Самоочищение атмосферного воздуха и его санитарная охрана

Как важная гигиеническая и экологическая проблема.

Загрязнение атмосферного воздуха

В состав воздушной среды постоянно входят разнообразные посторонние включения, попадающие в него из различных источников. С течением времени в результате деятельности человека, направленной на развитие технического прогресса, количество таких посторонних примесей к воздушной среде увеличивается.

В настоящее время так называемый чистый воздух в населён-ных пунктах практически можно показывать лишь в виде экспо-ната.

Все загрязнения воздушной среды можно разделить на три вида:

1. твёрдые (пыль).

2. жидкие (пары).

3. газообразные.

Твёрдые загрязнения (пыль) по происхождению можно разде-лить на несколько категорий:

- почвенная пыль, поднимается в воздухе с поверхности почвы в результате перемещения воздушных масс. Этому способствует осо-бенно движение транспортных средств;

- космическая пыль, на землю из космоса оседает некоторое ко-личество твёрдых частиц, не имеющих практического значения;

- морская пыль, образуется в результате высыхания брызг солё-ной воды при волнении моря. Она также не имеет практического значения;

- твёрдые выбросы в атмосферу из энергетических установок (промышленные предприятия, отопительные системы);

- радиоактивная пыль, которая попадает в воздух в результате аварийных ситуаций на предприятиях, использующих радионукли-ды.

Наибольшее практическое значение имеют пылевые загрязне-ния, выбрасываемые в воздух энергетическими системами, по-скольку количество последних постоянно возрастает.

При этом роль промышленных предприятий и домовых отопительных систем может меняться в зависимости от местных условий. В некоторых местах ведущую роль играют промышленные предприятия, в других - домовые отопительные системы. Но в целом промышленные предприятия являются в этом отношении ведущими. По данным, полученным из многих стран, отмечено, что с развитием промышленности количество загрязнений, поступающих в воздух, пропорционально увеличивается. Особенно много твёрдых загрязнений поступает в воздух при сжигании твёрдого топлива (угля). При этом в воздух выбрасываются зола, недожог, сажа.

Зола представляет собой негорючие примеси к углю, содержа-ние которых в нём может варьировать от 6-12% (высокосортные уг-ли) до 30-35% (низкосортные). Уголь в свою очередь содержит в себе в качестве постоянной примеси серу, которая при сгорании угля окисляется до сернистого газа. Этот газ является основным компонентом газообразных загрязнений, выбрасываемых в воздух энергетическими установками.

Недожог представляет собой несгоревшие частицы угля, коли-чество которых зависит от степени аэрации энергетической уста-новки.

Сажа - это продукт неполного сгорания угля. Она является наи-более патогенным компонентом из твёрдых выбросов, так как со-держит смолистые вещества, среди которых имеют место и канце-рогенные смолы (3,4-бензпирен, 1,2,5,6-дибензантрацен, метилхо-лантрен и др.).

Зола является самым существенным компонентом выбросов энергетических установок. Существует два способа сжигания угля: послойный и пылевидный. При первом способе уголь набрасывают в топку слоями, при втором - предварительно измельчают и вводят в топку в виде пыли. При этом коэффициент полезного действия зна-чительно возрастает.

При пылевидном сжигании топлива, являющимся наиболее эф-фективным, в воздух (через трубу) выбрасывается около 80% обра-зующейся золы. Поэтому при сжигании угля, содержащего 30% зо-лы (к примеру, подмосковный уголь), в воздух поступает около 240 кг золы на каждую тонну сжигаемого топлива (в 1 тонне содержит-ся 300 кг золы, 80% от которых составит 240 кг). Крупная ТЭЦ, та-ким образом, потребляющая около 1000 тонн угля в сутки, выбра-сывает около 240 тонн золы. Для наглядности можно представить себе, что это 80 трёхтонных грузовиков. К этому следует добавить ещё недожог и сажу. Кроме того, некоторые промышленные предприятия выбрасывают в воздух специфические продукты, загрязняющие атмосферу, к примеру, цементные заводы. В результате в городах с развитой промышленностью в воздухе витает огромное количество пыли. В частности, установлено, что в крупных городах с развитой промышленностью на каждый квадратный километр поверхности из воздуха оседает пыль, измеряемая тысячами тонн в год. Например, в Луганске - около 1300 т/км ², в Днепропетровске - около 1500 т/км ² и т.д. В Остраве в 1954 г на каждый километр поверхности оседало 557 тонн пыли, а 1958 г с развитием промышленности - 1018 тонн. Такие же примеры можно привести и по другим городам.

Каждая крупная ТЭЦ дополнительно к пыли выбрасывает в сут-ки около 300 тонн сернистого газа, а также окись углерода, дву-окись углерода, окислы азота и другие газы. Кроме того, многие промышленные предприятия выбрасывают в воздух значительное количество специфических газообразных примесей: в частности, химические предприятия выбрасывают в воздух огромное количе-ство разнообразных токсических компонентов.

Атмосферную пыль в соответствии с классификацией Джи-ббса разделяют на следующие категории:

- собственно пыль (оседает с ускорением, величина частиц 100-10 микрон);

- облака или туманы (оседает с постоянной скоростью, величина частиц 10-0,1 микрон);

- дым (не оседает, а находится постоянно в состоянии броунов-ского движения, величина частиц менее 0,1 микрона).

Степень дисперсности пылевых частиц имеет весьма важное значение с точки зрения проникновения их в дыхательные пути:

- самая крупная пыль с величиной частиц более 10 микрон, в ос-новном, задерживается в верхних дыхательных путях и выводится практически с секретом слизистых оболочек;

- более глубже проникает пыль с величиной частиц от 5 до 10 мик-рон;

- и, наиболее опасной считается пыль с величиной частиц менее 5 микрон, которая проникает в альвеолы.

Источниками газообразных загрязнений воздуха являются, в ос-новном, промышленные предприятия и отопительные системы, однако, в качестве источников газообразных загрязнений следует назвать также и транспорт, использующий двигатели внутреннего сгорания.

Автомобильный транспорт, широко распространённый в современных городах, является основным источником загрязнения воздуха окисью углерода. Кроме окиси углерода, транспорт выбрасывает в воздух разнообразные окислы азота, двуокись углерода, недосгоревшие углеводороды, озон и другие газы. Дизельные двигатели выбрасывают в воздух также сажу, а двигатели, использующие в качестве топлива этилированный бензин - значительное количество свинца.

Каждый работающий двигатель легкового автомобиля обычно выбрасывает в воздух около 3 м ³ чистой окиси углерода в час, а грузовые - вдвое больше. Число автомобильного транспорта пос-тоянно растёт, а в настоящее время количество автомобилей в мире, не говоря о России, тем более об Уфе сопоставимо с количеством населения. В результате этого в воздухе крупных городов с интен-сивным автомобильным движением концентрация окиси углерода значительно превышает предельно допустимые нормы.

Жидкие загрязнения образуются в воздухе, главным образом, за счёт взаимодействия газообразных загрязнений с атмосферной вла-гой. В результате, например, из сернистого газа, выбрасываемого в воздух энергетическими системами, образуются кислоты, содержа-щие серу, которые затем выпадают из атмосферы в виде так назы-ваемых кислотных дождей.

В настоящее время все вместе взятые загрязнения воздушной среды достигают во многих случаях таких высоких концентраций, которые представляют опасность для здоровья и жизни людей.

Высокие степени загрязнения атмосферы принято называть токсическими туманами или смогами. Такие смоги в прежние времена случались довольно редко и лишь в некоторых городах, от-личающихся характерными погодными условиями. Дело в том, что погодные условия играют существенную роль в возникновении токсических туманов. Последние, образуются обычно при некото-ром сочетании метеорологических факторов: при низкой облачнос-ти, наличии температурной инверсии, полном штиле. Именно при таком стечении метеорологических условий загрязнения, выбрасы-ваемые в воздух, не разносятся ветром, т.е. не разбавляются и кон-центрируются у поверхности земли. Раньше классическим городом, где возникали эти туманы, был Лондон, однако в последние годы география их возникновения резко расширилась. Они стали появ-ляться практически во всех городах мира: в Японии смог называют «когай». В связи с этим во многих городах вынуждены предприни-мать чрезвычайные меры по защите людей от вредного влияния этих смогов. Так, в Лос-Анджелесе при достижении определённых концентраций токсических веществ в воздухе объявляются тревоги номер 1, 2, 3. В соответствии с объявлением этих тревог предпри-нимаются меры по снижению концентрации этих загрязнений: приостанавливается деятельность некоторых предприятий, выбра-сывающих в воздух большое количество токсических веществ; перекрываются для движения некоторые транспортные магистрали.

Турецкие власти при достижении высоких концентраций загряз-нения воздуха прекращают деятельность некоторых школ, не реко-мендуют людям выходить на улицу и т.д. Особенно это касается детей и лиц пожилого возраста.

В Германии и Японии при таких обстоятельствах людям реко-мендуют пользоваться приспособлениями для защиты органов ды-хания (респираторами, противогазами).

Степень загрязнённости воздуха в значительной степени зави-сит от разнообразных условий:

- от времени года (зимой больше, чем летом, потому что включа-ются отопительные системы;

- от времени суток (максимально - утром, минимально - ночью);

- от силы и направления ветра (разбавление);

- от вертикального градиента температуры (температурной инвер-сии);

- от степени влажности воздуха (туманы способствуют концентра-ции загрязнений);

- от частоты и количества атмосферных осадков;

- от расстояния по отношению к источникам выбросов. Наиболь-шее количество пыли оседает вблизи места выброса. Так, вокруг ТЭЦ с количеством выбросов 200 тонн/сутки концентрация пыли достигает:

на расстоянии 500 м - 5,94 мг/м ³;

на расстоянии 1 км - 3,11мг/м ³;

на расстоянии 2 км - 1,21 мг/м ³;

на расстоянии 3 км - 0,47 мг/ м ³.

Дата добавления: 2014-01-11