Вопросы .
1) Общая характеристиказагрязнений атмосферы .
2) Загрязнение атмосферы прииспытании и эксплуатации энергитический установок .
3) Энергитические загрязнения.
4) Последствия промышленогозагрязнения окружающей среды .
5) Нормирование примесейатмосферы .
6) Методы контроля и приборыдля измерения концентрации пыле-и газообразных примесей в атмосфере .
7) Основные мероприятия позащите окружающей среды .
Общая характеристика загрязнений атмосферы .
Атмосфера всегда содержит определённое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников.К числу примесей,выделяемых естественными источниками, относят: пыль(ростительного, вулконического, космического происхождения, возникающая приэрозии почвы, частицы морской соли ); туман, дымы игазы от лесных и степных пожаров; газы вулканическогопроисхождения; различные продукты растительного,животного и микробиологического происхождения и др.
Естественные источники зарязнений бывают либо распределёнными,
например выподение космической пыли, либо кратковременнымистихийными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов и т.п.Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и малоизменяется с течением времени .
Более устойчивые зоны с повышеными концентрациямизагрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека.Антропогенной загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленостьюисточников. Если в начале 20 века в промышлености применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленое производство стало использовать около 50элементов, а в 70 –х годах – прозтически все элементы таблицы Менделеева. Этосущественно сказалось на составе промышленых выбросов и привело к качественноновому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редкихметаллов, синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися вприроде, радиоктивными, концерогенными, бактериологическими и другимивеществами.
Загрязнение атмосферы при испытании и эксплуатацииэнергетических установок .
Наибольшие загрязнения атмосферноо воздуха поступают отэнепгитических установок, работающоих на углеводородном топливе (бензин,керосин, дизельное топливо, мазут, уголь, природный газ и др.).Количество загрязненийопределяется составом, объёмом сжигаемого топлива и организацией процессасгорания.
Основными источниками загрязнения атмосферы являютсятранспортные средства с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и тепловыеэлектрические станции (ТЭС). Доля загрязнений отмосферы от газотурбинныхдвиготельных установок (ГТДУ) и ракетных двиготелей (РД) пока незночительнопоскольку их применение в городах и крупных промышленых центров ограниченно. Вместах активного использования ГТДУ и РД (аэродромы, испытательные станции,стартовые площадки ) загрязнения поступающие в атмосферу от этих источников,сапоставимый с загрязнениями от ДВС и ТЭС, обслуживающих эти объекты .
Основныекомпоненты вбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топливо в энорго установках, — не токсичные диоксидуглеродаСО2 и водяной пар Н2О.Однако кроме них в атмосверу выбрасываются и вредные вещества, такие, какоксид углерода, оксиды серы, азота, соединения свинца, сажа, углеводароды, в том числе концирогенный бенз(а)пирен С20Н12 и, несгоревшие частицы твердого топливаи т.п.
Присжигании твердого топлива в котлах ТЭС образуетсябольшое количество золы, диоксида серы, оксида азота. Так, например,подмосковные угли имеют в своём составе 2,5 6,0 % серыи до 30 –50 % золы. Дымовые газы образыющиеся присжигании мазута, содержат оксиды азота, соединения ванадия и натрия,газообразные и твердые продукты не полного сгорания. Перевод установок нажидкое топливо существенно уменьшает золообразование, но проктически не влияетна выброссы SO2 таккак мазуты, применяемые в качестве топлива, содержат 2 и более % серы .
При сжигании природного (неочищенного ) газа в домовыхвыбросах также содержаться оксид серы и оксиды азота. Следует отметить, чтонаибольшее количество азота образуется при сжигании жидкого топлива .
Выброс оксидов азота зависит от вида и сорта сжигаемогогорючего, качества и способа его подачи, состава топлива в камере сгорания ит.д., а также от тонкостей распыления горючего форсуночным устройством и отсумарного коэфициэнта избытка воздуха а наувыходе из камеры сгорания.Уменьшение диаметра капель и рост а
Сопроваждается снижением содержания оксидов азота вединице массы вохлопных газов .
Энергетические загрязнения .
Шум в окружающей среде – в жилых иобщественных зданиях, на прилегающих к ним территориях создаётся одиночнымиили комплексными источниками, находящемися снарыжи или снутри здания. Этопрежде всего транспортные средства, техническое оборудование промышленых ибытовых претприятий, вентеляторные газотурбокомпрессорные установки, станциидля испытания ГТДУ и ДВС, различные аэрозазодинамические установки, санитарно- техническая оборудование жилых зданий, электрические трансформаторы. Безпринятия соответствующех мер по снижению шума его уровни могут существеннопревышать (на 20-50 дБ ) нормативные величины. За последние десятилетиянаблюдается непрерывное увеличение шума в крупных городах.Расчет показывает,что ближайшие 20-30 лет уровни шума на скоростных и городских магистраляхвозрастут на 7-10 дБ. Высокие уровни шума имеют место в жилых домах, школах,больницах, местах отдыха населения и т.д.; чтоприводит к повышению нервного наприжения.
Шумы воздействующие на человека, классифицируются поспектральным и временным характеристикам.
По характеру спектра шумы подразделяют на широкополосные, имеющие непрерывный спектр ширеной более одной октавы, и тональные,в спектре которых есть слышиемые дискретные тона .
Человек реагирует на шум в зхависимости от субективныхособенностей организма, привычного шумового фона. Раздражающие действия шумазависит прежде всего от его уровня, а также от спектральных и временныххарактеристик. Считается, что шум с уровнем ниже 60 дБА вызывает нервноераздрожение, поэтому неслучайно, что рядом иследователей установлено прямаясвязь между возрастающим уровнем шума в городах и увеличения числа нервныхзаболеваний .
Источники инфразвуковых волн .
Инфрозвуковые источники могут быть как естественные(абдувание сильным ветром строительных сооружений или водных поверхностей ),так и искуственными (промышленными).К последним относят: механизмыс большей поверхностью, совершающие вращательное или возвратно-поступательноедвижение (виброгрохоты, виброплощадки и т.п. ), с числом рабочих циклов неболее 20 раз в секунду (инфразвук механического происхождени ); реактивные двиготели; ДВС большей мощности; турбины; мощные аэродинамическиеустановки; винтеляторы, компрессорыи другие установки создающие большие турболентные массы потоков газов(инврозвук аэродинамического дроисхождения); транспорт.Инфразвук воспринемается человеком за счет слуховой и тактильнойчувствительности, так при частотах 2-5 Гц и рровне звукогого давления 100-125дБ наблюдается связаемое движение барабанныхперепонках из за измененияизменения давления в среднем ухе, затрудненое глотание, головная боль.Повышение уровня до 125 – 137 дБ может вызвать вибрацию грудной клетки,чувство “ падения “, летаргию. Инфразвук с частотой 15 –20 Гц вызывает чувство страха. Известно влияниеинфразвука на вестибулярный аппарат и снижение слуховой чувствительности. Всеназванные аномалии приводят к нарушению нормальной жизнедеятельности человека ипроявляются даже на достаточно удаленных от источниках инфразвука расстояниях (до 800м ). Инфрозвук может указывать и коственное воздействие (дробезжание стекл, посуды и др. ), что в свою очередь обуславливает высокочастотные шумы с уровнем более 40 дБА.
Источники вибраций .
Технологическое оборудование ударного действия (молоты ипрессы ), мощные инергетические установки(насосы, компрессоры, двиготели),рельсовый транспорт предприятий и комуннального хозяйства (метрополитен,трамвай ), а также железнодорожный транспорт относятся к источникам видрации .
Во всех случаях вибрации распространяются по грунту идостигают фундаментов общестненных жилых зданий, часто вызывая звуковыеколебания.Передача вибраций через фундаменты и грунт может способствовать ихнеравномерной осадке, приводящей к разрушению расположенных на них инженерныхи строительных конструкций. Особенно это опасно для трунтов, насыыщенныхвлагой. Источником вибрации может быть инженерное оборудование зданий (лифты,насосные установки ), системы отопления, конализации, мусоропроводов .
Источники электромагнитных полей (ЭМП).
Повсеместно имеется естественное магнитное поле земли,напряженность которого увеличевается с широтой. Однако известны и глобальныерегиональные аномалии поля в местах залежей железной руды.Наблюдение и результатыэксперементов показали, что электромагнитные излучения космического, земного иоколоземного происхождения играют определенную роль в огранизации жизненныхпроцессов, на земле.Так давно известна высокая степень влияния солнечнойактивности на все виды биологической деятельности живых организмов, на ростипидемий различных инфекционных заболеваний. С изменением интенсивностигеомагнитного поля связывают годовой прирост деревьев, урожай зерновых культур, в случае обострения инфаркта миакарда и психический заболеваний срединаселения, а также число дорожных катастроф.
Эдектрическое поле может стати причиной воспламенения иливзрыва паров горючих материалов и смеси в результате электрический разрядов присоприкосновении предметов и людей с машинами и механизмами.
Источники ионизирующих излучений .
Воздействие ионизирующего излучения на человека можетпроисходить в результате внешнего и внутреннего облучения. Внешнее облучениевызывают источники ренгеновского, гамма -излучения и потоки протонов инетронов, находящееся вне организма. Внутреннее облучение вызывает альфа –ибетта частицы, котрые попадают с радиоктивными вещ-вами в органзм человекачерез органы дыхания и пищеварительный тракт .
Наибольшую опасность представляет аварийные режиммы работыатомных электростанций. В мире работает более 370 енергетических реакторов,на которых произошло уже более 150 аварий [ 33] сутечкой радиоктивных веществ. Так, авария на четвертом энерго – блокеЧернобольской АЭС в первые дни после аварии привела к повышению уровня радиациинад естествееным фоном до 1000 – 1500 раз в зоне около станций и до 10 – 20 разв радиусе 200 – 250 км.При аварии все продукты ядерного деления высвобождаетсяв виде аэрозолей (за исклучением газов и иода ) и распрострастраняются ватмосвере в зависимости от силы и напровления ветра. Размеры облака впоперечнике могут изменяться от 30 до 300 метров, а размеры зон загрязнения вбезветрянную погоду могут иметь радиус до 180 км мощности реактор 100 МВт .
Развитие атомной инергетики сопровождается ростомрадиоктивных отходов предприятий по добыче и переработке ядерного горючего.
Главную опасность в экологическом отношении представляетотходы заводов по переработки тепловыдающих элементов (ТВЭЛ) .
Последствия промышленого загрязнения екружающей среды.
Неуклонный рост поступлений таксичных веществ в окружающуюсреду прежде всего отражается на здоровье населения ухудшается качествопродукции сельского хозяйства, снижает урожайность, преждевременно разрушаетжилище , металоконструкций промышленных и гражданских сооружений, оказываетвлияние на климат отдельных регионов и состаяние азованого слоя земли,приводит к гибели флоры и фауны .
Загрязнение атмосферы.
Поступающие в атмосферу оксиды углерода, серы, азота,углеводорода, соединения свинца, пыль и т.д. оказывают различное таксическоевоздействие на организм человека. Приведем свойства некоторых примесей.
Оксид углерода СО .
Бесцветный не имеющий запаха газ. Воздействуют на нервнуюи сердечно сосудистую систему, вызывает удушье. Первичные синктомы отравленияоксидом углерода (появления головной боли )возникает у человека через 2-3 часаего пребывания в атмосфере, содержащей 200 –220 мг/ м*3 СО; приболее высокихконцентрациях СО появляется ощущение пульса в весках, головокружение.Таксичность СО возрастает при наличие в воздухе оксидов азота в этом случаеконцентрация СО в воздухе необходимо снижать в ~ 1,5раза .
Оксид азота Noх (NO, NO2, N2O3, NO5, N2O4) .
В атмосферу выбрасывается в основномдиоксид азота NO2 – бесцветный не имеющий запаха ядовитый газ, раздражающедействующий на органы дыхания. Особенно опасный оксиды азота в горах, где они, воздействуя с углеводородами вохлопных газов образуют фотохимический туман –смог. отраляющее действии аксидами азота начинаются с легккого кашля.Приповышении концентрации Noх возникает сильный кашель, рвота, иногда головная боль.При контакте с влажной поверхностью слизистой оболочке оксиды азота образуюткислоты НNO3 иHNO2 которыеприводят к отёку легких .
Диоксид серы SО2 .Бесцветный газ с острым запохом , уже в малых концентрациях (20-30 мг/ м*3) создаёт неприятный вкус во рту, раздражает слизистыеоболочки глаз и дыхательные пути.
Наиболее чувствительные к SO2 хвойные и лиственные леса, так как оннакапливается в листьях и хвое.При содержании SO2 в возухе от 0,23 до 0,32 мг/ м*3 происходит усыхание сосны за 2 – года в результатенарушения фотосинтеза и дыхания хвои.Анологичные изменения у лиственныхдеревьев возникают при концентрации SO2 0,5 –1,0 мг/ м*3 .
Углеводороды (пары бензина, пентан, гексан и др.).Обладаетнаркотическим действием, в малых концентрациях вызывают головную боль,головокружение и т.п.Так, при вдыхании в течении 8 ч. паров бензина ~ 600 мг/м*3 возникают головные боли, кашель неприятное ощющение в горле .
Альдегиды. При длительном воздействии на человекаальдегиды возывают раздрожение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, апри повышенных концентрациях (для формальдегида 20-70 мг/м*3)отмечается головная боль, слабость, потеря аппетита, бессонница .
Соединения свенца . В организм через органы дыханияпоступает ~ 50 % соединений свинца.Под действиемсвинца нарушается синтез гемоглобина, возникают заболеввание дыхательныхпутейй, мочеполовых органов, нервной системы.Особенно опасны соединениясвинца детей дошкольного возраста. В крупных городах содержание свинца ватмосфере достигает 5-38 мкм / м*3, что превышаетестественный фон в 10*4 раз .
Нормирование примеей атмосферы .
Предельно допустимые концентрации (ПДК) примесей. Основнойфизичческой характеристикойпримесей атмосферы является концентрация– масса (мг) вещ-ва в еденицы объёма (м*3) воздуха при нормальных условиях.Концентрации примесей определяет физическое, химичческое и др. виды воздействияна человека и окружающую среду и служит основным параметром при нормированиясодержания примесей в атмосфере .
ПДК – это максимальная концентрация примесей в атмосфере,отнесенная к определённому времени осреднения, которая при переодическомвоздействи или на протяжение всей жизни человека не оказывает ни на него, нина окружающую среду в целом вредного действия (включая отдельные последствия ).
Если вещ-во оказывает на окружающую природу вредноедействие в меньших концентрациях, чем на организм человека, то принормировании исходят из порога действия этого вещ-ва на окружающую природу.
ПДК загрязняющих вещ-тв в отмосферном воздухе населенныхпунктов регламентированы списком Минестерства здравоахранения СССР N0 3086 – 84 от 27 августа 1984 г. сдополнениями, соответствии с некоторым установлены: класс опасностивещества, допустимая максимальная разовая и среднесуточная концентрацияпримесей .
Максимальная разовая ПДКmax –основная характеристика опасностивредного вещ-ва. Она устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций учеловека ( ощущение запаха, световой чуствительности, изменениебиоэлектрической активности головного мозга и др.) при кратковременномвоздействии атмосферных примесей. Среднесуточное ПДКсс установлена для предупреждения общетоксического,канцерогенного, мутагенного и др. влияния вещ-ва на организм человека.Приоретет научного обоснолвания допустимых концентраций примесей в атмасферепринадлежит советским ученым и прежде всего В.Я. Рязанову .
Предельно допустимые выбросы (ПДВ) примесей.Всоответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.02-78 для каждого проектироваемого идействующего промышленого предприятия устанавливается предельно допустимыйвыброс вредных веществ в атмосверу при условии, что выбросы вредных веществ отданного источника совакупности с другими источниками (с учетом перспективы ихразвития ) не создадут приземною концентрацию, превышающую ПДК .
ПДВ устанавливают для каждого источника загрязненияатмасферы.Для неорганезованных выбросов из совокупности мелеких одиночныхисточников (вентиляционные выбросы, выыброс стационарных энергоустановок ит.п. )
Методы контроля и приборы для измеренияконцентрации газообразных примесей в атмосфере .
Отбор проб воздуха при анализе газо-и парообразныхпримесей осуществляется за счет протягивания воздуха через специальные твердыеили жидкие поглотители, в которых газовая примесь конденсируеся либоадсорбируется. В последние годы в качестве сорбентов для концентрированиямикропримесей используют растворипмые не органические хемосорбенты, пленочныеполимерные сорбенты (полисорбы, порапаки, тенаке и др.), позволяющиеулавливать из загрезненного воздуха самые различные химические вещества. Важнымдостоинством полимерных сорбентов являются их гидрофобность ( влага воздуха неконцентрируется в лавушки и не мешает анализу ) и способность сохранять втечении длительного времени без изменения первоночальной состав пробы.
Контроль концентраций газо – и парообразных примесейатмосфферного воздуха поизводится с поммощью газоанализаторов, позволяющихосуществлять мгновенный и непрерывный контроль содержания в нем вредныхпримесей. Для экспрессного определения таксимчных веществ используютуневерсальные газоанализаторы упрощенного типа (УГ-2, ГХ-2 и др.), основанныена линейно – коларистическом методе анализа.При просасывание воздуха черезиндикаторные трубки, заполненные твердом веществом – поглатителем, происходитизменение окраски индикаторного порошка. Длина крашенного слоя пропорциональноконцентрации исследуемого вещества, измеряемой по шкале в мг/л.
Универсальный газовый анолизатор УГ-2 серийно выпускаемойотечественной промышленостью, позволяет определить концентрацию 16 различныхгазов и паров.Погрешность измерения не превышает +10% и –10% от верхнего пределакаждой шкалы .
Основные мероприятия по защите окружающей среды .
Защита окружающей среды – это комплексная проблема,требующая усилий ученых многих специальностей. Наиболее активной формой защитыокружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятийявляется полной преход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам. это потребует решение целого комплекся сложных технологических,конструкторских и органезационных задач, основанных на использовании новейшихнаучно — технических достижений. Важными направлениями экологизациипромышленого производства следует считать: совершенствованиятехнологических процесссов и разработку нового оборудования с меньшим уровнямвыбросов примесей и отходов в окружающую среду; экологическуюэкспертизу всех видов производства и промушленной прподукции;в замену токсичных отходов на нетоксичные; взамену неутилизируемых отходов на утилизируемыые; широкоеприменение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды .
В качестве дополнительных средств защиты применяют: аппараты и системы для очистки газовых выбросов, сточныхвод от примесей; глушители шума при сбросе газов ватмосферу; виброизоляторы технологическогооборудования; экраны для защиты от ЭМП и др. Этисредства защиты постоянно совершенствуются и широко внедряются втехнологические и эксплуатационные циклы во всех отрослях народного хозяйства .
Дополнительные средства защиты окружающей среды применяютна транспорте и передвижных энергоустановках.Это – глушители, сажеоловители,нетрализаторы отработавших газов ДВС, глушители шума компрессорных установок иГТДУ, виброизоляторы рельсового транспорта и т.д.
Список использованойлитературы – С.В. Белов“ охрана окружающей среды “.