Состояние воздушного бассейна в России
Тема 5. Современные проблемы охраны атмосферы и гидросферы
Вздохнул я глубоко,
Я ветер пью, я небо пью, как звонкую струю,
Студеную, земную ключевую.
Я пью прохладу утра голубую,
Дивлюсь: где нет тебя, увы,
Там света нет и нет там синевы,
Ни трав зеленых, ни цветов, ни грома,
Ни перезвона листьев в тишине,
Ни песни пастуха на крутизне,
Ни аиста на старой крыше дома.
Планете нужен воздух голубой!
Прозрачный, чистый, пахнущий листвой,
Вершине, где в снегах родится вьюга,
Грозе, пробившей небо наискось,
И нужен он прохладе нив и роз,
И журавлям, домой летящим с юга.
Ефим Тедеты («Воздух», 1985 )
…Где вчера качались лодки, —
Где шумел речной тростник, —
Где вчера плескались рыбы, —
Динамит взрывает глыбы.
Самуил Маршак «Война с Днепром»
Изучив эту главу, Вы узнаете о самых опасных загрязнителях атмосферы, о методах защиты атмосферы от загрязнения окружающей среды. Поймете, какую угрозу представляет обычный автомобиль, работающий на органическом топливе и другие источники загрязнения атмосферы. Познакомитесь с наиболее опасными загрязнителями гидросферы, методами защиты водоемов от загрязнения. А так же сможете ответить на вопрос: можно ли вычерпать целое море?
Краткая характеристика источников загрязнения атмосферы
Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания экологов всего мира. Охрана атмосферного воздуха – ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды. Атмосферный воздух занимает особое положение среди других компонентов биосферы. Значение его для всего живого на земле невозможно переоценить. Человек может находиться без пищи 5 недель, без воды — пять дней, а без воздуха 5 минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.
Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную функцию, предохраняя Землю от холодного космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируется климат, задерживается поток метеоритов.
Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха, отложении загрязненных веществ на поверхности земли. Однако в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. Под натиском антропогенного загрязнения в атмосфере стали проявляться нежелательные последствия, в том числе и глобального характера.
Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Как уже отмечено, загрязнители атмосферы делятся на природные и антропогенные. В данном параграфе мы остановимся на характеристике только антропогенных загрязнителей.
По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются следующим образом:
1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.);
2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.);
3) твердые (органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества).
Специалисты часто все загрязнители атмосферы делят на массовые и специфические. На долю массовых загрязнителей приходится порядка 98% от общего объема выбросов вредных веществ (см. рис.5.1.). Массовыми загрязнителями являются диоксид серы (SO2), оксиды азота (NOx), оксид углерода (СО), твердые частицы, ряд летучих органических соединений (ЛОС). Их концентрации часто превышают допустимые уровни во многих городах России. Помимо массовых загрязнителей, в атмосферном воздухе крупных городов присутствует около 100 наименований вредных веществ, специфических загрязнителей, среди которых можно выделить аммиак, сероуглерод, соединения свинца, бенз(а)пирен и др.
 |
Антропогенные источники загрязнения делятся на организованные и неорганизованные. Организованные источники снабжены специальными устройствами для отвода загрязняющих веществ в атмосферу (к ним относятся все дымовые трубы). Соответственно, неорганизованные источники не имеют таких устройств. Примерами неорганизованного загрязнения атмосферы является поступление вредных веществ в атмосферу во время погрузочно-разгрузочных работ, во время строительных работ и др.
В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые электрические станции, промышленные и отопительные котельные установки), предприятия черной и цветной металлургии, нефтехимии, автотранспорт.
Кратко охарактеризуем основные источники загрязнения атмосферного воздуха.
Выброс ЗВ от объектов тепло- и электроэнергетики (ТЭЦ, ТЭС и котельные установки) определяется видом и качеством используемого топлива, типом и возрастом котельных установок, использованием технологических методов снижения концентраций загрязняющих веществ, применением систем очистки выбрасываемых ЗВ и др. При использовании в качестве топлива природного газа в атмосферу выделяются в основном, оксиды азота и углерода. Природный газ является самым «чистым» органическим топливом. Однако, уже в наши дни наблюдается дефицит этого вида топлива. При сжигании сернистого мазута в атмосферу выделяются помимо оксидов серы и азота, мазутная зола, пятиокись ванадия, сажа. Использование в качестве топлива угля, приводит к выбросу оксидов углерода и азота, твердых частиц, соединений серы и др. Промышленные и отопительные котельные выделяют гораздо меньшее количество ЗВ, однако именно выбросы от них, наряду с выбросами от автотранспорта, формируют высокие приземные концентрации ЗВ в населенных пунктах из-за невысоких труб.
АЭС являются источниками выделения радиоактивного йода, радиоактивных инертных газов и аэрозолей.
От объектов черной и цветной металлургии выбрасываются твердые частицы, оксиды азота, углерода, серы. Также в небольших количествах выделяются марганец, свинец, фосфор, пары ртути, формальдегид, бензол и др.
Выбросы от предприятий химической и нефтехимической отраслей не велики по объему, однако, ЗВ содержащиеся в дымовых газах таких предприятий, отличаются высокой токсичностью, например, соединения фтора, аммиак, сероводород, нитрозные газы и др.
В связи с резким расширением мирового автопарка резко обострилась проблема загрязнения приземного слоя атмосферы выхлопными газами автомобилей. В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего, крупных городов. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат более 200 химических соединений из которых следует отметить оксиды азота и углерода, альдегиды, бенз(а)пирен, соединения свинца в случае сжигания этилированного бензина.
Наибольшее количество вредных веществ в составе отработавших газов образуется при не отрегулированной топливной системе автомобиля. Ее наладка позволяет снизить объем выброса в 1,5 раза, а применение специальных нейтрализаторов – в 6 и более раз.
Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха происходит при открытом сжигании твердых бытовых отходов на свалках и полигонах, при добыче и переработке минерального сырья и др.
Состояние воздушного бассейна в России
Воздух около 50 городов России оказался загрязненным веществами первого класса опасности с превышением санитарных норм в 10 и более раз. В городах с загрязненным воздухом (по некоторым веществам нормативы превышены в 10 и более раз) в настоящее время проживает более 36 млн. человек. Практически две трети населения России проживает на территориях, где состояние атмосферного воздуха не соответствует гигиеническим нормативам.
В столице России экологическая ситуация с атмосферным воздухом близка к кризисной. Огромные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу Москвы приводят к тому, что величина удельной смертности на 1000 москвичей на треть выше, чем среди жителей других крупных городов России.
Помимо Москвы, к городам с наибольшим загрязнением атмосферы относятся: Абакан, Архангельск, Благовещенск, Бийск, Калининград, Кемерово, Красноярск, Кызыл, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Нижний Тагил, Новгород, Новокузнецк, Норильск, Новороссийск, Новочеркасск, Омск, Ростов-на-Дону, Самара, С.-Петербург, Саратов, Селенгинск, Соликамск, Ставрополь, Сызрань, Тольятти, Ульяновск, Хабаровск, Чита, Южно-Сахалинск.
Следует отметить, что загрязняющие вещества в атмосфере сохраняют свою активность в течение разного промежутка времени и, зачастую, переносятся вместе с воздушными массами на значительное расстояние от источника выброса. Этот процесс называют трансграничным переносов загрязняющих веществ. На состояние атмосферы в России влияют выбросы, производимые в Восточной Германии, Польше, Эстонии (районы добычи и переработки сланцев), на Украине (промышленные узлы Донбасса и Харькова, зона Чернобыля), Китае (районы ядерных испытаний в Синьцзяне), северной Монголии и Казахстане (горнопромышленные районы). Только в 1994 году на европейскую часть России из-за ее невыгодного географического положения выпало 1204 т. соединений серы от Украины, Польши, Германии.
Дата добавления: 2015-01-30 ; просмотров: 24 | Нарушение авторских прав
Источник
Состояние воздушного бассейна и методы управления им в России и в других странах.
Значимость тех или других источников загрязнения воздуха различна в разных странах и городах, она меняется от уровня научно-технического прогресса, стратегии взаимодействия техники и природы, уровня благоустройства населенных мест и многих других социально-экономических факторов. В сельской местности загрязненность атмосферы в 10 раз, а в промышленных городах в 150 раз выше, чем над океаном. Очаги ярко выраженного загрязнения связаны с зонами промышленных районов крупных городов и городских агломераций.
К числу основных промышленных источников загрязнения относятся предприятия черной и цветной металлургии, комплексы химических, нефте — и сланцеперерабатывающих предприятий по производству строительных материалов. Поскольку на современном этапе развитие процессов урбанизации за крупным промышленным производством сохраняется определяющая роль основного градообразующего фактора, проблема загрязнения атмосферы — одна из основных проблем охраны окружающей среды.
Оценка состояния воздушного бассейна, прежде всего, включает определение потенциальной опасности его загрязнения в зависимости от природно-климатических факторов конкретной территории города или района, определяющих способность атмосферы рассеивать и адсорбировать вредные примеси. Это зависит от характера турбулентного обмена и скорости ветра, наличия туманов, рельефа местности и других факторов. Неблагоприятный характер рассеивания вредных веществ наблюдается, в частности, при наступлении температурных инверсий. Инверсии представляют собой такое состояние атмосферы, при котором температура в приземном слое воздуха растет, а не падает, как это бывает в обычных условиях. При этом нижняя менее нагретая поверхность инверсионного слоя вследствие большей плотности, играет роль экрана, от которого факел загрязняющих веществ отражается к земле и распространяется на большие расстояния.
Значительное повышение уровня загрязнения воздушного бассейна, как правило, наблюдается при застоях воздуха (сочетание слабых ветров с приземными инверсиями температуры) и штилях (низкие скорости ветра в градации от 0 до 1 м/с). Такие метеорологические условия характерны, например, для районов горных долин, где имеет место скопление более плотного и холодного воздуха в приземном слое, часто наблюдается высокая устойчивость состояния воздушных масс. В случае расположения в долинах промышленных предприятий с вредными выбросами, создаются опасные условия загрязнения атмосферы. Положительную роль в очищении атмосферы играют интенсивное перемешивание воздушных масс, которое может складываться на фоне повышенных скоростей ветра и других факторов, а также осадки, обеспечивающие вымывание примесей из атмосферы.
Сочетание метеорологических параметров, обуславливающих тот или иной уровень загрязнения воздушного бассейна (концентрации примесей в приземном слое воздуха) для источников с фиксированными параметрами выбросов принято характеризовать величиной так называемого «потенциала загрязнения воздуха» (ПЗА)
В процессе оценки загрязнения воздушного бассейна города определяются: основные источники вредных выбросов в воздушный бассейн (промышленные и энергетические объекты, автотранспорт) и их характеристики; районы города с уровнем загрязнения атмосферного воздуха сверх нормативного; социально-экономическая оценка уровня загрязнения атмосферы.
Для характеристики основных источников вредных выбросов в воздушный бассейн по данным инвентаризации (формы статистической отчетности «2ТП-воздух») определяется количественный и качественный состав вредных выбросов, рассчитывается годовой валовый выброс всех вредных веществ промышленными, энергетическими и транспортными источниками в целом по городу, дается ретроспективный анализ выбросов за 5-10 лет. Оценка загрязнения атмосферного воздуха города и его отдельных районов базируется на расчетных методах определения концентрации вредных веществ и их соединений в приземном слое атмосферного воздуха и установлении ареалов их распространения на территории, прилегающей к источникам выбросов. В России с 1987 г. введен в действие Общесоюзный нормативный документ, регламентирующий усовершенствованную методику расчета загрязнения воздушного бассейна и принцип его санитарно-гигиенической оценки.
При оценке загрязнения атмосферы на расчетный срок учитываются не только количество выбрасываемых вредных веществ при существующих объемах промышленного производства, но и предполагаемый рост его мощностей и объемов, возможные варианты очистки, данные об изменении социально-экономических показателей и инфраструктуры города или района. В последние годы широко используются унифицированные программы расчета загрязнения атмосферы, которые позволяют описать вклад в загрязнение до 1000 и более источников загрязнения. Результаты загрязнения воздушного бассейна, полученным на ЭВМ, представляют собой изолинии равных концентраций отдельных веществ или групп. Путем графического совмещения схем распределения концентраций отдельных веществ или групп на территории города составляется итоговая карта районирования городских территорий по загрязнению воздушного бассейна. Такие карты выполняются на опорной схеме города в масштабе 1:25000. На карте выделяют территории со сверхнормативным уровнем загрязнения, а также показывают места расположения основных источников вредных выбросов.
Уровни загрязнения воздушного бассейна в ходе проведения расчетов могут быть описаны либо в натуральных показателях- концентрациях вредных веществ (мг/м3), либо в нормированных показателях, характеризующих кратность превышения ПДК. Поскольку на отдельных участках территории города концентрации вредных веществ могут в несколько раз превышать нормативы ПДК, вводят дополнительную оценку загрязнения по степеням опасности для здоровья населения. Используется условный индекс «Р», характеризующий степень опасности загрязнения для одного компонента или для суммы вредных веществ с учетом кратности превышения ПДК и класса опасности вещества.
Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной. Результатом оценки может явиться выделение на территории города зон с «допустимым», «слабым», «умеренным» и «сильным» уровнем загрязнением. При определении факторов, обуславливающих то или иное состояние атмосферного воздуха, принимаются во внимание особенности планировки и застройки города в целом и его отдельных элементов (ориентация и профили улиц, формирующие аэрационный режим на городской территории, влияние открытых, застроенных и озелененных пространств на характер движения и турбулентный режим воздушных потоков и др.).
В 1972 г. На Стокгольмской конференции по окружающей среде была организована служба Земли, которая стала программой ЮНЕП. Основной целью ЮНЕП является организация и проведение мер, направленных на защиту и улучшение окружающей среды на благо нынешнего и будущих поколений. Девиз Программы — «Окружающая среда в интересах развития». В сферу деятельности ЮНЕП также входит разработка рекомендаций и международных договоров по трансграничному загрязнению воздуха. Всемирная метеорологическая организация совместно с ЮНЕП основали Межправительственную группу экспертов по изменению климата (IPCC) в 1988 году. ЮНЕП является также одним из соучредителей Глобального Экологического Фонда (GEF).
Сегодня сеть наблюдений за источниками воздействия и за состоянием биосферы охватывает уже весь земной шар. Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) была создана совместными усилиями мирового сообщества. Основные положения и цели программы были сформулированы в 1974 году на Первом межправительственном совещании по мониторингу. Первоочередной задачей была признана организация мониторинга загрязнения окружающей природной среды и вызывающих его факторов воздействия.
Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым соответствуют специально разработанные программы: · импактном (изучение сильных воздействий в локальном масштабе); · региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона); · фоновом (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность).
На территории СССР в 70-е годы на базе станций гидрометеослужбы была организована Общегосударственная служба наблюдений и контроля состояния окружающей среды (ОГСНК), построенная по иерархическому принципу. В обработанном и систематизированном виде полученная информация представлена в кадастровых изданиях, таких как «Ежегодник состояния атмосферы в городах и промышленных центрах» и др. До конца 80-х годов все кадастровые издания имели гриф «Для служебного пользования», затем в течение 3-5 лет были открытыми и доступными в центральных библиотеках. К настоящему времени массивные сборники типа «Ежегодных данных. » в библиотеки практически не поступают. Некоторые материалы можно получить (приобрести) в региональных подразделениях Росгидромета.
Помимо ОГСНК, входящей в систему Росгидромета (Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды), экологический мониторинг осуществляется целым рядом служб, министерств и ведомств.
Поэтому в 1993 году было принято решение о создании Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ), которая должна объединить возможности и усилия многочисленных служб для решения задач комплексного наблюдения, оценки и прогноза состояния среды в Российской Федерации. В настоящее время работы по созданию EГСЭМ находятся на стадии пилотных проектов регионального масштаба.
Предполагается, что ЕГСЭМ как центр единой научно-технической политики в области экологического мониторинга.ЕГСЭМ должна сохранить иерархическую структуру системы ОГСНК, принятую в Росгидромете.
Источник