроительной документации, проводятся целенаправленно на основании СанПиН 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».

Существует большое количество нормативных документов, регламентирующих охрану атмосферного воздуха. Конституцией РФ провозглашены права человека на охрану здоровья (ст. 41) и на благоприятную окружающую среду (ст. 42). В Федеральном законе «Об охране окружающей среды» говорится, что каждый гражданин имеет право на благоприятную окружающую среду, на ее защиту от негативного воздействия, вызванного хозяйственной и иной деятельностью. Закон «Об охране атмосферного воздуха» регламентирует разработку и проведение мероприятий по ликвидации и предупреждению загрязнения воздуха – строительство газоочистных и пылеулавливающих устройств на промышленных предприятиях и предприятиях теплоэнергетики.

2. Технологические

Технологические мероприятия являются основными мероприятиями по охране атмосферного воздуха, так как только они позволяют снизить или полностью исключить выброс вредных веществ в атмосферу на месте их образования. Данные мероприятия непосредственно направлены на источник выбросов.

а) Радикальной мерой уменьшения выбросов является использование замкнутого технологического процесса, т.е. это полное отсутствие выбросов в атмосферу хвостовых газов на конечных стадиях образования или абгазов (это газы, образующиеся на промежуточных стадиях производства) и удаление их через специальные абгазовые камеры. Однако на современном этапе научно-технического прогресса нет примеров создания технологических процессов, действующих по принципу полностью замкнутых систем.

б) Более перспективным методом является метод комплексного (максимального) использования сырья, промежуточных продуктов и отходов производства по типу создания производств с «безотходной» или малоотходной технологией (в стройиндустрии – использование отходов производства).

в) К мерам нерадикального характера, которые снижают опасность загрязнения, относятся:

Замена вредных веществ в производстве безвредными или менее вредными (перевод котельных со сжигания твердого топлива и мазута на газ, замена бензина в двигателях внутреннего сгорания на водород и другие соединения);

Предварительная обработка топлива или сырья с целью снижения содержания вредных примесей;

Использование мокрых технологических процессов переработки пылящих материалов взамен сухих;

Герметизация технологического оборудования, аппаратуры;

Использование гидро- и пневмотранспорта при транспортировке пылящих материалов;

Замена прерывистых процессов непрерывными (непрерывность процесса исключает залповые выбросы загрязнений).

3. Санитарно-технические

Целью санитарно-технических мероприятий является извлечение или нейтрализация компонентов выбросов, находящихся в газообразной, жидкой или твердой форме, от организованных стационарных источников. Для этого используются различные газопылеулавливающие установки.

Виды газопылеулавливающих установок:

а) для удаления взвешенных частиц;

б) для удаления газообразных и парообразных веществ.

а) К сооружениям для удаления взвешенных веществ относятся:

Пылеосадительные камеры, пылеуловители, циклоны, мультициклоны для удаления крупной пыли. Частицы пыли удаляются с помощью механической силы;

Фильтры, которые задерживают пыль при пропускании через тот или иной фильтрующий материал (тканевые, волокнистые, зернистые). Особенностью электрофильтров является то, что задержка пыли происходит под действием электростатических сил. Особенно эффективны электрофильтры при улавливании мелкодисперсной пыли.

Аппараты мокрой очистки (скрубберы, мокрые пылеуловители). Частицы пыли отделяются от газа с помощью промывки той или иной жидкостью, преимущественно водой.

б) Для очистки промышленных выбросов в атмосферу от газовых компонентов используются абсорбция жидкостью и твердым веществом, каталитическое превращение вредных газообразных компонентов выброса в безвредные соединения. Выбор метода зависит от особенностей технологии.