На каждом предприятии и для каждого территориально-промышленного комплекса разрабатывается план мероприятий по охране атмосферного воздуха, который включает в себя мероприятия, обоснованные экологически и технико-экономически, которые являются составной частью комплексного плана мероприятий по охране и рациональному использованию природных ресурсов на предприятии или территориальном-промышленном комплексе, а также общие мероприятия по охране воздушного бассейна.
Технологические мероприятия
Технологические мероприятия включают в себя:
Замена местных котельных на централизованное тепло от крупных ТЭЦ и ТЭС;
Предварительная очистка сырья и топлива от вредных примесей;
Использование трубопроводов, гидро-, и пневмотранспорта для пылящих материалов;
Использование безопасных технологических процессов на основе внедрения принципиально новых технологий и оборудования;
Замену топлива: предпочтительней топливо с меньшим количеством продуктов сгорания (вместо угля и мазута - природный газ).
Одним из наиболее перспективных направлений газоочистки является применение системы каталитического дожигания для очистки паров растворителей красок, содержащих органические и не окисленные вещества: эфиры, углеводороды, толуол и др.
Большое значение имеют и профилактические мероприятия, заключающиеся, в основном, в улучшении условий сжиганий топлива, в совершенствовании конструкции фильтров и другого газо- и пылеулавливающего оборудования, в герметизации технологических линий и т.д.
Существуют различные методы очистки выбросов твердых, жидких и газообразных примесей. На основе этих методов разработано значительное количество устройств, установок и аппаратов, при комплексном использовании которых может быть достигнута высокоэффективная очистка пылегазовых выбросов до 99,99%.
Изучив выше перечисленные методы, предлагаю на данном предприятии использовать предварительную очистку сырья и топлива от вредных примесей в частности снижение содержания серы в топливе, так как данное предприятие использует продукты переработки, которые содержат серу, а предварительная очистка сырья и топлива увеличит высокую эффективность работы оборудования.
Также предлагаю руководству предприятия рассмотреть метод замены топлива: предпочтительней топливо с меньшим количеством продуктов сгорания (вместо угля и мазута - природный газ). Однако этот метод будет финансово-экономически невыгодным, так как импорт газа с соседних стран довольно дорогостоящий.
Одним из дешевых методов очистки в технологических методах, является профилактические мероприятия, заключающиеся в улучшении условий сжиганий топлива.
2.2. Инженерно-организационные мероприятия
В том случае, когда существующие методы очистки не обеспечивают санитарных норм, прибегают к инженерно-организационным мероприятиям. Основные виды инженерно-организационных мероприятий состоят в следующем:
Снижение интенсивности и организации движения автотранспорта. Для этого ведется строительство объездных и окружных дорог вокруг городов и населенных пунктов, устройство развязок пересечений дорог на разных уровнях.
На данном предприятии для уменьшения загрязнения автотранспортом предлагаю: прокладывать дороги в выемках; вокруг дорог создавать зеленые «волны»; располагать трассы на разных уровнях.
Увеличение высоты дымовых труб. Чем выше труба, тем лучше рассевание пылегазовых выбросов в атмосфере. Следует заметить, что при выбросах через высокие дымовые трубы повышается общее фоновое загрязнение воздуха. С увеличением высоты трубы резко возрастает ее стоимость, поэтому на практике не рекомендуется строительство труб более 150м.
Специальными исследованиями установлено, что концентрация веществ в выбросах зависит от высоты трубы и выражается следующей формулой:
Если дымовая труба высотой 100 м позволяет рассеивать вредные вещества в радиусе 20 км, то труба высотой 250 м увеличивает радиус рассевания до 75км. Рассматривая данное предприятие, можно сделать вывод, что трубы высотой от 32 м до 58 м, расположенные на промплощадке имеют не большой радиус распространения вредных веществ.
На данном предприятии трубы изготовлены из металла и кирпича.
Нужно отметить, что данные строительные материалы имеют свойства коррозии, если металл железо; и свойство разрушаться (кирпич). Эти факторы невыгодны предприятию, прежде всего по экономическим соображениям, так как поддержка исправности и нормального функционирования труб являются неотъемлемой частью производства продукции.
Повышение скорости движения газов в дымовой трубе. Это способствует увеличению начального подъема выбросов, улучшению условий их рассеивания. С другой стороны, при этом возрастает гидравлическое сопротивление дымовой трубы и соответственно удельные энерго -затраты на транспортировку газов.
Архитектурно-планировочные и санитарно-технические мероприятия
Архитектурно-планировочные и санитарно-технические мероприятия – это комплекс приемов, заключающих выбор площадки для строительства промышленного предприятия, взаимное расположения предприятия и жилых кварталов, взаимное расположение цехов предприятия, организация санитарно-защитных зон, устройства зеленых зон.
Промышленное предприятие должно быть установлено на ровном, возвышенном, хорошо проветриваемом месте, с подветренной стороной от жилых кварталов.
Рис. 1. Пример размещения промышленного объекта: а) разрез; б) план; 1-жилая застройка; 2- цеха предприятия; 3- точечный высокий источник; 4-линейные источники; 5-граница населенного пункта; 6-средняя роза ветров теплого периода года; 7-факелы выбросов загрязняющих веществ при направлении ветра в сторону застройки.
Цеха, которые выделяют наибольшее количество вредных загрязняющих веществ, следует располагать на краю производственной территории со стороны, противоположной жилому массиву. Промышленные предприятия должны быть отделены от жилых кварталов СЗЗ.
Важное место занимают методы фитомелиорации с использованием зеленых насаждений, облесение и задернение территорий, так как зеленые насаждения являются эффективными биофильтрами.
Озеленение территорий санитарно-защитной зоны и жилой застройки относятся к числу мероприятий, уменьшающих воздействия выбросов предприятий на природную окружающую среду и здоровье человека.
Например, хвоя с 1 га елового леса улавливает 32 т пыли, а листва букового леса - 68 т. На всех промышленных предприятиях, в городах и населенных пунктах создаются скверы, парки, сады, зоны отдыха.
В новых городах промышленные зоны должны быть отделены зелеными насаждениями санитарно-защитных зон от селитебных и рекреационных ландшафтов, для этого используются пылеустойчивые деревья и кустарники (вяз гладкий и др.), газопоглощающие (акация белая и др.), деревья обладающие фитонцидными свойствами (береза бородавчатая),а также бактерицидные (кедр, клен и др.)
Также для очистки выбросов от пыли применяются пылеулавливающие аппараты: пылеосадочные камеры, циклоны, матерчатые фильтры, мокрые скрубберы, электрофильтры. Выбор типа пылеуловителя обусловлен степенью запыленности воздуха, размерами частиц и требованиями к уровню очистки .
Таблица 2. Эффективность использование разных пылеулавливающих аппаратов
|
Эффективность |
Стоимость основного оборудования |
Расход энергии |
|
|
Батарейный циклон | |||
|
Пылеосадочная камера | |||
|
Орошаемый скруббер | |||
|
Матерчатый фильтр | |||
|
Электрофильтр |
Проанализировав выше перечисленные архитектурно-планировочные мероприятия, по очистке воздушного бассейна предлагаю приобрести «Матерчатый фильтр», который является одним из эффективных пылеулавливающих аппаратов (его эффективность составляет 15). Его работа заключается в следующем: запыленный воздух проходит через пористые материалы, осаждающие пыль. Однако сразу встает вопрос о стоимости аппарата и его большом расходе энергии.
В выше указанной таблице мы можем проанализировать и сравнить перечисленные аппараты по пылеулавливанию и сразу же увидеть преимущества и недостаток каждого из аппаратов.
В этих методах меня также заинтересовал метод связанный с фитомелиорацией с использованием зеленых насаждений, облесение и задернение территорий, так как зеленые насаждения являются эффективными биофильтрами которые достаточно хорошо улавливают и поглощают вредные загрязняющие и токсичные вещества. Для этого руководству предприятия необходимо знать точное количество зеленых насаждений (лиственных и хвойных) за пределами промплощадки, для снижения финансовых затрат на приобретение деревьев.
Неумолимая поступь научно-технического прогресса породила одну из сложнейших проблем - человек и окружающая его природная среда. Неизбежное вмешательство человека в ход естественных процессов сопряжено с нарушением сложившегося в природе равновесия, с развитием стихийно-разрушительных процессов (загрязнение атмосферы, истощение водных и лесных ресурсов и т.п.). Поэтому вопросам охраны и рационального использования природных ресурсов в современных условиях придается особое значение.
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. Атмосферный воздух - жизненно важный компонент окружающей природной среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений. (статья 1 Федерального закона №96-ФЗ от 04.05.1999 г. «Об охране атмосферного воздуха»).
В соответствии со статьей 4 Федерального закона «Об охране окружающей среды» атмосферный воздух относится к объектам охраны окружающей среды от загрязнения, истощения, деградации, порчи, уничтожения и иного негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности.
Архитектурно планировочные. Данные мере 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.
Необходима также капитальная реконструкция (а не косметический ремонт) дорожного покрытия, строительство современных транспортных развязок, выпрямление дорог, устройства звукозащитных барьеров и озеленение придорожной полосы.
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.
Не менее важной задачей является воспитание у Россиян экологического сознания. Отсутствие очистных сооружение конечно можно объяснять нехваткой денег (и в этом есть большая доля правды), но даже если деньги и есть их предпочитают потратить на что угодно, только не на экологию. Отсутствие элементарного экологического мышления особенно ощутимо сказывается в настоящее время. Пока в России не появится поколение с полноценно сформированным экологическим сознанием, не будет заметно существенного прогресса в осмысление и предупреждении экологических последствий деятельности человека.
В . Охрана атмосферного воздуха.
Атмосферный воздух занимает особое место среди других компонентов биосферы, значение его для всего живого на Земле трудно переоценить. Потребность человека в воздухе зависит от его состояния, условий работы и колеблется от 15 до 150 тыс. м 3 в сутки. Воздух используется в качестве исходного материала во многих промышленных процессах, поскольку служит окислителем в процессах горения. При этом воздух должен иметь определенный состав и любые отклонения от нормы опасны для здоровья. Химический состав чистого воздуха указан в таблице 1.
Из таблицы следует, что воздух состоит в основном из азота, кислорода и относительно меньшего количества аргона, диоксида углерода. Все остальные имеющиеся в воздухе газы содержатся в незначительных количествах.
Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя живые организмы озоновым слоем от жестких ультрафиолетовых лучей. Воздушная атмосфера обладает способностью к самоочищению, что происходит при перемешивании приземных слоев воздуха, при вымывании растворимых в воде веществ атмосферными осадками, а также путем осаждения загрязняющих веществ на поверхность земли.
Таблица 1.
Концентрация и общее количество газов в атмосфере воздуха
| Вещество | Концентрация в чистом сухом воздухе на уровне моря (% об.) | Общее Количество в атмосфере (10 9 т) |
| Азот (N 2) | 78,084 | 3 900 000 |
| Кислород (O 2) | 20,9476 | 1 200 000 |
| Аргон (Ar) | 0,934 | |
| Диоксид углерода(CO 2) | 346*10 -6 | |
| Неон (Ne) | 18,18*10 -6 | |
| Криптон (Kr) | 1,14*10 -6 | |
| Метан (CH 4) | 2,0*10 -6 | |
| Гелий (He) | 5,24*10 -6 | |
| Озон (O 3) летом | < 0,07*10 -6 | |
| Зимой | < 0,02*10 -6 | - |
| Ксенон (Xe) | 0,087*10 -6 | |
| Закись азота (N 2 O) | 0,5*10 -6 | |
| Монооксид углерода(CO) | < 1*10 -6 | 0,6 |
| Водород (H 2) | 0,5*10 -6 | 0,2 |
| Аммиак (NH 3) | < 1*10 -6 | 0,02 |
| Диоксид азота (NO 2) | < 0,02*10 -6 | 0,013 |
| Монооксид азота (NO) | < 0,002*10 -6 | 0,005 |
| Диоксид серы (SO 2) | < 1*10 -6 | 0,002 |
| Сероводород (H 2 S) |
Загрязнение атмосферного воздуха. В последнее время наблюдается существенное загрязнение атмосферного воздуха. Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на состояние экосистем. Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).
Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами: выветриванием горных пород, вулканической деятельностью, ветровой эрозией почвы, массовым цветением растений, дымом от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение атмосферы связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно стало значительно превосходить природное загрязнение атмосферного воздуха.
В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона). При региональном загрязнении в среду негативного воздействия вовлекаются значительные пространства. Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.
По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на:
1) газообразные (диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и т.д.)
2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.)
3) твердые (нерастворимые соли, многие соединения тяжелых металлов, высокомолекулярные органические вещества).
Главные загрязнители атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека – диоксид углерода, диоксид серы, монооксид углерода, оксид азота и твердые частицы. Помимо этих загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 200 наименований вредных веществ, среди которых – формальдегид, фтористый водород, соединения свинца ртути, кадмия, никеля, хрома, кобальта, аммиак, фенол, бензол, хлорорганические соединения.
В настоящее время наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха охватывает все большие города. В 2000 году в России сеть станций, наблюдающих за химическим составом и кислотностью осадков, состояла из 124 станций федерального уровня. Пробы анализируются на содержание 10-20 компонентов. Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществлялась в 484 пунктах. В пробах определяются ионы сульфатов, значения рН, а также бензапирена и соединения тяжелых металлов.
Основной задачей человечества в современный период является полное осознание важности экологических проблем, и кардинальное их решение в короткие сроки. Необходимо развивать новые методы получения энергии основанные не на деструктуризации веществ а на других процессах. Человечество как единое целое должно взяться за решение этих проблем, ведь если ничего не делать Земля скоро прекратит свое существование как планета пригодная для обитания живых организмов.
Заключение
Увеличение масштабов загрязнения атмосферы требуют быстрых и эффективных способов защиты её от загрязнения, а также способов предупреждения вредного воздействия загрязнителей воздуха. Атмосфера может содержать определённое количество загрязнителя без проявления вредного воздействия, т.к. происходит естественный процесс её очистки.
Первым шагом в установлении вредного воздействия, связанного с загрязнением воздуха, является разработка критерия качества воздуха, а также стандартов качества.
Стандарты качества определяют уровни качества воздуха и предельно допустимые выбросы (ПДВ), которые необходимо выдерживать для обеспечения безопасности жизни.
Контролирующие органы обязаны осуществлять количественный и качественный контроль.
Другим подходом к улучшению состояния атмосферы является требование применения передовых технологических процессов, замена вредных материалов безвредными, применение мокрых способов обработки сырья вместо сухих.
Один из главных источников загрязнения атмосферы углекислым газом - автомобильный транспорт. Есть несколько видов борьбы с этим видом загрязнений: техническое совершенствование двигателей, топливной аппаратуры, электронных систем подачи топлива; повышение качества топлива, снижение содержания токсичных веществ в выхлопных газах в результате применения дожигателей топлива, каталитических катализаторов; использование альтернативных видов топлива, например сжатого природного газа.
Кроме того, открыт способ утилизации углекислого газа с помощью новейших технологий. Диоксид углерода извлекают из дымовых газов. Операцию проводят высокоэкономичным методом газоразделения с помощью ионообменных мембран, при этом концентрацию углекислоты доводят до 98-99%. Очищенный диоксид углерода закачивают в хранилища (газгольдеры), откуда он поступает на дальнейшую переработку.
Введение новых технологий снизит накопление углекислого газа в атмосфере и поможет не только создать альтернативное сырье для синтеза многих органических соединений, основой для которых сегодня служит нефть, но и решить важные экологические проблемы.
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.
Способы очистки газовых выбросов в атмосферу
Абсорбционный способ очистки газов, осуществляемый в установках-абсорберах, наиболее прост и дает высокую степень очистки, однако требует громоздкого оборудования и очистки поглощающей жидкости. Основан на химических реакциях между газом, например, сернистым ангидридом, и поглощающей суспензией (щелочной раствор: известняк, аммиак, известь). При этом способе на поверхность твердого пористого тела (адсорбента) осаждаются газообразные вредные примеси. Последние могут быть извлечены с помощью десорбции при нагревании водяным паром.
Способ окисления горючих углеродистых вредных веществ в воздухе заключается в сжигании в пламени и образовании СО2 и воды, способ термического окисления - в подогреве и подаче в огневую горелку.
Каталитическое окисление с использованиемтвердых катализаторов заключается в том, что сернистый ангидрид проходит через катализатор в виде марганцевых составов или серной кислоты.
Для очистки газов методом катализа с использованием реакций восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация оксидов азота NOx достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.
Перспективен сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных веществ при температурах ниже температуры катализа.
Адсорбционно-окислительный способ также представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции малых количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.
В крупных городах для снижения вредного влияния загрязнения воздуха на человека применяют специальные градостроительные мероприятия: зональную застройку жилых массивов, когда близко к дороге располагают низкие здания, затем - высокие и под их защитой - детские и лечебные учреждения; транспортные развязки без пересечений, озеленение.
Охрана атмосферного воздуха
Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды.
Закон "О6 охране атмосферного воздуха" всесторонне охватывает проблему. Он обобщил требования, выработанные в предшествующие годы и оправдавшие себя на практике. Например, введение правил о запрещении ввода в действие любых производственных объектов (вновь созданных или реконструированных), если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных отрицательных воздействий на атмосферный воздух. Получили дальнейшее развитие правила о нормировании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
Государственным санитарным законодательством только для атмосферного воздуха были установлены ПДК для большинства химических веществ при изолированном действии и для их комбинаций.
Гигиенические нормативы - это государственное требование к руководителям предприятий. За их выполнением должны следить органы государственного санитарного надзора Министерства здравоохранения и Государственный комитет по экологии.
Большое значение для санитарной охраны атмосферного воздуха имеет выявление новых источников загрязнения воздушной среды, учет проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов, загрязняющих атмосферу, контроль за разработкой и реализацией генеральных планов городов, поселков и промышленных узлов в части размещения промышленных предприятий и санитарно-защитных зон.
В Законе "Об охране атмосферного воздуха" предусматриваются требования об установлении нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Такие нормативы устанавливаются для каждого стационарного источника загрязнения, для каждой модели транспортных и других передвижных средств и установок. Они определяются с таким расчетом, чтобы совокупные вредные выбросы от всех источников загрязнения в данной местности не превышали нормативов ПДК загрязняющих веществ в воздухе. Предельно допустимые выбросы устанавливаются только с учетом предельно допустимых концентраций.
Очень важны требования Закона, относящиеся к применению средств защиты растений, минеральных удобрений и других препаратов. Все законодательные меры составляют систему профилактического характера, направленную на предупреждение загрязнения воздушного бассейна.
Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но и ответственность за их нарушение. Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, обязывает их активно содействовать государственным органам в этих вопросах, так как только широкое участие общественности позволит реализовать положения этого закона. Так, в нем сказано, что государство придает большое значение сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха, его восстановлению и улучшению для обеспечения наилучших условий жизни людей - их труда, быта, отдыха и охраны здоровья.
Предприятия или их отдельные здания и сооружения, технологические процессы которых являются источником выделения в атмосферный воздух вредных и неприятно пахнущих веществ, отделяют от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может быть увеличена при необходимости и надлежащем обосновании не более чем в 3 раза в зависимости от следующих причин: а) эффективности предусмотренных или возможных для осуществления методов очистки выбросов в атмосферу; б) отсутствия способов очистки выбросов; в) размещения жилой застройки при необходимости с подветренной стороны по отношению к предприятию в зоне возможного загрязнения атмосферы; г) розы ветров и других неблагоприятных местных условий (например, частые штили и туманы); д) строительства новых, еще недостаточно изученных вредных в санитарном отношении производств.
Размеры санитарно-защитных зон для отдельных групп или комплексов крупных предприятий химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности, а также тепловых электрических станций с выбросами, создающими большие концентрации различных вредных веществ в атмосферном воздухе и оказывающими особо неблагоприятное влияние на здоровье и санитарно-гигиенические условия жизни населения, устанавливают в каждом конкретном случае по совместному решению Минздрава и Госстроя России.
Для повышения эффективности санитарно-защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую и травянистую растительность, снижающую концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и травы с учетом степени агрессивности и концентрации промышленных выбросов. Особо вредны для растительности выбросы предприятий химической промышленности (сернистый и серный ангидрид, сероводород, серная, азотная, фтористая и бромистая кислоты, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и цветной металлургии, угольной и теплоэнергетической промышленности.
Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта
Оценка автомобилей по токсичности выхлопов. Большое значение имеет повседневный контроль над автомашинами. Все автохозяйства обязаны следить за исправностью выпускаемых на линию машин. При хорошо работающем двигателе в выхлопных газах окиси углерода должно содержаться не более допустимой нормы.
Положением о Государственной автомобильной инспекции на нее возложен контроль за выполнением мероприятий по охране окружающей среды от вредного влияния автомототранспорта.
В принятом стандарте на токсичность предусмотрено дальнейшее ужесточение нормы, хотя они и сегодня в России жестче европейских: по окиси углерода--на 35%, по углеводородам--на 12%, по окислам азота--на 21%.
На заводах введены контроль и регулирование автомобилей по токсичности и дымности отработавших газов.
Системы управления городским транспортом. Разработаны новые системы регулирования уличного движения, которые сводят к минимуму возможность образования пробок, потому что, останавливаясь и потом набирая скорость, автомобиль выбрасывает в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении.
Построены автомагистрали в обход городов, которые приняли весь поток транзитного транспорта, который раньше нескончаемой лентой тянулся по городским улицам. Резко снизилась интенсивность движения, уменьшился шум, чище стал воздух.
В Москве создана автоматизированная система управления дорожным движением "Старт". Благодаря совершенным техническим средствам, математическим методам и вычислительной технике она позволяет оптимально управлять движением транспорта во всем городе и полностью освобождает человека от обязанностей непосредственного регулирования автомобильных потоков. "Старт" на 20--25% сократит задержки транспорта у перекрестков, на 8--10% уменьшит количество дорожно-транспортных происшествий, улучшит санитарное состояние городского воздуха, увеличит скорость сообщения общественного транспорта, снизит уровень шумов.
Перевод автотранспорта на дизельные двигатели. По мнению специалистов, перевод автотранспорта на дизельные двигатели уменьшит выброс в атмосферу вредных веществ. В выхлопе дизеля почти не содержится ядовитой окиси углерода, так как дизельное топливо сжигается в нем практически полностью. К тому же дизельное топливо свободно от тетраэтила свинца, присадки, которая используется для повышения октанового числа бензина, сжигаемого в современных карбюраторных двигателях с высокой степенью сжигания.
Дизель экономичнее карбюраторного двигателя на 20--30%. Более того, для производства 1 л дизельного топлива требуется в 2,5 раза меньше энергии, чем для производства того же количества бензина. Получается, таким образом, как бы двойная экономия энергоресурсов. Именно этим объясняется быстрый рост числа автомобилей, работающих на дизельном топливе.
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Создание автомобилей с учетом требований экологии--одна из серьезных задач, которые стоят сегодня перед конструкторами.
Совершенствование процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания, применение электронной системы зажигания приводит к уменьшению в выхлопе вредных веществ.
Нейтрализаторы. Большое внимание придается разработке устройства снижения токсичности--нейтрализаторов, которыми можно оснастить современные автомобили.
Способ каталитического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработавшие газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей.
Нейтрализатор крепят к выхлопной трубе, и газы, прошедшие через него, выбрасываются в атмосферу очищенными. Одновременно устройство может выполнять функции глушителя шума. Эффект от использования нейтрализаторов достигается внушительный: при оптимальном режиме выброс в атмосферу оксида углерода уменьшается на 70--80%, а углеводородов--на 50--70%.
Значительно улучшить состав выхлопных газов можно с помощью различных добавок к топливу. Ученые разработали присадку, которая снижает содержание сажи в выхлопных газах на 60--90% и канцерогенных веществ--на 40%.
В последнее время на нефтеперерабатывающих предприятиях страны широко внедряется процесс каталитического риформинга низкооктановых бензинов. В результате можно выпускать неэтилированные, малотоксичные бензины. Использование их снижает загрязненность атмосферного воздуха, увеличивает срок службы автомобильных двигателей, сокращает расход топлива.
Газ вместо бензина. Высокооктановое, стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик "ЗИЛ-130", переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньше, чем его бензиновый собрат.
При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание смеси. А это ведет к снижению токсичности отработавших газов, уменьшению нагарообразования и расхода масла, увеличению моторесурса. Кроме того, сжиженный газ дешевле бензина.
В чем заключается конкретность мер по сохранению озонового слоя над Землей?
Согласно международным соглашениям промышленно развитые страны полностью прекращают производство фреонов и тетрахлорида углерода, которые также разрушают озон, а развивающиеся страны - к 2010 г. Россия из-за тяжелого финансово-экономического положения попросила отсрочки на 3 - 4 года.
Вторым этапом должен стать запрет на производство метилбромидов и гидрофреонов. Уровень производства первых в промышленно развитых странах с 1996 г. заморожен, гидрофреоны полностью снимаются с производства к 2030 г. Однако развивающиеся страны до сих пор не взяли на себя обязательств по контролю над этими химическими субстанциями.
Восстановить озоновый слой над Антарктидой при помощи запуска специальных воздушных шаров с установками для производства озона надеется английская группа защитников окружающей среды, которая называется "Помогите озону". Один из авторов этого проекта заявил, что озонаторы, работающие от солнечных батарей, будут установлены на сотнях шаров, наполненных водородом или гелием.
Несколько лет назад была разработана технология замены фреона специально подготовленным пропаном. Ныне промышленность уже на треть сократила выпуск аэрозолей с использованием фреонов, В странах ЕЭС намечено полное прекращение использования фреонов на заводах бытовой химии и т.д.
