Содержание примесей в воздушном бассейне города Тынды

Проблема чистоты воздуха населенных мест.

Этой проблемой усиленно занимаются научно – исследовательские институты, лаборатории и научные общества развитых стран. Проблема приобрела глобальное значение и затрагивает интересы всех государств.

Сильное загрязнение воздуха в больших городах или вблизи крупных заводов называют смогом (англ. smog от smoke – «дым» и fog – «туман»). В Лондоне и некоторых других городах смог проявляется в виде густого тумана. Капли тумана, в которых растворяются соединения серы и азота, довольно быстро превращаются в капли кислоты. Чаще встречается смог другого типа: при отсутствии ветра над городом верхние слои воздуха прогреваются сильнее, чем нижние. Тогда все выбрасываемые газы не могут уйти из приземного слоя, и над городом повисает едкая пелена (смог мексиканского типа). Под действием солнечного света в таком смоге образуются различные неустойчивые, но весьма токсичные продукты.

Как показывает опыт многих европейских стран, проблему смога можно решить, оснащая автомобили высокоэффективными катализаторами полного сгорания топлива и создавая на промышленных предприятиях специальные системы газоочистки.

В некоторых странах роль автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы более значительна, чем промышленности и энергетики вместе взятых.

В США на долю транспорта приходится 60% загрязнений, поступающих в воздух, промышленности – 17%, энергетики – 14%, а остальные 9% связаны с отоплением и удалением отбросов.

В России в структуре загрязнения воздуха преобладают примеси, поступающие от промышленности – 60%, доля энергетики составляет 27%, а транспорта – 13%.

Во Франции 37% загрязнений приходится на долю промышленности, 25% на отопление, 23% - на транспорт и 15% – на энергетику.

Такая же или близкая картина загрязненности атмосферного воздуха наблюдается и в других промышленно развитых странах.

Перед гигиенистами, градостроителями, работниками городского хозяйства всего мира остро возникла задача санитарной охраны воздуха.

В населенных пунктах имеется ряд источников загрязнения атмосферного воздуха: o промышленные предприятия и тепловые электростанции o транспорт o домовые топки и топки домовых котельных o почва

Промышленные предприятия

Промышленные предприятия выбрасывают в атмосферу наибольшее количество примесей, с которыми в основном и связана проблема загрязнения воздуха населенных мест. Предприятия черной металлургии выбрасывают в атмосферу газы от домен, содержащие железорудную пыль, сернистый газ, окись углерода и ряд других примесей. В выбросах предприятий цветной металлургии мышьяк, свинец, пыль, сернистый газ и ряд других примесей. С выбросами коксохимических и нефтехимических заводов в воздух поступают фенолы, различные углеводороды, сернистый газ и ряд других токсических соединений. В выбросах химических заводов органического синтеза могут содержаться самые разнообразные по химической природе примеси в зависимости от технологии производства.

В приведенных примерах, конечно, не исчерпаны все источники промышленного загрязнения атмосферного воздуха. Следует отметить и тепловые электростанции, особенно работающие на низкосортном топливе – штыбе, торфе, буром угле и сланцах, загрязняющие воздух золой, продуктами неполного сгорания топлива, сернистым газом.

Транспорт

Вторым серьезным источником загрязнения воздуха является транспорт, в первую очередь автомобильный.

Бурное развитие автомобильного транспорта приближает его роль в загрязнении воздуха к промышленности. Количество, состав, следовательно, и степень вредности выхлопных газов зависят от ряда причин: устройства мотора, качества топлива, режима эксплуатации, технического состояния и даже от квалификации и опытности водителя.

В выбросах карбюраторных и дизельных двигателей содержаться окись углерода, углеводороды, окись азота, сажа и ряд других токсичных веществ и даже бензпирен.

В США каждый легковой автомобиль ежегодно выделяет в воздух в среднем 800 кг окиси углерода, 220 кг углеводородов и 40 кг окислов азота.

При использовании этилированного бензина с выхлопными газами в атмосферный воздух поступает 25 – 75% свинца. Особое значение имеют фотооксиданты – вещества, которые образуются в результате сложных и разнообразных фотохимических реакций в атмосфере с выхлопными газами автомобильного транспорта. К фотооксидантам, прежде всего, относят озон, органические перекиси, окислы азота, пероксиацилнитраты, свободные радикалы и др. Все они обладают раздражающими и токсическими свойствами и, кроме того, снижают видимость в атмосфере и приводят к гибели растений.

Заслуживают внимания выбросы канцерогенных углеводородов, особенно бензпирена. В Санкт – Петербурге на магистрали интенсивного движения автомобильного транспорта содержание в воздухе бензпирена значительно превышало таковое на соседней улице с малым движением. Однако выхлопные газы составляют только 65% вредных выбросов, поступающих от автомобилей в атмосферу.

С вредным влиянием на людей выхлопных газов нужно бороться путем проведения различных мероприятий: улучшения технологического режима работы двигателей (полное сгорание топлива), планировочных, санитарных и административных мер (режим эксплуатации автотранспорта) и, наконец, замены бензиновых двигателей электрическими с питанием от аккумуляторов или других химических источников электрического тока.

Железнодорожный транспорт в связи с переходом на электрическую тягу постепенно утрачивает значение источника загрязнения воздуха. Тепловозы и теплоходы загрязняют воздух в меньшей степени, чем паровозы и пароходы.

Домовые топки и топки домовых котельных централизованного отопления

Третий источник повсеместного загрязнения воздуха – домовые топки и топки домовых котельных централизованного отопления. В последние десятилетия в связи с широкой газификацией городов этот источник постепенно утрачивает прежнее значение.

Переход от домовых котельных к районному отоплению (теплоцентрали) значительно снижает опасность задымления воздуха.

Почва – естественный общеизвестный источник загрязнения атмосферного воздуха. Со свободной территории населенного пункта, которая не озелена, с грунтовых неблагоустроенных дорог при ветре и движении транспорта почвенная пыль поднимается в воздух. Обычно это минеральная пыль, но при плохой очистке населенного пункта от отбросов в ней может содержаться значительное количество органических веществ и бактерий. Борьба с ней сводится к обычным мероприятиям по благоустройству:

замощению улиц и площадей;

уборке и поливке (летом) улиц и дворов;

озеленению свободных участков земли.

В сельской местности с пылью могут переноситься с полей пестициды. Они могут переноситься и воздушными массами при авиационной обработке полей. В этих случаях большую роль играют метеорологические факторы и, в частности, скорость и направление движения воздуха, что обязательно следует учитывать при согласовании сроков авиационной обработки пестицидами полей.

Источники загрязнения воздуха г. Тынды

Основным источником загрязнения в нашем городе является котельная центрального отопления, работающая на угле, расположенная около железнодорожного вокзала, загрязняющая воздух золой, продуктами неполного сгорания топлива, сернистого газа.

Вторым серьезным источником загрязнения является транспорт. В Тынде это: автомобильный и железнодорожный. В связи с тем, что железнодорожный транспорт не переведен на электрическую тягу, он также работает на топливе.

Автомобильный транспорт выбрасывает в воздух выхлопные газы с большим содержанием окиси углерода, углеводорода, окислов азота, сажи и ряд других токсичных веществ и даже концерагенного углеводорода - бензпирена.

Третий источник загрязнения воздуха – домовые топки, в которых используются уголь или древесина, а также пыль.

Вещества, загрязняющие атмосферный воздух г. Тынды

Эти вещества многочисленны, разнообразны и неодинаковы в отношении вредности. Они встречаются в воздухе в различном агрегатном состоянии: в виде твердых частиц, пара, капель жидкости, газов. В твердом агрегатном состоянии находятся пыль, сажа, несгоревшие частицы угля (недожог), зола; в жидком и парообразном состоянии – серная и соляная кислоты, а также смолистые вещества. Из газов чаще всего встречаются сернистый газ, сероводород, окись углерода, окислы азота и др. Вследствие токсичности и вредности велико значение поступления в воздух свинца, мышьяка, ртути, фенола, фтора, марганца.

В городе Тында ежемесячно производятся отборы проб по шести примесям – пыль, диоксид серы, окись углерода, диоксид азота, формальдегид, сажа. Определение производится в центре города на стационарном посту.

Окись углерода.

Это самый распространенный загрязнитель атмосферы. В настоящее время поиск различных естественных источников CO еще далеко не закончен. Современные специалисты считают, что основной причиной загрязнения атмосферы окисью углерода является горение, например, горение древесины, используемой как топливо, сжигание угля и лесные пожары.

Горение угля. Количество и состав выбросов за счет горения каменного угля зависят от его качества и полноты сжигания. В тех случаях, когда в топку подается достаточное количество воздуха и температура в ней поддерживается на высоком уровне (не ниже 600 – 7000С), сгорание бывает полным, до конечных продуктов, то есть двуокиси углерода и водяных паров. Когда в топку воздуха вводится недостаточно и температура понижена, сгорание топлива идет не до конца, образуется и поступают в воздух: окись углерода, непредельные углеводороды, несгоревшие частицы угля, сажа, и смолистые вещества.

Но самым главным источником этого газа является бензиновый мотор. Подсчитано, что 80% окиси углерода машина выбрасывает в первые две минуты при 23 – минутном пробеге. Объем этого газа может достигать 11% объема всех выхлопных газов автомобиля.

Окись углерода – хорошо известный яд, связывающий гемоглобин крови и поражающий центральную нервную систему.

В городе Тында, при экспедиционных обследованиях, ежемесячно отбирают от 51 до 81 пробы на содержание в воздухе окиси углерода. ПДК (предельная допустимая концентрация) этого газа не должна превышать 5 мг/м3. За последние 2 года превышения ПДК в нашем городе не наблюдалось. Среднемесячная концентрация CO составляет 0, 4 – 0,8 мг/м3, максимальная 1,4 – 3,4 мг/м3.

Пыль (аэрозоли)

Существует два источника аэрозолей: естественные (эрозия почвы, вулканизм и т. п. ) и искусственные или антропогенные (котельные, заводы и т. п. ).

В нашем городе наблюдаются только искусственные источники загрязнения воздуха. Пыль образуется за счет золы топлива (угля). Дымы индустриальных топок и других печей, в которых сжигается уголь или тяжелый мазут, очень богаты минеральными частицами, металлическими и угольными (например, сажа).

Пыль оказывает широко известное специфически вредное действие на легочную ткань и организм в целом (силикоз). В золе также содержаться окислы железа, кальция и магния.

В Тынде, при экспедиционных обследованиях, ежемесячно отбирают от 75 до 81 пробы на содержание в воздухе пыли. ПДК (предельная допустимая концентрация) не должна превышать 0,5 мг/м3. За последний год превышение ПДК наблюдалось в 1 пробе, что составило 1%. Среднемесячная концентрация пыли составляет 0,1 – 0,3 мг/м3, максимальная 0,5 – 0,8 мг/м3.

Диоксид серы

Среди газообразных загрязнений атмосферного воздуха первое место занимает сернистый газ (SO2). Его вредное воздействие на организм человека и окружающую среду весьма значительно. Ежегодно в атмосферу Земли поступает 80 млн. т сернистого газа за счет хозяйственной деятельности человека. Тепловые электростанции, заводы черной и цветной металлургии, сернокислотная промышленность, котельные выбрасывают в атмосферу большое, порой огромное, количество сернистого газа.

При горении угля только небольшая часть серы (около 10%), а именно сульфатная сера, не горит и остается в топке вместе с золой и шлаком. Большая часть серы (до 90%) – так называемая горючая (сульфидная и органическая) – при горении соединяется с кислородом воздуха, образуя сернистый газ (SO2) и небольшие количества серного ангидрида (SO3), которые выбрасываются в атмосферу. Эти сернистые соединения принадлежат к числу вредных и загрязняют воздух.

В Тынде, при экспедиционных обследованиях, ежемесячно отбирают от 75 до 81 пробы на содержание в воздухе диоксида серы. ПДК (предельная допустимая концентрация) не должна превышать 0,50 мг/м3. За последний год превышение ПДК не наблюдалось. Среднемесячная концентрация диоксида серы составляет 0,082 - 0,249 мг/м3, максимальная 0,320 – 0,537 мг/м3.

Диоксид азота

Диоксид азота NO2 фигурирует среди естественных составляющих атмосферы. Но он также образуется в значительных количествах в процессе горения при высокой температуре и особенно в двигателях внутреннего сгорания (бензиновых и дизельных).

В Тынде, при экспедиционных обследованиях, ежемесячно отбирают от 75 до 81 пробы на содержание в воздухе диоксида серы. ПДК (предельная допустимая концентрация) не должна превышать 0,2 мг/м3. За последний год превышение ПДК наблюдалось в двух пробах, что составило 4%. Среднемесячная концентрация диоксида серы составляет 0,03 - 0,05 мг/м3, максимальная 0,07 – 0,13 мг/м3.

Формальдегид

В Тынде, при экспедиционных обследованиях, ежемесячно отбирают от 48 до 81 пробы на содержание в воздухе диоксида серы. ПДК (предельная допустимая концентрация) не должна превышать 0,035 мг/м3. За последний год превышение ПДК не наблюдалось. Среднемесячная концентрация диоксида серы составляет 0,003 – 0,005 мг/м3, максимальная 0,011- 0,020 мг/м3.

Сажа

Тынде, при экспедиционных обследованиях, ежемесячно отбирают от 51 до 81 пробы на содержание в воздухе диоксида серы. ПДК (предельная допустимая концентрация) не должна превышать 0,15 мг/м3. За последний год превышение ПДК не наблюдалось. Среднемесячная концентрация диоксида серы составляет 0,02 мг/м3, максимальная 0,03- 0,05 мг/м3.

Влияние загрязнения атмосферного воздуха на окружающую среду

Человек является основной жертвой загрязнения атмосферы. Все современные эпидемиологические исследования показывают, что сильно страдает от него городское население. Даже в том случае, когда воздействие загрязнения носит скрытый характер, оно все равно проявляется, хотя латентный период нередко превышает 10 лет.

Только от болезней, связанных с загрязнением воздуха, в мире ежегодно погибает 2,7 млн. человек. В Китае ежегодно от этого умирает более 175 тыс. человек и еще у 2 млн. возникает хронический бронхит. Когда стоит безветренная погода, а температура воздуха у поверхности Земли ниже температуры вышележащего слоя воздуха, возникает смог – повышенная концентрация смеси загрязняющих веществ. Именно смог служит причиной многих катастроф, вызывающих смерть и заболевания людей.

Загрязняющие вещества преобразуются в атмосфере под действием солнечного излучения и паров воды. Так, например, диоксид серы и оксид азота, соединяясь с водой, образуют мельчайшие капельки серной и азотной кислот. Вместе с осадками они достигают поверхности Земли. То, что во многих районах мира стали выпадать кислотные дожди и снега, обнаружили в 70 – х гг. XX в. , когда в озерах Скандинавского полуострова и на юго-востоке Северной Америки начали исчезать рыбы, ракообразные, моллюски и т. д.

Кислотные дожди и снега вызывают повышение кислотности воды в реках и озерах. Тем самым создается угроза для их обитателей, чувствующих себя комфортно только при определенной кислотности. Кроме того, из грунта дождями и талыми водами вымываются, а затем стекают в водоемы разнообразные вещества, в пресной воде нерастворимые. Особенно опасны для рыбы соединения алюминия. Поэтому в закисленных озерах практически нет рыбы и многих других организмов. Вода здесь очень прозрачная, но она опасна для здоровья из – за повышенного содержания кислот и солей токсичных металлов.

Почвы также подвержены закислению дождями и талыми водами, особенно там, где они имеют малую мощность и лежат на скалистом ложе, что характерно для Скандинавии, восточной части Северной Америки и горных районов. Закисление почвы ведет к повреждению корней растений, гибели почвенных организмов и нарушению плодородия почв.

Кислотные дожди вымывают из почв серу, азот и тяжелые металлы, которые затем попадают в подземные воды. Закисленные почвенные воды разрушают фундаменты домов, вызывают коррозию металлических труб водопровода и канализации.

Наконец, кислотные дожди ведут к разрушению фасадов зданий, скульптур и других сооружений. Буквально тают под действием падающей с неба кислоты мраморные античные храмы Афин, разрушается построенный из известняка собор Святого Павла в Риме. Кислота разъедает и величественный Тадж-Махал в Индии, и королевский дворец в Амстердаме, и Вестминское аббатство в Лондоне. А знаменитый Тауэр в английской столице совсем почернел – не от времени или незавидной роли главной королевской тюрьмы, а все от тех же едких дождей. По этой причине в скором времени могут погибнуть более 100 тыс. ценных витражей, пока еще украшающих готические соборы по всей Европе.

Как можно изменить ситуацию

Изучив проблему загрязнения воздушного бассейна города Тынды, я пришла к выводу, что основными источниками загрязнения воздуха нашего города являются котельная центрального отопления и автомобильный транспорт. Несмотря на то, что воздух нашего города чище, чем воздух других более крупных городов, экологическая обстановка также требует незамедлительного решения. Для решения этой проблемы можно предложить ряд следующих мероприятий:

Массовое озеленение города

Рационализация процесса сжигания угля

Снижение количества дыма путем рационализации устройства топок

Повышение квалификации обслуживающего персонала котельной

Строгий технический и санитарный контроль

Обогащение угля перед сжиганием

Улучшение герметизации аппаратуры котельной

Извлечение и утилизация продуктов сгорания угля

Установка наиболее эффективных фильтров для снижения количества выбросов вредных веществ в атмосферу

Переход автотранспорта на экологически чистое топливо (природный газ, водород)

Производство автомобилей с электродвигателями в промышленных масштабах

Развитие транспортной инфраструктуры и совершенствование организации движения

Подготовка и поэтапное принятие мер по реализациив городе экологически приемлемых видов моторного топлива;

Совершенствование системы эксплуатации и экологическогоконтроля автотранспортных средств

Ужесточение ответственности за реализацию моторного топлива, не соответствующего экологическим требованиям, предусматривающие санкции за прием и реализацию на АЗС этилированных, нестандартных или не соответствующих сезонным условиям применения нефтепродуктов, а также нефтепродуктов без паспортов качества