Порядин А.Ф., Хованский А.Д. - Оценка и регулирование качества окружающей природной среды, страница 3

Экологическая безопасность для человека рассматривается как количественная оценка возможных изменений в природных комплексах и экосистемах, при которых не нарушаются их основные структурные и функциональные характеристики и взаимосвязи 191. Из этого следует необходимость разработки нормативов, характеризующих как пределы гомеостаза природных систем, так и степень антропогенного воздействия на природные комплексы и экосистемы, при которых их основные функционально-структурные характеристики не выходят за пределы естественных изменений. На таком подходе должны базироваться главныс принципы регулирования качества природной среды и отдельных ее компонентов оптимального использования природных ресурсов, создания экологически целесообразных технологий н производств, ЛИТЕРАТУРА 1. Уорд В.

Земля толька одна. М., 1975. 2. Моисеев Н. Н. Математика ставит эксперимент. М., 1979. 3. Дре' Ф. Экология. М., !976. 4. Капица 77. Л. Дом наш — планета Земля. М,, 1974, 5. Швари С. С. Экологические основы охраны биосферы //. Методологические аспекты исследования биосферы. М., 1975.

6.. Вернадский В. И. Биохимические очерки. М., 1940. 7. Докучаев В. В. Учение о зонах природы. М., 1948, 8. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1991 году. М,, 1992. 9. Федеральная целевая комплексная научно-техническая программа «Экологическая безопасность России» (1993— 1995 гг,) М., 1993. Глава 1. Основные источники загрязнении природной среды Загрязнением называется поступление в природную среду каких-либо веществ и энергии в количестве, вызывающем неблагоприятное воздействие на здоровье человека, животных, состояние растений и экосистем, материалы, оборудование, здания и сооружения. Загрязнения природной среды подразделяются на выбросы в атмосферу, сбросы в водные объекты, твердые отходы, энергетические или физические загрязнения.

1.1. Источники загрязнения атмосферы Основные источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на естественные (природные) и искусственные (антропогенные). К естественным относятся: извержение вулканов, пыльные бури, лесные и степные пожары, туманы, частицы морской воды, тонкий песок пустынь и пыль от эрозии почвы, различные продукты растительного, животного н микробиологического происхождения. Естественные источники загрязнений носят либо распределенный, либо кратковременный стихийный характер и мало влияют на общий уровень загрязнения. Главными и наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы являются антропогенные. Мировое хозяйство ежегодно выбрасывает в атмосферу более 15 млрд.

т углекислого газа, 200 млн. т оксида углерода, более 500 млн. т углеводородов, 120 млн. т золы и др. Общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составляет более 19 млрд. т. На территории России выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в 1991 г. составили около 53 млн.

т, в т. ч. промышленностью — 32 млн. т (61/), автотранспортом— 21 млн. т (39/) 1Ц. Основные загрязняющие вещества в промышленностй диоксид серы — 9,2, оксид углерода — 7,6, твердые вещества — 6,4, углеводороды — 3,5, оксиды азота— 3,0 млн. т; на автотранспорте: оксиды углерода — 16,8, углеводороды — 3,2, оксиды азота — 1,0 млн. т Вещества, загрязняющие атмосферу, могут быть твердыми, жидкими и газообразными и оказывать вредное воздействие непосредственно, после химических превращений в атмосфере, либо совместно с другими веществами.

Промышленная пыль образуется в результате механической обработки различных материалов (дробление, размол, взрывание, заполнение, разравнивание), тепловых процессов (сжи- )з ганне, прокаливание, сушка, плавление), транспортировки сыпучих материалов (погрузка, просеивание, классификация) . Жидкие загрязняющие вещества образуются при конденсации паров, распылении и разливе жидкостей, в результате химических реакций. Газообразные загрязнители формируются в результате химических реакций, например, окисления, обжига руд и нсрудного минерального сырья (цветная металлургия, производство цемента). При сжигании топлива образуются огромные количества газообразных соединений — оксиды серы, азота, углерода, тяжелых и радиоактивных металлов. Реакции восстановления также являются источником газообразных загрязняющих соединений, например, производство кокса, соляной кислоты из хлора и водорода, аммиака из атмосферного азота и кислорода.

Мощным источником газообразных соединений являются химические реакции разложения (производство фосфорных удобрений), электрохимические процессы (производство алюминия), выпаривание, дисцилляция. Из всей массы загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от антропогенных источников, около 90'/ составляют газообразные, 10, — твердые и жидкие вещества. Главными источниками загрязнения атмосферы являются: 1) тепловые электростанции и теплоцентрали, сжигающис органическое топливо; 2) транспорт; 3) черная и цветная металлургия; 4) машиностроение; 5) химическое производство; 6) добыча и переработка минерального сырья; 7) открытые источники (добычи, сельскохозяйственные пашни, строительство).

Приведенная классификация загрязнителей не является единственной, существуют и другие, однако данная представляется достаточно простой и удобной. Характеристика главных источников и их влияние на загрязнение атмосферного воздуха приведены в табл. 1.1 — 1.3.

Тспловые электростанции и тсплоцентрали, сжигающие органическое ископаемое топливо, относятся к наиболее распространенным н мощным источникам выбросов врсдных веществ в атмосферу. Все виды топлива, используемого в настоящее время в промышленности и коммунальном хозяйстве, можно разделить на твердос (уголь, торф, горючис сланцы), жидкое (нефть, мазут) и газообразнос (газ). Мировое потребление основных перечисленных энергоисточников в 1980 г. составило (в млн.

т. условного топлива, вторая цифра — суммарного потребления>: нефти 5180-46; газа 1730-15; угля 3366-30; торфа 22-0,1; дров 320-3,0; гидроэнергии 720-6,0. Общее потребление природного органического топлива равно 10618 млн, т условного топлива 121. !4 Таблица !.!. Доля, вносимая основными антропогштыми источниками в загрязнение ат- мосферы 50 — б0 Вес виды транспорта 10 — 15 Промышлснныс технологии н процессы горения 15 — 20 Сжигание отходов Таблица !.2. Основные источники загрязнения атмосферного воздуха !3! Г Группа Лэроволп Гввообрввпыс выбросы Зола, сажа Автомобильные двигатели Сажа Пыль, сажа Химическая промышленность Пыль, сажа Производство пара, тепловой и злектричсской энергии Котлы и промышленные печи Нефтеперерабатывающая промышленность )ЧО2, БО2, а также СО, альдегиды (НСНО), органические кислоты, бонз(а)пирон СО, НОз альдегиды, углеводороды неканцерогенные, бенз(а)пирен БОг, НзБ, ХНз, МОв, СО, углеводороды, меркаптаны, кислоты, альдсгиды, кетоны, канцерогенные веще- ства В зависимости от процесса (НгБ, СБг, СО, ННз, кислоты, органические вещества, растворители, летучие вещества, сульфиды и др.) Окончание табл.

1,2 Газообразные выбросы Группа Аэрозоли ЯОг, СО, )бНз, )чОз, Фтористые соединения, цианистые соединения, органические вещества, бенз(а)пирен Пыль, окснды железа Металлургия и коксохимия В зависимости от процесса (СО, фтористые соединения, органические вещества) Пыль, сажа Горная промышленность ЫНЗ> Н23 (многокомпонентные смеси органических соединений) Пищевая промышленность Пыль СО, органические соедине- ния Промышленность строительных материалов Пыль Таблица 1.3. Концентрация химических эл<м<нтав в пыллх различных нр<>избой то 1'41 о.! Энергетика — — В, РЬ, Мо, Ое Сжигание угля на ТЭС Сжигание иа ТЭС Производство алюминия Мп, АК, И„Со )б мазута — У, % Сг, Хп, Мо %, РЬ Переработка цветных металлов — С<), Хп, Ж, Бп, Сг, ВЬ, РЬ, В1, Мо Хп Ве, Ы, 7, %, Си, Хп, Лб, % Си, Во, Ая Основными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферу при сжигании топлива, являются твердые частицы (зола, сажа), оксиды серы (БОг и БОз), оксиды азота (ХО и ХОз).

При неполном сгорании топлива в газообразных выбросах могут накапливаться оксиды углерода (СО), углсводороды типа СН4, СгН4, полициклическнс ароматические углеводороды, в т. ч. бенз(а)пирен (Сго Н~з), а также пятиокись ванадия (ЧгОз). Последние два сосдинения относятся к классу чрезвычайно опасных. Диокснд (БОз) и трноксид (БОз) серы являются главными компонентами загрязнения природной среды при сжигании топлива.

Ежегодный их выброс превышает 150 млн. т, нз которых 60-80% образуются при сжигании топлива. Содержание серы в углях в среднем относительно нсвслико— 0,8 — 1,0%, однако пределы колебаний весьма значительны и в некоторых угольных бассейнах достигают десятков процентов (51. Сильно изменяется содержание серы н в нефтях: от 1 до 5% н более, Электростанция мощностью 800 МВт, потребляющая порядка 6 млн. т низкосортного бурого угля со средним содержанием серы 1,5%, ежегодно выбрасывает в атмосферу 85 тыс. т серы, что соответствует 165 тыс. т БОг и 5 тыс. т БОз .

Оксиды азота образуются в топках при сжигании топлива в виде закиси ХО, которая окисляется при высокой температуре и избытке воздуха кислородом до ХОъ В атмосфере окисление происходит за счет озона. Образование оксидов азота зависит от температуры сжигания, избытка воздуха, содержания элемента в топливе ( горючей массе ), В среднем при сжипщии газа и мазута концентрация ХОз в уходящих газах составляет 0,6 — 0,8 г/м', при сжигании твердых топлив — около 1 г/м' 161. Диоксид азота обладает в 7 раз большей токсичностью, чем ХО. Более 95% от общего количества выброса оксидов азота (51 млн т/год) поступают в атмосферу при сжигании жидкого и газообразного топлива 17).

Тепловые электростанции (ТЭС) следует рассматривать не только как загрязнители атмосферного воздуха оксидами серы, азота и твердыми частицами, но также и элементами- примесями (ЭП), в числе которых имеются весьма токсичные — бериллий, мышьяк, селен, ванадий, кадмий, ртуть, тяжелые металлы и естественныа радионуклиды. Значительная часть ЭП прн сжигании углей поступает в атмосферу в составе твердых частиц, аэрозолей и газообразных соединений. Во всех этих формах они способны оказывать неблагоприятные воздействия на человека и другие живыс организмы. В выбросах тепловых электростанций всегда содержатся естественные радионуклиды (ги Ка, "' ТЬ, 4' К), которые могут быть источником неблагоприятных воздействий на природную среду, сравнимым с АЭС, работающими в безаварийном режиме.

Среди химических канцерогенов в выбросах ТЭС ведущее место занимают полициклические ароматические углеводороды(ПАУ), образующиеся при сжигании топлива и его термическои переработке (табл.1.4). Таблица 1.4. Содержание бенз(а)нирена в дымовых газах котлов ТЭС, мкг/100 м 1 4 1 — 2 Газ 40 10 — 20 140 40 — 100 30 Мазут Уголь (перед золоуловитслсм) Транспорт (особенно автомобильный) является одним из важнейших источников загрязнения атмосферы. На его долю приходится нс менее 55% общей массы газообразных загрязнителей воздуха.

Автотранспорт и другие транспортные средства относятся к мобильным источникам, определяют общий уровень загрязнения атмосферы городов, причем выброс происходит вблизи органов дыхания человека. В состав выхлопных газов карбюраторных и дизельных двигателей входит около 200 химических соединений, из которых наиболес токсичны оксиды углерода, азота, углеводороды, в т.