Контрольная работа. Экологическая экспертиза. Экологическая экспертиза-КР. Экологическая экспертиза
 Скачать 112.21 Kb.
|
1.Источники антропогенного воздействия на атмосферуСуществуют два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и искусственный (антропогенный). Они представлены на схеме 1.[15]. Космическая пыль образуется из остатков сгоревших метеоритов при их прохождении в атмосфере. Ежегодно ее выпадает на Землю 2-5 млн. т.[15] Природная пыль является постоянной составной частью земной атмосферы. Частицы природной пыли имеют органическое и неорганическое происхождение и образуются в результате разрушения и выветривания горных пород и почвы, вулканических извержений, лесных, степных и торфяных пожаров, испарения с поверхности морей. Одним из источников пыли в нижних слоях атмосферы являются безводные пустыни и степи. Кроме того, она образуется аэропланктоном - бактериями, спорами растений, плесневыми и другими грибами, продуктами гниения, брожения и разложения растений и животных. Атмосферный воздух над океаном включает мельчайшие кристаллы солей магния, натрия, калия, кальция, образующиеся в результате высыхания в воздухе брызг воды. Как правило, естественное загрязнение не угрожает отрицательными последствиями для биогеоценозов и обитающих в них живых организмов, хотя кратковременные последствия возможны. Атмосферная пыль имеет большое значение для процессов, происходящих на Земле. Она способствует конденсации водяных паров, а следовательно, и образованию осадков. Кроме того, поглощает прямую солнечную радиацию и защищает организмы от солнечного излучения. Акад. В. И. Вернадский отмечал, что атмосферная пыль играет огромную роль в химии планеты. Биологическое разложение веществ на Земле, в том числе жизнедеятельность почвенных бактерий, ведет к образованию больших количеств сероводорода, аммиака, углеводородов, оксидов азота (N2О, NO, NO2), оксида и диоксида углерода. Все они попадают в атмосферу. И  сточниками антропогенного загрязнения атмосферы примесями служат теплоэнергетика, промышленность, нефте- и газопереработка, транспорт, испытания термоядерного оружия. Каждый из этих источников (и каждая отрасль производства) связаны с выделением специфических примесей, состав которых насчитывает десятки тысяч веществ, иногда сразу не поддающихся идентификации. Однако наиболее обычные загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу в массе и называемые поэтому многотоннажными, сравнительно немногочисленны. Схема 1 Наиболее распространенные выбросы промышленности (из Г. В. Новикова и А. Я. Дударева, 1978) - следующие: зола, пыль, окись цинка, силикаты, хлорид свинца; сернистый ангидрид, серный ангидрид, сероводород, меркаптан; альдегиды, углеводороды, смолы; оксид и диоксид азота, аммиак; озон, оксид и диоксид углерода; фтористый водород, хлористый водород, кремнефтористый натрий; аэрозоли, радиоактивные газы, аэаэрозоли. Классификация выбросов вредных веществ в атмосферу установлена ГОСТ 17.2.1.01 -76. Согласно этому стандарту выбросы в воздушный бассейн в зависимости от состава вредных веществ классифицируются по агрегатному состоянию этих веществ (газо- и парообразные, жидкие, твердые и смешанные выбросы) и по массовому выбросу, т.е. массе веществ, выбрасываемых в единицу времени (тонн в сутки). По химическому составу выбросы делятся на группы, а в зависимости от размера частиц - на подгруппы. Главнейшие источники загрязнения атмосферы В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), автотранспорт, предприятия черной и цветной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, машиностроение, производство стройматериалов и т. д. Объем энергетических выбросов очень велик. Так, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680 т SO2 и SO3; 120—140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа); 200 т оксидов азота. Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологично газовое топливо, которое в S раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в 5 раз меньше, чем уголь. Еще более экологична в период безаварийной работы АЭС, но тем не менее она загрязняет воздух такими токсичными веществами, как радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли. Огромную потенциальную опасность представляют отходы ядерного топлива и аварии атомного реактора. Черная и цветная металлургия. При выплавке только одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксида серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как свинец, фосфор, марганец, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства улетучиваются парагазовые смеси из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ. Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих вредные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд, при производстве алюминия и др. Химическое производство. Выбросы этой отрасли ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для человека и всей биоты: оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т.п. На предприятиях химической и нефтехимической промышленности накопилось 12 млн т отходов, значительная часть из которых относится к категории опасных. Выбросы автотранспорта. В мире — несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, особенно в крупных городах. В России суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта составил более 35% от общей суммы выбросов. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений: бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (из этилированного бензина). Ежегодно мировой парк автотранспорта выбрасывает в атмосферу свыше 0,4 млн т свинца. Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- к газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах и т.д. В сельских районах очагами загрязнения воздуха являются животноводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и т.д. Передвижение загрязнителей в атмосфере «не соблюдает госграниц», т. е. трансгранично. Под трансграничными загрязнениями понимают загрязнения, перенесенные с территории одной страны на площадь другой. Только в 1994 г. на европейскую часть России из-за невыгодного ее географического положения выпало 1204 тыс. т соединений серы от Украины, Германии, Польши и других стран. В то же время в других странах от российских источников загрязнения выпало только 190 тыс. т серы, т.е. в 6,3 раза меньше. 2.Экологические последствия загрязнения атмосферы Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами - от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние, и в результате гомеостатические механизмы не срабатывают. Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO2), вызывает тяжелое заболевание легких — силикоз. Оксиды азота раздражают и разъедают слизистые оболочки глаз и легких, участвуют в образовании ядовитых туманов. Если они содержатся в воздухе совместно с диоксидом серы, то возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной смеси. Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа): при отравлении возможен летальный исход. Благодаря низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он не вызывает массовых отравлений, хотя и опасен страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями. Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки. Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться на огромном интервале времени, связаны и с такими незначительными по объему выбросами, как свинец, бензопирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т.д. Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода. Тяжелые последствия в организме живых существ вызывает ядовитая смесь дыма, тумана и пыли - смог. Различают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-анджелесский тип). Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших концентрациях и в течение длительного времени наносят большой вред не только человеку, но и остальной биоте. Известны случаи массового отравления диких животных, особенно птиц и насекомых, при выбросах вредных загрязняющих веществ большой концентрации (особенно залповых). Что касается растений, то выбросы вредных веществ действуют как непосредственно на их зеленые части, попадая через устьица в ткани, разрушая хлорофилл и структуру клеток, так и через почву — на корневую систему. Особенно опасен для растений диоксид серы (SO2), под воздействием которого прекращается фотосинтез и гибнут многие деревья, особенно хвойные: сосны, ели, пихты, кедр. Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы «Парниковый эффект», наряду с нарушением озонового слоя и кислотными дождями, вызван глобальным техногенным загрязнением атмосферы. Многие ученые рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности. Со второй половины XIX в. наблюдается постепенное повышение среднегодовой температуры, что связывают с накоплениями в атмосфере так называемых «парниковых газов» — диоксида углерода, метана, фреонов, озона, оксида азота и др. Парниковые газы препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли, и атмосфера, насыщенная ими, действует как крыша теплицы. Она, пропуская внутрь, большую часть солнечного излучения, почти не пропускает наружу тепло, излучаемое Землей. В связи со сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива (ежегодно более 9 млрд т условного топлива) концентрация СО2 в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту растет содержание фреонов, метана, в меньшей степени — оксида азота. «Парниковый, эффект» является причиной роста средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности. Так, в 1988 г, среднегодовая температура оказалась на 0,4°С выше, чем в 1950—1980 гг., а к 2005 г. ученые прогнозируют ее повышение на 1,3°С. В докладе Международной группы ООН по проблемам климатических изменений утверждается, что к 2100 г. температура на Земле увеличится на 2—4 градуса. Масштабы потепления за этот относительно короткий срок будут сопоставимы с потеплением, произошедшим на Земле после ледникового периода, а значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первую очередь, это повышение уровня Мирового океана вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т.д. Повышение уровня океана всего лишь на 0,5—2,0 м к концу XXI в., приведет к нарушению климатического равновесия, затоплению приморских равнин в более чем 30 странах, деградации многолет-немерзлых пород, заболачиванию обширных территорий и т .п. Очевидно, что ощутимый экологический эффект может быть получен лишь при сочетании этих мер с глобальным направлением экологической политики — максимально возможным сохранением сообществ организмов, природных экосистем и всей биосферы Земли. «Озоновые дыры» — это значительные пространства в озоновом слое атмосферы на высоте 20—25 км с заметно пониженным (до 50% и более) содержанием озона. Истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Оно ослабляет способность атмосферы защищать все живое от жесткого ультрафиолетового излучения («УФ-радиация). Поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, увеличивается| количество заболеваний раком кожи и т.д. Предполагается как естественное так и антропогенное происхождение «озоновых дыр». Последнее, по мнению большинства ученых, более вероятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.). В атмосфере фреоны разлагаются с выделением оксида хлора губительно действующего на молекулы озона. «Кислотные дожди» образуются при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют разбавленную серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). Суммарные мировые антропогенные выбросы SO2 и NОх составляют ежегодно более 255 млн т. Закисление природной среды негативно отражается на состоянии экосистем. Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только питательные вещества, но и токсичные металлы: свинец, кадмий, алюминий и др. Далее они сами или их токсичные соединения усваиваются растениями и почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к их деградации как природных экосистем. Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах страдают от действия сложной смеси загрязняющих веществ. Гибнут хвойные горные леса на Северных Аппалачах ив Баварии. Отмечены случаи поражения хвойных и лиственных лесов в Карелии, Сибири и в других районах нашей страны. Примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. Особенно интенсивно оно происходит в Канаде, Швеции, Норвегии и Финляндии. Объясняется это тем, что значительная часть выбросов серы в США, ФРГ и Великобритании выпадает именно на их территории. В России площадь закисления — несколько десятков миллионов гектаров. Известны случаи закисления озер Карелии. Повышенная кислотность осадков наблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос) и на территории ряда крупных промышленных районов. Например, в районе города Норильска и на Северном Урале огромные площади тайги и лесотундры стали почти безжизненными из-за выбросов диоксида серы Норильским горно-химическим комбинатом. 34 Нормирование загрязняющих веществ в почве. Ответ: Нормирование загрязняющих веществ в почве имеет три направления: - нормируется содержание ядохимикатов в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий; - нормируется накопление токсичных веществ на территории предприятия; - нормируется загрязненность почвы в жилых районах, преимущественно в местах хранения бытовых отходов. В пахотном слое ядохимикаты нормируются по двум показателям: - предельно допустимым концентрациям (ПДКП); - временно допустимым концентрациям (ВДКП). Для установления ПДКП используют данные о фоновых концентрациях исследуемых веществ, их физико-химических свойствах, параметрах стойкости/токсичности. При этом экспериментально устанавливают: - допустимую концентрацию вещества в почве, при которой его содержание в пищевых и кормовых растениях не превысит некоторых допустимых остаточных количеств (ДОК), иначе называемых ПДКПР в продуктах питания (ТВ мг/кг), - допустимую (для летучих веществ) концентрацию, при которой поступление вещества в воздух не превысит установленных ПДК для атмосферного воздуха (ПДКав) (МА мг/м3), - допустимую концентрацию, при которой поступление вещества в не грунтовые воды не превысит ПДК для водных объектов (МВ мг/м3), - допустимую концентрацию, не влияющую на микроорганизмы и процессы самоочищения почвы (ОС мг/кг). Наиболее жесткие из названных показателей принимаются в качестве ПДКП, причем сравнение идет по одноименным показателям вредности, то есть по сходному действию разных веществ. Установлены ПДКП в основном для ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков. (Пестициды, тяжелые металлы…) Временно допустимые концентрации (ВДКП) в отличие от ПДКП определяются расчетным путем для всех пестицидов, которые разрешены к этим испытаниям или в силу своих химических особенностей и требуют обязательного определения ПДК. Санитарное состояние почвы оценивается по ряду гигиенических показателей, в том числе по так называемому, санитарному числу, т.е. отношению содержания белкового азота к общему органическому; учитывается также наличие кишечной палочки (коли-титр), личинок мух, яиц гельминтов. По комплексу этих показателей почва оценивается как: чистая, слабозагрязненная, загрязненная, сильнозагрязненная. Кроме того, существует ряд дополнительных показателей санитарного состояния почв, определяемых на территории, как производственных предприятий, так и населенных пунктов. Нормативы накопления токсичных отходов на территории предприятия устанавливают на основе совокупности показателей, включающих: -размеры территории складирования, -токсичность и химическую активность соединений, присутствующих в отходах. Обычно нормируются два показателя: -предельное количество токсичных промышленных отходов на территории предприятия -предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах. Предельное количество отходов на территории предприятия – это такое их количество, которое можно размещать при условии, что возможное выделение вредных веществ в воздух рабочей зоны не превысит 30% от ПДК в воздухе рабочей зоны предприятия. При этом вещества, наиболее опасные и даже хранимые в герметизированной таре, а также токсичные отходы очистных сооружений удаляются с территории предприятия в течении суток. Твердые сыпучие отходы, хранящиеся в контейнерах, пластиковых пакетах и бумажных мешках, удаляются в течении двух суток. Предельное количество отходов определяют путем замеров содержания токсичных веществ в воздухе (с учетом эффекта суммации). Если соотношение  то количество находящихся на территории отходов является предельным и они подлежат немедленному удалению. (С – средневзвешенная концентрация) Предельное содержание токсичных соединений (в г/кг или мг/кг) в отходах определяет класс опасности этих отходов. Здесь используются сложные многоступенчатые расчеты, конечной целью которых является установление ПДК токсичных веществ в общей массе отходов. Задача Вариант 7 Определить максимальную приземную концентрацию загрязняющего вещества и расстояние от источника выброса до максимальной концентрации. Определить ПДКмр и оценить воздействие источника на атмосферный воздух с учетом, что СЗЗ для данного типа источника составляет 100 м.
Решение. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм (м) от источника и определяется по формуле 1:  где: А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, с2/3· мг · град 1/3/г; М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m, n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н - высота источника выброса над уровнем земли, м; η - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной и слабопересеченной местности с перепадом высот не превышающем 50 м на 1 км, η = 1; ΔT - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, ОС; V1 - расход газо-воздушной смеси, м3/с, определятся по формуле:  где: D - диаметр устья источника выброса, м; ω0 - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.  Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается по табл. 1 На распространение загрязнений оказывает влияние температура атмосферы в момент выброса. По этому признаку все выбросы делят на "холодные" и "горячие". "Холодные" если разница между температурой выброса и температурой атмосферы приблизительно равна нулю. "Горячие" если разница между температурой выброса и температурой атмосферы больше нуля. При определении значения ΔТ (°С) температуру окружающего атмосферного воздуха следует принимать равной средней многолетней температуре наружного воздуха 15 числа наиболее жаркого месяца года в 13: 00 по местному времени. Таблица 1 - Значение коэффициента температурной стратификации А
Примечание: Для других территорий значения коэффициента А должны приниматься соответствующими значениям А России со сходными климатическими свойствами турбулентного обмена. Выбираем для Норильска А = 160 Значение безразмерного коэффициента F принимается: для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (возгоны, туманы, дымы и т.п.), скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) F = 1; для остальных аэрозолей (пыль, зола) при степени очистки газов в пылеуловителе не менее 90% F = 2; от 75 до 90% F = 2.5; менее 75% и при отсутствии очистки F = 3. Выбираем F = 2.5. Имеем разность температур: ΔТ = ТГ – ТВ ΔТ = 76 – 23 = 530С Таким образом, имеем нагретый выброс Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, Uм, U/м, fe:         Коэффициент m определяется по формулам: При f    Коэффициент n при f ≤ 100 определяется в зависимости от Uм по формулам: n=1 при Uм ≥ 2; n = 0,532 Uм2 - 2,13 Uм + 3,13 при 0,5 ≤ Uм  2;n = 4,4 Uм при Uм 0,5выбираем n = 0,532 Uм2 - 2,13 Uм + 3,13 при 0,5 ≤ Uм = 1,905 2;n = n = 0,532  1,9052 – 2,13 1,905 + 3,13 = 1,003В итоге расчета получаем:  |