Атмосфера: использование и загрязнение

 Суммарный выброс токсичных  веществ в атмосферу самолетами  с ГТДУ непрерывно растет, что  обусловлено повышением расхода  топлива до 20...30 т/ч и неуклонным  ростом числа эксплуатируемых  самолетов. Отмечается влияние  ГТДУ на озоновый слой и  накопление углекислого газа  в атмосфере.

 Наибольшее влияние на условия  обитания выбросы ГГДУ оказывают  в аэропортах и зонах, примыкающих  к испытательным станциям. Сравнительные  данные о выбросах вредных  веществ в аэропортах подзывают,  что поступления от ГТДУ в  приземной слой атмосферы составляют, %: оксид углерода – 55, оксиды  азота – 77, углеводороды –  93 и аэрозоль – 97. Остальные  выбросы выделяют наземные транспортные  средства с ДВС.

При сгорании твердого топлива в ракетах из камеры сгорания выбрасываются пары воды, диоксид углерода, хлор, пары соляной кислоты, оксид углерода, оксид азота, а также твердые частицы Аl2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

 При старте ракетные двигатели  неблагоприятно воздействуют не  только на приземной слой атмосферы,  но и на космическое пространство, разрушая озоновый слой Земли.  Масштабы разрушения озонового  слоя определяются числом запусков  ракетных систем и интенсивностью  полетов сверхзвуковых самолетов. 

 В связи с развитием авиации  и ракетной техники, а также  интенсивным использованием авиационных  и ракетных двигателей в других  отраслях народного хозяйства  существенно возрос общий выброс  вредных примесей в атмосферу.  Однако на долю этих двигателей  приходится пока не более 5 % токсичных веществ, поступающих  в атмосферу от транспортных  средств всех типов.

Шумы

Шумы относятся к числу вредных  для человека загрязнений атмосферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности  воздействия. Наибольшее раздражение  вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.

Работа в условиях повышенного  шума на первых порах вызывает быструю  утомляемость, обостряет слух на высоких  частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое  постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При интенсивности  шума 145-140 дБ возникают вибрации в  мягких тканях носа и горла, а также  в костях черепа и зубах; если интенсивность  превышает 140 дБ, то начинает вибрировать  грудная клетка, мышцы рук и  ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ может  произойти разрыв барабанных перепонок.

Однако шум губительно действует  не только на слуховой аппарат, но и  на центральную нервную систему  человека, работу сердца, служит причиной многих других заболеваний. Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты и самолеты особенно сверхзвуковые.

На интенсивность шума и площадь  распространения существенное влияние  оказывают метеорологические условия: скорость ветра, распределение ее и  температуры воздуха по высоте, облака и осадки.

Особенно острый характер проблема шума приобрела в связи с эксплуатацией  сверхзвуковых самолетов. С ними связаны шумы, звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные  сверхзвуковые самолеты порождают  шумы, интенсивность которых значительно  превышает предельно допустимые нормы.

3. Меры защиты атмосферы.

Контроль загрязнения атмосферы  на территории России осуществляется почти в 350 городах. Система наблюдения включает 1200 станций и охватывает почти все города с населением более 100 тыс. жителей и города с  крупными промышленными предприятиями.

 Средства защиты атмосферы  должны ограничивать наличие  вредных веществ в воздухе  среды обитания человека на  уровне не выше ПДК.

Применяют очистку выбросов от вредных веществ в аппаратах очистки, установленных в выпускной системе. Наиболее распространены вентиляционные, технологические и транспортные выпускные системы.

Для соблюдения ПДК вредных веществ  в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических  и энергетических установок.

 Аппараты очистки вентиляционных  и технологических выбросов в  атмосферу делятся на: пылеуловители  (сухие, электрические, фильтры,  мокрые); туманоуловители (низкоскоростные  и высокоскоростные); аппараты для  улавливания паров и газов  (абсорбционные, хемосорбционные,  адсорбционные и нейтрализаторы); аппараты многоступенчатой очистки  (уловители пыли и газов, уловители  туманов и твердых примесей, многоступенчатые  пылеуловители). Их работа характеризуется  рядом параметров. Основными из  них являются активность очистки,  гидравлическое сопротивление и  потребляемая мощность.

Широкое применение для очистки  газов от частиц получили сухие пылеуловители  – циклоны различных типов.

 Электрическая очистка (электрофильтры) – один из наиболее совершенных  видов очистки газов от взвешенных  в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной  ионизации газа в зоне коронирующего  разряда, передаче заряда ионов  частицам примесей и осаждении  последних на осадительных и  коронирующих электродах. Для этого  применяют электрофильтры.

 Для высокоэффективной очистки  выбросов необходимо применять  аппараты многоступенчатой очистки.  В этом случае очищаемые газы  последовательно проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки.

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  использованием твердых 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.

4. Заключение

Во всех развитых странах приняты  законы об охране атмосферного воздуха. Они периодически пересматриваются с учетом новых требований к качеству воздуха и поступления новых  данных о токсичности и поведении  загрязняющих веществ в воздушном  бассейне. Борьба идет между сторонниками охраны окружающей среды и компаниями, экономически не заинтересованными в повышении качества воздуха. Федеральный закон РФ "Об охране атмосферного воздуха" принят 04.05.1999 г.

5. Литература
1. Данилов-Данильян В.И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» М.: МНЭПУ, 1997 г.
2. Протасов В.Ф. «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России», М.: Финансы и статистика, 1999 г.
3. Белов С.В. «Безопасность жизнедеятельности» М.: Высшая школа, 1999 г.
4. Данилов-Данильян В.И. «Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать?» М.: МНЭПУ, 1997 г.
5. Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва: Высшая школа, 1993.