Источников выбросов в атмосферу существует великое множество. Но объединяет их то, что все они наносят существенный вред обитателям Земли.
Бытует мнение, что загрязнение атмосферного воздуха это «побочный эффект» развития цивилизации. Однако данная проблема существовала всегда.
Единственное, с чем спорить трудно, так это с тем, что за последние 100 лет состояние атмосферы ухудшилось в разы.
Основными последствиями загрязнения атмосферы являются:
- изменение климата;
- смог;
- озоновые дыры;
- кислотные дожди;
- деградация почв;
- исчезающие леса;
- опустынивание территорий;
- эрозия почв;
- снижение биоразнообразия;
- заболевания и преждевременная смертность населения.
Изучаем, как происходит загрязнение атмосферы, в том числе от предприятий, контролирует ли кто-то этот процесс и что можно предпринять для ее защиты от вредных выбросов.
Содержание
- Актуальность проблемы
- Виды загрязнения
- Влияющие факторы
- Загрязняющие вещества
- Виды и категории выбросов
- Источники
- Энергетика
- Автотранспорт
- Промышленные предприятия
- Нормативы, предельно допустимые выбросы
- Плата и возмещение ущерба
- Учет выбросов
- Как и кем проводится мониторинг, контроль и надзор?
- Последствия
- Что способствует уменьшению объема вредных выбросов?
- Экологические преступления, правонарушения и ответственность за них
- Видео о промышленном загрязнении
- Заключение
Актуальность проблемы
Атмосфера – газовая оболочка Земли и других небесных тел. Атмосферный воздух (АВ) – естественная смесь газов атмосферы, которая находится за пределами помещений.
При поступлении в воздух загрязняющих веществ (ЗВ) природного или антропогенного происхождения наступает его загрязнение.
Выбрасываемые в атмосферу различными источниками загрязняющие примеси не только уничтожают живую природу, отрицательно воздействуют на здоровье людей, но и способны изменить свойства самой атмосферы, что может привести к дополнительным нежелательным экологическим и климатическим последствиям.
В мире отмечается возрастающая проблема загрязнения воздуха микронным и субмикронным атмосферным аэрозолем или твердыми частицами (РМ).
Подобные загрязнители особенно опасны для здоровья людей, так как способны проникать в нижние отделы респираторного тракта, приводя к увеличению случаев респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний, снижению продолжительности жизни и преждевременной смертности.
Крайне опасно загрязнение стойкими органическими загрязнителями техногенного происхождения (продуктами химической промышленности, сгорания топлива, транспорта, сельского хозяйства).
Загрязнители с низкой летучестью и высокой устойчивостью переносятся на тысячи километров, благодаря способности к биоаккумуляции накапливаются в тканях растений и всех живых организмов, создавая дополнительный риск для человека.
Дальний перенос атмосферных примесей характерен для густозаселенных и промышленных районов, регионов природных пожаров и газо/нефтедобычи, ближайших стран Европы и Азии. В целом загрязнение атмосферного воздуха – приоритетный фактор риска здоровью человека, связанного с окружающей средой.
Изменения климата, наступившие в результате глобального загрязнения атмосферы, неблагоприятны для здоровья людей.
К таким факторам относят:
- опасные природные явления;
- аномальные климатические условия;
- увеличение числа климатозависимых инфекционных заболеваний и их продвижение на север (в Северном полушарии).
Атмосферные явления служат стресс-фактором для здоровых людей, а также провоцируют обострение уже существующих патологий. От последствий глобального потепления особенно страдают пожилые, младенцы, люди с хроническими заболеваниями, а также те, чья профессия связана с тяжелой физической работой на открытом воздухе.
Из-за изменения климата периоды цветения растений удлиняются, что увеличивает количество пыльцы. В результате повышенной температуры воздуха отмечается рост аллергических проявлений, снижение функции легких, увеличение риска сердечно-сосудистых заболеваний. Число жертв в жаркие сезоны сопоставимо с числом смертельных случаев от ежегодной эпидемии гриппа.
Потепление климата ведет к увеличению частоты и интенсивности опасных гидрометеорологических явлений:
- смерчей;
- ураганов;
- сильнейших ливней с грозами, градом и шквалистым ветром;
- продолжительных засух, наводнений;
- лесных и степных пожаров.
Виды загрязнения
Естественное загрязнение атмосферы возникает в результате природных явлений, обычно катастрофических:
- извержения вулканов;
- селевые потоки;
- пыльные бури;
- процессы выветривания;
- разложение органических веществ.
Антропогенное (искусственное, техногенное) загрязнение атмосферы вызвано деятельностью человека. Наступает при воздействии на ОС антропогенных факторов, интенсивность влияния которых превышает природный уровень воздействия аналогичных агентов.
Говоря о загрязнении воздушной среды, выделяют:
- первичное загрязнение – при поступлении ЗВ из источников выбросов;
- вторичное загрязнение – при образовании вредных веществ в результате происходящих в воздухе физико-химических процессов.
Виды антропогенного загрязнения АВ:
- биологическое – случайное или возникшее в результате деятельности человека;
- микробиологическое (микробное) – появление необычно большого количества микробов, связанное с их массовым распространением;
- механическое – загрязнение воздушной среды агентами, оказывающими механическое воздействие без физико-химических последствий;
- химическое – изменение естественных химических свойств среды;
- физическое – изменение естественного физического состояния среды (тепловое, световое, радиоактивное и пр.).
Искусственные загрязнители атмосферы можно разделить на группы:
- Транспортные – ЗВ, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта.
- Производственные – ЗВ в составе выбросов при технологических процессах, отоплении.
- Бытовые – ЗВ, поступающие в атмосферу при сжигании топлива в жилищах, бытовых отходов на свалках.
В последние десятилетия антропогенные факторы загрязнения атмосферы стали превышать по масштабам естественные, приобретая глобальный характер. При этом антропогенные выбросы более опасны, чем загрязнения природного происхождения.
Влияющие факторы
Атмосферный воздух обладает способностью к самоочищению, частично или полностью восстанавливая естественный состав путем удаления загрязнителей под воздействием природных процессов.
К таким процессам относятся:
- выпадение загрязнителей под действием гравитации;
- вымывание загрязнителей при образовании облаков, туманов и выпадении атмосферных осадков.
Как распространяются и трансформируются ЗВ в атмосферном воздухе:
Диффузия | Перемещение ЗВ с малой скоростью из зон высокой концентрации в зоны низкой концентрации |
Дисперсия | Перемешивание ЗВ в воздушной среде (разбавление) |
Сорбция | Концентрирование ЗВ, растворенных в воде или в парах, на поверхности твердых частиц |
Химические преобразования | Взаимодействие или осаждение ЗВ |
Микробиологические преобразования | Участие в частичном или полном разложении органических поллютантов |
При одновременном загрязнении воздуха несколькими ЗВ возникают различные эффекты:
- нейтрализация;
- суммация;
- синергия: фотохимический смог (лос-анджелесский), влажный смог (лондонский), ледяной смог (аляскинский).
Эффект суммации наступает при изменении негативного воздействия двух или более ЗВ при их совместном присутствии в атмосфере по сравнению с негативным воздействием каждого загрязнителя отдельно.
На уровень загрязнения влияет масса поступающих ЗВ и метеорологические факторы — элементы, явления и процессы.
Метеорологические условия, влияющие на распространение загрязнителей:
- направление и скорость ветра;
- температура воздуха;
- термическая устойчивость атмосферы и температурные инверсии;
- атмосферные осадки (осадки вымывают примеси);
- туманы (загрязнение повышается);
- градиент давления (при активной циклонической деятельности концентрация ЗВ снижается);
- солнечная радиация (фотохимические реакции).
Например, снижение загрязненности АВ будет наблюдаться при:
- скорости ветра выше 5-6 м/с;
- отсутствии тумана;
- отсутствии температурных инверсий;
- умеренном или сильном дожде;
- низком загрязнении воздуха накануне.
Степень загрязненности АВ и результаты химического взаимодействия определяется температурной инверсией, когда отмечается аномальное возрастание температуры АВ с высотой.
Есть такое понятие как «неблагоприятные метеорологические условия» (НМУ). Это условия, способствующие накоплению загрязнений в приземном слое атмосферы.
Загрязнения могут переноситься потоками атмосферного воздуха на тысячи километров от источника. Если загрязнение АВ происходит в результате переноса загрязнителей от источника выброса, расположенного на территории другого государства, оно называется «трансграничным».
Перенос и рассеивание примесей, в частности, поступающих с промышленными выбросами и выхлопными газами автотранспорта, определяется потенциалом загрязнения АВ.
Низкий потенциал (благоприятные условия для рассеивания примесей) отмечается на северо-западе Европейской части России. Очень высокий потенциал (самые неблагоприятные условия для рассеивания ЗВ) характерен для Восточной Сибири.
Загрязняющие вещества
Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид, попадающие в АВ или возникающие в нем в количествах, выходящих за пределы обычных концентраций или среднего природного фона в рассматриваемый период.
Основа для классификации ЗВ:
Происхождение |
|
Химическая природа вещества |
|
Токсичность для живых организмов (способность ЗВ в определенных концентрациях оказывать вредное влияние, которое проявляется только при взаимодействии с живыми организмами).
Среди веществ природного происхождения токсичных нет, есть токсичные концентрации |
4 класса |
Фазовое состояние |
|
Источники поступления в окружающую среду |
|
Режим поступления в окружающую среду |
|
Формы поступления |
|
Масштаб распространения ЗВ |
|
Антропогенные ЗВ – вещества, поступающие в ОС из антропогенных типов источников в количествах, превышающих природный уровень их поступления.
Техногенное пылеобразование возникает в результате:
- механической обработки материалов (дробление, шлифование, резание);
- погрузки-разгрузки, просеивания, перемешивания, транспортировки сыпучих продуктов;
- тепловых процессов и горения (сжигание, сушка, плавление);
- износа и разрушение материалов (тормозных колодок автомобиля, абразивных кругов станочного оборудования).
Примеси пыли классифицируются по времени и форме ее образования:
Пыление | Характеристика |
Первичное | Пыль, выбрасываемая в АВ в результате естественных / антропогенных процессов |
Вторичное | Пыль, образуемая в АВ из присутствующих в ней жидких или газообразных примесей в результате химических или физических преобразований |
Поверхностное | Переход пыли с поверхности земли в АВ |
Жидкие ЗВ образуются:
- при конденсации паров в результате охлаждения воздухом (в зависимости от точки плавления сконденсированные пары в условиях низких температур могут переходить в твердую фазу);
- в результате химических или фотохимических реакций;
- распылении или разливе жидкостей.
Газообразные ЗВ образуются:
- в результате химических реакций (окисления, разложения, восстановления, замещения);
- в процессе электролиза, выпаривания, дистилляции.
Основная часть газообразных выбросов – продукты окисления, образовавшиеся во время горения. При окислении углерода, сера, азота, других веществ образуются оксиды. При неполном сгорании в результате неполного окисления образуются органические кислоты, альдегиды.
Загрязнители атмосферного воздуха разделяются по классам опасности:
I | Чрезвычайно опасные |
II | Высокоопасные |
III | Умеренно опасные |
IV | Малоопасные |
Список основных загрязнителей атмосферы утвержден на государственном уровне. Эти вещества подлежат обязательному учету, нормированию, мониторингу и контролю на всей территории РФ.
При этом существуют специфические (региональные) ЗВ – утвержденные, нормируемые и контролируемые на уровне региона или муниципалитета.
Основными веществами, попадающими в атмосферу в процессе деятельности человека, являются:
- оксид углерода;
- диоксид серы;
- оксиды азота;
- углеводороды;
- взвешенные вещества;
- бенз(а)пирен;
- серная кислота;
- метан.
Оксид углерода
Наиболее распространенная примесь атмосферного воздуха. Содержание углекислого газа в воздухе крупных городов может достигать 250 мг/м3 при среднем значении 20 мг/м3.
Монооксид углерода называется в быту угарным газом. В основном образуется при сжигании органического топлива, например, в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Самая высокая концентрация газа фиксируется в населенных пунктах с интенсивным движением, особенно у перекрестков.
Диоксид серы
Бесцветный газ с неприятным запахом, основная доля выбросов образуется при сжигании угля, в меньшей мере – при сжигании мазута.
Углеводороды
К углеводородам относятся:
- пары бензина;
- метан;
- пентан;
- гексан.
Основной источник выброса – автотранспорт. При неполном сгорании топлива выбрасываются циклические углеводороды с канцерогенными свойствами.
Оксиды азота
Образуются в результате горения в условиях высоких температур части азота – компонента атмосферного воздуха.
Основные источники выбросов:
- ДВС;
- нагревательные печи;
- топки промышленных котлов.
Парниковые газы
Парниковые газы – газообразные компоненты атмосферы, которые поглощают и переизлучают инфракрасное излучение. Бывают как природного, так и техногенного происхождения.
К ним относятся:
- водяной пар;
- углекислый газ;
- метан;
- оксид азота;
- фторированные газы.
Выбрасываемые в атмосферу парниковые газы влияют на энергетический баланс Земли, усиливают парниковый эффект, способствуют глобальному изменению климата и сопутствующим экологическим потрясениям.
Диоксид углерода, метан и закись азота присутствуют в атмосфере как природные компоненты – в низких концентрациях. Однако антропогенные источники значительно увеличили долю этих парниковых газов.
Характеристики наиболее распространенных парниковых газов:
- Углекислый газ. Водорастворимый газ, естественным образом содержащийся в воздушной среде. Роль газа в атмосферном воздухе – препятствовать выходу излучения Земли в космос. Растения превращают вещество в энергию и кислород. Основные антропогенные источники поступления газа в воздух – сжигание нефти, угля, природного газа.
- Метан. Вещество представляет большую опасность для климата, чем углекислый газ, оказывая значительное и быстрое согревающее воздействие на атмосферу. При этом продолжительность его «жизни» в АВ намного меньше и в среднем составляет около 12,4 лет. Более 60 % выбросов метана фиксируется в сельском хозяйстве – при обработке почвы и внесении удобрений, а также в животноводстве. В атмосфере метан в результате химических трансформаций превращается в диоксид углерода.
- Фторированные газы. Имеют исключительно техногенное происхождение – используются в качестве пропеллентов в аэрозольных баллончиках, а также как охлаждающие и огнегасящие агенты. Фторсодержащие вещества долго остаются в атмосфере, полностью сохраняя свойства и активность.
Парниковые газы регулируются Киотским Протоколом.
Виды и категории выбросов
Процесс поступления в воздух посторонних веществ называется выбросом.
Различают несколько типов выбросов:
- Максимально разовый. Максимальное количество выбрасываемого от источника выбросов ЗВ за 20-30-минутный интервал.
- Валовой (массовый). Количество выбрасываемого в течение определенного периода (не менее 1 суток) ЗВ.
- Залповый. Предусмотренный производственным процессом кратковременный выброс ЗВ в атмосферный воздух.
- Аварийный. Выброс ЗВ в результате технологической аварии.
По назначению выделяют выбросы:
- Технологические. Содержат хвостовые газы после улавливания на установках продувки аппаратов, воздушников. Характеризуются высокими концентрациями ЗВ незначительными объемами удаляемого воздуха.
- Вентиляционные. Местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка.
По дальности распространения выбросы разделяют как:
- Внутриплощадочные. ЗВ образуют высокие концентрации только на территории промплощадки, при этом на прилегающих жилых территориях ощутимых загрязнений не наблюдается.
- Внеплощадочные. Выбрасываемые ЗВ потенциально способны создавать достаточно высокие концентрации (на границе ПДК для воздуха населенных пунктов) на жилых территориях.
Количество и типы выбросов постоянно меняются:
- под влиянием изменений в промышленности и экономике страны;
- в результате внедрения новых технологий и современных систем очистки выбросов;
- из-за постоянно возрастающей численности автопарка, других факторов.
Залповые выбросы ЗВ возможны при авариях, сжигании быстрогорящих отходов, взрывных работах. Такие загрязнения выбрасываются в доли секунды и иногда на значительную высоту. В целом залповые выбросы в атмосферу — это процессы, которые характеризуются как непродолжительные (менее 20 минут).
Залповые выбросы во много раз превышают по мощности выбросы при штатном режиме работы оборудования.
Как правило, предусмотрены технологическим регламентом – сопровождают специфические производственные этапы (пусковые операции на котлах в теплоэнергетике, стадию розжига в печах, момент продувки в конвертерах), обычно выполняемые с заданной периодичностью.
Регулярно повторяющаяся стадия розжига характерна для предприятий по производству цемента, огнеупоров, соды. Из-за образования взрывоопасной концентрации оксида углерода примерно на 30-60 минут вынужденно отключаются пылеулавливающие установки. В это время выбросы пыли и оксида углерода значительно возрастают.
Источники
Источник выбросов ЗВ – специальное устройство или поверхность, с площади которых выбрасываются ЗВ в атмосферный воздух. Образование и поступление в атмосферу ЗВ из природных или антропогенных источников называется выделением ЗВ.
Источник выделения ЗВ – объект (технологическая установка, устройство, аппарат, склад сырья или продукции, площадка для перевалки сырья или продукции, резервуар с топливом), в котором происходит их образование.
Источники выбросов ЗВ в атмосферный воздух по признаку геометрической формы сгруппированы в следующие категории:
- Точечные. Источники выбросов ЗВ, сосредоточенных в одном месте (труба, крышной вентилятор). В атмосферный воздух загрязнители отводятся через специальные технические устройства. В системе координат источник фиксируется в виде точки. Параметры точечного источника — высота и диаметр. Если устье прямоугольное, то вместо диаметра – длина и ширина.
- Линейные. Группа источников выбросов ЗВ, имеющая некую протяженность (аэрационные фонари, ряды открытых окон, близко расположенные вытяжные шахты и факелы, автотрассы). Это, как правило, неорганизованные источники. Длина линейногоисточника определяется длиной участка выделения ЗВ.
- Площадные. Группа источников выбросов ЗВ, рассредоточенных по плоскости промышленной площадки предприятия. К площадным источникам относятся места складирования отходов, автостоянки, склады ГСМ, ворота производственных участков. Площадные источники – неорганизованные источники выбросов. Измеряемый параметр – ширина.
Каждый из этих источников может быть затененным или незатененным – это классификация по месту расположения. Затененные (низкие) расположены в зоне аэродинамической тени зданий или других препятствий.
Незатененные (высокие) расположены в недеформированном потоке ветра. Это дымовые трубы и другие источники, выбрасывающие ЗВ на высоту, превышающую 2,5 высоты расположенных поблизости зданий и других препятствий.
Выделяют также наземные источники, расположенные вблизи земной поверхности:
- открытое технологическое оборудование;
- колодцы производственной канализации;
- пролитые токсичные вещества;
- разбросанные отходы.
Организованные и неорганизованные
Различия между организованными и неорганизованными источниками выбросов заключаются в особенностях выделения ЗВ.
Организованный источник выбросов характеризуется направленным выбросом ЗВ через специально сооруженное стационарное устройство.
Примеры организованных источников выбросов, локализующими выброс ЗВ в атмосферный воздух:
- труба;
- вентиляционная шахта;
- газоход;
- воздухоотвод;
- дыхательный клапан резервуаров с нефтепродуктами;
- вытяжное отверстие резервуара на очистных сооружениях.
Неорганизованные источники выбросов – стационарные, не оборудованные устройствами для отведения газов:
- карьеры;
- утечки через неплотности оборудования,;
- разгрузочные и земляные работы;
- устройства сброса давления;
- работы, выполняемые на открытом воздухе (сварка, покраска, выезд и заезд автотранспорта);
- открытые технологические линии;
- испарения от иловых карт, отстойников, прудов-накопителей, нефтеловушек.
Выброс ЗВ из неорганизованных источников поступает в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неэффективной работы вентиляционных систем, местных отсосов в местах загрузки, выгрузки или хранения сырья, топлива, продукции.
Что такое стационарный источник?
Давайте разберемся, что такое стационарный источник выбросов. Это источник с организованным или неорганизованным выбросом ЗВ, не меняющий местоположение (географические координаты) в течение продолжительного периода.
Местоположение стационарного источника может быть определено с применением единой государственной системы координат. Стационарный источник может быть перемещен посредством передвижного источника.
Понятие передвижных источников
Передвижной источник выбросов – источник, меняющий, в отличие от стационарного, свое местоположение. Это источник, установленный на самоходной машине или на платформе, буксируемой самоходной машиной. Источником выброса передвижного источника является работающий двигатель.
Передвижные источники:
Дорожные ТС | Крупные ТС |
|
|
Энергетика
Более половины выбросов ЗВ в атмосферу производят предприятия энергетической промышленности.
В таблице ниже указано количество выбросов АЭС в год:
ГЭС
Вода поступает в турбину ГЭС из верхнего бьефа реки или водохранилища, созданного плотиной, и уходит в нижний бьеф. Так энергия движения воды преобразуется в турбине в механическую, которая затем генерируется в электрическую.
У ГЭС как возобновляемого источника энергии много преимуществ:
- экономия органического топлива;
- неисчерпаемость гидроресурсов;
- низкая себестоимость производимого электричества;
- практически неограниченный срок эксплуатации;
- возможность комплексного использования водохранилищ: для водоснабжения, орошения, предупреждения наводнений.
Гидроэнергетика – крупнейший в мире источник возобновляемой электроэнергии (около 60 % выработки такой электроэнергии и до 16 % всей мировой выработки электроэнергии).
Химического и теплового загрязнения атмосферы при работе ГЭС практически не происходит – основной вред природе наносится строительством водохранилищ и плотин.
Строительство крупных ГЭС сильно влияет на природную среду в местах их размещения:
- затапливаются большие территории;
- наземные биоценозы сменяются водными;
- изменяется водный режим рек.
А несколько лет назад под сомнение была поставлена и углеродная нейтральность гидроэнергетики.
На затопленных под водохранилище территориях начинаются процессы гниения затопленных растений. Продукты гниения – углекислый газ и метан — со временем оказываются в атмосфере, усиливая парниковый эффект.
В сезон низкого уровня воды растения покрывают отступающие берега водохранилищ, а при наступлении высокого сезона затопляются вновь. Анаэробное разложение растительности на затопленных землях возобновляется, в атмосферу снова поступают парниковые газы.
В 2019 году были опубликованы результаты исследования ученых из Франции. В материалах утверждалось, что водохранилища ГЭС выделяют в атмосферу большие объемы углекислого газа и метана.
При этом баланс парниковых газов в российских водохранилищах показывает, что отечественные ГЭС не только не выбрасывают парниковые газы, но даже поглощают их в объеме 0,56 млн т/год.
Как это происходит? В пересчете на эквивалент углекислого газа ГЭС РФ выбрасывают 4,65 млн т парниковых газов, в том числе 3,52 млн т метана и 1,13 млн т углекислого газа. При этом в донных отложениях утилизируется 5,21 млн тонн парниковых газов ежегодно.
Оказывается, большинство водохранилищ России расположены в относительно холодных природных зонах, где органическое вещество образуется в небольших количествах, а микробиологические процессы замедленны.
Но водохранилища, которые находятся в подходящих условиях, способны генерировать значительные объемы парниковых газов.
К благоприятным факторам образования опасных для климата Земли парниковых газов относятся:
- тропический климат;
- высокая загрязненность воды;
- большой объем органики, затапливаемой при строительстве водохранилища.
Поэтому выбросы метана гидроэнергетики тропических государств превышают показатели угольных ТЭС, а в северных регионах планеты концентрации метана минимальны.
ТЭС
Ископаемое топливо (уголь, мазут, газ) сжигается в топках паровых котлов, где его химическая энергия превращается в тепловую энергию пара. В паровой турбине эта энергия переходит в механическую энергию, а та, в свою очередь, превращается в турбогенераторе в электрическую энергию.
Во время работы ТЭС, или ТЭЦ, приземный слой атмосферы загрязняется большим количеством углекислого газа – продукта сжигания топлива. Процессы горения приводят к дефициту кислорода в воздухе региона — скорость потребления кислорода во время сжигания превышает скорость его образования при фотосинтезе.
ТЭС, как и другие промышленные объекты, работающие на органическом топливе, наряду с большим потреблением кислорода выбрасывают огромное количество вредных веществ в виде золы и множества других, в том числе канцерогенных соединений.
Выбросы ТЭС содержат:
- оксид серы;
- оксид азота;
- соединения тяжелых металлов (свинца, мышьяка, кадмия, ванадия).
Вблизи теплоэлектростанций обычно превышен естественный радиационный фон — уголь содержит микродозы природных изотопов, которые поступают в воздух при работе ТЭС.
Химическое загрязнение атмосферы выбросами ТЭС способствует появлению глобальных проблем (усиливается парниковый эффект, идут кислотные дожди). Компоненты выбросов – токсичные вещества различного спектра воздействия отравляют растительный и животный мир.
АЭС
В реакторе АЭС выделяется тепловая энергия в результате высвобождения энергии связи нейтронов и протонов при делении ядер радиоактивных изотопов урана. Тепловая энергия превращается в механическую, а потом в электрическую. Таков принцип работы атомных электростанций.
Даже при эксплуатации в штатном режиме, без аварий и инцидентов, АЭС наносят вред биосфере и населению. Негативное воздействие связано с неизбежным загрязнением АВ выбросами образующихся в реакторе радионуклидов и их распространением через воздух с аэрозольными выбросами.
Технологические процессы на АЭС предусматривают постоянное удаление газов из теплоносителя. Газообразные вещества образуются и при дегазации протечек теплоносителя, в бассейнах выдержки отработанного топлива, при дегазации растворов в баках выдержки.
Газовая смесь состоит азота, водорода, частиц водяного пара, но преимущественно – из инертных радиоактивных газов (ИРГ), в основном это изотопы криптона и ксенона, дающие различный вклад, в зависимости от типа реактора. На долю других радионуклидов (йода, кобальта, цезия, трития) приходится менее 1 %.
Перед выбросом в атмосферу газы подвергают выдержке, чтобы снизить активность радиоактивных нуклидов за счет распада. Аэрозоли и изотопы радиоактивного йода удаляются из помещений вентиляционными системами.
Перед выбросом в атмосферу загрязненная воздушная смесь проходит очистку на аэрозольных и йодных фильтрах, а также на угольных фильтрах-адсорберах.
Процесс выведения газов из помещений АЭС сопровождается дозиметрическим контролем содержания радионуклидов в отводимом воздухе, проверкой эффективности фильтров, контролем работы вентиляционных систем.
Химические выбросы АЭС в основном состоят из выбросов пуско-резервных котельных.
Компоненты выбросов:
- сернистый ангидрид;
- окись углерода;
- оксид азота;
- аммиак;
- бензол;
- ксилол;
- толуол;
- фенол;
- марганец и его соединения;
- фтористый водород;
- сажа;
- пары серной кислоты.
Максимальные приземные концентрации нерадиоактивных ЗВ в атмосфере по всем компонентам, а также по группам суммации, невысоки — в границах СЗЗ составляют от 0,1 до 0,3 ПДК, а за границами СЗЗ не превышают 0,5 ПДК.
Автотранспорт
Загрязнение АВ в крупных городах с развитой промышленностью обусловлено выбросами промышленности и автотранспорта. По данным 2018 года на долю автотранспорта приходилось 46,7 % суммарного выброса загрязняющих веществ (15108 тыс. т/год), и этот показатель ежегодно увеличивается. 51,8 млн транспортных средств было в России по состоянию на начало 2019 года.
Причины значительного вклада автомобильного транспорта в общее загрязнение атмосферы:
- постоянный рост автопарка;
- увеличение объемов внутригородских пассажирских перевозок;
- медленное развитие транспортной инфраструктуры;
- недостатки в организации городской логистики;
- отставание эксплуатационной базы;
- низкие экологические характеристики автопарка;
- несоответствие качества используемого бензина и дизельного топлива современным требованиям.
Специфика загрязнения воздуха автомобилями как передвижными источниками:
- высокие темпы роста численности автопарка;
- пространственная рассредоточенность, что создает общий повышенный фон загрязнения;
- непосредственная близость к жилым, общественным и производственным зданиям;
- более высокая токсичность выбросов в сравнении с выбросами стационарных источников;
- сложность технической реализации защиты от загрязнения на передвижных источниках;
- низкое расположение источника загрязнения от земли, скопление отработавших газов в зоне дыхания людей, более слабое рассеивание ветром.
Источники выбросов в АВ от эксплуатации автомобильного транспорта:
- отработавшие газы ДВС;
- картерные газы;
- топливные испарения;
- истирание тормозных колодок и шин;
- износ поверхности дорожного полотна.
Картерные газы – смесь части отработавших газов, которая проникла через неплотности поршневых колец в картер двигателя, с парами моторного масла. Топливные испарения выделяются в воздух из системы питания двигателя — стыков, шлангов.
Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат:
- окись углерода;
- углеводороды (алкаин, алкены, алкадиены, цикланы, ароматические соединения);
- окислы азота;
- бенз(а)пирен;
- альдегиды;
- соединения свинца;
- сернистый ангидрид и сажу.
Одна группа образования токсичных веществ связана с химическими реакциями окисления топлива, другая образуется при соединении азота и избыточного кислорода в продуктах сгорания. Максимальное количество выбросов фиксируется в режиме холостого хода, при торможении и разгоне.
Основными токсичными веществами являются продукты неполного сгорания топлива:
- сажа;
- окись углерода;
- углеводороды;
- альдегиды.
Кроме того, в выбросах присутствуют нетоксичные вещества:
- азот;
- кислород;
- водород;
- водяной пар и углекислый газ,
концентрация которых в атмосфере в естественных условиях не достигает уровня, вредного для человека.
Главный вклад в загрязнение воздуха при сжигании топлива вносят двуокись углерода и окись азота. Вклад автомобилей в загрязнение атмосферы составляет до 90 % по двуокиси углерода и 70 % по окиси азота. В выбросах обнаруживается небольшое количество гидрофторуглерода – продукта кондиционирования воздуха в автомобилях и компонента выбросов рефрижераторного транспорта.
Присутствующие в выбросах частицы сажи и золы, металлические абразивные частицы, сульфаты и силикаты – вещества, способствующие образованию смога.
Угарный газ и окислы азота, интенсивно выделяемые на первый взгляд невинным голубоватым дымком глушителя автомобиля – главная причина головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности городских жителей.
У населения распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. Сернистый газ — компонент выхлопных газов — влияет на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам.
Промышленные предприятия
Промышленное предприятие – объект, на котором осуществляется производственная деятельность, выполняются работы для ее обеспечения. Технологический процесс представляет собой последовательность технологических операций, необходимых для выполнения определенного вида работ.
Зоной влияния выбросов промышленных объектов считают территорию, на которой максимальное загрязнение приземного слоя атмосферы ЗВ выбросов составляет более 0,05 максимальной разовой ПДК.
Выбросы каждого предприятия характеризуются собственным профилем – стабильным во времени соотношением масс загрязняющих веществ в выбросах предприятия, которое определяется технологией производства.
Добыча минерального сырья
Добыча ископаемых осуществляется в шахтах или на открытых разработках. Выбросы в АВ происходят в результате поверхностного пыления.
Источники загрязнения:
- терриконы;
- отвалы;
- открытые разрезы;
- участки погрузки, разгрузки и транспортировки сыпучих материалов.
Тлеющие угольные отвалы и терриконы выделяют газы, содержащие:
- оксиды углерода;
- азота;
- серы;
- сероводород.
При взрывных работах формируется пылегазовое облако, содержащее пыль измельченной породы, оксиды углерода и азота.
Черная металлургия
Главные источники образования и выбросов в атмосферу ЗВ на объектах черной металлургии:
- подготовка сырья (обогащение, агломерация);
- коксохимическая промышленность;
- доменное производство;
- производство стали;
- производство проката.
В процессе производства кокса в АВ поступает коксовый газ, в составе которого:
- оксиды углерода;
- кислород;
- тяжелые углеводороды (горючие газы – этан, пропан, бутан);
- метан;
- водород;
- азот.
Доменное производство загрязняет воздух продуктами горения из доменной печи (колошниковыми газами) при загрузке шихты, выпуске чугуна, охлаждении шлака.
Состав колошникового газа:
- пыль;
- оксиды углерода;
- водород;
- оксид серы;
- сероводород.
Пылегазовые выбросы сталеплавильных агрегатов содержат:
- частицы пыли (почти на 90 % состоящие из оксидов железа);
- оксиды углерода;
- азота;
- серы.
Запыленность дымовых газов составляет 0,5-2 г/м3.
В прокатном производстве выделение ЗВ сравнительно небольшое. Основные источники загрязнения – прокатные станы, аппараты огневой зачистки, травильные отделения.
Цветная металлургия
Главные загрязнители воздушного бассейна в сфере цветной металлургии – заводы по производству алюминия.
У процесса две основные стадии:
- Рафинирование бокситов (горной породы) до оксида алюминия (глинозема).
- Восстановление оксида алюминия в электролизерах.
Производство глинозема сопровождается выделением значительного объема запыленных газов.
Пыль образуется в:
- дробилках;
- мельницах;
- сушилках;
- обжиговых печах.
Кроме пыли, отходящие газы содержат:
- соляную кислоту;
- фтороводород;
- оксиды серы и углерода.
Электролиз осуществляется в расплаве оксида алюминия и криолита. При этом выделяются соединения фтора, сернистые соединения, пыль, смолистые вещества.
Машиностроение
На машиностроительных объектах к основным источниками загрязнения АВ относятся:
- сварка и тепловая резка металла;
- литейное производство;
- механическая обработка металлов;
- нанесение лакокрасочных покрытий.
Сварочные работы и тепловая резка металла – это выделение твердых частиц:
- оксидов металлов (железа, марганца, хрома, ванадия, алюминия, цинка, меди);
- газообразных примесей (фтористого водорода, оксида углерода, оксида азота, озона).
Источники загрязнения АВ в литейном производстве – шихтовый двор, участки подготовки формовочных и стержневых смесей, плавильные агрегаты, участки разлива металла и очистки литья.
Химический состав пыли вагранки:
- углерод;
- оксиды кремния, кальция, алюминия, магния, железа.
При использовании формовочных смесей холодного твердения, содержащих фенолформальдегидную смолу, в воздух выделяются:
- оксид углерода;
- бензол;
- фенол;
- формальдегид;
- метанол.
Строительная промышленность
Производство кирпича включает процессы дробления, просеивание сырьевых компонентов, формование резку, сушку и обжиг готовых изделий.
Выбросы содержат частицы мелкодисперсной сухой глины и ее примесей, а также выбросы из печей в результате сгорания топлива, озоления и испарения примесей глины, содержащие:
- оксиды серы;
- азота;
- углерода;
- фториды.
Средняя масса выбросов составляет 30-40 кг/т кирпича.
Технологический цикл производства цемента состоит из процессов дробления и смешивания компонентов, обжига и дробления клинкера, охлаждения и фасовки готового продукта.
Сырье – смесь известняка, глины или глинистых сланцев с добавками металлургических или котельных шлаков. В атмосферу поступает пыль (191 кг/т цемента) и продукты сгорания – оксиды азота и серы.
Производство стекла представляет собой подготовку сырья, получение шихты, ее варку в стекловаренной печи с прямым сжиганием газа или угля, формование. В атмосферу поступают аэрозоли, содержащие оксиды серы и азота, а также фтористые соединения и мышьяк – минеральные примеси исходного сырья.
Бетон производят путем смешивания песка, цемента, заполнителя и воды. Процесс сопровождается образованием пыли, в основном поступающей в воздух от цементной массы, на 10-20 % состоящей из частиц < 5 мкм.
Нефтепереработка
Основные процессы, при которых происходит загрязнение АВ:
- каталитический крекинг (оксиды серы и азота, углеводороды, аммиак);
- каталитический гидрокрекинг (оксид углерода, аммиак, сероводород);
- обогрев аппаратов (оксиды серы, углерода, азота, углеводороды, альдегиды);
- сжигание в факеле (оксиды серы, углерода, азота).
Кроме того, загрязняющими атмосферу процессами являются складирование и хранение нефтепродуктов.
Все резервуары и емкости с жидкостями, содержащими легкие углеводороды, включая сырую нефть – потенциальные источники утечки углеводородов в атмосферу.
При изменении атмосферного давления резервуар начинает «дышать». Углеводороды поступают в АВ при наполнении и опорожнении резервуаров, через уплотнение крышек.
Целлюлозно-бумажная промышленность
Основные выбросы предприятий целлюлозно-бумажной промышленности – технологические газы с непостоянным составом, который зависит от стадии производства целлюлозы, и может включать:
- соединения серы (источник неприятного запаха);
- оксиды азота;
- диоксид углерода;
- твердые частицы;
- летучие органические соединения;
- хлор;
- метан.
Предприятия также выбрасывают в АВ топочные газы, содержащие твердые частицы, соединения серы и оксиды азота – от установок сжигания отходов и вспомогательного энергетического оборудования.
Химическая промышленность, производство минеральных удобрений
Основные выбросы химических предприятий — аэрозоли, содержащие:
- оксиды серы;
- оксиды азота;
- углеводороды;
- оксид углерода.
Большинство ЗВ химической промышленности образуются в процессе:
- дробления;
- размола;
- синтеза (разложения);
- погрузки, упаковки и транспортировки готовой продукции.
При производстве серной кислоты в атмосферу выбрасываются преимущественно оксиды серы, аммиака (оксиды азота), полимеров (углеводороды), газовой сажи (оксид углерода).
При производстве удобрений воздух загрязняется соединениями азота, фосфора и фтора. Выбросы при производстве мочевины содержат твердые частицы, аммиак, формальдегид — до 10 г/т.
Деревообработка
Продуктами процессов деревообработки являются:
- при механической обработке древесины – опилки, стружка, шлифовальная пыль;
- при горячем прессовании, склеивании и сушке шпона – пары формальдегида, фенола, аммиака.
- при отделке готовых изделий – пары ароматических углеводородов.
Масса опилок, стружки и пыли при механической обработке древесины зависит от вида деревообрабатывающего станка и времени его работы.
Нормативы, предельно допустимые выбросы
Нормативы в области охраны АВ – установленные нормативы качества воздуха, при соблюдении которых отсутствует негативное воздействие на здоровье человека и ОС.
Нормативы допустимых выбросов – нормативы выбросов ЗВ в атмосферный воздух, которые определяются как объем или масса ЗВ, допустимые для выброса в АВ стационарными источниками.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) – объем или масса химического вещества, микроорганизмов, показатель активности радиоактивных веществ, допустимый для выброса в АВ стационарным источником или системой стационарных источников, и при соблюдении которого обеспечивается выполнение требований в области охраны АВ.
ПДВ – масса вещества в отходящих газах, максимально допустимая к выбросу в АВ в единицу времени (т/год).
ПДВ устанавливаются в целях государственного регулирования выбросов ЗВ в атмосферу. ПДВ определяются в отношении ЗВ, перечень которых устанавливается на государственном уровне (Правительством РФ) – для стационарного источника и (или) совокупности стационарных источников.
Нормативы выбросов устанавливаются расчетным путем для отдельных объектов негативного воздействия в соответствии с показателями массы ЗВ, при выбросах которых качество АВ остается в пределах нормативных показателей.
Норматив ПДВ регламентирует максимальное количество ЗВ, выбрасываемых от источников, при котором не страдает качество воздуха. Норматив устанавливается с учетом фонового загрязнения атмосферы.
Количество выбросов ЗВ может ограничиваться временно согласованным выбросом (ВСВ). Временный лимит устанавливается при невозможности соблюдения нормативов качества АВ на период поэтапного достижения нормативов ПДВ.
Технический (технологический) норматив выбросов устанавливается для передвижных и стационарных источников выбросов, оборудования, технологических процессов.
Показатель отражает максимально допустимую массу выброса ЗВ в расчете на условную единицу:
- продукции;
- мощности;
- пробега транспортных средств.
Некоторые предприятия могут осуществлять выброс ЗВ только на основании разрешения на выброс – документа, регламентирующего количественный и качественный состав выбросов, а также условия таких выбросов. Разрешение выдается Росприроднадзором или Минприроды России на определенный срок.
Объекты НВОС 1 или 2 категории делают расчет нормативов допустимых выбросов, получают на него санитарно-эпидемиологическое заключение. Объекты НВОС 3 категории утверждают расчет нормативов допустимых выбросов только для веществ 1, 2 класса опасности, если такие присутствуют в выбросах. Объекты НВОС 4 категории нормативы не разрабатывают.
Плата и возмещение ущерба
Вред окружающей среде экологическая терминология трактует как наступившее в результате загрязнения ее негативное изменение, повлекшее за собой истощение природных ресурсов и деградацию экосистем.
Негативное воздействие на атмосферу и окружающую среду в целом наступает в результате воздействия природных или антропогенных факторов. Выбросы в атмосферный воздух ЗВ и иных веществ – один из видов негативного воздействия на природные среды.
Существуют экономические механизмы охраны атмосферы:
- Плата за выброс ЗВ – возмездный платеж, вносимый природопользователями с целью компенсации вредного воздействия на ОС.
- Ущерб от загрязнения ОС – фактические убытки, связанные с ее прямым или косвенным загрязнением, включающие дополнительные затраты на ликвидацию последствий загрязнения.
- Ущерб от загрязнения АВ – денежная оценка убытков, причиненных загрязнением АВ.
Предотвращенный экологический ущерб от выбросов – оценка возможных негативных последствий от выбросов ЗВ, которых удалось избежать в результате:
- реализации природоохранных программ;
- проведения комплекса мероприятий по охране АВ;
- деятельности природоохранных органов.
Сумма платы за негативное воздействие рассчитывается по формуле: П = платежная база * ставка платы * стимулирующий коэффициент.
За выбросы ЗВ в пределах нормативов установлен коэффициент 1, за выбросы в пределах временно разрешенных выбросов – 25, за объем выбросов, превышающих установленные лимиты – 100. Ставки платы для каждого загрязняющего компонента, в отношении которого применяются меры госрегулирования, установлены постановлением Правительства от 13.09.2016 № 913.
Платежная база определяется природопользователями самостоятельно на основе данных производственного экологического контроля.
Фактический выброс ЗВ в атмосферу рассчитывается по формуле:
G = V х C / 1000, г/сек,
где:
V – объем отходящих газов, м3/сек.,
С – концентрация загрязнителя, мг/ м3.
Учет выбросов
Если на предприятии есть источники выбросов ЗВ, у него появляется и обязанность по инвентаризации источников выбросов, ведению журнала учета выбросов ЗВ в атмосферный воздух (п. 1 ст. 30 96-ФЗ).
Данные журнала учета выбросов используются при подготовке:
- декларации о плате за НВОС;
- статистической отчетности 2-ТП (воздух).
Годовой учет позволяет предприятиям, осуществляющим выброс на основании разрешения, оценить, не произошло ли превышение установленных нормативов.
Превышение НДВ является нарушением экологического законодательства, за которое предусмотрен административный штраф на основании ст. 8.21 КоАП РФ.
Форма журнала учета выбросов законодательно не установлена, поэтому учет ведется в удобном произвольном формате.
Минимальный список сведений, которые указываются в журнале:
- номер источника;
- производственный участок;
- перечень ЗВ, выбрасываемых от источника;
- количество выбрасываемого ЗВ (г/сек, т/год);
- время работы источника.
Периодичность учета выбросов ЗВ также не установлена, поэтому журнал рекомендуется заполнять после проведения производственного контроля, в том числе, если контроль проводится расчетным методом.
Если на предприятии отсутствует учет выбросов ЗВ, за это при проверке назначат штраф. Специального состава административного правонарушения, выраженного в неведении учета, КоАП РФ не предусматривает. В таких ситуациях, как правило, применяется ст. 8.1 КоАП РФ.
Как и кем проводится мониторинг, контроль и надзор?
Качество атмосферного воздуха
Качество АВ характеризуют его физические, химические и биологические свойства, которые отражают, насколько оно соответствует экологическим и гигиеническим и экологическим нормативам. Нормативы качества АВ – показатели предельно допустимого воздействия на здоровье человека и окружающую среду.
Концентрация загрязнителя в атмосфере указывает на содержание загрязнителя в единице объема газа атмосферы.
В зависимости от способа определения концентрации ЗВ в атмосфере различают 4 вида этого показателя:
Концентрация | Определение |
Разовая | Усредненный за 20-30 минут показатель |
Среднесуточная | Усредненный за 24 часа показатель |
Среднемесячная | Показатель, исчисленный как средняя величина из разовых или среднесуточных концентраций, определенный в течение не менее 20 суток в месяц |
Среднегодовая | Показатель, исчисленный как средняя величина из разовых или среднесуточных концентраций, определенный в течение не менее 200 суток в год |
Приземная концентрация загрязнителей в АВ определяется на высоте 1,5-2,5 м от поверхности земли.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) – максимальная концентрация ЗВ в атмосфере, не оказывающая отрицательного воздействия на здоровье человека и окружающую среду. ПДК разовая, среднесуточная, среднегодовая определяется по принципу «обычных» концентраций.
При исследовании проб воздуха учитывается его фоновое загрязнение, которое создается всеми источниками выбросов, кроме рассматриваемых. Содержание ЗВ, определенное в результате продолжительных систематических измерений, называется фоновой концентрацией этого ЗВ.
Мониторинг качества воздушной среды
Правительство РФ, региональные и местные власти организуют мониторинг атмосферного воздуха.
Задачи мониторинга:
- наблюдение за загрязнением АВ;
- комплексная оценка и прогноз состояния АВ;
- обеспечение государственных органов, организаций и населения текущей и экстренной информацией о загрязнении АВ.
Мониторинг окружающей среды может проводиться госорганами в соответствии с их компетенцией. В этом случае мониторинг является комплексной системой наблюдения за состоянием ОС, оценки и прогноза изменений состояния ОС в условиях природных и антропогенных факторов.
Мониторинг атмосферного воздуха – часть этой комплексной системы, наблюдение за его состоянием, загрязнением, происходящими в нем природными явлениями.
Информация о состоянии загрязнения АВ – результат научных исследований и мониторинга его состояния. На основании полученных данных составляется научно обоснованный прогноз изменений качества атмосферного воздуха в результате поступления в него или образования в нем вредных веществ.
Для осуществления мониторинга загрязнения АВ на государственном уровне предусмотрена целая сеть стационарных постов наблюдений, задача которых – измерение концентраций ЗВ и метеорологических характеристик.
На этих постах располагаются специальные павильоны с измерительной аппаратурой для непрерывной регистрации концентраций загрязняющих примесей, устройств для отбора проб и измерения метеорологических параметров.
Какие бывают посты наблюдений:
- Опорные. Выдают данные для оценки годовых и многолетних уровней загрязнения АВ.
- Подфакельные. Предназначены для отбора проб под дымовым (газовым) факелом, чтобы определить зону влияния этого источника выбросов.
- Маршрутные. Предназначены для регулярных измерений загрязнения АВ в фиксированной точке местности при наблюдениях, проводимых с помощью передвижного оборудования.
Территориальные органы Росприроднадзора вместе с региональными представительствами Росгидромета устанавливают перечень объектов, владельцы которых обязаны осуществлять мониторинг атмосферного воздуха. Эти списки периодически пересматриваются.
Контроль и надзор в области охраны атмосферы
Контроль в области охраны АВ представляет комплекс мер по соблюдению законодательства путем предупреждения, выявления и пресечения нарушений. Направлен на обеспечение соблюдения природопользователями нормативов и нормативных документов в области охраны АВ.
Надзор соблюдения требований законодательства в области охраны АВ осуществляют государственные органы — Росприроднадзор и его территориальные отделения, Минприроды России (в т.ч. региональные отделения), а также природоохранная прокуратура.
Около 80 тысяч субъектов хозяйственной деятельности подлежат федеральному экологическому надзору, около 1 млн 300 тысяч – региональному.
Виды мероприятий по надзору:
- Проверки (плановые, внеплановые): документарные, выездные.
- Рейдовые осмотры, обследования (обследуются только прилегающие территории, без взаимодействия с юридическим лицом).
- Административное расследование.
Плановые проверки проводятся на основании ежегодных планов с учетом рискориентированного подхода. Региональные управления в конце каждого года формируют план проведения проверок, который подлежит согласованию Генеральной прокуратурой.
Надзорные органы привлекают к проведению выездной проверки аттестованных экспертов, аккредитованные экспертные организации, не состоящие в гражданско-правовых и трудовых отношениях с проверяемым юрлицом или ИП.
Внеплановые проверки проводятся при наличии соответствующих оснований (поступила информация о нарушении экологического законодательства, проверяется выполнение предписаний по плановой проверке).
Основания для проведения рейдовых мероприятий:
- поступление обращений и заявлений граждан, органов, СМИ о нарушении;
- поручения Президента РФ, Правительства РФ;
- наступление периода повышенной угрозы причинения вреда ОС;
- систематическое наблюдение за исполнением законодательства.
Контроль в области охраны АВ могут также осуществлять:
- гражданские лица;
- общественные организации
- иные некоммерческие объединения.
Общественный контроль также направлен на соблюдение требований законодательства в области охраны АВ.
Производственный контроль на предприятиях
Предприятия, имеющие источники выбросов ЗВ, обязаны осуществлять производственный контроль в области охраны АВ.
Контроль выбросов – постоянное или периодическое определение, насколько состав и объем фактических выбросов ЗВ соответствует установленным нормативам.
Существует 4 разновидности методов проведения контроля выбросов с целью их последующего уменьшения:
- Расчетный. Основан на расчетах с использованием сведений о характеристиках сырья и продукции, сопутствующих химических реакциях, удельных показателях выбросов.
- Балансовый. Метод определения выбросов с использованием технологических балансов – результатов расчетов, основанных на данных о введенных и полученных в производственном процессе материалов и энергии. При составлении балансов используют стехиометрические, термохимические расчеты, физико-химические закономерности. По определенному балансу просчитывают фактический выход продукции, коэффициент полезного использования энергии, расход и потери сырья.
- Аналитический (инструментальный). Способ определения выбросов ЗВ с использованием измерений их концентраций в газовоздушной смеси при помощи аппаратуры. Примером таких приборов служит газоанализатор – прибор для определения качественных и количественных характеристик смеси газов.
- Лабораторный. Аналитический метод, связанный с отбором пробы и ее последующим анализом в лабораторных условиях.
В томе НДВ, в программе производственного экологического контроля должен быть утвержденный план-график контроля выбросов на источниках. Если установленная периодичность замеров по источникам и ЗВ не соблюдается, предприятию назначат штраф. План-график мониторинга в контрольных точках СЗЗ также должен соблюдаться – если предприятие включено в соответствующий список.
Последствия
Компоненты загрязнения атмосферы – тысячи химических соединений. По данным ВОЗ их число составляет до 500 тысяч. При этом 40 тысяч соединений вредны для живых организмов, а 12 тысяч – токсичны.
Общая масса постоянно присутствующих в атмосфере техногенных загрязнителей очень велика, при этом в пределах тропосферы техногенные аэрозоли оседают или разрушаются достаточно быстро, а в стратосфере способны существовать годами.
Основной показатель, характеризующий воздействие ЗВ на человека и окружающую природную среду – предельно допустимая концентрация (ПДК). Это верхние границы лимитирующих факторов среды, при которых их содержание не выходит за допустимые пределы экологической ниши человека.
По масштабам загрязнение АВ можно разделить на:
- локальное;
- региональное;
- глобальное.
Виды загрязнения тесно взаимосвязаны. Обычно первичным является локальное загрязнение. Если скорость распространения загрязнения превышает скорость самоочищения атмосферы, оно переходит в региональное. При накоплении количественных изменений загрязнение приобретает глобальные масштабы.
Если загрязнения выбрасываются в атмосферу, в которой присутствует туман или аэрозольная дымка, формируется смог. Многие ЗВ способствуют образованию кислотных осадков – атмосферных осадков, водородный показатель (рН) которых ниже значения 5,6.
ЗВ непосредственно влияют на жизнеспособность всех биологических видов. Влияние загрязненной атмосферы способно закрепляться на генетическом уровне, представляя опасность для будущих поколений.
По характеру воздействия ЗВ разделяют на пороговые и беспороговые поллютанты:
- Пороговые – ЗВ, действие которых вызывает негативные последствия, только если величина дозы превысит пороговый показатель. К этой группе относятся неканцерогенные вещества.
- Беспороговые – ЗВ без пограничного уровня, ниже которого они безопасны. К таким веществам относятся канцерогены (вещества, вызывающие генетические модификации).
Выброс веществ высокой биологической активностью в атмосферу запрещен. Таких веществ несколько десятков — это некоторые антибиотики, пыль наркотических анальгетиков, противоопухолевые препараты.
Присутствие в атмосфере большого количества аэрозолей, задерживающих значительную часть энергии солнечного излучения, может понизить температуры у земной поверхности.
Подобные явления наблюдались в периоды интенсивных извержений вулканов Кракатау, Мон-Пеле. Выброс огромной массы ЗВ в южном полушарии способствовал существенному похолоданию в северном полушарии.
Такие же процессы могут возникнуть и в результате техногенных процессов. Наиболее негативный вариант глобального антропогенного воздействия – «ядерная зима», когда может произойти резкое понижение температуры в условиях затемнения атмосферы огромным объемом аэрозолей в результате ядерных взрывов.
Существующие концентрации механических примесей в воздухе населенных пунктов вызывают различные заболевания. Установлено, что загрязнение воздушной среды – причина 5 % развития рака легких.
Химическое загрязнение атмосферы — наиболее вредный фактор, обусловленный техногенным преобразованием газовой оболочки Земли. Токсичные примеси неблагоприятно воздействуют на животный и растительный мир, снижают урожайность сельскохозкультур, разрушают экосистемы в целом.
Это один из важных факторов глобального техногенеза. Различные вещества техногенного происхождения обнаруживаются по всему земному шару, включая Антарктиду.
Химическое загрязнение ежегодно становится причиной преждевременной смерти нескольких миллионов человек, проживающих в промышленных регионах и больших городах.
В результате вторичного загрязнения атмосферы образуется фотохимический смог – высокотоксичные атмосферные аэрозоли, которые образуются в результате трансформации первичных загрязнителей под воздействием солнечной радиации. Наиболее активные «участники» таких преобразований – оксиды азота и углеводороды.
Проблема вторичного загрязнения возрастает с каждым годом. Технический прогресс сопровождается выбросом в атмосферу новых, ранее не присутствовавших в ней соединений. При этом предсказать результат взаимодействия и трансформации даже изначально инертных веществ невозможно.
Результатом выброса в атмосферу парниковых газов и усиления парникового эффекта может стать глобальное потепление климата.
Потепление уже фиксируется на всей территории России – в целом за год, во все сезоны. Скорость роста усредненной по РФ среднегодовой температуры за период 1976 – 2021 гг. составила 0,49 °С/10 лет. Наиболее быстрый рост фиксируется в весенние месяцы (0,66 °С/10 лет). Быстрее всего теплеет Арктическая зона России, в среднем за год – 0,69 °С/10 лет (весной – 0,94 °С/10 лет).
Минимальное среднегодовое потепление отмечено на юге Сибири — зимой в регионе наблюдается даже небольшое убывание температуры (до – 0,1 °С/10 лет). Летом повышение температуры незначительно, < 0,2 °С/10 лет.
Что способствует уменьшению объема вредных выбросов?
Рассмотрим, что может способствовать снижению объема вредных выбросов.
Законодательство в области охраны атмосферы
Охрана атмосферного воздуха в РФ регламентируется СанПиН 2.1.3684-21 и федеральными законами:
- 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»;
- 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»;
- 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».
Перечень мероприятий по охране АВ разделяют на 4 основные группы:
Охрана АВ – система мер, направленных на улучшение его качества, предупреждения его вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.
Охрана АВ осуществляется госорганами, физическими и юридическими лицами, организациями и предприятиями.
К требованиям в области охраны АВ для предприятий относят:
- инвентаризацию источников выбросов;
- учет фактической массы выбросов;
- разработку мероприятий на период неблагоприятных метеоусловий;
- эксплуатацию технологического оборудования только при работающих системах газоочистки;
- паспортизацию УОГ;
- оценку технического состояния и эффективности УОГ;
- представление статистической отчетности по форме 2-ТП (воздух);
- разработку программы ПЭК (для объектов I-III категорий НВОС);
- внесение платы за выбросы ЗВ стационарными источниками.
15 способов уменьшить загрязнение воздуха
Уменьшению загрязнения атмосферы способствует:
- Ограничение выбросов промпредприятий и ужесточение учета эмиссии загрязнения с целью решения проблемы.
- Внедрение новых технологий, направленных на снижение количества выбрасываемых в атмосферу загрязнителей, на снижение экологической опасности выбросов путем изменения химического состава.
Эти цели достигаются преимущественно двумя путями — внедрением новых технологий производства продукции и более эффективных систем очистки атмосферных выбросов.
Промышленная зона предприятия – участок, на котором находятся промышленные объекты. Территория расположена отдельно от жилой застройки, особо охраняемых природных территорий и сельскохозяйственных зон.
Природопользователи, осуществляющие выбросы ЗВ в атмосферу, обязаны проводить мероприятия, направленные на сокращение объема загрязнителей и улучшение качества атмосферного воздуха.
Мероприятия по снижению загрязненности АВ и его охране, которые осуществляются непосредственными участниками загрязнения воздуха, а также на государственном уровне:
- Проведение инвентаризации выбросов. Инвентаризация заключается в систематизации сведений о том, как распределены на промплощадке источники выбросов, какой объем загрязнителей поступает от этих источников в АВ, каков химический состав выбросов.
- Технологические методы снижения образования ЗВ в отходящей газовоздушной смеси путем изменения производственных циклов.
- Эксплуатация эффективных установок очистки газовых выбросов в атмосферу разных видов – комплекса сооружений и оборудования, предназначенного для улавливания и отделения загрязнителей или превращения их в безвредные вещества. Установка очистки газа (УОГ, ПГУ, ПГОУ) – сооружение, оборудование, аппаратура для очистки и (или) обезвреживания выбросов ЗВ. Для оценки эффективности очистки используется показатель «степень очистки газа» – отношение массы извлеченного из газа ЗВ к массе ЗВ, присутствующего в газе до обработки. Уловленные газоочистным оборудованием загрязнители (отходы) передаются на утилизацию или обезвреживание, а также для использования.
- Эксплуатация пылеуловителей – аппаратов для очистки газовоздушного потока от взвешенных частиц.
- Установление санитарно-защитной зоны (СЗЗ) – территории, на которой установлен особый режим использования. Размер СЗЗ должен обеспечивать безопасность здоровья населения от химического, биологического, физического воздействия производственных процессов – как на ее границе, так и за ее пределами.
- Внедрение наилучших доступных технологий, ориентированных на снижение негативного воздействия технологических процессов на ОС. При этом такие технологии действительно должны быть доступны – в конкретных экономических и социальных условиях.
- Улучшение рассеивания выбросов, в частности, газовых, в атмосферном воздухе. Метод состоит в изменении характеристик устройств отведения газа и конструкций источников выбросов. Например, увеличение высоты труб до 100-150 м. При повышении температуры отходящих газов увеличивается разность плотностей – их и атмосферного воздуха. Соответственно, возрастает подъемная сила и вертикальная скорость выбросов. В результате ЗВ поднимаются на большую высоту и рассеиваются в увеличенном пространстве. Это приводит к снижению приземных концентраций загрязняющих примесей.
- Обеспечение при производстве и эксплуатации передвижных средств непревышения установленных технических нормативов выбросов. Об этом говорит п. 2 ст. 30 96-ФЗ. Производство и эксплуатация передвижных средств, концентрация ЗВ в выбросах которых превышает установленные технические нормативы, запрещены (п. 1 ст. 17 96-ФЗ). Поэтому выбросы передвижных средств подлежат регулярной проверке (п. 4 ст. 17 96-ФЗ).
- Сокращение неорганизованных выбросов и утечек газа от оборудования путем регулярных испытаний и технического обслуживания.
- Проведение регулярных наблюдений за загрязнением АВ и увеличение частоты наблюдений.
- Расширение до международных требований перечня определяемых веществ.
- Поэтапное внедрение автоматизированных систем непрерывного измерения концентрации основных ЗВ в воздухе населенных пунктов.
- Удаление ЗВ как можно дальше от места выброса. Высокие трубы выбрасывают сажу, золу и газы в струйные потоки воздуха, которые выносят их на большие расстояния и рассеивают в больших объемах воздуха.
- Строительство новых заводов, ТЭЦ и других источников выбросов только с подветренной стороны населенных пунктов.
- Организация системы поглотителей загрязнения. Например, путем озеленения урбанизированных территорий. Зеленые насаждения способны решить эту проблему, задерживая большинство химических и механических ЗВ, формируя «воздушно-растительные фильтры», по эффективности не уступающие промышленным системам очистки выбросов.
Гектар леса за сутки очищает от значительной части загрязнителей 500 тыс. м3 окружающего воздуха
Экологические преступления, правонарушения и ответственность за них
Ежегодно в РФ совершается до 30 тысяч экологических преступлений (с уголовной ответственностью) и до 70 тысяч экологических правонарушений (с административной ответственностью).
Ответственность за нарушения в области ООС:
- имущественная;
- дисциплинарная;
- административная;
- уголовная.
Перечень административных правонарушений в области ООС приводится в гл. 8 КоАП РФ.
Виды административного воздействия:
- предупреждение;
- административный штраф;
- конфискация орудия совершения правонарушения;
- дисквалификация;
- административное приостановление деятельности (до 90 суток) => банкротство предприятия.
Помимо штрафов предусмотрена обязанность возмещения вреда ОС в соответствии с методиками исчисления его размера ущерба. Как правило, суммы средств на восстановительные мероприятия превышают суммы штрафов.
Видео о промышленном загрязнении
Предлагаем посмотреть видео ролик о загрязнении атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий:
Заключение
Атмосферное загрязнение – избыточное присутствие в воздушной среде различных газов, твердых и жидких частиц, паров, концентрация которых отрицательно влияет на флору, фауну планеты, на здоровье и жизненные условия человека, на все природные экосистемы.
Основные антропогенные источники загрязнения атмосферы – транспорт, промышленные предприятия, объекты теплоэнергетики.
За период пребывания в атмосфере свойства и состояние загрязнителей способны существенно измениться:
- тяжелые фракции осаждаются;
- соединения распадаются на компоненты;
- происходят химические и фотохимические реакции;
- образуются новые вещества.
Загрязнение атмосферного воздуха наносит вред здоровью людей, приводит к значительному экономическому ущербу. Потокам воздуха государственные границы не помеха. Вопросы загрязнения атмосферы затрагивают интересы всех стран, а перед угрозой глобальных проблем уязвимо все человечество.