Шпаргалка по "Экологии"

Как известно, в атмосфере Земли  происходит самоочищение от материальных загрязнений за счет их конденсации, растворения, окисления, разложения и т.п., но это самоочищение не беспредельно.

Локальные загрязнения (как аэрозольные, так и газовые) в период температурных  инверсий (см. подраздел 5.1.6) вызывают смоги двух видов.

Экономический ущерб от загрязнений  атмосферы может достигать значительных сумм. Так, в США он ежегодно составляет 16 млрд. долларов или 80 долларов на одного жителя. При этом из-за заболеваемости и смертности людей ущерб достигает 6 млрд. долларов, а из-за коррозии и разрушения металлов, гибели растений и снижения урожайности в сельском хозяйстве - 4,9 млрд. долларов в год. По РФ такой статистики пока нет.

34. Нормирование загрязнений атмосферы.

 

В  России  и странах СНГ  установлены нормативы 3В в атмосферном воздухе гигиенического и технического назначения.

При гигиеническом  нормировании  исходят из трех основных принципов вредности атмосферных загрязнений,  сформулированных в 1949 г.  проф.  В. А.  Рязановым. Ими являются: 1) допустимая: может быть признано только такое содержание любого 3В в атмосферном воздухе,  которое  не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не снижает его работоспособности, не  влияет  на самочувствие и настроение;  2) привыкание к вредным веществам должно рассматриваться как неблагоприятный момент и доказательство недопустимости изучаемого уровня содержания: 3) недопустимо такое содержание вредных веществ, которое неблагоприятно влияет на растительность, климат местности, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни  населения. С  учетом этих принципов действующими нормативно-техническим документами  (НТД)  по ОП (см.  раздел 7) установлены ПДК 3В в атмосферном воздухе населенных мест. Они являются гигиеническим нормативом для человека и ОПС.

ПДК - это максимальная масса 3В в единице объема (мг/м³), отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии  или на протяжении всей жизни человека не оказывает ни на него,  ни на ОС в целом  вредного  действия (включая отдаленные  последствия).  Если вещество оказывает на ОС вредное действие в меньших концентрациях,  чем на  организм человека, то при нормировании исходят из порога действия этого вещества на ОС,

ПДК являются  едиными  для РФ и стран СНГ.

 

По степени опасного действия 3В  на организм человека  они делятся  на 4 класса: 1 - чрезвычайно опасные; 2 - высоко опасные; 3 - умеренно опасные;  4 - мало опасные.  Чем опаснее ЗВ, тем сложнее, масштабнее и значимее усилия  по защите атмосферы и тем ниже его ПДК в атмосферном воздухе. Для каждого 3В установлены два гигиенических норматива:  максимально разовая (МР) и среднесуточная (СрС) ПДК (табл. 5.1).

 

Таблица 5.1. ПДК некоторых 3В в атмосферном воздухе населенных мест

 

МP ПДК устанавливаются для предупреждения рефлекторных реакций человека (ощущения неприятных запахов, чихания, аллергических состояний, изменения световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном воздействии (до 20 мин) атмосферных загрязнений.

Для обеспечения   чистоты   атмосферного   воздуха   ГОСТ 17.2.3.02-78 устанавливает предельно допустимые выбросы (ПДВ) 3В. ПДВ является техническим нормативом для того или иного ИЗА, ПДВ - эта масса i-вещества в отходящих газах, максимально допустимая к выбросу в атмосферу в единицу времени. Он устанавливается для каждого ИЗА и вредного вещества в нем из следующего условия. Выбросы того или иного вредного вещества  данного ИЗА и от совокупности источников города или другого населенного пункта, с учетом перспективы развития промпредприятия и рассеивания 3В в атмосфере, не создадут приземную концентрацию , превышающую их ПДК для населения, флоры и фауны.

Основными критериями качества атмосферного воздуха при установлении ПДВ являются ПДК, т.е. гигиенический норматив. При этом требуется выполнение соотношения

 при     ,       (5.2)

где - расчетная концентрация 3В от данного ИЗА, мг/м³;

- фоновая концентрация от  других ИЗА того же 3В при  времени осреднения 20 мин, мг/м³.

 

35. Контроль за чистотой атмосферы.

 

На территории РФ осуществляется государственный контроль за чистотой атмосферы в рамках ЕГСЭМ (детально см. выше подраздел 4.3).

Согласно ГОСТ 17.2.3.01-86 и РД 52.04.186-89 кроме стационарных постов наблюдения, могут быть посты маршрутные и передвижные (подфакельные). Они размещаются только в населенных пунктах, кроме территорий промпредприятий. Их число устанавливается в зависимости от местных условий (численности населения, рельефа местности и т.д.). Так, в зависимости от численности жителей города, минимальное количество стационарных постов должно быть: до 50 тыс.чел. - 1 пост; до 100 тыс.чел, - 2; 200...500 тыс.чел. - 3...5; 0,5..,1 млн. чел. - 5...10 и более 2 млн. чел. - 15...20 (г. Москва имеет 23 таких поста, г, Санкт-Петербург - 12, а г. Тверь - 5). Они расположены в кварталах жилой застройки, районах с наибольшим скоплением примесей вблизи автомагистрали и на расстояниях 10...40 высот труб, выбрасывающих 3В. На постах осуществляются непрерывные наблюдения и регистрация содержания 3В по классам приоритетности, регулярный отбор проб воздуха для последующих анализов.

Согласно Правилам контроля качества воздуха в насаленных пунктах (см. ГОСТ 17,2.3.01-86) наблюдения на стационарных постах ведутся по 4 программам: полная (П), неполная (HП), сокращенная (СС) и суточная (С). Так, программа П предназначена для получения информации о разовых и СрС концентрациях. Она выполняется ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее 4 раз с обязательным отбором в 1, 7, 13, и 19 ч по местному времени. Программу НП разрешается проводить ежедневно в 7, 13 и 19 ч местного времени для получения информации только о разовых концентрациях. Программа СС также проводится дли получения информации о разовых концентрациях ежедневно в сроки 7 и 13 местного времени. Программа С предназначена для получения информации о СрС концентрациях путем непрерывного суточного отбора. При реализации этих программ одновременно определяют метеорологические параметры: направление и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и под-стилающей поверхности.

Наряду с   госконтролем  за  чистотой  воздуха,  согласно ОНД-90 в РФ действует система контроля ИЗА,  т.е. определяется состав и количество 3В по источникам. Она функционирует на государственном, отраслевом и производственном уровнях. Госконтроль обеспечивают Госкомэкология РФ,  республиканские, краевые и областные комитеты ООС; отраслевой контроль осуществляют отраслевые организации, на которые возложены задачи по охране ОПС; производственный контроль - специализированные подразделения предприятия или центральные внутриведомственные службы.

При контроле чистоты атмосферы  в регионах и выбросов в атмосферу используют инструментальный, инструментально-лабораторный, индикаторный и расчетный методы, а также метод контроля выбросов по результатам анализа фактического загрязнения атмосферы.

Метод контроля выбросов по результатам  фактического загрязнения атмосферы основан на определении фактических уровней загрязненности воздуха выбросами предприятия за его пределами и последующем их сравнении с эталонными (с учетом направления и скорости ветра). Его применяют для контроля большого числа мелких ИЗА, в том числе неорганизованных и рассредоточенных на территории предприятия.

 

36.37Основные направления защита атмосферы. Рассеивание выбросов в атмосфере. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

 

В настоящее время для защиты атмосферы от материальных загрязнений широко применяют организационно-технические методы защиты и почти забывают о технологических методах. Последние радикально уменьшают загрязнения атмосферы , но для этого следует создавать экологически чистые технологии, топливо, производственные, энергетические и транспортные установки, а также безотходные производства.

Организационно-технические методы защиты атмосфер сокращают промвыбросы в атмосферу, но не так кардинально. Основными из них являются рассредоточение и локализация ИЗА, а также очистка выбросов этих источников.

Рассредоточение И3А осуществляется на стадии проектирования новых и реконструкции действующих территориальных производственных комплексов,  промпредприятий, цехов и крупных производственных установок,  а также новых и развития действующих городов и населенных пунктов.  При размещении производственных объектов исходят  из  обеспечения  соблюдения нормативов (ПДК, ОБУВ, ПДВ,  ВСВ) вредных воздействий на атмосферный воздух,  а при планировании  размещения  и  развития городов и населенных пунктов учитывают состояние,  прогноз изменения ближайшей зоны и задачи по охране атмосферного воздуха от 3В.  Поэтому строительство новых и реконструкция действующих объектов промышленного и гражданского назначения согласовываются с местным органом Госкомэкологии РФ.

Преимущества высоких труб для  рассеивания промвыбросов  в атмосфере  практически сводятся на нет при  расположении площадки жилой застройки выше площадки предприятия.

Санитарные правила по охране атмосферного  воздуха  населенных пунктов требуют отделять предприятия от жилой застройки санитарно-защитной зоной (СЗЗ).  Размеры СЗЗ устанавливаются в зависимости от  мощности  предприятия,  условий  осуществления технологического процесса, характера и количества выделяющих в ОПС вредных и пахнущих веществ,  создаваемого шума, вибраций и других энергетических загрязнений.

Территории СЗЗ следует благоустроить  и озеленить  газоустойчивыми породами деревьев и кустарников, что увеличит ее защитные свойства.  Со стороны селитебной зоны  полоса  древесно-кустарниковых насаждений должна быть шириной не менее 50 м, а при ширине СЗЗ до 100 м - не менее 20 м.

Локализации ИЗА применяют для изоляции и герметизации наиболее загрязняющих источников.  Для этого их заключают в боксы, камеры,  кожухи  и т.п.,  из которых затем ведут отсос ЗВ. Чаще всего этот метод применяется  в  местах  окраски  изделий распылением, на участках гальванизации, в пневмотранспорте, на виброгрохотах, дробилках,  конвейерах и т.д. Как изоляция, так и герметизация ИЗА-достаточно сложные и дорогостоящие инженер

ные решения, особенно на действующих  источниках. Эти недостатки можно частично  снизить,  если  методы изоляции и герметизации ИЗА решать в процессе изыскания  и  проектирования  техники  и технологии.

Очистка выбросов ИЗА и является  наиболее  распространенным атмосфероохранным методом  защиты ОПС.  Она представляет собой отделение от загрязненного воздуха пыли и газа. Часто их получают как вторичные отходы в чистом или концентрированном виде, токсичном, менее вредном или даже в безвредном состоянии.  Накопление этих  отходов  создает проблемы хранения и утилизации их в стране.  Поэтому следует еще решать вопрос  использования отходов в сопутствующих технологических процессах, а не создавать загрязнители другого качества - твердые отходы.

Все процессы  очистки  выбросов энергоемки и требуют соответствующих устройств для очистки от того или иного  загрязнителя. Современные  промвыбросы состоят на 90%  из газообразных веществ и на 10% - из аэрозолей. Они подвергаются очистке вначале от пыли,  а затем от газов. В первом случае применяют пылеулавливающие устройства,  а во втором - довольно сложные газоулавливающие установки, в которых использованы соответствующие методы очистки (см. подраздел 5.1.7).

Для защиты  городской атмосферы от загрязнений автотранспорта также применяют градостроительные мероприятия, обеспечивающие снижение концентраций выхлопных газов в зоне пребывания человека. К ним относят:  1) специальные приемы  застройки и озеленения автомагистралей;  2)  размещение жилой застройки по принципу зонирования;  3) сооружение транспортных развязок  на разных уровнях   (эстакад и подземных тоннелей),  магистралей-дублеров, кольцевых дорог и подземных автостоянок и  гаражей; 4)  внедрение АСУ  дорожным  движением в крупном городе, снижавшей до минимума  задержки  транспорта  на  перекрестках. Сейчас принцип зонирования реализуется так:  в первом эшелоне (от магистрали) размещается здания пониженной этажности, затем - дома  повышенной этажности и в глубине застройки - детские и лечебно-оздоровительные учреждения.  Тротуары, жилые, торговые и общественные  здания  изолируются от  проезжающей части улиц с напряженным движением многорядными (3-4 ряда и более)  древесно-кустарниковыми посадками.

Более конкретная реализация технологических  и организационно-технических методов  защиты  атмосферы  рассматривается в дисциплинах "Строительная экология", "Инженерная экология" и др.

На ТЭС, ТЭЦ, металлургических заводах, химических комбинатах и т.д. достаточно эффективным решением пока остается  рассеивание  нескольких очищенных выбросов  в атмосфере с помощью высоких вертикальных труб. Они имеют два назначения:  1) создание тяги для подачи  в топку в нужном  количестве и с должной скоростью воздуха;  2) отвод  продуктов горения из топки в верхние  слои  атмосферы. Благодаря непрерывному  турбулентному  движению  в  этих слоях вредные газы и твердые частицы уносятся далеко от источника их возникновения и рассеиваются. Так, труба высотой 100 м рассеивает мощные выбросы с мельчайшими частицами пыли в  окружности радиусом 20 км до концентрации, безвредной для человека; высотой 250 м - радиусом до 75 км.  Таким образом, в ближайшем окружении такой  трубы создается так называемая теневая зона,  в которую совсем  не попадают вредные и 3В.

На процесс рассеивания выбросов влияют состояние атмосферы, расположение ИЗА,  характер местности,  физические и химические свойства выбрасываемых 3В,  высота ИЗА, диаметр устья и т.п.

38. Средства очистки выбросов от пыли. 39. Методы очистки выбросов от газообразных веществ.

Для очистки выбросов от аэрозолей  применяют различные методы очистки, используемые в соответствующих ПУ. Последние классифицируют   по   принципу очистки на четыре следующие группы.

1. Сухие ПУ – циклоны, радиальные, вихревые, жалюзийные и ротационные ПУ, пылеосадительные камеры. В циклонах различных типов под действием центробежных сил частицы пыли движутся по их стенке и попадают в бункер, а газовый поток поворачивает на 180° и через выходную трубу попадает в атмосферу.

2. Мокрые ПУ - скрубберы и барботеры, но чаще их называют газопромыватели. В них чаще всего используется вода в качестве орошающей жидкости. В зависимости от поверхности контакта или по способу действия газопромыватели подразделяют на виды:

1) полые форсуночные; 2) насадочные с поперечным орошением;

3) с подвижной насадкой, в качестве которой используются шары, кольца и т.д.; 4) тарельчатые (с провальными тарелками или тарелками с переливом); 5) ударно-инерционного действия (ротоклоны); 6) центробежного действия (циклон с водяной пленкой) и 7) скоростные (скрубберы Вентури и эжекторные).

3. Электрофильтры сухого и мокрого типов с одной или двумя зонами. В них процесс очистки пылегазового потока основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче зарядов ионов частицам пыли и осаждении последних на осадительных электродах. При этом важное значение на процесс осаждения пыли на электродах играет электрическое сопротивление слоев пыли, особенно для пыли с удельным электрическим сопротивлением более Ом-м. Поэтому в реальных условиях снижают путем увлажнения пылегазовоздушного потока.