Проблема загрязнение воздуха урбанизированных территорий. Третья. Загрязнение атмосферы автотранспортом в России
 Скачать 26.65 Kb.
|
|
Одно из главных условий сохранности здоровья и долголетия человека – чистый воздух. К сожалению, в современных реалиях во многих уголках планеты добиться соблюдения этого ключевого требования кажется невыполнимой миссией. И что именно загрязняет атмосферу больше всего? Все источники, негативным образом влияющие на состояние воздушного бассейна, экологи разделяют на антропогенные и естественные. Наибольший урон окружающей среде наносит именно первая категория – факторы, связанные с деятельностью человека. Загрязнения атмосферного воздуха, происходящие по естественным причинам, не только незначительны по мировым масштабам, но и являются самоустраняющимися по своей природе. В настоящее время процесс урбанизации стал ведущим фактором, определяющим состояние окружающей среды в городах и регионах. Значительный вклад в загрязнение атмосферного воздуха урбанизированных территорий вносит транспорт, объекты промышленности, залповые выбросы загрязняющих веществ в результате чрезвычайных ситуаций. Загрязнение атмосферы приводит к микро- и мезо-климатическим изменениям на территории города, отрицательно влияет на здоровье населения (увеличение частоты заболеваний органов дыхания, аллергических, злокачественных образований и др.), вредит состоянию природных экосистем, является причиной возникновения смога, парникового эффекта и др. В связи с этим, чрезвычайно актуальными являются исследования атмосферных загрязнений урбанизированных территорий, направленные на изучение состава загрязняющих веществ от различных источников выбросов, а также на разработку эффективных методов контроля загрязнения, способов анализа и прогноза состояния воздушного бассейна города. Загрязнение атмосферы автотранспортом в России Выхлопные газы автомобилей - основной источник загрязнения атмосферы развитых стран Запада. В России наибольшее количество вредных выбросов является заслугой теплоэнергетики (ТЭС и котельных). Второе место по масштабам выделения вредных веществ в атмосферу РФ занимают предприятия чёрной и цветной металлургии. Автотранспорт же борется с объектами химической и целлюлозно-бумажной промышленности лишь за третье место в списке ключевых источников загрязнения воздуха в России. Однако наши города-миллионники выбиваются из общей экологической картины по стране. В них ситуация та же, что и в западных мегаполисах: доля загрязнения автотранспортом составляет 70-80% от совокупного количества выбросов вредных веществ в атмосферу. Наибольший урон выхлопные газы автомобилей наносят экологии Москвы, Санкт-Петербурга, Самары, Назрани, Нальчика, Элисты, Краснодара, Ростова-на-Дону, Ставрополя, Сочи, Воронежа и Калуги. 3 основные причины повышенного загрязнения автотранспортом крупнейших городов России Причина чрезмерного загрязнения автотранспортом №1: Некачественное топливо Загрязнение атмосферы автотранспортом в России Одна из главных причин сверхмерного загрязнения выхлопными газами наших мегаполисов - это крайне низкое качество автомобильного топлива. Несмотря на то, что самый страшный этилированный бензин уже 10 лет (с 2003 года) находится в России под запретом, очистить атмосферу от последствий его использования до сих пор не удаётся. Содержащий токсичное вещество первого класса опасности - тетраэтилсвинец - этилированный бензин применялся в нашей стране с 1942 г. Если до этого рубежа советским бензином больные ангиной полоскали горло, то в последующие 60 с лишним лет применения тетраэтилсвинца о таком антисептике и подумать было страшно. Это ядовитое органическое соединение свинца, использовавшееся для повышения октанового числа, в 8 раз токсичнее обычного металлургического свинца. Машина, заправленная этилированным бензином, каждые 100 м пути выбрасывала с выхлопными газами по 3-4 г свинца. Это чудовищное топливо изначально строжайше запретили использовать в обеих столицах и южной курортной зоне. Чтобы очистить атмосферу остальных городов и регионов России от накопленных за 61 год свинцовых загрязнений, необходимо проведение специальных мероприятий. В США, где этилированный бензин был запрещён в 60-е гг. XX века, для реабилитации загрязнённых территорий достаточно было систематически мыть дороги и тротуары и косить загрязнённую траву на газонах вблизи магистралей. Но в российских городах, в отличие от сплошь заасфальтированных и забетонированных американских, огромные площади участков голой земли. Загрязнение почвы свинцом будет пострашнее радиоактивного, ведь для токсичных металлов нет периода распада. В то время как экологи бьются над решением проблемы 10-летней давности, стремящиеся сэкономить на топливе автомобилисты продолжают усугублять положение со свинцовым загрязнением. Разумеется, в стране, где изобрели самогонку, не могли не придумать "палёный" бензин - дешёвый прямогонный бензин с добавлением тетраэтилсвинца для повышения октанового числа. Причина повышенного загрязнения автотранспортом №2: Старые автомобили Вторая причина интенсивного отравления воздуха крупных российских городов выхлопными газами с повышенной концентрацией загрязняющих веществ - это старые отечественные машины. Выбросы таких автомобилей в разы токсичнее зарубежных, поскольку европейские, американские и японские машины оснащены нейтрализаторами выхлопных газов. Причина повышенного загрязнения автотранспортом №3: Российские дороги Третья причина сверхмерного загрязнения атмосферы наших мегаполисов автомобильными выбросами кроется в одной из главных бед России - дорогах. Из-за того что они слишком узкие, да ещё и с множеством перекрёстков и светофоров, автомобилям приходится часто останавливаться, часами стоять в пробках. На каждом светофоре и в местах образования заторов количество автомобильных выбросов зашкаливает, поскольку при режимах холостого хода и набора скорости в атмосферу выделяются максимальные объёмы выхлопных газов. Как правило, наибольшему загрязнению автотранспортом подвергаются центральные, самые густонаселённые, районы мегаполисов. В результате от загрязнения атмосферы автомобильными выбросами страдает здоровье сотен тысяч жителей каждого крупного города России. Наибольшую опасность выхлопные газы представляют для маленьких детей, поскольку высота автомобильных выбросов не достигает и 1 м. Проанализировав все 3 причины повышенного загрязнения атмосферы наших мегаполисов автотранспортом, эколог А. П. Константинов пришёл к выводу, что российские города сегодня не способны выдержать и 300 автомобилей на 1000 жителей. Однако при строгом соблюдении инструкции по сокращению количества вредных автомобильных выбросов в атмосферу у наших мегаполисов появится шанс сравняться с образцовыми японскими городами. Пути решения проблемы загрязнения выхлопными газами Для сокращения объёмов вредных автомобильных выбросов в атмосферу используется целый перечень методов: Постоянное совершенствование моделей двигателей и уменьшение корпусов автомобилей с целью минимизации потребления ими топлива. Использование экологичных видов топлива (природного газа, жидкого водорода, этилового спирта и прочих разновидностей "зелёного бензина"). Снабжение выхлопных труб автомобилей нейтрализаторами. В развитых странах машинам запрещено появляться на дорогах без этих "фильтров" для очистки выхлопных газов. Внедрение автоматизированных систем регулирования движения с целью сокращения времени работы автомобильных двигателей в режиме холостого хода и набора скорости. Создание зоны зелёных насаждений вдоль дорог. Данная мера позволяет вполовину уменьшить вредное воздействие автомобильных выбросов на окружающую среду. Одно дерево за год поглощает объём выхлопных газов, выделяемый среднестатистической машиной за 25 000 км пробега. ТЭЦ и котельные В России наибольшее количество вредных выбросов является заслугой теплоэнергетики (ТЭС и котельных). Котельные установки и ТЭЦ сегодня — обязательный элемент инфраструктуры современного населённого пункта: они обеспечивают теплом и горячей водой жилые и социальные помещения, административные и бытовые постройки, поддерживают производства и промышленные предприятия. Но и у котельных, и у ТЭЦ есть один существенный недостаток: вредные выбросы, продукты сгорания топлива, которые выводятся в окружающую среду. Виды выбросов от котельной По своей структуре выбросы от котельной подразделяются на несколько видов: Газообразные выбросы. К вредным относятся оксиды серы, ванадия, углерода и азота, бензапирены, сероводород и другие — те, которые оказываются в атмосфере и в больших количествах могут нанести вред экологии. На сегодняшний день, по подсчётам экспертов, в воздух попадают 1014 м3 продуктов сгорания ежегодно, в которых так или иначе присутствуют перечисленные вещества. Жидкие выбросы. Такой вид выбросов актуален не для небольших котельных, а для крупных ТЭЦ, работающих на обогрев города. Плохо очищенная вода из промышленных канализаций, золоотвалов, дренажей и т. д. попадает в водоёмы и наносит большой вред окружающей среде. Ежегодно теплоэнергетика «сбрасывает» в окружающую среду порядка 235 м3 плохоочищенной воды. Твёрдые выбросы. К ним относятся мелкие непрогоревшие частицы твёрдого топлива, сажа и зола, которые через дымоход попадают в атмосферу. Тогда как обыкновенная древесная зола в тех количествах, которые имеются в выбросах от котельных, не наносит атмосфере вреда, в некоторых видах твёрдого топлива могут содержаться радиоактивные элементы и яды, уничтожающие флору. В нашей стране приняты определённые нормы ПДК (предельно допустимая концентрация вредных веществ), касающиеся количества вредных выбросов от котельных: это содержание веществ в воздухе, измеряемое в мг/м3, и в воде, измеряемое в мг/кг. Соблюдение норм позволяет поддерживать количество выбросов на том уровне, который не наносит вреда ни человеку, ни окружающей среде. Как сократить количество вредных выбросов от котельной? Ответ — организовать качественную очистку дымохода от золы и установить современные фильтры. Обязательный элемент любой современной котельной — золоуловители, которые должны очищать исходящий от установки дым на 90% минимум. Фильтры золоуловителей делятся на сухие, мокрые и электронные, причём последние два обеспечивают очистку выбросов от котельной на 95-97%. В случае с очисткой выбросов от серы всё несколько сложнее: современные фильтры не располагают возможностью качественно удалять из отходов примеси серы, поэтому рекомендуется производить очистку топлива перед подачей его в котельную систему. Очистка выбросов от окиси азота в большей степени связана с режимами сжигания топлива. Рекомендации включают в себя повышение степени экранирования, сжигание топлива двумя фазами, ограничение доступа воздуха в топку и замена пара в мазутных форсунках водой. Черная металлургия Черная металлургия обеспечивает сырьем большинство отраслей промышленности. Она включает предприятия-гиганты индустрии Российской Федерации. Кроме того, отрасль представляет интересы России на мировом рынке. Наиболее крупные предприятия черной металлургии расположены в городах Липецкой, Свердловской, Челябинской, Вологодской, Кемеровской областей, Красноярского края и ряда других регионов. Основными источниками выбросов в атмосферу в черной металлургии являются: в агломерационном производстве - агломерационные машины, машины для обжига окатышей; дробильно-размольное оборудование, места разгрузки, погрузки и пересыпки материалов. Предприятиями черной металлургии выбрасывается в атмосферный воздух значительное количество вредных примесей - твердых частиц, диоксида серы и окислов азота, летучих органических соединений, тяжелых металлов, стойких органических соединений и кислот. Так, в 2004 году от предприятий черной металлургии Российской Федерации в атмосферный воздух поступило более 2 202 тыс.т. загрязняющих веществ, в том числе твердых частиц, загрязнённых тяжелыми металлами 302,4 тыс.т., жидких и газообразных 1900,2 тыс. т., из которых диоксида серы 234,6 тыс.т., оксида углерода 1 499,2 тыс.т., оксидов азота 137,7 тыс.т., углеводородов 1,6 тыс. т. и летучих органических соединений 8,6 тыс. т. Всего было уловлено и обезврежено лишь 72,5 тыс. т. жидких и газообразных веществ - т. е. менее 3,3 %. При производстве чугуна и стали атмосферные выбросы обусловлены работой доменных, мартеновских и сталеплавильных печей; установками непрерывной разливки стали; травильными отделениями; ваграночными печами чугунолитейных цехов. В городах, где расположены крупные предприятия отрасли, отмечаются высокие систематические уровни загрязнения воздуха несколькими примесями, в том числе высокого класса опасности. Максимальные концентрации примесей достигают 10-155 ПДК, например, в Магнитогорске - этилбензола и диоксида азота; в Новокузнецке - диоксида азота. По данным аэрокосмической съемки снежного покрова, зона действия - предприятий черной металлургии прослеживается на расстоянии до 60 км от источника загрязнения. Черная металлургия вносит заметный вклад в загрязнение атмосферного воздуха России (1/7 всех выбросов в России от промышленных стационарных источников). Особенно существенна доля отрасли по выбросам шестивалентного хрома (2/3 промышленного объема его выброса). Цветная металлургия Предприятия цветной металлургии расположены в основном в Восточной Сибири, на Урале и Кольском полуострове. В результате производственной деятельности предприятия отрасли существенно влияют на формирование экологической обстановки в районах своего расположения. Степень воздействия цветной металлургии на состояние природной среды аналогична нагрузке на окружающую среду предприятий черной металлургии. Источниками образования вредных выбросов при производстве глинозема, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и драгоценных металлов являются различные виды печей (для спекания, выплавки, обжига, индукционные и др.), дробильно-размольное оборудование, конверторы, места погрузки, выгрузки и пересыпки материалов, сушильные агрегаты, открытые склады. Следует отметить, что при переработке сульфидных руд и концентратов в печах образуется большое количество отходящих серосодержащих газов. Содержание серы в них определяется используемым оборудованием и технологией. Для утилизации этих газов отсутствуют экономически оправданные технологии. Вследствие этого степень улова диоксида серы SC>2 на предприятиях цветной металлургии остается на низком уровне (22,6 %). Учитывая то, что на долю SO2 приходится 75 % всех выбросов, общая степень улавливания загрязняющих веществ в отрасли снижается. Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывают в атмосферный воздух следующие предприятия: концерн "Норильский Никель" (г. Норильск Красноярского края); АО комбинат "ЮжУрал-Никель" (г. Орск Оренбургской области); комбинат "Печенганикель" (г. Никель Мурманской области); комбинат "Североникель" (г. Мончегорск Мурманской области); АО "Среднеуральский медеплавильный завод" (г. Ревда Свердловской области); АО "Красноярский алюминиевый завод" (Красноярский край); АО "Ачинский глиноземный комбинат" (г. Ачинск Красноярского края). Таким образом, цветная металлургия вносит заметный вклад в загрязнение атмосферного воздуха (18% от всех выбросов в России от промышленных стационарных источников). Особенно существенна доля отрасли в выбросах наиболее опасных веществ - свинца (3/4 объема его промышленных выбросов) и ртути (более 1/3 выбросов ртути всей промышленностью России). Утилизация и использование отходов производства продолжают оставаться одной из серьезных проблем на предприятиях цветной металлургии. Наибольшее количество промышленных отходов образуется на Норильском горно-металлургическом комбинате. Ежегодно на комбинате образуется около 4,7 млн. т металлургических шлаков. Образующиеся остатки руды от обогащения практически не используются. В хранилище их накоплено около 350 млн. тонн. Основное негативное воздействие предприятия нефтедобычи оказывают на атмосферный воздух. Ежегодно отраслью выбрасывается в атмосферу вредных выбросов около 1650 тыс. т. Основная доля выбросов (98 %) приходится на жидкие и газообразные вещества. Отраслью неудовлетворительно используется попутный газ, извлекаемый при добыче нефти. Ежегодно теряется и сжигается в факелах около 7,1 млрд. м3 нефтяного газа (около 20 % извлекаемого). Основная часть этих потерь приходится на долю Западной Сибири. С целью снижения аварий осуществляется комплекс мероприятий. Они направлены на создание эффективных методов борьбы с коррозией, средств по локализации и ликвидации нефтяного загрязнения, а также на диагностику и ремонт трубопроводов. Химическая промышленность Предприятия химической промышленности являются источниками менее крупнотоннажных, но значительно более разнообразных и токсичных стоков и выбросов в биосферу. К ним в первую очередь следует отнести органические растворители, амины, альдегиды, хлор и его производные, оксиды азота, циановодорол, фториды, сернистые соединения (диоксид серы, сероводород, сероуглерод), металлорганические соединения, соединения фосфора, ртуть. Содержание вредных веществ в воздушном бассейне повышается из-за размещения технологического оборудования на открытых площадках, нарушения его герметичности, большого количества наружных технологических коммуникаций. При сернокислотном производстве происходит выброс больших объемов SOj и других соединений серы. Заводы азотных удобрений выбрасывают в сутки 2—5 т оксидов азота, азотной и азотистой кислот; их концентрация в воздухе на расстоянии 0,5 км от предприятий достигает 1,3 мг/м*. Предприятия по производству анилиновых красителей, вискозы, фотопленки и целлулоида загрязняют воздух оксидами азота. Поставщиками хлора в атмосферу являются предприятия по производству пестицидов, органических красителей, соды, соляной и уксусной кислот, а фтор и его соединения поступают в атмосферу в выбросах заводов по производству 4юсфорных удобрений, эмалей и т. п. Заводы синтетического каучука выбрасывают В воздушный бассейн стирол, толуол, ацетон, изопрен, а содовые заводы — аммиак, оксид фосфора (V), диоксид серы. Температура многих отходящих газов заводов химической промышленности практически не отличается от температуры окружающей среды, в результате чего происходит скопление токсических веществ вблизи источников выбросов. Коксохимическое производство загрязняет атмосферу пылью и сложной смесью летучих соединений. При загрузке-выгрузке коксовых батарей и даже незначительных нарушениях режима их работы в атмосферу выбрасывается неочищенный коксовый газ, содержащий СО, С02, фенол, нафталин, бензол и его производные. Вблизи предприятий черной металлургии содержание различных канцерогенов в воздухе в 7 раз выше, чем в районах, не подверженных воздействию их выбросов. Нефтяная промышленность Нефть и нефтепродукты рассеиваются в окружающей природной среде повсеместно, так как они широко используются в хозяйственной деятельности человека. Основные источники загрязнения воздуха- газообразные выбросы нефтеперегонных заводов и нефтехимических предприятий, нефтесодержащие отходы, скапливающиеся на свалках. В места свободные от хозяйственной деятельности человека (заповедники, труднодоступные территории) углеводороды транспортируются с воздушными потоками Источники загрязнения объектов окружающей среды Нефтепромыслы, нефтепроводы, нефтехранилища (нефтебазы); нефтеперерабатывающие предприятия; наземный и водный транспорт, перевозящий нефтепродукты; промывочно-пропарочные станции; предприятия железнодорожного транспорта (локомотивные и вагонные депо, ремонтные заводы и др.) Загрязняющие вещества Сырая нефть, товарная сырая нефть, прошедшая первичную подготовку на промысле; продукты переработки нефти (авиационные и автомобильные бензины, реактивные, тракторные и осветительные керосины, дизельное топливо, мазуты, растворители, смазочные масла, гудроны, нефтяные битумы) и прочие нефтепродукты (парафин, нефтяной кокс, присадки, нефтяные кислоты и др.) Причины загрязнения атмосферного воздуха: - аварии и пожары на нефтехранилищах и нефтеперегонных заводах - выбросы предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности - выбросы от карбюраторных и дизельных двигателей автотранспорта - сжигание отходов, горящие свалки и др. Нефтепродукты представляют собой сложную многокомпонентную систему, состоящую из углеводородов и их производных, которые обладают различной способностью к окислению, разложению и по-разному воздействуют на природную среду и живые организмы. Любая из форм серы, находящейся в нефти (сероводород, сульфиды, меркаптаны, тиофены, свободная сера и др.), оказывает токсическое действие на живые организмы. Канцерогенами для человека и животных являются не только компоненты самой нефти (например, бензол и бензапирен), но и многочисленные и распространённые в различных сферах деятельности человека продукты нефтехимии (винилхлорид, пестициды, ПХБ, галогеноулеводороды и др.) Сельскохозяйственная промышленность Сельскохозяйственное производство приводит к загрязнению атмосферного воздуха пылью (при механической обработке почв), метаном (домашние животные), сероводородом и аммиаком (промышленные комплексы по производству мяса), пестицидами (при их распылении) Согласно исследованиям специалистов Колумбийского университета (США), сельскохозяйственная деятельность превзошла все прочие источники загрязнения по объему выбросов мелкозернистых частиц. Подобная ситуация наблюдается в США, России, Китае и странах Европы. Крупнейшими источниками выбросов признаны обогащенные азотом удобрения и отходы животноводства. Сочетание таких отходов с выделениями, образующимися от горения, формирует опасные мелкозернистые частицы, которые серьезно угрожают здоровью и жизни населения Главным компонентом сельскохозяйственных выбросов считается аммиачный газ, который выделяется в результате испарения удобрений и как продукт отходов животного происхождения. Выделяясь в атмосферу, аммиак вступает в реакцию с отходами от горения, в частности, оксидом азота и сульфатами — это, в свою очередь, побочные плоды работы транспортных средств и электростанций и промышленной переработки. В конечном итоге в воздухе формируются твердые мелкозернистые частицы — не более 2,5 мкм в объеме и около 1/30 толщины человеческого волоса. Возникающие таком образом аэрозоли проникают глубоко в дыхательные пути, вызывая сердечные и легочные заболевания. Впрочем, если объемы промышленных выбросов будут уменьшаться в течение ближайших десятилетий, — а предполагается, что будут, — то и количество формирующихся аэрозолей пойдет на убыль, даже если вдвое увеличить аммиачные выделения от удобрений. Если объемы выбросов от горения будут снижаться, большая часть сельскохозяйственного аммиака, не сумев сформировать аэрозоли, развеется в тропосфере Земли (около 2-10 км над поверхностью). Оставшиеся в атмосфере аэрозоли впоследствии самостоятельно покинут ее. |