Пути переноса атмосферных загрязнений, последствия загрязнения атмосферного воздуха

Классификация источников загрязнения

В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные), предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов.

Котельные установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяются продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Так, теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн кВт на каждые израсходованные 20 тыс. т угля выбрасывает в атмосферу 680 т SO2 и SO3, 120 – 140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа) 200 т оксидов азота.

Черная и цветная металлургия. При выплавке 1 т. стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т. твердых частиц, 0,03 т. оксидов серы и до 0,05 т. оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, содержащие фенол, формальдегид, бензол, аммиак и другие токсичные вещества. Существенную долю в загрязнение атмосферного воздуха вносят: агломерационные фабрики, доменное производство, производство ферросплавов.

Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих токсичные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд и при производстве алюминия.

В АО «ЧСПЗ» источниками загрязнения атмосферы являются различные нагревательные агрегаты. Интенсивное пылеобразование происходит при механической обработке твердых материалов и транспортировке их внутри и между цехами в сочетании с перегрузами и пересыпами. Основными источниками загрязнения в АО «Северсталь» являются агломашины, при работе которых образуются технологические газы, содержащие в основном пыль; оксиды углерода, азота, серы; коксовые батареи, в которых образуется наряду с неорганическими и органические вещества – бенз(а)пирен, фенолы, сероуглерод, нафталин и другие.

Значительными источниками загрязнения являются также доменные, сталеплавильные печи и конвертерные агрегаты. Разгрузка, складирование, обогащение поступающего угля, сушка флотоконцентрата, загрузка камер коксования, тушение, сортировка и транспортировка кокса сопровождаются значительным пылеобразованием.

Коксохимпроизводство включает углеподготовительные цеха, углеобогатительные фабрики, коксовые цеха, два цеха улавли­вания химических продуктов коксования, цех переработки сырого бен­зола (ректификации), смолоперерабатывающий цех, пекококсовый цех и установку биохимической очистки фенольных сточных вод. Исходным сырьем для производства кокса является уголь Печорского бассейна, поставляемый шахтами города Воркуты. В углеподготовительных цехах происходит размораживание угля, разгрузка, складирование, дробление и дозирование компонентов шихты. Обогащение угля осуществляется в основном методом флотации. Сушка флотоконцентрата производится в сушильных барабанах, в которых используется коксовый газ. Процесс непосредственно коксования заключается в термической обработке кон­центрата в коксовых батареях, в отопительных системах которых ис­пользуется обратный коксовый газ или смесь доменного и обратного коксового газов. Тушение кокса на батареях № 1, 2 и 5, 6 мокрое, № 3, 4 и 7-10 - сухое. Коксовый газ, выделяющийся в результате коксования, последовательно проходит отделения охлаждения и конденсации коксо­вого газа, аммиачно-сульфатное и бензольное, где улавливаются пири­дин, аммиак, фенол и бензол. Сырой бензол перерабатывается с целью получения чистых бензольных продуктов. Смола, улавливаемая из кок­сового газа при его охлаждении, также перерабатывается с получением каменноугольного поглотительного масла, кристаллического нафтали­на, антрацена и каменноугольного пека, из которого получается пековый кокс.

Сталеплавильное производство включает мартеновский, электроста­леплавильный и конверторный цеха. Электросталеплавильный цех име­ет в своем составе 4 дуговых электропечи емкостью по 100 т каждая. Конверторный цех включает три конвертора емкостью по 350 т, пять установок машин непрерывного литья заготовок, три установки довод­ки металла, участок перелива чугуна из миксера в ковши и сушильные барабаны в корпусе обезвоживания шлама.

Прокатное производство включает два листопрокатных цеха, об­жимный цех, сортопрокатный цех и цех холодной прокатки. В листо­прокатных цехах установлено 9 методических печей и 2 роликовые печи. В состав обжимного цеха входят 28 нагревательных колодцев, машина огневой зачистки, блюминг 1150, печи низкотемпературного отпуска арматурной стали. Нагревательные колодцы отапливаются смесью коксового и доменного газов, все остальные агрегаты цеха - природ­ным газом. В отделении холодной прокатки установлены четыре блока колпаковых печей, работающих на природном газе.

В состав огнеупорного производства входят известково-доломитный и известково-обжиговый цехи, имеющие в своем составе шесть шахтных печей, 7 вращающихся печей обжига доломита и известняка, сушильные барабаны для сушки глины и боксита.

Ремонтное хозяйство включает фасонно-литейный цех, цех излож­ниц и кузнечно-прессовый цех. Фасонно-литейный цех обеспечивает потребность действующих производств комбината в чугунном, сталь­ном и цветном литье для ремонтных нужд и изготовления сменного оборудования. В цехе изложниц производится литье изложниц из жидкого доменного чугуна, подаваемого из доменного цеха в чугуновозных ковшах.

В состав производства предметов народного потребления входит цех эмалированной посуды, где установлены пресс-автоматы для штампов­ки черной посуды, печи светлого обжига, конвейерные электрические печи и непрерывные агрегаты травления посуды перед эмалированием.

АО «ЧСПЗ» введен в эксплуатацию в 1965 г. Промплощадка завода расположена в западной части города. С севера и запада она непосред­ственно примыкает к промплощадке АО «Северсталь», а с востока и юга - к селитебной части города. Площадь промплощадки АО «ЧСПЗ» со­ставляет 120 га, ширина санитарно-защитной зоны - 300 м. АО «ЧСПЗ» имеет в своем составе следующие основные цеха: два сталепроволочных, электродный, гвоздильный, калибровочный, стальных фасонных профи­лей. Проектная производственная мощность завода - 1394 тыс. т промышленных метизов в год. Технологический процесс производства проволоки, канатов, сетки, гвоздей, фасонных профилей, калиброван­ной стали включает термообработку, подготовку поверхности металла к дальнейшей обработке методом кислотного травления или механичес­кого удаления окалины и нанесения защитного покрытия. Для травле­ния применяется серная кислота.

На предприятиях Череповца сосредоточено более 2000 стационарных организованных источников выбросов загрязняющих атмосферу веществ, из них на долю АО «Северсталь» приходится около 70 %. Кроме того, на территории комбината находится около 100 источников неорганизованных выбросов.

Наибольший удельный вес в составе выбросов загрязняющих веществ мет.комбината приходится на оксид углерода (76 %), диоксид серы (7 %), оксиды азота (5 %) и прочие соединения (аммиак, сероводород, углеводороды – 1 %).

Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих токсичные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд и при производстве алюминия.

Химическое производство. Выбросы этой отрасли хотя и не велики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), но ввиду своей весьма высокой токсичности, большого разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу, как для человека, так и для всей биоты. Выбросы разнообразных химических производств, в том числе нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности содержат: углеводороды, сероводород, хлористые соединения и резко пахнущие органические вещества (стирол, дивинил, толуол, ацетон, изопрен).

Автотранспорт. В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат большое количество токсичных соединений – бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца.

Наибольшее количество вредных веществ в составе выхлопных газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет снизить количество выбросов в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы сжигают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.

Заводы по производству строительныхматериалов выбрасывают в атмосферу: пыль, фториды, сернистый ангидрид, оксиды азота.

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих предприятиях, при подземных горных выработках, при сжигании мусора и горении пород в отвалах и т.д.

В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, применение пестицидов.

Современное промышленное производство загрязняет атмосферу не только газообразными и твердыми примесями, но и тепловыми выбросами, электромагнитными полями, ультрафиолетовыми, инфракрасными, световыми излучениями и другими физическими факторами.

Источники загрязнения атмосферного воздуха промышленными выбросами подразделяют по:

Назначению:

- на технологические (содержащие хвостовые газы рекуперационных, адсорбционных, абсорбционных и других улавливающих установок);

- на вентиляционные.

Геометрической форме:

- на точечные источники (трубы ТЭУ, шахты, вентиляторы, дымовые трубы, выхлопные трубы автомобилей и т.п.);

- на неточечные источники (когда загрязнители поступают от обширных и часто трудноопределимых источников: аэрозольные распылители, отстойники, пруды, городские свалки отходов, ненаправленные потоки газа в результате нарушений герметичности аппаратуры, в местах загрузки сырья, выгрузки и хранения продукции и т.п.).

Режиму работы:

- источники непрерывного действия;

- источники периодического действия;

- мгновенные и залповые (при которых за короткий промежуток времени в воздух выбрасывается большое количество загрязнителей такие ситуации возможны при авариях или сжигании быстрогорящих отходов на площадках уничтожения).

Месту расположения:

- незатененные или высокие источники (находящиеся в зоне недеформированного ветрового потока. К ним относятся высокие трубы, а также точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, в 2,5 раза превышающую высоту зданий);

- затененные или низкие источники;

- наземные источники (находящиеся в близи земной поверхности. К ним относятся: открыто расположенное технологическое оборудование, колодцы производственной канализации, пролитые токсичные вещества, сбросы отходов производства).

Дальности распространения:

-внутриплощадочные источники (когда высокие концентрации выбрасываемых загрязнителей наблюдаются только на территории промышленной площадки);

- внеплощадочные источники (когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения потенциально способны создать высокие концентрации на территории жилой застройки).

Перемещения воздушных масс над поверхностью Земли определяются многими причинами, в числе которых вращение планеты, неравномерность нагрева ее поверхности Солнцем, образование зон пониженного (циклоны) и повышенного (антициклоны) давления, равнинный или горный рельеф и многое другое. К тому же на разных высотах скорость, устойчивость и направление воздушных потоков сильно отличается. Поэтому перенос загрязнений, попадающих в разные слои атмосферы, идет с разными скоростями и часто в других направлениях, чем в приземном слое.

При очень сильных выбросах, связанных с высокими энергиями, загрязнения, попадающие в высокие (10 - 20 км) слои атмосферы, могут в течение нескольких суток или даже часов переместится на тысячи километров.

Основная масса загрязнений воздуха как природного, так и антропогенного происхождения попадает в приземные слои и распространяется ветрами, дующими под земной поверхностью.

Для большинства территорий нашей страны, расположенной в средних широтах, характерно преобладание западных ветров. Поэтому перенос загрязнений в приземном слое происходит преимущественно в направлении с запада на восток.

Основная масса загрязнений, особенно транспортных, которые не удаляются, как промышленные, дымовыми трубами на значительную высоту, образуют максимальные концентрации в зонах своего образования. Поэтому наиболее загрязненным оказывается воздух в больших промышленных городах и на территории стран, где высокая плотность населения сочетается с высоким уровнем промышленного производства и концентрацией автотранспорта. С этим связана и неравномерность распределения загрязнений в воздушном бассейне разных стран и регионов.

В целом же благодаря трансграничному переносу на Земле практически не осталось мест, где воздух не содержит хотя бы незначительных количеств примесей антропогенного происхождения.

Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами – от прямой и немедленной угрозы (например «смог») до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организмов. Во всех случаях загрязнение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние.

Дата добавления: 2014-11-25