Статистика выбросов вредных веществ в атмосферу. Вещества, загрязняющие атмосферу. Нормы выбросов в США

Загрязнение атмосферы Земли – изменение природной концентрации газов и примесей в воздушной оболочке планеты, а также привнесение в среду чужеродных для неё веществ.

Впервые об на международном уровне заговорили сорок лет назад. В 1979 году в Женеве появилась Конвенция о трансграничном на большие расстояния. Первым международным соглашением о сокращении выбросов стал Киотский протокол 1997 года.

Эти меры хоть и приносят свои результаты, но загрязнение атмосферы остаётся серьёзной проблемой общества.

Вещества, загрязняющие атмосферу

Основные составляющие атмосферного воздуха – азот (78%) и кислород (21%). Доля инертного газа аргона – чуть меньше процента. Концентрация диоксида углерода составляет 0,03%. В малых количествах в атмосфере также присутствуют:

озон,
неон,
метан,
ксенон,
криптон,
закись азота,
двуокись серы,
гелий и водород.

В чистых воздушных массах окись углерода и аммиак присутствуют в виде следов. Помимо газов, в атмосфере есть водяные пары, кристаллы соли, пыль.

Основные загрязнители воздушной среды:

Диоксид углерода – парниковый газ, влияющий на теплообмен Земли с окружающим пространством, а значит, и на климат.
Оксид углерода или угарный газ, попадая в организм человека или животного, вызывает отравление (вплоть до летального исхода).
Углеводороды – токсичные химические вещества, раздражающие глаза и слизистые оболочки.
Производные серы способствуют образованию и усыханию растений, провоцируют болезни дыхательных путей и аллергию.
Производные азота приводят к воспалениям лёгких, крупам, бронхитам, частым простудам, усугубляют течение сердечнососудистых заболеваний.
, накапливаясь в организме, становятся причиной рака, генных изменений, бесплодия, преждевременной смерти.

Особую опасность для здоровья человека представляет воздух с тяжёлыми металлами. Такие загрязнители, как кадмий, свинец, мышьяк, приводят к возникновению онкологии. Вдыхаемые ртутные пары не действуют молниеносно, но, откладываясь в виде солей, разрушают нервную систему. В значительной концентрации вредны и летучие органические вещества: терпеноиды, альдегиды, кетоны, спирты. Многие из этих загрязнителей воздуха являются мутагенными и канцерогенными соединениями.

Источники и классификация атмосферного загрязнения

Исходя из природы явления, различают следующие виды загрязнений воздуха: химическое, физическое и биологическое.

В первом случае в атмосфере наблюдается повышенная концентрация углеводородов, тяжёлых металлов, диоксида серы, аммиака, альдегидов, окислов азота и углерода.
При биологическом загрязнении в воздухе присутствуют продукты жизнедеятельности различных организмов, токсины, вирусы, споры грибов и бактерий.
Большое количество пыли или радионуклидов в атмосфере свидетельствует о физическом загрязнении. К этому же виду относят последствия тепловых, шумовых и электромагнитных выбросов.

На состав воздушной среды влияет как человек, так и природа. Естественные источники загрязнения атмосферы: вулканы в период активности, лесные пожары, почвенная эрозия, пыльные бури, разложение живых организмов. Мизерная доля влияния приходится и на космическую пыль, образующуюся в результате сгорания метеоритов.

Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха:

предприятия химической, топливной, металлургической, машиностроительной промышленности;
сельскохозяйственная деятельность (распыление пестицидов с помощью авиации, отходы животноводства);
теплоэнергетические установки, отопление жилых помещений углём и дровами;
транспорт (самые «грязные» виды – самолёты и автомобили).

Как определяют степень загрязненности воздуха?

При мониторинге качества атмосферного воздуха в городе учитывают не только концентрацию вредных для здоровья человека веществ, но и временной промежуток их воздействия. Загрязнение атмосферы в Российской Федерации оценивают по следующим критериям:

Стандартный индекс (СИ) – показатель, полученный в результате деления наибольшей измеренной разовой концентрации загрязняющего материала на предельно допустимую концентрацию примеси.
Индекс загрязнения нашей атмосферы (ИЗА) является комплексной величиной, при расчёте которой берут во внимание коэффициент вредности вещества-загрязнителя, а также его концентрацию – среднегодовую и предельно допустимую среднесуточную.
Наибольшая повторяемость (НП) – выраженная в процентах частота превышения предельно допустимой концентрации (максимально разовой) в течение месяца или года.

Уровень загрязнения воздушной среды считается низким, когда СИ меньше 1, ИЗА варьирует в пределах 0–4, а НП не превышает 10%. Среди крупных российских городов, согласно материалам Росстата, самыми экологически чистыми являются Таганрог, Сочи, Грозный и Кострома.

При повышенном уровне выбросов в атмосферу СИ составляет 1–5, ИЗА – 5–6, НП – 10–20%. Высокой степенью загрязнения воздуха отличаются регионы с показателями: СИ – 5–10, ИЗА – 7–13, НП – 20–50%. Очень высокий уровень атмосферной загрязненности наблюдается в Чите, Улан-Удэ, Магнитогорске и Белоярском.

Города и страны мира с самым грязным воздухом

В мае 2016 года Всемирная организация здравоохранения опубликовала ежегодный рейтинг городов с самым грязным воздухом. Лидером списка стал иранский Заболь – город на юго-востоке страны, регулярно страдающий от песчаных бурь. Длится это атмосферное явление около четырёх месяцев, повторяется каждый год. На второй и третьей позиции оказались индийские города-миллионники Гвалияр и Праяг. Следующее место ВОЗ отдала столице Саудовской Аравии – Эр-Рияду.

Замыкает пятёрку городов с самой грязной атмосферой Эль-Джубайль – сравнительно небольшое по численности населения местечко на берегу Персидского залива и в то же время крупный промышленный нефтедобывающий и нефтеперерабатывающий центр. На шестой и седьмой ступеньках вновь оказались индийские города – Патна и Райпур. Основные источники загрязнения атмосферы там – промышленные предприятия и транспорт.

В большинстве случаев загрязнение атмосферы – актуальная проблема для развивающихся стран. Впрочем, ухудшение состояния окружающей среды вызывает не только стремительно растущая индустрия и транспортная инфраструктура, но и техногенные катастрофы. Яркий тому пример – Япония, пережившая радиационную аварию в 2011 году.

Топ-7 государств, где состояние воздуха признано удручающим, выглядит следующим образом:

Китай. В некоторых регионах страны уровень загрязнения воздуха превышает норму в 56 раз.
Индия. Крупнейшее государство Индостана лидирует по количеству городов с худшей экологией.
ЮАР. В экономике страны преобладает тяжёлая промышленность, она же является главным источником загрязнения.
Мексика. Экологическая ситуация в столице государства, Мехико, за последние двадцать лет заметно улучшилась, но смог в городе по-прежнему не редкость.
Индонезия страдает не только от промышленных выбросов, но и от лесных пожаров.
Япония. Страна, несмотря на повсеместное озеленение и использование научно-технических достижений в природоохранной сфере, регулярно сталкивается с проблемой кислотных дождей, смога.
Ливия. Главный источник экологических бед североафриканского государства – нефтяная промышленность.

Последствия

Загрязнение атмосферы – одна из основных причин роста числа респираторных заболеваний, как острых, так и хронических. Вредные примеси, содержащиеся в воздухе, способствуют развитию рака лёгких, сердечных болезней, инсульта. По оценкам ВОЗ, из-за загрязнения воздушной среды в мире преждевременно умирает 3,7 млн человек в год. Больше всего таких случаев фиксируют в странах Юго-Восточной Азии и Западного региона Тихого океана.

В крупных промышленных центрах часто наблюдается такое неприятное явление, как смог. Скопление частиц пыли, воды и дыма в воздухе снижает видимость на дорогах, из-за чего учащается количество ДТП. Агрессивные вещества усиливают коррозию металлических конструкций, отрицательно влияют на состояние растительного и животного мира. Наибольшую опасность смог представляет для астматиков, лиц, болеющих эмфиземой, бронхитом, стенокардией, гипертонией, ВСД. Даже у здоровых людей, надышавшихся аэрозолей, может сильно болеть голова, наблюдаться слезотечение и першение в горле.

Насыщение воздуха оксидами серы и азота приводит к образованию кислотных дождей. После осадков с низким уровнем pH в водоёмах гибнет рыба, а выжившие особи не могут дать потомства. Как результат – сокращается видовой и числовой состав популяций. Кислые осадки выщелачивают питательные вещества, тем самым обедняя почву. Они оставляют химические ожоги на листьях, ослабляют растения. Для среды обитания людей такие дожди и туманы также представляют угрозу: кислая вода разъедает трубы, машины, фасады зданий, памятники.

Повышенное количество парниковых газов (углекислого, озона, метана, водяного пара) в воздушной среде приводит к росту температуры нижних слоёв атмосферы Земли. Прямым следствием является потепление климата, наблюдающееся последние шестьдесят лет.

На погодные условия заметно влияют и , образующиеся под воздействием брома, хлора, атомов кислорода и водорода. Помимо простых веществ, молекулы озона могут разрушать также органические и неорганические соединения: производные фреонов, метан, хлороводород. Чем опасно ослабление щита для окружающей среды и человека? Вследствие истончения слоя растёт солнечная активность, что, в свою очередь, ведёт к увеличению смертности среди представителей морской флоры и фауну, росту числа онкологических заболеваний.

Как сделать воздух чище?

Уменьшить загрязнение атмосферы позволяет внедрение на производстве технологий, снижающих объём выбросов. В сфере теплоэнергетики следует делать ставку на альтернативные энергоисточники: строить солнечные, ветряные, геотермальные, приливные и волновые электростанции. На состоянии воздушной среды позитивно сказывается переход к комбинированной выработке энергии и тепла.

В борьбе за чистый воздух важным элементом стратегии является комплексная программа по утилизации отходов. Она должна быть направлена на уменьшение количества мусора, а также его сортировку, переработку или повторное использование. Городское планирование, нацеленное на улучшение среды, в том числе и воздушной, предполагает совершенствование энергоэффективности зданий, строительство велосипедной инфраструктуры, развитие скоростного городского транспорта.

Атмосферный воздух - самая важная природная среда для жизни человека. В этой статье мы расскажем о том, как выбросы веществ в атмосферу влияют на состав и качество воздуха, чем грозит загрязнение атмосферы и как этому противостоять.

Что такое атмосфера

Из школьного курса физики мы знаем, что атмосфера – это газовая оболочка планеты Земля. Атмосфера состоит их двух частей: верхней и нижней. Нижняя часть атмосферы называется тропосферой. Именно в нижней части атмосферы сосредоточена основная масса атмосферного воздуха. Здесь происходят процессы, влияющие на погоду и климат у поверхности земли. Эти процессы изменяют состав и качество воздуха. На земле происходят процессы выброса веществ в атмосферу. В результате этих выбросов в атмосферу поступают твердые частицы: пыль, зола и летучие газообразные химические вещества: оксиды серы, оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды.

Классификация процессов выброса веществ

Природные источники выброса веществ

Выброс веществ в атмосферу может происходить в результате природных явлений. Представьте, какое огромное количество вредных газов и пепла выбрасывает в атмосферу проснувшийся вулкан. И все эти вещества разносятся воздушными потоками по всему земному шару. Лесной пожар или пыльная буря также наносят вред окружающей среде и атмосфере. Конечно же, природа долго восстанавливается после таких природных катастроф.

Антропогенные источники выбросов веществ

Основная масса веществ, которые выбрасываются в атмосферу, создается человеком. Человек начал влиять на природу в тот момент, когда научился добывать огонь. Но дым, который появился вместе с огнем, не наносил большого вреда природе. Со временем человечество изобрело машины. Появилось производство и промышленные предприятия, был изобретен автомобиль. Завод или фабрика производили продукцию. Но вместе с продукцией вырабатывались вредные вещества, которые выбрасывались в атмосферу.

В наше время основными источниками выбросов в атмосферу являются промышленные предприятия, котельные, транспорт. Самую большой вред окружающей среде наносят предприятия, выпускающие металл, и предприятия, которые производят химическую продукцию.

Производственные процессы, связанные со сжиганием топлива

Тепловые электростанции, выбрасывающие металлургические и химические предприятия, котельные установки твердого и жидкого топлива сжигают топливо и вместе с дымом в атмосферу выбрасывают сернистый и углекислый газ, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка, оксилы азота. Вредные вещества также присутствуют в выхлопах автомобилей и современных турбореактивных самолетов.

Производственные процессы, не связанные со сжиганием топлива

Такие производственные процессы, как добыча ископаемых в карьерах, взрывные работы, выбросы вентиляционных стволов на шахтах, выбросы атомных реакторов, производство строительных материалов, происходят без сжигания топлива, но в атмосферу выбрасываются вредные вещества в виде пыли и ядовитых газов. Особо опасным считается химическое производство из-за возможности аварийных выбросов в атмосферу оксидов серы, азота, углерода, пыли и сажи, хлорорганических и нитросоединений, техногенных радионуклидов, которые считаются очень токсичными веществами.

Вещества, выбрасываемые в атмосферу, разносятся на большие расстояния. Такие вещества могут смешиваться с воздухом нижних слоев атмосферы и называются первичными химическими соединениями. Если первичные вещества вступают в химические реакции с основными компонентами воздуха - кислородом, азотом и водяным паром, то образуются фотохимические окислители и кислоты, которые называются вторичными загрязняющими веществами. Они могут вызвать появление кислотных дождей, фотохимического смога и образование озона в атмосфере. Именно вторичные загрязнители особенно опасны для человека и окружающей среды.

Как же защитить окружающую среду от загрязнения? Одним из методов решения этой проблемы является очистка веществ, выбрасываемых в атмосферу с помощью специальных химических аппаратов. Это не решит проблему полностью, но позволит минимизировать вред, наносимый природе вредными веществами, которые образуются в результате человеческой деятельности.

Для этих целей разрабатываются стандарты, ограничивающие содержание наиболее опасных загрязняющих веществ, как в атмосферном воздухе, так и в источниках загрязнения. Минимальная концентрация, вызывающая начальное типичное воздействие, называется пороговой концентрацией.

Для оценки загрязнения воздуха используются сравнительные критерии содержания примесей, по ГОСТу это вещества, отсутствующие в составе атмосферы. Нормативами качества воздуха являются ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) и ориентировочно допустимые концентрации (ОДК). Вместо ОБУВ и ОДК используют значения временно допустимых концентраций (ВДК).

Основным показателем в РФ являются показатель предельно допустимых концентрации вредных веществ (ПДК) получивший широкое распространение с 1971г. ПДК - это верхние предельно допустимые концентрации веществ, при которых их содержание не выходит за границы экологической ниши человека. Предельно допустимой концентрацией (ПДК) газа, пара или пыли считается концентрация, которая переносится без каких-либо последствий при ежедневном вдыхании в течение рабочего дня и многолетнем постоянном воздействии.

Практически существует раздельное нормирование содержания примесей: в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з) и в атмосферном воздухе населенного пункта (ПДКа.в). ПДКа.в - это максимальная концентрация вещества в атмосфере не оказывающие вредного воздействия на человека и среду, ПДКр.з - это концентрация вещества в рабочей зоне, при работе не более 41 час в неделю вызывающая заболевание. Под рабочей зоной понимается рабочее помещение (комната). Предусматривается также разделение ПДК на максимальные разовые (ПДКм.р) и среднесуточные (ПДКс.с). Все концентрации примесей в воздухе рабочей зоны сопоставляются с максимальными разовыми (в течение 30 мин), а для населенного пункта со среднесуточными (за 24 час). Обычно под употребляемым символом ПДКр.з понимается максимальная разовая ПДК в рабочей зоне, а под ПДКм.р концентрация в воздухе жилой зоны. Обычно ПДКр.з.>ПДКм.р, т.е. фактически ПДКр.з>ПДКа.в. Например, для диоксида серы ПДКр.з=10 мг/м 3 , а ПДКм.р=0,5 мг/м 3 .

Устанавливают также летальную (смертельную) концентрацию или дозу (ЛК 50 и ЛД 50), при которых наблюдается гибель половины подопытных животных.

Таблица 3

Классы опасности химических загрязняющих веществ в зависимости от некоторых токсикометрических характеристик (Г.П. Беспамятнов. Ю.А. Кротов. 1985)

Нормы предусматривают возможность воздействия нескольких веществ одновременно, в этом случае говорят об эффекте суммации вредного действия (эффекта суммации фенола и ацетона; валериановой, капроновой и масляной кислот; озона, диоксида азота и формальдегида). Перечень веществ обладающих эффектом суммации приводится в приложении. Может возникнуть ситуация, когда отношение концентрации отдельного вещества к ПДК меньше единицы, но суммарная концентрация веществ будет выше ПДК каждого из веществ и общее загрязнение будет превышать допустимое.

В пределах промышленных площадок по СН 245-71 выбросы в атмосферу должны лимитироваться с учетом того, что с учетом рассеивания концентрация веществ на промплошадке не превышала 30% ПДКр.з., а в жилой зоне не более 80% ПДКм.р.

Соблюдение всех этих требований контролируется санитарно-эпидемиологическими станциями. В настоящее время в большинстве случаев невозможно ограничить содержание примесей до ПДК на выходе из источника выброса, и раздельное нормирование допустимых уровней загрязнения учитывает эффект перемешивания и рассеивания примесей в атмосфере. Регламентирование выбросов вредных веществ в атмосферу осуществляется на основе установления предельно допустимых выбросов (ПДВ). Для того чтобы регламентировать выбросы, следует сначала определить максимально возможную концентрацию вредных веществ (См) и расстояние (Ум) от источника выброса, где эта концентрация возникает.

Величина См не должна превышать установленные значения ПДК.

Согласно ГОСТ 17.2.1.04-77 предельно допустимый выброс (ПДВ) вредного вещества в атмосферу - это научно-технический норматив, предусматривающий, что концентрация загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупность не превышает нормативную концентрацию этих веществ, ухудшающих качество воздуха. Размерность ПДВ измеряется в (г/с). ПДВ следует сравнивать с мощностью выброса (М), т.е. количество выбрасываемого вещества в единицу времени: M=CV г/с.

ПДВ устанавливается для каждого источника и не должны создавать приземной концентрации вредных веществ, превышающих ПДК. Величины ПДВ рассчитываются на базе ПДК и максимальной концентрацией вредного вещества в атмосферном воздухе (См). Методика расчета приводится в СН 369-74. Иногда вводятся временно согласованные выбросы (ВСВ) которые определяются отраслевым министерством. При отсутствии ПДК часто используют такой показатель как ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия химического вещества в атмосферном воздухе, установленный расчетным путем (временный норматив - на 3 года).

Установлены предельно допустимые выбросы (ПДВ) или лимиты на выброс. Для предприятий, их отдельных зданий и сооружений с технологическими процессами, являющимися источниками производственной вредности, предусмотрена санитарная классификация, учитывающая мощность предприятия, условия осуществления технологических процессов, характер и количество выделяющихся в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ, шум, вибрацию, электромагнитные волны, ультразвук и другие вредные факторы, а также предусматривающая меры по уменьшению неблагоприятного влияния перечисленных факторов на окружающую среду.

Конкретное перечисление производств химических предприятий с отнесением к соответствующему классу приведено в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий СН 245-71. Всего установлено пять классов предприятий.

В соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов приняты следующие размеры санитарно-защитных зон:

При необходимости и соответствующем обосновании санитарно-защитная зона может быть увеличена, но не более чем в 3 раза. Увеличение санитарно-защитной зоны возможно, например, в следующих случаях:

· при малой эффективности систем очистки выбросов в атмосферу;

· в отсутствие способов очистки выбросов;

· при необходимости размещения жилой застройки с подветренной стороны по отношению к предприятию, в зоне возможного загрязнения атмосферы;

Процесс загрязнения токсичными веществами создается не только промышленными предприятиями, но и всем циклом существования промышленных изделий, т.е. от подготовки сырья, производства энергии и транспортировки до использования промышленных изделий и их утилизации или хранения на свалках. Многие загрязняющие вещества промышленного происхождения поступают в результате трансграничного переноса из промышленных районов мира. Исходя из результатов экологического анализа производственных циклов различных отраслей промышленности, а также отдельных изделий, необходимо изменить структуру промышленной деятельности и привычки потребителей. Промышленность в России и странах Восточной Европы нуждается в коренной модернизации, а не просто в новых технологиях очистки выбросов и стоков. Решать возникающие экологические проблемы способны лишь технически развитые и конкурентоспособные предприятия.

Для технологически развитых стран Европы одной из главных проблем является уменьшение количества бытовых отходов за счет их более эффективного сбора, сортировки и переработки или экологически грамотного уничтожение отходов.

Под выбросами понимается кратковременное или за определённое время (сутки, год) поступление в окружающую природную среду. Величина выбросов нормируется. В качестве нормируемых показателей приняты предельно допустимый выброс (ПДВ) и временно согласованный с организациями охраны природы выброс (ВСВ).

Предельно допустимый выброс- это норматив, устанавливаемый для каждого конкретного источника исходя из условия, что приземная концентрация вредных веществ с учетом их рассеивания и органа не превышает нормативов качества воздуха. Кроме нормируемых выбросов существуют аварийные и залповые выбросы. Выбросы характеризуются количеством загрязняющих веществ, их химическим составом, концентрацией, агрегатным состоянием.

Промышленные выбросы подразделяют на организованные и неорганизованные. Так называемые организованные выбросы поступают через специально сооружённые газоходы, воздуховоды и трубы. Неорганизованные выбросы поступают в атмосферу в виде ненаправленных потоков в результате нарушения герметизации, нарушения технологии производства или неисправности оборудования.

По агрегатному состоянию выбросы подразделяют на четыре класса 1-газообразные и парообразные, 2-жидкие, 3-твердые.4смешанные.

Газообразные выбросы –диоксид серы, диоксид углерода, оксид и диоксид азота, сероводород, хлор, аммиак и т д. Жидкие выбросы- кислоты, растворы солей, щелочей, органические соединения, синтетические материалы. Твердые выбросы -органическая и неорганическая пыль, соединения свинца, ртути, других тяжёлых металлов, сажа, смолы и другие вещества.

По величине массы выбросы объединены в шесть групп:

1-ая группа- масса выброса менее 0,01 т /сут

2-ая группа–от 0,01 до 01 т /сут;

3-ья группа–от 0,1 до 1т/сут;

4-ая группа–от 1 до10 т/сут;

5-ая группа–10 до100 т/сут;

6-ая группа–свыше 100т/сут.

Для условного обозначения выбросов по составу принята следующая схема: класс (1 2 3 4) ,группа (1 2 3 4 5 6), подгруппе (1 2 3 4), индекс группы массового выброса (ГОСТ 17 2 1 0.1-76).

Выбросы подлежат периодической инвентаризации, под которой понимается систематизация сведений о распределении источников выбросов по территории объекта, их количество и состав. Целями инвентаризации являются:

Определение видов вредных веществ, поступающих в атмосферу от объектов;

Оценка влияния выбросов на окружающую среду;

Установление ПДВ или ВСВ;

Оценка состояния очистного оборудования и экологичности технологий и производственного оборудования;

Планирование очерёдности воздухоохранных мероприятий.

Инвентаризацию выбросов в атмосферу производят один раз в 5 лет в соответствии с «Инструкцией по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу». Источники загрязнения атмосферы определяют исходя из схем производственного процесса предприятия.

Для действующих предприятий контрольные точки принимаются по периметру санитарно-защитной зоны. Правила определения допустимых выбросов вредных веществ предприятиями изложены в ГОСТ 17 2 3 02 78 и в « Инструкции по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и водные объекты».

Основные параметры, характеризующие выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: вид производства, источник выделения вредных веществ (установка, агрегат, устройство), источник выброса, число источников выброса, координата расположения выброса, параметры газо-воздушной смеси на выходе из источника выброса (скорость, объём, температура), характеристика газоочистных устройств, виды и количество вредных веществ и др.

Если значения ПДВ не могут быть достигнуты, то предусматривается поэтапное снижение выбросов вредных веществ до значений, обеспечивающих ПДК. На каждом этапе устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ)

Все расчеты по ПДВ оформляются в виде специального тома в соответствии с «Рекомендациями по оформлению и содержанию проекта нормативов ПДВ в атмосферу для предприятий». По расчёту ПДВ должно быть получено экспертное заключение отдела экспертизы местного комитета охраны природы.

В зависимости от массы и видового состава выбросов в атмосферу, в соответствии с «Рекомендациями по делению предприятий по категории опасности» определяют категорию опасности предприятия (КОП):

Где Мi – масса I-го вещества в выбросе;

ПДКi – среднесуточное ПДК I-го вещества;

П–количество загрязняющих веществ;

Ai–безмерная величина, позволяющая соотнести степень вредности I-го вещества с вредностью сернистого газа (Значения ai в зависимости от класса опасности следующие: класс 2-1,3; класс 3-1; класс4-0,9,

В зависимости от величины КОП предприятия подразделяют на следующие классы опасности: класс 1>106, класс 2-104-106; класс 3-103-104; класс 4-<103

В зависимости от класса опасности устанавливают периодичность отчётности и контроля вредных веществ на предприятии. Предприятия класса опасности 3 разрабатывают том ПДВ (ВСВ) по сокращённой схеме, а предприятие класса опасности 4 не разрабатывают том ПДВ.

Предприятия обязаны вести первичный учёт видов и количеств загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, в соответствии с «Правилами охраны атмосферного воздуха».В конце года предприятие представляет отчет об охране атмосферного воздуха в соответствии с «Инструкцией о порядке составления отчета об охране атмосферного воздуха».

Темой данной статьи являются вредные вещества (ВВ), загрязняющие атмосферу. Они опасны для жизни общества и для природы в целом. Проблема минимизации их влияния сегодня действительно вопиющая, поскольку связана с реальной деградацией среды обитания людей.

Классическими источниками ВВ являются теплоэлектростанции; двигатели автомобилей; котельные, заводы, производящие цемент, минеральные удобрения, различные красители. В настоящее время людьми производится более 7 миллионов химических соединений и веществ! Ежегодно номенклатура их производства увеличивается примерно на тысячу наименований.

Не все из них безопасны. Согласно результатам экологических исследований, наиболее загрязняющие выбросы вредных веществ в атмосферу ограничены номенклатурой из 60 химических соединений.

Кратко об атмосфере как макрообласти

Напомним, что же такое – атмосфера Земли. (Ведь логично: надо представлять, о загрязнении чего будет повествовать эта статья).

Ее следует представлять как уникально скомпонованную воздушную оболочку планеты, связанную с ней при помощи силы тяжести. Она участвует во вращении Земли.

Граница атмосферы расположена на уровне одной-двух тысяч километров над земной поверхностью. Области, находящиеся выше, получили название земной короны.

Основные атмосферные компоненты

Состав атмосферы характеризуется смесью газов. Вредные вещества, как правило, не локализуются в ней, распределяясь на огромных пространствах. Больше всего в атмосфере Земли азота (78%). Следующим по занимаемому в ней удельному весу является кислород (21%), аргона содержится на порядок меньше (около 0,9%), углекислый же газ занимает 0,3%. Каждая из этих составляющих имеет значение для сохранения на Земле жизни. Азот, входящий в состав белков, является регулятором окисления. Кислород жизненно необходим для дыхания, являясь при этом также еще и мощным окислителем. Углекислый газ утепляет атмосферу, способствуя парниковому эффекту. Однако он разрушает защищающий от солнечного ультрафиолета озоновый слой (максимальная плотность которого приходится на высоту 25 км).

Важной составляющей также является водяной пар. Наибольшая его концентрация – в зонах экваториальных лесов (до 4%), наименьшая – над пустынями (0,2%).

Общие сведения о загрязнении атмосферы

Вредные вещества выбрасываются в атмосферу как в результате проистекания некоторых процессов в самой природе, так и вследствие антропогенной деятельности. Заметим: современная цивилизация превратила второй фактор в доминирующий.

Наиболее значительными несистематическими природными загрязняющими процессами являются извержения вулканов и лесные пожары. В отличие от них образующаяся пыльца растений, продукты жизнедеятельности популяций животных и т. п. регулярно загрязняют атмосферу.

Антропогенные факторы заражения окружающей среды поражают своими масштабами и разнообразием.

Ежегодно цивилизация только углекислого газа посылает в воздух порядка 250 млн т. Впрочем, стоит упомянуть и выбрасываемые в атмосферу продукты от сгорания 701 млн. тонн топлива, содержащего серу. Производство азотных удобрений, анилиновых красителей, целлулоида, вискозного шелка - предполагает дополнительное наполнения воздуха при помощи 20,5 млн. тонн азотистых «летучих» соединений.

Внушительны и пылевые выбросы вредных веществ в атмосферу, сопровождающие многие виды производства. Сколько пыли они выбрасывают в воздух? Немало:

пыль, поступающая в атмосферу при сжигании угля каменного угля составляет 95 млн. тонн в год;
пыль при производстве цемента – 57,6 млн. т;
пыль, образующаяся при выплавке чугуна – 21 млн. т;
пыль, поступающая в атмосферу при выплавке меди – 6,5 млн. т.

Проблемой современности стали выбросы в воздух сотнями миллионов авто оксида углерода, а также соединений тяжелых металлов. Только за год в мире производят 25 млн. новых «железных коней»! Химические вредные вещества, производимые автомобильными армиями мегаполисов, приводят к такому явлению, как смог. Его порождают оксиды азота, содержащиеся в автомобильных выхлопных газах и взаимодействующие с углеводородами, присутствующими в воздухе.

Современная цивилизация парадоксальна. Из-за несовершенных технологий вредные вещества ею так или иначе неизбежно будут выбрасываться в атмосферу. Поэтому в настоящее время особую актуальность приобретает жесткая законодательная минимизация этого процесса. Характерно, что весь спектр веществ-загрязнителей можно классифицировать по многим признакам. Соответственно, классификация вредных веществ, формируемых антропогенным фактором и загрязняющих атмосферу, предполагает несколько критериев.

Классификация по агрегатному состоянию. Дисперсность

ВВ характеризует определенное агрегатное состояние. Соответственно, они, в зависимости от своей природы, могут распространяться в атмосфере в виде газа (пара), жидких либо твердых частиц (дисперсные системы, аэрозоли).

Концентрация вредных веществ в воздухе имеет максимальное значение в так называемых дисперсных системах, отличающихся повышенной проникающей способностью пылеобразного или же туманообразного состояния ВВ. Характеризуют такие системы, используя классификации по принципу дисперсности для пыли и для аэрозоля.

Для пыли дисперсность определяется пятью группами:

размеры частиц не менее 140 мкм (очень крупнодисперсная);
от 40 до 140 мкм (крупнодисперсная);
от 10 до 40 мкм (среднедисперсная);
от 1 до 10 мкм (мелкодисперсная);
менее 1 мкм (очень мелкодисперсная).

Для жидкости дисперсность квалифицируется четырьмя категориями:

размеры капель до 0,5 мкм (туман супертонкий);
от 0,5 до 3 мкм (туман тонкодисперсный);
от 3 до 10 мкм (туман грубодисперсный);
более 10 мкм (брызги).

Систематизация ВВ по признаку токсичности

Наиболее часто упоминается классификация вредных веществ по характеру их воздействия на организм человека. Мы расскажем о ней несколько подробней.

Наибольшую опасность среди всей совокупности ВВ представляют токсиканты, или яды, воздействующие пропорционально их количеству, попавшему в организм человека.

Значение токсичности таких ВВ имеет определенное числовое значение и определяется как величина, обратная к их средней смертельной дозе для человека.

Ее показатель для чрезвычайно токсичных ВВ составляет до 15 мг/кг живого веса, высокотоксичных - от 15 до 150 мг/кг; умеренно-токсичных – от 150 до 1,5 г/кг, малотоксичных – свыше 1,5 г/кг. Это – смертельно опасные химические вещества.

К нетоксичным ВВ, например, относят инертные газы, нейтральные для человека при обычных условиях. Однако заметим, что в условиях повышенного давления они наркотически воздействуют на организм человека.

Классификация токсичных ВВ по степени воздействия

Эта систематизация ВВ основывается на законодательно утверждаемом показателе, который определяет такую их концентрацию, которая на протяжении длительного времени не вызывает заболеваний и патологий не только у исследуемого поколения, но и у последующих. Название данного норматива – предельно допустимая концентрация (ПДК).

Зависимо от значений ПДК выделяют четыре класса вредных веществ.

I класс ВВ. Чрезвычайно опасные ВВ (ПДК – до 0,1 мг/м 3): свинец, ртуть.
II класс ВВ. Высокоопасные ВВ (ПДК от 0,1 до 1 мг/м 3): хлор, бензол, марганец, щелочи едкие.
III класс ВВ. Умеренно опасные ВВ (ПДК от 1,1 до 10 мг/м 3): ацетон, сернистый ангидрид, дихлорэтан.
IV класс ВВ. Малоопасные ВВ (ПДК – более 10 мг/м 3): этиловый спирт, аммиак, бензин.

Примеры вредных веществ различных классов

Свинец и его соединения считаются ядом. Эта группа - наиболее опасные химические вещества. Поэтому свинец относят к первому классу ВВ. Предельно допустимая концентрация мизерна - 0,0003 мг/м 3 . Поражающее действие выражается в параличах, воздействии на интеллект, физическую активность, слух. Свинец вызывает раковые заболевания, а также влияет на наследственность.

Аммиак, или нитрид водорода, относится ко второму классу по критерию опасности. Его ПДК - 0,004 мг/м 3 . Это бесцветный едкий газ, который легче воздуха примерно в два раза. Поражает в первую очередь глаза и слизистые оболочки. Вызывает ожоги, удушье.

Спасая пораженных, следует предпринимать дополнительные меры безопасности: смесь аммиака с воздухом взрывоопасна.

Сернистый ангидрид относят к третьему классу по критерию опасности. Его ПДК атм. составляет 0,05 мг/м 3 , а ПДКр. з. - 0,5 мг/м 3 .

Он образуется при сгорании так называемых резервных видов топлива: угля, мазута, некачественного газа.

В небольших дозах вызывает кашель, боль в груди. Отравления средней тяжести характеризуются головной болью и головокружением. Тяжелое отравление отличается токсическим удушающим бронхитом, поражениями крови, зубной ткани, крови. Особо чувствительны к сернистому ангидриду астматики.

Угарный газ (окись углерода) относят к четвертому классу ВВ. Его ПДКатм. - 0,05 мг/м 3 , а ПДКр. з. - 0,15 мг/м3. Он не имеет ни запаха, ни цвета. Острые отравления им характеризуются сердцебиением, слабостью, одышкой, головокружением. Средние степени отравления характеризуются спазмами сосудов, потерей сознания. Тяжелые - нарушениями дыхания и кровообращения, комой.

Основной источник угарного газа антропогенного характера - выхлопные газы автомобилей. Особенно интенсивно он выделяется транспортом, где вследствие некачественного ТО температура сгорания бензина в двигателе недостаточна, или же когда нерегулярна подача воздуха к двигателю.

Метод охраны атмосферы: соблюдение предельных нормативов

Органами санитарно-эпидемиологической службы постоянно контролируется, соблюден ли уровень вредных веществ на уровне, меньшем нежели их предельно допустимая концентрация.

При помощи регулярных измерений на протяжении года фактической концентрации ВВ в атмосферы по специальной формуле формируется индексный показатель среднегодовой концентрации (ИЗА). В нем также находит свое отражение влияние вредных веществ на здоровье человека. Данным индексом отображается долгосрочная концентрация вредных веществ в воздухе по нижеследующей формуле:

In = ∑ =∑ (xi/ ПДК i) Ci

где Xi – концентрация ВВ среднегодовая;

Ci – коэффициент, учитывающий соотношение ПДК i-го вещества и ПДК диоксида серы;

In – ИЗА.

Значение ИЗА менее 5 соответствует слабому уровню загрязнения, 5-8 определяют средний уровень, 8-13 – высокий уровень, более 13 означает значительную загрязненность воздуха.

Виды предельных концентраций

Таким образом, допустимая концентрация вредных веществ в воздухе (а также в водах, на почве, хотя этот аспект не является предметом данной статьи) определяется в экологических лабораториях в атмосферном воздухе для абсолютного большинства ВВ при помощи сравнения фактических показателей с установленными и нормативно закрепленными общеатмосферными ПДКатм.

Кроме того, для подобных измерений непосредственно в населенных пунктах существуют комплексные критерии определения концентраций – ОБУВ (ориентировочные безопасные уровни воздействия), вычисляемые как фактическая средневзвешенная сумма ПДКатм. сразу по двумстам ВВ.

Впрочем, и это еще не все. Как известно, любое загрязнение атмосферы легче предупредить, чем устранить. Возможно, именно поэтому предельно допустимые концентрации вредных веществ в наибольших объемах измеряются экологами непосредственно в производственной сфере, которая как раз и является самым интенсивным донором ВВ в окружающую среду.

Для таких измерений установлены отдельные показатели предельных концентраций ВВ, превышающие по своим численным значениям рассмотренные нами выше ПДКатм., причем эти концентрации определяются на ограниченных непосредственно производственными фондами площадях. Как раз для стандартизации данного процесса введено понятие так называемой рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005-88).

Что такое рабочая зона?

Рабочей зоной называют рабочее место, где производственный рабочий постоянно либо временно выполняет плановые задания.
По умолчанию, указанное пространство вокруг него ограничивается по высоте двумя метрами. Само же рабочее место (РМ) предполагает наличие различного производственного оборудования (как основного, так и вспомогательного), организационную и технологическую оснастку, необходимую мебель. В большинстве случаев вредные вещества в воздухе первично появляются именно на рабочих местах.

Если рабочий на РМ находится более 50 % своего рабочего времени либо же работает там не менее 2-х часов непрерывно, то такое РМ называется постоянным. В зависимости от характера самого производства, производственный процесс может происходить и на территориально меняющихся рабочих зонах. В таком случае за сотрудником не закрепляется рабочее место, а числится лишь место постоянной явки – помещение, где производится учет его прихода и ухода на работу.

Как правило, экологами вначале измеряется концентрация вредных веществ на постоянных РМ, а затем – в зонах явки персонала.

Концентрация ВВ в рабочей зоне. Нормативные документы

Для рабочих зон нормативно устанавливается значение концентрации вредных веществ, определяемое как безопасное для жизни и здоровья рабочего в течении его полного рабочего стажа при условии пребывания там 8 часов в день и в пределах 41 часа за неделю.

Заметим также, что предельная концентрация вредных веществ рабочей зоны существенно превышает ПДК для воздуха населенных пунктов. Причина очевидна: на рабочем месте человек пребывает только на протяжении смены.

ГОСТом 12.1.005-88 ССБТ нормируются допустимые количества ВВ в рабочих зонах исходя из класса опасности помещений и агрегатного состояния находящихся там ВВ. Представим вам в табличном виде некоторую информацию из вышеупомянутого ГОСТа:

Таблица 1. Соотношение ПДК для атмосферы и для рабочей зоны

Название вещества	Класс его опасности	ПДКр.з., мг/м 3	ПДКатм., мг/м 3
PB свинец	1	0,01	0,0003
Hg ртуть	1	0,01	0,0003
NO2 двуокись азота	2	5	0,085
NH3	4	20	0,2

Определяя вредные вещества в рабочей зоне, экологи пользуются нормативной базой:

ГН (гигиенические нормы) 2.2.5.686-96 «ПДК ВВ в воздухе РЗ».

СанПиН (санитарно - эпидемиологические правила и нормативы) 2.2.4.548-96 «Требования гигиены для микроклимата производственных помещений».

Механизм заражения ВВ атмосферы

Вредные химические вещества, выбрасываемые в атмосферу, образуют некую зону химического заражения. Последняя характеризуется глубиной распространения воздуха, зараженного ВВ. Ветреная погода способствует быстрейшему его рассеиванию. Увеличение температуры воздуха повышает концентрацию ВВ.

На распространение вредных веществ в атмосфере влияют атмосферные явления: инверсия, изотермия, конвекция.

Понятие инверсии объясняет знакомая всем фраза: «Чем теплее воздух, тем он выше находится». Из-за этого явления снижается рассеивание воздушных масс, и высокие концентрации ВВ сохраняются дольше.

Понятие изотермии связывают с погодой пасмурной. Благоприятные для нее условия обычно возникают утром и вечером. Они не усиливают, но и не ослабляют распространение ВВ.

Конвекция, т. е. восходящие воздушные потоки, рассеивают зону заражения ВВ.

Саму зону заражения подразделяют на области смертельной концентрации и характеризующуюся концентрациями, менее вредными для здоровья.

Правила помощи лицам, пострадавшим вследствие заражения ВВ

Воздействие вредных веществ способно привести к нарушению здоровья людей и даже к летальному исходу. В то же время вовремя оказанная помощь способна спасти им жизнь и минимизировать вред здоровью. В частности, нижеследующая схема позволяет по самочувствию производственного персонала в рабочих зонах определить факт поражения ВВ:

Схема 1. Симптомы поражений ВВ

Что следует и что не следует делать в случае острого отравления?

На потерпевшего одевают противогаз и эвакуируют из зоны поражения любым доступным способом.
В случае если одежда пораженного мокрая, она снимается, пораженные участки кожи промываются водой, производится замена одежды на сухую.
При неравномерном дыхании потерпевшего следует предоставить ему возможность дышать кислородом.
Осуществлять искусственное дыхание при отеке легких запрещено!
Если поражена кожа, следует ее промыть, закрыть марлевой повязкой и обратиться в медучреждение.
При попадании ВВ в горло, нос, глаза их промывают 2% раствором питьевой соды.

Вместо заключения. Оздоровление рабочей зоны

Оздоровление атмосферы находит свое конкретное выражение в показателях, если фактические показатели концентраций вредных веществ в атмосфере существенно ниже ПДКатм. (мг/м 3), а параметры микроклимата производственных помещений не превышают ПДКр.з. (мг/м 3).

Заканчивая изложение материала, мы сделаем ударение на проблему оздоровления именно рабочих зон. Причина понятна. Ведь именно производство заражает среду. Поэтому целесообразно минимизировать процесс загрязнения у его источника.

Для такого оздоровления первостепенное значение имеют новые, более экологичные технологии, исключающие выбросы вредных веществ в рабочую зону (и, соответственно, в атмосферу.)

Какие меры для этого предпринимаются? Осуществляется перевод как печей, так и других термических установок на использование в качестве топлива газа, гораздо менее загрязняющего воздух ВВ. Большую роль играет надежная герметизация производственного оборудования и складских помещений (емкостей) для хранения ВВ.

Производственные помещения оборудуются вытяжной общеобменной вентиляцией, для оздоровления микроклимата при помощи направленных вентиляторов создается движение воздуха. Эффективной система вентиляции считается тогда, когда она обеспечивает текущий уровень вредных веществ на уровне не большем чем треть их норматива ПДКр.з.

Технологически целесообразно вследствие соответствующих научных разработок радикально заменять токсические вредные вещества в рабочей зоне на нетоксические.

Иногда (при наличии сухих измельченных ВВ в воздухе РЗ) хороший результат по оздоровлению воздуха достигается его увлажнением.

Напомним также, что рабочие зоны также следует защищать от ближайших источников излучений, для чего используют специальные материалы и экраны.