Атмосфера земли 2

--PAGE_BREAK--2.4  Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ промышленными предприятиями (ПДК)
Приоритет в  области   разработки   предельно   допустимых концентраций в воздухе принадлежит  СССР.  ПДК  — такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого  или  косвенного воздействия,  не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а  также  санитарно-бытовых  условий  жизни  людей. Обобщение всей информации по  ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в  ГГО  -  Главной  Геофизической  Обсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций  сравнивают  с  максимальной разовой  предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев,  когда были превышены   ПДК ,  а  также  во сколько раз наибольшее значение было выше  ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с  ПДК   длительного действия — среднеустойчивой  ПДК.  Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами,  наблюдаемые в  атмосфере города, оценивается  с  помощью комплексного показателя -  индекса загрязнения атмосферы (ИЗА).  Для этого нормированные на соответствующее значения  ПДК  и средние концентрации различных веществ с помощью  несложных  расчетов  приводят  к  величине концентраций сернистого ангидрида,  а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации  основных  загрязняющих  веществ были наибольшими  в   Норильске (оксилы азота и серы),  Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ).   Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими  веществами  находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации  характерны для городов с численностью населения  1 более 500 тыс. жителей.  Загрязнение воздуха специфическими веществами  зависит  от вида промышленности,  развитой в городе.  Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности,  то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха,  однако проблема снижения  выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.
3.  Загрязнение атмосферы от подвижных источников
В  последние  десятилетия  в  связи  с  быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих   в  атмосферу   от  подвижных   источников:  грузовых и легковых  автомобилей,   тракторов,  тепловозов   и  самолетов. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта  приходится (в зависимости т развития в данном  городе промышленности и числа автомобилей) от 30 до 70 % общей массы выбросов. В США в целом по стране по крайней мере 40 % общей массы пяти основных загрязняющих веществ составляют выбросы подвижных источников.
3.1 Автотранспорт
Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (в США на их долю приходится около 75 %), затем самолеты (примерно  5 % ), автомобили  с дизельными двигателями (около  4 %), тракторы и  другие сельскохозяйственные машины (около 4 % ), железнодорожный и водный транспорт (примерно 2 %). К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают  подвижные источники (общее число таких веществ превышает 40), относятся оксид углерода (в США его доля в общей массе составляет около 70 %), углеводороды (примерно 19 % ) и оксиды азота (около 9 % ). Оксид углерода (CO) и оксиды азота (N0x) поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды (HnСm ) поступают как вместе с выхлопными газами (что составляет примерно 60 %  от общей массы выбрасываемых углеводородов), так и из картера (около 20 %), топливного бака (около 10 %) и карбюратора (примерно 10 %); твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами (90 %) и из картера (10 %).
Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью (из диапазона наиболее экономичных). Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота — при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью[3].
Создаваемые в городах системы движения в режиме «зеленой волны», существенно  сокращающие число  остановок транспорта на перекрестках, призваны сократить загрязнение атмосферного воздуха в городах. Большое влияние на качество и количество  выбросов примесей оказывает режим  работы двигателя, в частности соотношение между массами топлива и воздуха, момент зажигания, качество топлива, отношение поверхности камеры сгорания к ее объему и др. При увеличении отношения массы воздуха и топлива, поступающих в камеру  сгорания, сокращаются выбросы оксида углерода и углеводородов, но  возрастает выброс оксидов азота
Несмотря на то что  дизельные двигатели  более экономичны, таких веществ,  как  СО, HnCm, NОx, выбрасывают  не более, чем бензиновые,  они  существенно  больше  выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом создаваемым некоторыми  несгоревшими углеводородами). В сочетании же с создаваемым шумом дизельные двигатели не только сильнее загрязняют  среду, но и воздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем бензиновые
3.2 Самолеты
Хотя  суммарный  выброс  загрязняющих  веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для  города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад  в загрязнение  среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают  хорошо заметный на глаз шлейф дыма. Значительное  количество примесей  в аэропорту выбрасывают  и  наземные передвижные  средства, подъезжающие и отъезжающие  автомобили.
В  аэропорту  Лос-Анджелеса в 1970 г эмиссия от самолетов и наземных средств составила:
        Эмиссия Вещество
     СО                 Hn Cm
      Noх              Аэрозоль
      Самолеты      10250             18000
2500                 3820
     Наземные средства
      8980               1235
 750                    80
Согласно полученным оценкам, в  среднем около  42 % общего расхода топлива тратится на выруливание самолета  к взлетно-посадочной полосе  (ВПП) перед  взлетом и  на заруливание с ВПП после посадки (по времени в среднем около 22 мин). При этом доля  несгоревшего и  выброшенного в  атмосферу топлива при рулении намного  больше, чем  в полете.  Помимо улучшения работы двигателей (распыление топлива,  обогащение смеси  в зоне горения, использование присадок к топливу, впрыск воды и др.), существенного  уменьшения  выбросов  можно  добиться путем сокращения  времени работы  двигателей на  земле и  числа работающих двигателей при рулении (только за счет последнего достигается снижение выбросов в 3 — 8 раз).
В последние 10 — 15 лет большое  внимание уделяется исследованию тех эффектов, которые могут возникнуть в связи с полетами сверхзвуковых  самолетов  и  космических  кораблей. Эти полеты сопровождаются   загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые  самолеты), а также частицами оксида  алюминия  (транспортные  космические корабли). Поскольку  эти загрязняющие вещества разрушают озон, то первоначально создалось мнение (подкрепленное соответствующими модельными расчетами), что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона со всеми последующими губительными воздействиями ультрафиолетовой радиации на биосферу  Земли. Однако более глубокий подход к этой проблеме позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросы сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы. Так, при современном числе сверхзвуковых самолетов и выбросе загрязняющих веществ на высоте около 16 км относительное уменьшение содержания О3 может составить примерно 0.60; если их число возрастет до 200 и высота полета будет близка к 20 км, то относительное уменьшение содержания О3 может подняться до 17%. Глобальная приземная температура воздуха за счет парникового эффекта, создаваемого выбросами  сверхзвуковыми самолетами может повысится не более чем на 0,1° C.
Более сильное воздействие на озонный слой и глобальную температуру воздуха могут оказать хлорфторметаны (ХФМ0 фреон-11 и фреон-12 — газы, образующиеся в частности, при испарении аэрозольных препаратов, которые используются (преимущественно женщинами) для крашения волос. Поскольку ХФМ очень инертны, то они распространяются и долго живут не только в тропосфере, но и в стратосфере. Обладая довольно сильными полосами поглощения в окне прозрачности атмосферы (8-12 мкм), фреоны усиливают парниковый эффект. Наметившееся в последние десятилетия темпы роста производства фреонов могут привести к увеличению содержания фреона-11 и фреона-12 в 2030 г. до 0,8 и 2,3 млрд (при современных значениях 0,1 и 0,2 млрд). Под влиянием такого количества фреонов общее содержание озона в атмосфере уменьшится на 18%, а в нижней стратосфере даже на 40;  глобальная приземная температура возрастет на 0,12-0,21°С.
В заключение можно отметить, что все эти антропогенные эффекты перекрываются в глобальном масштабе естественными факторами, например, загрязнением атмосферы вулканическими извержениями.
3.3   Шумы
Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений атмомсферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Шумы со сплощными спектарми менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибельшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.
Работа в условиях повышенного шума на первых порях 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 модет 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.
При тех высоких требованиях к точности и надежности управления современным самолетом, которые предъявляются к экипажу летательного аппарата, повышенные уровни шумов оказывают отрицательное воздействие на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем. Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропортоа, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. Отрицательное воздействие на людей зависит не только от уровня максимального шума, создаваемого самолетом при полете, но и от продолжительности действия, общего числа пролетов за сутки и фонового уровня шумов. 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.
4. Охрана атмосферного воздуха
4.1. Правовые меры охраны атмосферного воздуха
Задачи по охране атмосферного воздуха и мероприятия по предупреждению и устранению причин загрязнения и других вредных воздействий на него, а также по улучшению состояния атмосферы предусматриваются в соответствующих планах.
Проекты планов, разрабатываемые министерствами, государственными комитетами и ведомствами, предприятиями, учреждениями и организациями, согласовываются с органами, осуществляемыми государственный контроль за охраной атмосферного воздуха, в порядке, установленном законодательством. В плановых заданиях предусматриваются снижение загрязнения атмосферы за счет строительства и ремонта очистных сооружений и совершенствования технологических процессов.
В целях оценки состояния атмосферного воздуха Минздравом РФ установлены нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе [подробнее о ПДК упоминалось в п. 2.4.] и уровни вредных физических воздействий на него. Эти нормативы отвечают интересам охраны здоровья людей и окружающей среды, являются едиными для всей территории Российской Федерации; в необходи­мых случаях устанавливаются более строгие нормативы для отдель­ных районов.
В целях охраны атмосферного воздуха устанавливаются норма­тивы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ (ПДВ) стационарными и передвижными источниками загрязнения, а также нормативы предельно допустимых вредных физических воздействий в РФ, утверждаемые органами Комитета по гидрометеоро­логии и мониторингу окружающей среды РФ и Минздрава РФ по каждому стационарному источнику и по каждой модели транспорт­ных и иных передвижных средств и установок. При этом должно вы­полняться условие, что выбросы загрязняющих веществ и вредные физические воздействия от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта, с учетом пер­спективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, не создадут приземную концентра­цию, превышающую их предельно допустимую концентрацию (ПДК) для населения, растительного и животного мира. При уста­новлении ПДВ учитывают перспективу развития предприятия, фи­зико-географические и климатические условия местности, располо­жение промышленных площадок и установок существующей и намеченной жилой застройки, санаториев, зон отдыха и т.д. Важное значение в решении проблемы охраны атмосферного воздуха имеют ГОСТ 17.2.3.02-78 «Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями», введенный в действие с 1 января 1980 г., и постановление Совета Министров СССР от 16 декабря 1981 г. «О нормативах предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и вредных физичес­ких воздействий на нее».
В том случае, когда по объективным причинам установление ПДВ для данного населенного пункта невозможно, предусматрива­ются временно согласованные нормативы выбросов (ВСВ).
В данном случае используется принцип поэтапного снижения объемов выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ. На период реализации мероприятий, обеспечивающих соблюдение норма­тивов ПДВ, предприятия имеющие стационарные источники загряз­нения, должны разработать, согласовать с местной администрацией и представить на утверждение в соответствующие органы проекты нормативов ВСВ и планы поэтапного снижения этих выбросов по установленным нормативам.
Выброс загрязняющих веществ стационарными источниками за­грязнения допускается лишь на основании разрешения, выдаваемо­го на основе утвержденных нормативов ПДВ и ВСВ.
Выброс загрязняющих веществ стационарным источником за­грязнения допускается в каждом случае на основании разрешения, выдаваемого на основе утвержденных нормативов ПДВ и ВСВ и за­ключения указанных органов. В разрешении предусматриваются нормативы ПДВ, а также условия и требования по охране атмосфер­ного воздуха, которые должны выполняться предприятиями, учреж­дениями и организациями, деятельность которых связана с выброса­ми загрязняющих веществ в атмосферу. В случае их нарушения при возникновении угрозы населению выброс загрязняющих веществ должен быть ограничен, приостановлен или запрещен по решению органов Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окружаю­щей среды РФ или санитарного надзора Минздрава РФ. Особый по­рядок выбросов установлен при аварийных ситуациях и в связи с ожидаемыми неблагоприятными метеорологическими условиями.
При проектировании и эксплуатации транспортных и иных пере­движных средств и установок (ст. 11 Закона) должны разрабаты­ваться и осуществляться мероприятия по предотвращению и сокра­щению выбросов загрязняющих веществ, а их количество не должно превышать нормативы ПДВ. Производство и эксплуатация таких средств и установок не допускаются, если в их выбросах содержание загрязняющих веществ превышает установленные нормативы.
    продолжение
--PAGE_BREAK--