Начинающий эколог — выбросы зв в атмосферу

Основные разновидности загрязнений

Существует несколько классификаций выбросов вредных веществ в атмосферу. Так, они подразделяются на:

• организованные
• неорганизованные

В последнем случае вредные вещества попадают в воздух из так называемых неорганизованных и нерегламентированных источников, к которым относятся хранилища отходов и склады потенциально опасного сырья, места разгрузки и загрузки фур и товарных поездов, эстакады.

Организованная категория состоит из стационарных источников выбросов. И они по конструктивным особенностям подразделяются на:

• Низкие. Сюда относятся выделяющие газы и вредные соединения вместе с вентиляционным воздухом на невысоком уровне, часто рядом со зданиями, из которых вещества выводятся.
• Высокие. К высоким стационарным источникам выбросов загрязняющих веществ в атмосферу относятся трубы, через которые выхлопы практически сразу проникают атмосферные слои.
• Средние или промежуточные. Промежуточные загрязнители находятся не более чем на 15-20% выше так называемой зоны аэродинамической тени, создаваемой сооружениями.

За основу классификации может быть взята дисперсность, которая определяет проникающие способности компонентов и рассеивание выбросов в атмосфере. Этот показатель применяется для оценки загрязнителей, пребывающих в форме аэрозолей или пыли. Для последней используется разделение дисперсности на пять групп, а для аэрозольных жидкостей – на четыре категории. И чем мельче компоненты, тем более стремительными темпами они рассеиваются по воздушному бассейну.

Токсичность

Все вредные выбросы подразделяются и по токсичности, определяющей характер и степень воздействия на человеческий организм, животных и растений. Показатель определяется как величина, обратно пропорциональная дозе, которая может стать смертельной. По токсичности выделяют такие категории как:

• малотоксичные
• умеренно токсичные
• высокотоксичные
• смертельно опасные, контакты с которыми могут спровоцировать летальный исход

Нетоксичные выбросы в атмосферный воздух – это, прежде всего, различные инертные газы, которые при нормальных и стабильных условиях не оказывают воздействия, то есть остаются нейтральными. Но при изменении некоторых показателей среды, например, при повышении давления они могут действовать на человеческий мозг наркотически.

Существует и регламентированная отдельная классификация всех попадающих в воздушный бассейн токсичных соединений. Она характеризуется как предельно допустимая концентрация, и, исходя из данного показателя, выделяется четыре класса токсичности. Последний четвёртый – это малотоксичные выбросы вредных веществ. К первому же классу относятся крайне опасные вещества, контакты с которыми представляют собой серьёзную угрозу для здоровья и жизни.

Электронная библиотека

Безопасность жизнедеятельности в техносфере / Источники загрязнения среды обитания / 4. естественные и антропогенные источники загрязнения среды обитания

Регионы техносферы и природные зоны, примыкающие к очагам техносферы, постоянно подвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями.

Наиболее благоприятен для дыхания атмосферный воздух, содержащий (% по объему) азота – 78,08, кислорода – 20,95, инертных газов – 0,93, углекислого газа – 0,03, прочих газов – 0,01.

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят:

— пыль (растительного, вулканического, космического происхождения);

— туман;

— дым и газы от лесных и степных пожаров;

— газы вулканического происхождения;

— различные продукты растительного, животного происхождения и др.

Естественные источники загрязнения бывают двух видов:

1. распределенные, например, выпадение космической пыли;

2. локальные, например, лесные и степные пожары, извержения вулканов.

К основным загрязняющим веществам, содержащимся в воздушной среде практически всех городов, относятся взвешенные вещества, диоксиды азота и серы, оксид углерода, фенол.

Основным источником загрязнения атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации является автотранспорт, использующий свинец, содержащий бензин.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются взвешенные вещества (пыль, сажа), оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, углеводороды. Основные источники примесей атмосферы и их ежегодные выбросы приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Источники выбросов вредных веществ в атмосферу

Продолжение табл.

4.1

Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

Кроме приведенных выше веществ и пыли в атмосферу выбрасываются и другие более токсичные вещества. Так, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество увеличивается. Количество некоторых вредных веществ, поступающих в атмосферу, приведено в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Ежегодное количество примесей, поступающих в атмосферу Земли

Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Фоновым загрязнением атмосферного воздуха

называется загрязнение без учета выбросов рассматриваемого предприятия. Поэтому при изучении загрязнения атмосферного воздуха каким-либо предприятием нужно учитывать фоновое загрязнение по каждому ингредиенту.

Каждой отрасли промышленности присущ характерный состав и масса веществ, поступающих в атмосферу. Это определяется, прежде всего, составом веществ, применяемых в технологических процессах, и экологическим совершенством последних. В настоящее время экологические показатели теплоэнергетики, металлургии, нефтехимического производства и ряда других производств изучены достаточно подробно. Меньше исследованы показатели машиностроения и приборостроения, их отличительными особенностями являются: широкая сеть производств, приближенность к жилым зонам, значительная гамма выбрасываемых веществ, среди которых могут содержаться вещества 1 и 2-го класса опасности, такие, как пары ртути, соединения свинца и т. п.

Основные источники загрязнения атмосферы

Определение 1 Атмосфера – это газовая оболочка, которая окружает Землю.

Атмосфера появилась в результате двух процессов. Первый из них –испарение космических тел при их падении на Землю, а второй – извержения вулканов на протяжении миллионов лет (дегазация земной мантии). В наши дни атмосфера состоит из азота (более 75%), кислорода (более 23 %), аргона (1,3%), углекислого газа (0,05 %), а также водорода, ксенона, криптона, неона, метана и гелия.

Все источники загрязнения атмосферы принято делить на природные (извержения вулканов, продукты животной и растительной жизнедеятельности, лесные пожары и песчаные бури) и антропогенные (созданные человеком).

Готовые работы на аналогичную тему

• Курсовая работа Загрязнение атмосферы, основные источники и загрязнители 400 руб.
• Реферат Загрязнение атмосферы, основные источники и загрязнители 280 руб.
• Контрольная работа Загрязнение атмосферы, основные источники и загрязнители 200 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Основным природным источником загрязнения атмосферы является процесс вулканической деятельности. Извержения вулканов становятся причинами глобального загрязнения атмосферы и других слоев биосферы. Процесс загрязнения атмосферы из-за извержения вулканов имеет следующий вид: в атмосферу выбрасывается огромное количество вредных газов и частиц, которые разносятся по всему Земному шару воздушными потоками. Продолжительность такого загрязнения может достигать несколько десятков лет.

К антропогенным источникам загрязнения можно отнести:

• вентиляционные выбросы на подземных месторождениях полезных ископаемых (шахты);
• выбросы промышленных предприятий;
• сжигание топлива в факельных печах;
• сжигание топлива в двигателях транспортных средств;
• загрязнение взвешенными частицами (сжигание мусора на заводах);
• производственная деятельность;
• сжигание горючих полезных ископаемых (нефть, уголь);
• работа теплоэнергостанций.

Из всех перечисленных антропогенных источников загрязнения атмосферы самым главным является загрязнения в результате сгорания горючих веществах в двигателях автотранспорта. Объем такого загрязнения может достигать 50 процентов от общего объема. Также мощными источниками загрязнения атмосферы являются испытания ядерного оружия и катастрофы на атомных электростанциях. Такое загрязнение состоит в быстром разносе воздушными потоками на большие расстояние радионуклидов.

Появились вопросы по этой теме? Задай вопрос преподавателю и получи ответ через 15 минут! Задать вопрос

Загрязнение атмосферы оказывает негативное влияние на человека и составляющие биосферы. Загрязненная атмосфера может стать причинами таких заболеваний человека как: рак кожи, горла легких, разнообразные аллергические и респираторные болезни, а также причиной физиологических дефектов у новорожденных. Учеными давно выявлена тесная связь между состоянием атмосферы и здоровьем людей.

Загрязнение атмосферы также оказывает негативное влияние на гидросферу (водная оболочка Земли). В основном подземные поверхностные воды питаются атмосферными осадками, поэтому их химический состав сильно зависит от химического состава атмосферы.

Негативному воздействию атмосферы также подвергнута почва. Связано это с выпадением атмосферных осадков, которые сильно отличаются по химическом составу от нормы. Такие осадки приводят к вымыванию кальция гумуса и кальция, а также нарушают процесс фотосинтеза, из-за чего гибнет большое количество растительности.

https://youtube.com/watch?v=TNOIBPbfPVM

Порядок получения разрешения на выброс ЗВ

• Подготовка формы заявления;
• Подготовка необходимой документации;
• Оплата государственной пошлины;
• Подача документов в уполномоченный орган;
• Получение разрешения или мотивированного отказа.

Сроки рассмотрения заявки варьируются в пределах 30 рабочих дней для новых разрешений, в течение 10 рабочих дней – после реорганизации.

Кто подает заявку

Разработкой нормативов ПДВ и ВСВ, утверждением плана снижения выбросов вредных веществ в атмосферный воздух и подачей заявки на выдачу разрешения на выбросы занимаются штатные экологи компании или привлеченная специализированная организация.

Предприятие ЭкоЦентрПроект берет на себя полное сопровождение проекта от составления заявки до согласования документа в надзорных органах. В случае мотивированного отказа недочеты, найденные представителями уполномоченных органов, исправляются в штатном порядке без доплаты.

Для того чтобы получить разрешение на выброс в Москве, оставьте заявку в поле обратной связи, и мы произведем расчет стоимости исходя из имеющегося у вас пакета документов.

Способы решения экологической проблемы

Современные ученые всерьез озабочены состоянием засорения атмосферы. Расшатанное после периода индустриализации здоровье окружающей среды грозит гибелью планеты, исчезновением растений, животных, человечества. Пути решения загрязнения атмосферы обсуждаются на протяжении шестидесяти лет и заставляют людей задумываться об экологии.

Руководство борьбой за очистку воздуха возложено на правительства стран всего мира. В 1992 году представители входящих в ООН государств подписали Конвенцию об изменении климата. Документ призывает к заботе о снижении вредных элементов в составе атмосферы, уменьшении последствий парникового эффекта. Введение в развитых странах экологического законодательства, строительство и применение сооружений очистки воздуха свидетельствует о движении человечества к решению проблемы засорения атмосферы.

Распространение автомобилей, работающих на природном газе, биодизеле, жидком водороде, уменьшает число выбросов вредных веществ, нормализации экологической обстановки в мире. Альтернативой бензину выступает топливо из водорослей, отходов жизнедеятельности, солнечных батарей, сжатого воздуха.

Влияние промышленных предприятий на состояние окружающей среды нейтрализуется путем внедрения очистных сооружений. Получило распространение установление механизмов пылеулавливания. Эти устройства уменьшают количество токсичных веществ в промышленных выбросах, делают работу фабрик безопаснее для атмосферы. Загрязнение воздуха в отдельных случаях предотвращают методом рассеивания ядовитых элементов. Дымовые трубы предприятий делаются высокими для обтекания воздуха вокруг строения, разбавления примесей.

Очищению окружающей среды содействуют растения. Зеленые насаждения перерабатывают вредные вещества в кислород, помогают избавлению атмосферы от мелких частиц пыли, остатков тяжелых металлов. Обустройство парков, высадка деревьев в городской среде помогает жителям дышать свежим воздухом.

Исследования ученых-экологов направлены на возможность поглощения вредных веществ, которые выделяют источники загрязнения. На архитектурном конкурсе Evolo Алексей Умаров выступил с концепцией «Гипер-Фильтра» — очистным оборудованием для небоскребов. Идея Умарова заключается в установке посреди зданий большого количества трубок для удаления грязи из воздуха и применении отходов в химической промышленности.

Ученый Луиджи Кассар разработал инновационный состав бетона, поглощающего смог. Фотокатализатор извлекает из атмосферы опасные частицы, перерабатывает их и самостоятельно очищается дождевой водой. В 1996 году технологию Кассара использовали в возведении римской Юбилейной церкви.

Применение в промышленном производстве очистных сооружений, переход на экологичное топливо, стимулирование поиска путей решения проблемы загрязнения и широкое использование изобретений ученых приведут к оздоровлению окружающей среды. Пренебрежение природой приближает гибель человечества, уничтожение облика планеты.

Как определяют степень загрязненности воздуха

Чтобы определить качество воздуха, следует учитывать не только концентрацию токсичных веществ в атмосфере, но и промежуток между их выбросом и негативным воздействием. Уровень загрязнения устанавливают по следующим критериям:

1. Наибольшая повторяемость (НП). Частота превышения разрешенной концентрации в течение месяца или года.
2. Стандартный индекс (СИ). Величина является результатом отношения измеренной концентрации загрязняющего материала на максимально допустимую концентрацию примесей. Данные параметры определяют во время выброса загрязняющих веществ в атмосферу.
3. Индекс загрязненности атмосферы (ИЗА). Комплексный показатель, для расчета которого потребуется определить коэффициент токсичности загрязнителя и его среднюю концентрацию за сутки и за год.

Низкий уровень засорения – СИ менее 1, показатель ИЗА входит в промежуток между 0 и 4, НП не более 10%. Данным стандартам на территории России соответствуют: Сочи и Кострома.

Высокая степенью загрязнения фиксируется в Чите, Новороссийске и Магнитогорске, где СИ варьируется от 5 до 10, НП достигает 50%, ИЗА составляет 7-13 единиц.

Города и страны мира с самым грязным воздухом

Экологические проблемы атмосферы сосредоточены над крупными городами и странами с развитой инфраструктурой. В 2016 году в рейтинге наиболее загрязненных мегаполисов Всемирная организация здравоохранения лидером списка стал Заболь. Город в юго-восточной части Ирана постоянно подвергается засорению песчаными бурями в течение 4 месяцев ежегодно. На 2 и 3 месте располагаются города Индии Гвалиор и Праяг.

4 место занимаетЭр-Рияду – столица Саудовской Аравии. В конце пятерки лидеров находится Эль-Джубайль на берегу Персидского залива как наиболее крупный нефтедобывающий и промышленный центр.

Если вернутся в мировой масштаб, по уровню загрязнения воздуха выделяют следующие страны:

1. Китай. Уровень атмосферного загрязнения превышает показатели нормы более, чем в 50 раз.
2. Индия. Большое количество людей, автомобилей, заводов и других источников выброса токсичных соединений.
3. Южно-Африканская республика. Тяжелая промышленность является главным источником загрязнения.
4. Мексика. Над городами плотно нависает смог.
5. Япония. Несмотря на озеленение и использование технологий для очищения окружающей среды, после радиационного взрыва остались последствия в виде регулярных кислотных осадков и смога.
6. Индонезия. Ядовитые выбросы промышленных предприятий чередуются с рядом лесных пожаров.
7. Ливия. Причиной засорения воздуха являются предприятия по добыче и переработке нефти.

Причины загрязнения атмосферного воздуха

В основном на качество воздушной массы влияет увеличение концентрации химических, физических и биологических компонентов, нехарактерных для естественного природного газообмена. Эти процессы происходили и продолжают происходить естественным образом, однако в последние годы участие человека в загрязнении воздуха заметно выросло.

Химический состав атмосферы

Другими словами причины, способствующие загрязнению атмосферы Земли, можно разделить на два вида:

• естественные;
• искусственные (антропогенные).

На протяжении миллиардов лет земная атмосфера находилась под влиянием активной геологической деятельности нашей планеты. Вулканы постоянно выбрасывали в атмосферу миллионы тонн вредных и ядовитых примесей. В истории Земли немало трагических моментов, когда масштабные извержения приводили к катастрофическим последствиям. Тучи ядовитого пепла попадали в верхние слои атмосферы, загрязненный воздух становился препятствием солнечному излучению. В результате жаркий и влажный климат сменялся резким похолоданием, которое заканчивалось массовыми вымираниями одних видов и появлением других. Вулканическая деятельность носит характер теплового загрязнения атмосферы, в результате чего происходит значительное нарушение температурного баланса на поверхности планеты.

Извержение вулкана

Вместе с вулканами к естественным источникам загрязнения воздуха можно смело причислить лесные пожары, песчаные бури, естественную эрозию почвы. Наконец, на химический состав воздушной массы влияет многовековое разложение органических веществ, накопившихся в верхних слоях земной поверхности. Источником загрязнения являются лесные пожары, полыхающие во все времена на обширных территориях, которые наполняют воздух угарным газом и огромным количеством гари и пепла. Песчаные бури способствуют перемешиванию нижнего воздушного слоя с миллионами тоннами песка и пыли, уменьшая влажность воздуха и делая его непригодным для дыхания.

Песчаные бури

Несмотря на это, природа сама приспособилась бороться с подобными негативными явлениями, сохраняя в атмосфере необходимый баланс компонентов. Что касается человеческого фактора, то здесь на арену выходит искусственно созданные факторы загрязнения земной воздушной оболочки. Для этой категории факторов загрязнения характерно наличие антропогенных источников. К ним в первую очередь относятся промышленные выбросы, транспортная инфраструктура, экстенсивное сельское хозяйство, бытовые отходы. Эти источники наиболее опасны для нашего воздуха, так как природа не всегда в состоянии быстро справиться с негативными последствиями. Загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу из антропогенных источников, делятся в свою очередь на три типа:

• твердые;
• газообразные;
• полужидкого состояния.

Газообразные примеси

Оксиды азота

Массовым видом выбросов предприятий по переработке УВС являются оксиды азота. Диоксид азота и его фотохимические производные оказывают воздействие не только на органы дыхания, но и на органы зрения. При малых дозах характерны аллергии и раздражения, при больших — бронхиты и трахеиты. Начиная с 0,15 мг/м3, при длительных воздействиях наблюдается увеличение частоты нарушений дыхательных функций и заболеваний бронхитом.

Диоксид азота является токсичным, а на солнечном свету конвертирует в оксид с выделением озона, участвующего в образовании фотохимического смога. Одновременные выбросы оксидов азота и серы обусловливают выпадение кислотных дождей. Ежегодно в промышленно развитых странах в воздушный бассейн выбрасывается до 50 млн. т. оксидов азота, что превышает их естественный фон в воздухе населенных пунктов.

Основными источниками выбросов оксидов азота являются: технологические печи (72,6%), газомоторные компрессоры (14%), факельные стояки (5,4%).

Образование NOх связано с окислением азота воздуха и азотсодержащих компонентов самого топлива (M). В настоящее время существуют три основных механизма образования NO.

Образование «воздушного» NO происходит за фронтом пламени в зоне высоких температур по цепному механизму, кинетика которого описывается уравнениями:

В общем виде реакция образования NO представлена уравнением:

О2+ N2+2NO— 180 кДж/моль. (5)

Определяющей в образовании NО считается реакция (2), скорость которой зависит от концентрации атомарного кислорода, в свою очередь зависящей от максимальной температуры в зоне горения.

Образование NО из топлива происходит в два этапа:

• газификация капель мазута с выделением азотсодержащих органических соединений в виде паров и газов;
• реакции окисления паров и газов с образованием NО.

Изучено влияние азотсодержащих добавок к метану, на основании чего предложен механизм образования NО по схеме:

Эти реакции обладают рядом особенностей, из которых наиболее существенны следующие:

• скорость образования NO из азота топлива больше, чем из воздуха;
• образование топливного оксида азота происходит в основном в начальной зоне факела;
• конверсия азота топлива в NO увеличивается с повышением коэффициента избытка воздуха, а кислород является определяющим фактором в образовании топливного оксида азота.

Термин «быстрый» NO появился в последнее время из-за мгновенного образования в пламени большого количества оксида азота. В общем смысле «быстрым» NO называется оксид азота, образующийся в пламени по механизму, отличному от схем образования «воздушного» и «топливного» NO через промежуточные продукты сгорания группы CN по реакциям:

Данные реакции протекают с большой скоростью даже при температурах, когда образование «воздушного» NO практически не происходит. Реакции (8) и (9) характеризуются относительно слабой зависимостью от температуры.

Таким образом, изучение и анализ условий образования «воздушных», «топливных» и «быстрых» оксидов азота и механизмов их образования позволяет наметить методы их подавления непосредственно в топках трубчатых печей.