Техника защиты атмосферы. Экологическая экспертиза по платежам

2. Техника защиты атмосферы

2.1. выбросы в атмосферу

Исторические проблемы загрязнения воздуха. Известно, что организмы способны без вреда для себя переносить присутствие определённых количеств загрязняющих веществ. Содержание их, ниже которого болезненные признаки не наблюдаются, называют пороговым уровнем. При больших количествах появляются последствия отклонения в состоянии здоровья. Последствия зависят как от концентрации веществ, так и от длительности их воздействия (экспозиции). При короткой экспозиции переносимы более высокие уровни загрязнителей. Т. е. пороговые для них значения могут быть выше при коротком воздействии и понижаться при более длительном (рис. 18). Поэтому следует понимать, что важно не само присутствие или отсутствие загрязняющих веществ, а получаемая доза живыми организмами.

Рис. 18. Изменение порогового уровня воздействия
 загрязнения от времени воздействия

Существует несколько исключений. У соединений способных вызывать биоаккумуляцию, пороговые уровни очень низки, а у радиоактивных веществ пороговый уровень равен нулю. Это означает, что любое, даже самое краткосрочное их воздействие может причинить вред.

Уровень загрязнения характеризуется тремя факторами:

-  поступлением загрязнителей в воздух (выброс);

-  объём пространства, в котором они рассеиваются;

-  механизм удаления загрязнителей из воздуха.

Миллионы лет в результате извержений вулканов, природных пожаров и пыльных бурь, в атмосферу поступали различные вещества в жидком, твёрдом и газообразном состояниях. Но биосфера способна удалят, растворять и рециклизировать эти естественные загрязнители. Они рассеиваются в атмосфере, затем оседают или выпадают с осадками на поверхность Земли, а почвенные микроорганизмы преобразуют ядовитые вещества в безвредные соединения (рис. 19).

Рис. 19. Схема рассеивания и ассимиляции загрязняющих веществ

Например, угарный газ СО и сернистый SO₂-газ преобразуются в углекислый СО₂-газ и сульфат ион (), усвояемый растениями. Таким образом, концентрация естественных загрязняющих веществ может поддерживается ниже порогового уровня.

С тех пор как человечество около 10 000 лет назад научились пользоваться огнём, к природным источникам загрязнения прибавились искусственные.
С тех пор, общепринятой практикой стал выброс в атмосферу продуктов сгорания и т. п. Предполагалось, что природная среда справляется с тем, что добавлялось в атмосферу и такое мнение оставалось преобладающим до середины XX в. Там, где вокруг промышленных центров воздух становился загрязнённым, проблему видели лишь в его циркуляции, а тем, кому это не нравилось, предлагали переехать в другое место. В таком подходе было рациональное зерно, так как даже на небольшом расстоянии от источников загрязнения воздух оставался чистым. Однако уже в 50-е годы, в связи с развитием автомобильного транспорта, все крупные города окутала коричневая дымка в виде фотохимического смока, который образуется при автомобильных выхлопов в присутствии солнечного света (рис. 20).

Рис. 20. Схема образования фотохимического смога:
а) температура приземных слоёв воздуха выше, чем над ними;
б) слой тёплого воздуха перекрывает более холодной приземной
(температурная инверсия)

Смог усиливается при определённых погодных условиях, особенно при температурной инверсии. Обычно на высоте температура воздуха ниже. Тёплый воздух поднимается от поверхности земли, захватывая с собой загрязняющие вещества (рис. 20-а). При температурной инверсии слой холодного воздуха над землёй перекрывается тёплым. Это происходит, когда холодный воздух «подтекает» под тёплый. В результате восходящее движения воздуха, уносящие загрязняющие вещества, блокируются и они накапливаются над землёй
(рис. 20-б). Рельеф местности может усиливать температурную инверсию например, в Мехико и Лос-Анжелесе, где окружающие горы препятствуют горизонтальному оттоку загрязнителей.

Влияние на здоровье людей. У многих людей смог вызывает головные боли, раздражение глаз и горла, тошноту, а также ухудшение состояния при хронических респираторных заболеваниях типа астмы и эмфиземы. В период, когда загрязнение достигает высокого уровня, на слизистую оболочку человека действуют канцерогенные вещества. Вначале, действительно, был показан более высокий уровень лёгочных заболеваний среди жителей городов с сильно загрязнённым воздухом. Однако в дальнейшем выяснилось, что основным фактором, при загрязнении воздуха является курение. Когда исследования провели для курящих и некурящих отдельно, у некурящих, живущих и в загрязнённом, и в чистом воздухе, лёгочные заболевания у курильщиков были больше. То есть курение и загрязнение воздуха обладают сильным синергическим эффектом (рис. 21). Кроме того, имеются данные, что в некоторых промышленных городах при резких температурных инверсиях загрязнение воздуха достигает таких величин, что заметно повышается смертность, табл. 3. (катастрофические результаты загрязнения воздуха).

Рис. 21. Диаграмма влияния канцерогенных
веществ на лёгочные заболевания человека

Таблица 3

Основные трагические последствия загрязнения воздуха
(с разрешения Wilfrid Bach, Atmospherie Pollution, McGraw-Hill Book Co)

Дата	Место	Избыточная смертность
Февраль 1980 года	Лондон(Англия), Карабаш (Россия)	1 000
Декабрь 1930 года	Долина Меза (Бельгия)	63
Октябрь 1948 года	Донора, Пенсильвания (США)	20
Ноябрь 1950 года	Пока-Рика (Мексика)	22
Декабрь 1952 года	Лондон(Англия), Карабаш (Россия)	4 000
Ноябрь 1953 года	Нью-Йорк (США)	250
Январь 1956 год	Лондон(Англия)	1 000
Декабрь 1957 года	Лондон(Англия)	700-800
Декабрь 1962 год	Лондон(Англия)	700
Январь-февраль 1963 год	Нью-Йорк (США)	20-400
Ноябрь 1966 года	Нью-Йорк (США)	168

2.2. ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВОЗДУХА

В качестве наиболее распространённых и опасных выделены семь категорий загрязняющих веществ (рис. 22).

Рис. 22. Загрязнители воздуха

Важно осознавать, что загрязнение атмосферы – это не одна, множество примесей к основным компонентам воздуха (рис. 10). Количество каждого конкретного загрязнителя варьируется в зависимости от расстояния до его источника, направления и скорости движения ветра, температуры. Таким образом состав и концентрация выбрасываемых веществ в атмосфере меняются из дня в день.

Основной физической характеристикой примесей атмосферы является концентрация (или предельно-допустимая концентрация – ПДК). Предельно допустимая концентрация (ПДК) – это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесённая к определённому времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает ни на него не окружающую среду вредного воздействия. (При этом воздействие на окружающую среду является определяющим). ПДК веществ (табл. 4, 5, 6) в атмосфере населённых мест регламентированы «перечнем» в соответствии с которым установлены: класс опасности веществ, допустимые максимально-разовые (ПДК_мр)  и среднесуточные (ПДК_сс), концентрации , где m – масса вещества в единице V – объёма воздуха при нормальных условиях (давлении воздуха р=760 мм.рт.ст., и температуре t=0^oC).

Табл. 4

Расчёт и определение ПДК в атмосфере воздуха населённых мест