Основные источники загрязнения атмосферы

Состав сухого воздуха

Компонент	Содержание, %	Компонент	Содержание, %
Азот		Неон	0,00123
Кислород		Гелий	0,0004
Аргон	0,94	Криптон	0,00005
Углекислый газ	0,03	Ксенон	0,000006
Водород	0,01
Примечание. Плотность воздуха при 760 мм рт. ст. и 0°С (на уровне моря на широте 45°) – 1,2928 кг/м^3.

Кроме нейтральных веществ, в воздухе содержатся и вредные вещества – вещества, которые оказывают негативное воздействие на жизнедеятельность живых организмов и состояние объектов природного и антропогенного (т.е. вследствие деятельности человека) происхождения: горные массивы, почву, воду, леса, строения. Содержание вредных веществ в воздухе гораздо меньше, чем азота и кислорода, но ввиду своей повышенной вредности именно они определяют уровень негативного воздействия на окружающую среду.

Сочетание концентраций вредных химических соединений природного и антропогенного возникновения носит название фоновой концентрации загрязняющих веществ. Значения фоновой концентрации загрязняющих веществ используют для расчета нормативов воздействия на окружающую среду. Для оценки вклада загрязнений антропогенного происхождения, проводят сравнение с естественной фоновой концентрацией. Естественная фоновая концентрация – концентрация вредных веществ, создаваемая только естественными, т.е. природными, источниками.

Главные загрязнители атмосферного воздуха, образующиеся в результате антропогенной деятельности, – диоксид серы (SO₂), оксиды азота (NO_x), оксид углерода (CО) и твердые частицы (PM – particulate matter). На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ.

Суммарный мировой выброс в атмосферу четырех главных загрязнителей (поллютантов) составляет более 400 млн. т., а в России – более 20 млн. т.

Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов наблюдается более 70 наименований вредных веществ, среди которых – свинец, ртуть, кадмий и другие тяжелые металлы (источники – автомобили, плавильные заводы и др.), углеводороды, среди которых наиболее опасен бенз(а)пирен (выхлопные газы, топка котлов и др.), альдегиды и, в первую очередь, формальдегид, сероводород, токсичные летучие растворители (бензины, спирты, эфиры) и др.

В настоящее время на территории России загрязняют атмосферный воздух в основном такие предприятия, как тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др., по производству черной и цветной металлургии, стройматериалов, по нефтедобыче и нефтехимии, автотранспорт.

В развитых промышленных странах Запада, например, основное количество выбросов вредных веществ приходится на автотранспорт (50 – 60%), тогда как на долю теплоэнергетики значительно меньше, всего 16 – 20%.

Тепловые электростанции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выбрасывается дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. При переводе установок на жидкое топливо (мазут) снижаются выбросы золы, но практически не уменьшаются выбросы оксидов серы и азота. Наиболее чистым является газовое топливо, которое загрязняет атмосферный воздух в три раза меньше, чем мазут и в пять раз меньше, чем уголь.

Рис. 1 Загрязнение атмосферы

Крупный источник энергетического загрязнения атмосферы – отопительная система жилищ (котельные установки) – выделяет продукты неполного сгорания. Из-за небольшой высоты дымовых труб токсичные вещества в высоких концентрациях обнаруживаются вблизи котельных установок.

Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу попадает 0,04 тонн твердых частиц, 0,03 тонн оксидов серы и до 0,05 тонн оксида углерода. Заводы цветной металлургии сбрасывают в атмосферу соединения марганца, свинца, фосфора, мышьяка, пары ртути, состоящие из фенола, формальдегида, бензола и других токсичных веществ.

Химическое производство. Выбросы предприятий данной отрасли невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма высокой токсичности, разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для всей биоты. Атмосферный воздух загрязняется оксидами серы, соединениями фтора, аммиаком, нитрозными газами (смесь оксидов азота), хлористыми соединениями, сероводородом, неорганической пылью и т. д.

Выбросы автотранспорта. В мире насчитывается несколько сотен миллионов автомобилей, которые, сжигая огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняют атмосферный воздух (особенно крупных городов). Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (в большей степени карбюраторных) содержат такие токсичные соединения, как бенз(а)пирен, альдегиды, оксиды азота и углерода и соединения свинца (в случае применения этилированного бензина). Правильная регулировка топливной системы автомобилей позволяет снизить количество вредных веществ в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы (каталитические дожигатели) – уменьшить токсичность выхлопных газов в 6 и более раз.

Производство авиатранспорта и РКТ. Авиационная и ракетная техника имеет свою производственную специфику начиная с производства опытного образца (формообразования). Применение специализированных технологий формообразования обычно связано с разогревом или плавлением материала будущей заготовки и сопровождается вредными выбросами в окружающую среду, характерными для кузнечно-прессовых и литейных производств. При этом в окружающую среду могут попадать пары металлов, а так же окалина и пыль.

Этап окончательного формообразования формирует вредные выбросы в окружающую среду в соответствии с технологией. Для механической обработки это смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), для физико-химических это могут быть пары металлов, шламы электрохимической и электроэрозионной обработки, использованные электролиты гальванических производств, нефтепродукты и т.д.. Сюда же следует отнести экологические проблемы создания неразъёмных соединений (сварки, пайки), а так же мойки и при необходимости консервации. В атмосферу могут попадать пары используемых реагентов: ацетон, уайт-спирит, хладон-113 и этиловый спирт, олифа.

При испытаниях на герметичность применяются гелий, воздушно-гелиевые смеси, азот. В качестве контрольного вещества используются смеси, воздуха с парами хладона-12 или хладона-22, которые теоретически способны разрушать озоновый слой.

Образованные при сгорании топлива на огневых испытательных стендах и при проведении летных испытаний и эксплуатации продукты сгорания содержат токсичные вещества и также наносят вред окружающей среде. Только такие продукты полного сгорания, как водяные пары Н₂О и диоксид углерода СО₂ условно не считаются химическими загрязнителями окружающей среды. Все остальные компоненты отработавших газов являются либо дымообразующими, либо токсичными веществами, оказывающими вредное влияние на человека и окружающую среду. К ним относятся: соединения серы (S0₂, S0₃ и др.); продукты неполного сгорания углеводородного топлива — сажа (С), моно-окись углерода (СО), различные углеводороды, включая и кислородосодержащие (альдегиды, кетоны и др.), условно обозначаемые как СmНп, CmHnOp или просто СН; окислы азота с общим обозначением NОx; твердые (зольные) частицы, образующиеся из минеральных примесей в горючем; соединения свинца, бария и других элементов, входящих в состав присадок к топливам. В составе продуктов сгорания (ПС) твердотопливных двигателей находится хлор и его соединения.

Дата добавления: 2015-05-31