Охрана окружающей среды меры обеспечивающие экологическую безопасность воздушного бассейна

Тема 7. Экология воздушной среды городов

И.А. Литвенкова
Экология городской среды: урбоэкология
Курс лекций. – Витебск: Издательство УО «ВГУ им. П.М.Машерова», 2005 – 163 с.

Тема 7. Экология воздушной среды городов

5. Мероприятия по защите воздушного бассейна урбанизированных территорий

Мероприятия по обеспечению охраны атмосферного воздуха городской среды можно условно разделить на следующие группы:

1. организация санитарно-защитных зон;

2. архитектурно-планировочные решения;

3. инженерно-организационные мероприятия;

4. безотходные и малоотходные технологии;

5. технические средства и технологии очистки выбросов.

Санитарно-защитные зоны (СЗЗ)

СЗЗ – это зона пространства и растительности, специально выделенная между промышленным предприятием и районом проживания населения. Она обязательный элемент любого объекта, являющегося источником химического, биологического или физического воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

СЗЗ предназначена для:

обеспечения требуемых гигиенических норм содержания в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ;

уменьшения отрицательного влияния промышленных предприятий, транспортных коммуникаций, линий электропередач на население;

создания архитектурно-эстетического барьера между промышленностью и жилыми районами;

организации дополнительных зеленых площадей с целью усиления ассимиляции и фильтрации загрязнителей атмосферного воздуха.

Размер СЗЗ до границы жилой застройки следует устанавливать:

– для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками загрязнения атмосферного воздуха – непосредственно от источника загрязнения (труб, шахт, аэрационных фонарей зданий, мест погрузки-разгрузки сырья);

– для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками шума, вибрации, электромагнитных волн, радиочастот – от зданий, сооружений и площадок, где установлено это оборудование;

– для электростанций, котельных – от дымовых труб.

Предприятия с технологическими процессами, не приводящими к выделению в атмосферу загрязняющих веществ, допускается размещать в пределах жилых районов.

Организация СЗЗ. В проект организации СЗЗ должны быть включены:

1. характеристика природно-климатических условий;

2. отчеты о почвенном обследовании и изучении лесорастительных условий района озеленения;

3. материалы инвентаризации зданий, сооружений и насаждений;

4. материалы, характеризующие сельхозугодья.

В соответствии с санитарной классификацией промышленных предприятий размеры СЗЗ устанавливаются в пределах от 50 до 2000 м. Для предприятий первого класса опасности – 2000 м, второго класса – 500 м, третьего класса – 300 м, четвертого – 100 м, пятого – 50 м.

Размеры СЗЗ уточняются при расчетах рассеивания пылегазовых выбросов и могут оказаться больше или меньше нормативных. Если расчетный размер СЗЗ больше нормативного, то принимаются меры для снижения объема пылегазовых выбросов или размер СЗЗ устанавливается в соответствии с расчетным.

Полученные по расчетам размеры СЗЗ должны уточняться для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле:

,

где L – расчетный размер СЗЗ, L₀ – расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация веществ (с учетом фоновой) превышает ПДКс.с, м; Р – среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба; P₀ – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров, %.

На территории СЗЗ допускается размещение объектов более низкого класса вредности, чем основное производство (склады, гаражи, автостоянки), а также прачечные, бани, пожарные депо, административно-служебные здания, торговые помещения, но не жилые здания.

Территория СЗЗ должна быть благоустроена и озеленена. В соответствии с экологическими требованиями не менее 40% СЗЗ должно быть озеленено. Со стороны селитебной территории надлежит предусматривать полосу древесно-кустарниковых насаждений шириной не менее 50 м, а при ширине зоны до 100м – не менее 20м. В СЗЗ наиболее целесообразно комбинировать посадки деревьев и кустарников в виде зеленых полос шириной 20-30 м через каждые 50-100-200 м в зависимости от ширины СЗЗ. Вблизи предприятий с большим количеством выбросов вредных веществ СЗЗ формируется в виде аэродинамической системы, состоящей из зеленых защитных полос и открытых пространств между ними. Полосы целесообразно размещать под углом 80-90 0 к основному направлению ветра. При этом зона проветривается по многочисленным каналам в горизонтальном направлении. Завихрение воздуха за полосами способствует образованию восходящих потоков и рассеиванию выбросов в наиболее высоких слоях атмосферы. Одновременно защитные полосы и газонные покрытия задерживают пыли и аэрозоли, поглощают вредные газы. Для посадки в СЗЗ используют пылегазоустойчивые породы растений, такие как клен американский, можжевельник казацкий, тополь канадский, крушина ломкая, бузина красная, туя западная и др.

Архитектурно-планировочные мероприятия включают:

– выбор площадки для строительства промышленного предприятия: на ровном, возвышенном, хорошо проветриваемом месте.

– взаимное расположение цехов предприятия должно быть таким, чтобы при направлении ветра в сторону жилых кварталов их выбросы не объединялись. Цеха, выделяющие наиболее загрязняющие ядовитые вещества располагают на краю производственной территории со стороны, противоположенной жилому массиву.

– правильное взаимное размещение источников выброса и населенных мест с учетом направления ветров.

– устройство зеленых зон.

– снижение интенсивности и организация движения автотранспорта;

– увеличение высоты дымовых труб;

– повышение скорости движения газов в дымовой трубе. Это способствует увеличению начального подъема выбросов, улучшению условий их рассеивания.

Безотходные и малоотходные технологии.

Внедрение безотходных и малоотходных технологий является наиболее перспективным мероприятием, позволяющим: коренным образом снизить уровень загрязнения воздушного бассейна; полнее использовать запасы минеральных ресурсов; обеспечить комплексную переработку первичного сырья и отвалов промышленных предприятий; получать дополнительно продукцию и тем самым повысить эффективность народного хозяйства.

Источник

Глава 3. Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы

О.А. Барабанова, И.Н. Безкоровайная, Е.Б. Бухарова [и др.]
Экология: курс лекций
Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010. – 325 с.

Глава 3. Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы

Лекция 16. Экозащитная техника и технологии

16.4. Защита атмосферы

Для защиты воздушного бассейна от негативного антропогенного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами используют следующие меры:

– экологизацию технологических процессов;

– очистку газовых выбросов от вредных примесей;

– рассеивание газовых выбросов в атмосфере;

– устройство санитарно-защитных зон;

– архитектурно-планировочные решения и др.

Наиболее радикальная мера охраны воздушного бассейна от загрязнения – экологизация технологических процессов, т. е. создание замкнутых технологических циклов, малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Все шире применяют частичную рециркуляцию, т. е. повторное использование отходящих газов.

К сожалению, нынешний уровень развития экологизации технологических процессов недостаточен для полного предотвращения выбросов токсичных веществ в атмосферу. На предприятиях повсеместно используют очистку газовых выбросов от вредных примесей – рассеянных в атмосфере веществ, не содержащихся в ее постоянном составе. Существуют различные аппараты очистки отходящих газов от аэрозолей – взвешенных в газообразной среде жидких или твердых частиц неорганической и органической природы (пыли, золы, сажи) и токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NO₃, S0₂, S0₃ и др.), однако с точки зрения будущего такие аппараты по указанным причинам не имеют перспектив.

Для очистки выбросов от аэрозолей в настоящее время применяют различные типы устройств в зависимости от степени запыленности воздуха, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки.

Сухие пылеуловители – циклоны, пылеосадительные камеры, которые предназначены для грубой механической очистки выбросов от крупной и тяжелой пыли. Принцип работы – оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. Пылегазовый поток вводится в циклон через патрубок (рис. 23), далее он совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса; частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона и затем падают вниз в сборник пыли (бункер), откуда периодически удаляются. Для повышения эффективности работы применяют групповые (батарейные) циклоны.

Рис. 23. Схема устройства циклона: 1 – корпус; 2 – входной патрубок; 3 – выхлопная труба; 4 – сборник пыли

Мокрые пылеуловители – скрубберы, турбулентные, газопромыватели и др., которые требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность, капель под действием сил инерции и броуновского движения. Наибольшее практическое применение получили скрубберы Вентури (рис. 24), которые обеспечивают 99 % очистки от частиц размером более 2 мкм и, как все мокрые пылеуловители, незаменимы при очистке от пыли взрывоопасных и горячих газов.

Рис. 24. Схема устройства скруббера Вентури: 1 – труба Вентури; 2 – скруббер-каплеуловитель

Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать мелкодисперсные частицы пыли до 0,05 мкм. Особенно эффективны рукавные фильтры с тканями из синтетических волокон повышенной термостойкости (250–300 °С) типа «Сульфон-Т», фильтровальные металлические ткани (до 800 °С), а также фильтры из тканей типа ФПП и ФПА, дающие высокую степень очистки.

Электрофильтры – наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99,0–99,5 %). Принцип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пыле-газового потока у поверхности коронирующих электродов. Приобретая отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющему знак, обратный заряду коронирующего электрода. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз, в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнергии – это их основной недостаток.

Рассеивание газовых примесей в атмосфере используют для снижения опасных концентраций примесей до уровня соответствующего ПДК. Как показывает опыт, в приземном слое атмосферы вблизи крупных энергетических установок (ТЭЦ, ГРЭС) и других предприятий концентрация вредных веществ в отходящих газах может превышать ПДК, несмотря на все применяемые меры по очистке газов и экологизацию технологических процессов.

Рассеивание пыле-газовых выбросов осуществляют с помощью высоких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше ее рассеивающий эффект. На ряде предприятий высота дымовых труб достигает более 300 м. Самая высокая труба в России находится в Красноярском крае на Березовской ГРЭС – 370 м, а самая высокая труба в мире возведена на Экибастузской ГРЭС в Казахстане – 420 м. Значительную высоту (не менее 100 м) имеют вентиляционные (выбросные) трубы на АЭС для рассеивания радиоактивных выбросов. Рассеивание газовых примесей в атмосфере – это далеко не самое лучшее решение проблемы, связанной с загрязнением воздушного бассейна. Применение высоких дымовых труб, хотя и помогло уменьшить локальное дымовое загрязнение, осложнило в то же время региональные проблемы выпадения кислотных дождей. Чем выше от поверхности земли происходит выброс загрязняющих газов, тем дальше от своего источника они распространяются. Примеси, досаждающие лондонцам в виде смога, губят листву в лесах Скандинавии.

Рассеивание вредных веществ в атмосфере – это временное, вынужденное мероприятие, которое осуществляется вследствие того, что существующие очистные устройства не обеспечивают полной очистки выбросов от вредных веществ.

Защита атмосферного воздуха от вредных выбросов предприятий в значительной степени связана с устройством санитарно-защитных зон и архитектурно-планировочными решениями.

Санитарно-защитная зона – это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства (выбросы пыли и иные виды загрязнения среды).

Ширину санитарно-защитных зон устанавливают в зависимости от класса производства, степени вредности и количества выделенных в атмосферу веществ и принимают равной от 50 до 1000 м. Например, для цементных заводов производительностью более 150 тыс. т цемента в год (I класс производства) ширина санитарно-защитной зоны – 1 000 м, а для предприятий по изготовлению камышита (V класс производства) – 50 м.

Санитарно-защитная зона должна быть благоустроена и озеленена газоустойчивыми породами деревьев и кустарников, например, акацией белой, тополем канадским, елью колючей, шелковицей, кленом остролистным, вязом листовидным и т. д. Об эффективности озеленения свидетельствуют следующие данные: хвоя одного гектара елового леса улавливает 32 т пыли, листва букового леса 68 т. На расстоянии 500 м от предприятия при отсутствии озеленения загрязнение воздуха NO₂, S0₂ в два раза ниже, чем у источника загрязнения, а при наличии озеленения ниже в три-четыре раза.

Архитектурно-планировочные мероприятия – это правильное взаимное размещение источников выброса и населенных мест с учетом «розы ветров», выбор под застройку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами, сооружение автомобильных дорог в обход населенных пунктов и др.

«Роза ветров» – векторная диаграмма, характеризующая режим ветра в данной местности по многолетним наблюдениям. Длина лучей, расходящихся от центра диаграммы в разных направлениях, пропорциональна повторяемости ветров.

Источник

Глава 2. Защита атмосферы

О.А. Федяева
Промышленная экология
Конспект лекций. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. – 145 c.

Глава 2. Защита атмосферы

2.1. Основные направления работ по снижению загрязнений воздушного бассейна

Среди многочисленных направлений работ по снижению загрязнения воздушного бассейна важнейшими являются следующие:

– внедрение эффективных экономических и моральных методов стимулирования деятельности по охране атмосферы, включая различные поощрения и плату за выбросы и т. д;

– сокращение выбросов от автомобильного транспорта за счет совершенствования двигателей и топливной аппаратуры, внедрение нейтрализаторов выхлопных газов, увеличение доли дизельных и работающих на газообразном топливе двигателей, прекращение выпуска этилированных бензинов, а также лучшей организации дорожного движения;

– внедрение малоотходных и безотходных или чистых технологических процессов и производств, прежде всего в теплоэнергетике, чёрной и цветной металлургии, химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве строительных материалов и в других отраслях;

– оптимизация энергетического баланса страны (закрытие мелких и устаревших агрегатов, котельных и других установок, использование альтернативных ископаемым источников энергии и т.д.);

– внедрение экономически оправданных процессов сжигания топлива, а также предварительного обессеривания угля, нефти и газа, глубокой переработки угля и сланцев перед сжиганием (газификация, пиролиз);

– внедрение современных методов пылегазоочистки дымовых и других отходящих газов с высоким КПД и максимальным использованием продуктов очистки. Особое внимание следует уделить комплексной очистке отходящих газов от оксидов серы и азота, выделению и использованию углеводородов, сероводорода, соединений фтора, хлора, тяжелых металлов, обезвреживанию канцерогенных веществ;

– развитие эффективных систем контроля за загрязнением атмосферы, в том числе автоматизированных дистанционных систем.

Источник