Атмосфера

Атмосфера

Вопросы .

1) Общая характеристика загрязнений атмосферы .

2) Загрязнение атмосферы при испытании и эксплуатации энергитический

установок .

3) Энергитические загрязнения .

4) Последствия промышленого загрязнения окружающей среды .

5) Нормирование примесей атмосферы .

6) Методы контроля и приборы для измерения концентрации пыле-и газообразных

примесей в атмосфере .

7) Основные мероприятия по защите окружающей среды .

Общая характеристика загрязнений атмосферы .

Атмосфера всегда содержит определённое количество примесей , поступающих от

естественных и антропогенных источников .К числу примесей , выделяемых

естественными источниками , относят: пыль (ростительного , вулконического ,

космического происхождения , возникающая при эрозии почвы , частицы морской

соли ); туман , дымы и газы от лесных и степных пожаров ; газы

вулканического происхождения ; различные продукты растительного , животного

и микробиологического происхождения и др.

Естественные источники зарязнений бывают либо распределёнными,

например выподение космической пыли , либо кратковременными стихийными ,

например лесные и степные пожары , извержения вулканов и т.п. Уровень

загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало

изменяется с течением времени .

Более устойчивые зоны с повышеными концентрациями загрязнений возникают в

местах активной жизнедеятельности человека . Антропогенной загрязнения

отличаются многообразием видов и многочисленостью источников . Если в

начале 20 века в промышлености применялось 19 химических элементов , то в

середине века промышленое производство стало использовать около 50

элементов , а в 70 –х годах – прозтически все элементы таблицы Менделеева .

Это существенно сказалось на составе промышленых выбросов и привело к

качественно новому загрязнению атмосферы , в частности , аэрозолями тяжелых

и редких металлов , синтетическими соединениями , не существующими и не

образующимися в природе , радиоктивными , концерогенными ,

бактериологическими и другими веществами .

Загрязнение атмосферы при испытании и эксплуатации энергетических установок

.

Наибольшие загрязнения атмосферноо воздуха поступают от энепгитических

установок, работающоих на углеводородном топливе (бензин, керосин ,

дизельное топливо, мазут , уголь , природный газ и др.) .Количество

загрязнений определяется составом , объёмом сжигаемого топлива и

организацией процесса сгорания .

Основными источниками загрязнения атмосферы являются транспортные средства

с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и тепловые электрические станции

(ТЭС) . Доля загрязнений отмосферы от газотурбинных двиготельных установок

(ГТДУ) и ракетных двиготелей (РД) пока незночительно поскольку их

применение в городах и крупных промышленых центров ограниченно . В местах

активного использования ГТДУ и РД (аэродромы , испытательные станции ,

стартовые площадки ) загрязнения поступающие в атмосферу от этих источников

, сапоставимый с загрязнениями от ДВС и ТЭС ,обслуживающих эти объекты .

Основныекомпоненты вбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов

топливо в энорго установках , - не токсичные диоксид углеродаСО2 и водяной

пар Н2О . Однако кроме них в атмосверу выбрасываются и вредные вещества ,

такие , как оксид углерода , оксиды серы , азота , соединения свинца , сажа

, углеводароды , в том числе концирогенный бенз(а)пирен С20Н12 и ,

несгоревшие частицы твердого топлива и т.п.

Присжигании твердого топлива в котлах ТЭС образуется большое количество

золы , диоксида серы , оксида азота . Так , например , подмосковные угли

имеют в своём составе 2,5 6,0 % серы и до 30 –50 % золы . Дымовые газы

образыющиеся при сжигании мазута , содержат оксиды азота , соединения

ванадия и натрия , газообразные и твердые продукты не полного сгорания .

Перевод установок на жидкое топливо существенно уменьшает золообразование ,

но проктически не влияет на выброссы SO2 так как мазуты , применяемые в

качестве топлива , содержат 2 и более % серы .

При сжигании природного (неочищенного ) газа в домовых выбросах также

содержаться оксид серы и оксиды азота . Следует отметить ,что наибольшее

количество азота образуется при сжигании жидкого топлива .

Выброс оксидов азота зависит от вида и сорта сжигаемого горючего,

качества и способа его подачи , состава топлива в камере сгорания и т.д. ,

а также от тонкостей распыления горючего форсуночным устройством и от

сумарного коэфициэнта избытка воздуха а на увыходе из камеры сгорания

.Уменьшение диаметра капель и рост а

Сопроваждается снижением содержания оксидов азота в единице массы вохлопных

газов .

Энергетические загрязнения .

Шум в окружающей среде – в жилых и общественных зданиях , на прилегающих к

ним территориях создаётся одиночными или комплексными источниками ,

находящемися снарыжи или снутри здания . Это прежде всего транспортные

средства , техническое оборудование промышленых и бытовых претприятий ,

вентеляторные газотурбокомпрессорные установки , станции для испытания ГТДУ

и ДВС , различные аэрозазодинамические установки , санитарно - техническая

оборудование жилых зданий , электрические трансформаторы . Без принятия

соответствующех мер по снижению шума его уровни могут существенно превышать

(на 20-50 дБ ) нормативные величины . За последние десятилетия наблюдается

непрерывное увеличение шума в крупных городах .Расчет показывает , что

ближайшие 20-30 лет уровни шума на скоростных и городских магистралях

возрастут на 7-10 дБ . Высокие уровни шума имеют место в жилых домах ,

школах , больницах , местах отдыха населения и т.д. ; что приводит к

повышению нервного наприжения.

Шумы воздействующие на человека , классифицируются по спектральным и

временным характеристикам .

По характеру спектра шумы подразделяют на широкополосные , имеющие

непрерывный спектр ширеной более одной октавы , и тональные , в спектре

которых есть слышиемые дискретные тона .

Человек реагирует на шум в зхависимости от субективных особенностей

организма , привычного шумового фона . Раздражающие действия шума зависит

прежде всего от его уровня , а также от спектральных и временных

характеристик . Считается , что шум с уровнем ниже 60 дБА вызывает нервное

раздрожение , поэтому неслучайно , что рядом иследователей установлено

прямая связь между возрастающим уровнем шума в городах и увеличения числа

нервных заболеваний .

Источники инфразвуковых волн .

Инфрозвуковые источники могут быть как естественные (абдувание сильным

ветром строительных сооружений или водных поверхностей ) , так и

искуственными (промышленными) .К последним относят : механизмы с большей

поверхностью , совершающие вращательное или возвратно-поступательное

движение (виброгрохоты , виброплощадки и т.п. ), с числом рабочих циклов не

более 20 раз в секунду (инфразвук механического происхождени ) ; реактивные

двиготели ; ДВС большей мощности ; турбины ; мощные аэродинамические

установки ; винтеляторы , компрессоры и другие установки создающие большие

турболентные массы потоков газов (инврозвук аэродинамического

дроисхождения); транспорт .Инфразвук воспринемается человеком за счет

слуховой и тактильной чувствительности , так при частотах 2-5 Гц и рровне

звукогого давления 100-125 дБ наблюдается связаемое движение

барабанныхперепонках из за изменения изменения давления в среднем ухе ,

затрудненое глотание , головная боль . Повышение уровня до 125 – 137 дБ

может вызвать вибрацию грудной клетки , чувство “ падения “ , летаргию .

Инфразвук с частотой 15 –20 Гц вызывает чувство страха . Известно влияние

инфразвука на вестибулярный аппарат и снижение слуховой чувствительности .

Все названные аномалии приводят к нарушению нормальной жизнедеятельности

человека и проявляются даже на достаточно удаленных от источниках

инфразвука расстояниях ( до 800м ) . Инфрозвук может указывать и коственное

воздействие ( дробезжание стекл , посуды и др. ), что в свою

очередь обуславливает высоко частотные шумы с уровнем более 40 дБА .

Источники вибраций .

Технологическое оборудование ударного действия (молоты и прессы ) , мощные

инергетические установки(насосы, компрессоры , двиготели), рельсовый

транспорт предприятий и комуннального хозяйства (метрополитен , трамвай ),

а также железнодорожный транспорт относятся к источникам видрации .

Во всех случаях вибрации распространяются по грунту и достигают фундаментов

общестненных жилых зданий , часто вызывая звуковые колебания .Передача

вибраций через фундаменты и грунт может способствовать их неравномерной

осадке , приводящей к разрушению расположенных на них инженерных и

строительных конструкций . Особенно это опасно для трунтов , насыыщенных

влагой . Источником вибрации может быть инженерное оборудование зданий

(лифты , насосные установки ), системы отопления , конализации ,

мусоропроводов .

Источники электромагнитных полей (ЭМП).

Повсеместно имеется естественное магнитное поле земли , напряженность

которого увеличевается с широтой . Однако известны и глобальные

региональные аномалии поля в местах залежей железной руды .Наблюдение и

результаты эксперементов показали ,что электромагнитные излучения

космического , земного и околоземного происхождения играют определенную

роль в огранизации жизненных процессов , на земле .Так давно известна

высокая степень влияния солнечной активности на все виды биологической

деятельности живых организмов , на рост ипидемий различных инфекционных

заболеваний . С изменением интенсивности геомагнитного поля связывают

годовой прирост деревьев , урожай зерновых культур , в случае обострения

инфаркта миакарда и психический заболеваний среди населения , а также число

дорожных катастроф .

Эдектрическое поле может стати причиной воспламенения или взрыва паров

горючих материалов и смеси в результате электрический разрядов при

соприкосновении предметов и людей с машинами и механизмами .

Источники ионизирующих излучений .

Воздействие ионизирующего излучения на человека может происходить в

результате внешнего и внутреннего облучения . Внешнее облучение вызывают

источники ренгеновского , гамма -излучения и потоки протонов и нетронов ,

находящееся вне организма . Внутреннее облучение вызывает альфа –и бетта

частицы, котрые попадают с радиоктивными вещ-вами в органзм человека через

органы дыхания и пищеварительный тракт .

Наибольшую опасность представляет аварийные режиммы работы атомных

электростанций . В мире работает более 370 енергетических реакторов , на

которых произошло уже более 150 аварий [ 33] с утечкой радиоктивных веществ

. Так , авария на четвертом энерго – блоке Чернобольской АЭС в первые дни

после аварии привела к повышению уровня радиации над естествееным фоном до

1000 – 1500 раз в зоне около станций и до 10 – 20 раз в радиусе 200 – 250

км .При аварии все продукты ядерного деления высвобождается в виде

аэрозолей (за исклучением газов и иода ) и распрострастраняются в атмосвере

в зависимости от силы и напровления ветра . Размеры облака в поперечнике

могут изменяться от 30 до 300 метров , а размеры зон загрязнения в

безветрянную погоду могут иметь радиус до 180 км мощности реактор 100 МВт .

Развитие атомной инергетики сопровождается ростом радиоктивных отходов

предприятий по добыче и переработке ядерного горючего .

Главную опасность в экологическом отношении представляет отходы заводов по

переработки тепловыдающих элементов (ТВЭЛ) .

Последствия промышленого загрязнения екружающей среды .

Неуклонный рост поступлений таксичных веществ в окружающую среду прежде

всего отражается на здоровье населения ухудшается качество продукции

сельского хозяйства , снижает урожайность , преждевременно разрушает жилище

, металоконструкций промышленных и гражданских сооружений , оказывает

влияние на климат отдельных регионов и состаяние азованого слоя земли ,

приводит к гибели флоры и фауны .

Загрязнение атмосферы .

Поступающие в атмосферу оксиды углерода , серы , азота , углеводорода ,

соединения свинца , пыль и т.д. оказывают различное таксическое

воздействие на организм человека . Приведем свойства некоторых примесей .

Оксид углерода СО .

Бесцветный не имеющий запаха газ . Воздействуют на нервную и сердечно

сосудистую систему , вызывает удушье . Первичные синктомы отравления

оксидом углерода (появления головной боли )возникает у человека через 2-3

часа его пребывания в атмосфере , содержащей 200 –220 мг/ м*3 СО ; приболее

высоких концентрациях СО появляется ощущение пульса в весках ,

головокружение .Таксичность СО возрастает при наличие в воздухе оксидов

азота в этом случае концентрация СО в воздухе необходимо снижать в ~ 1,5

раза .

Оксид азота Noх (NO, NO2 , N2O3 , NO5 , N2O4 ) .

В атмосферу выбрасывается в основном диоксид азота NO2 – бесцветный не

имеющий запаха ядовитый газ , раздражающе действующий на органы дыхания .

Особенно опасный оксиды азота в горах , где они , воздействуя с

углеводородами вохлопных газов образуют фотохимический туман – смог .

отраляющее действии аксидами азота начинаются с легккого кашля .При

повышении концентрации Noх возникает сильный кашель , рвота , иногда

головная боль . При контакте с влажной поверхностью слизистой оболочке

оксиды азота образуют кислоты НNO3 и HNO2 которые приводят к отёку легких .

Диоксид серы SО2 .Бесцветный газ с острым запохом , уже в малых

концентрациях (20-30 мг/ м*3) создаёт неприятный вкус во рту , раздражает

слизистые оболочки глаз и дыхательные пути .

Наиболее чувствительные к SO2 хвойные и лиственные леса , так как он

накапливается в листьях и хвое .При содержании SO2 в возухе от 0,23 до 0,32

мг/ м*3 происходит усыхание сосны за 2 – года в результате нарушения

фотосинтеза и дыхания хвои .Анологичные изменения у лиственных деревьев

возникают при концентрации SO2 0,5 –1,0 мг/ м*3 .

Углеводороды (пары бензина , пентан , гексан и др.).Обладает наркотическим

действием , в малых концентрациях вызывают головную боль , головокружение и

т.п.Так , при вдыхании в течении 8 ч. паров бензина ~ 600 мг/м*3 возникают

головные боли , кашель неприятное ощющение в горле .

Альдегиды. При длительном воздействии на человека альдегиды возывают

раздрожение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей , а при повышенных

концентрациях (для формальдегида 20-70 мг/м*3) отмечается головная боль ,

слабость , потеря аппетита, бессонница .

Соединения свенца . В организм через органы дыхания поступает ~ 50 %

соединений свинца .Под действием свинца нарушается синтез гемоглобина ,

возникают заболеввание дыхательных путейй , мочеполовых органов , нервной

системы .Особенно опасны соединения свинца детей дошкольного возраста . В

крупных городах содержание свинца в атмосфере достигает 5-38 мкм / м*3 ,

что превышает естественный фон в 10*4 раз .

Нормирование примеей атмосферы .

Предельно допустимые концентрации (ПДК) примесей . Основной физичческой

характеристикой примесей атмосферы является концентрация – масса (мг) вещ-

ва в еденицы объёма (м*3) воздуха при нормальных условиях . Концентрации

примесей определяет физическое , химичческое и др . виды воздействия на

человека и окружающую среду и служит основным параметром при нормирования

содержания примесей в атмосфере .

ПДК – это максимальная концентрация примесей в атмосфере , отнесенная к

определённому времени осреднения , которая при переодическом воздействи или

на протяжение всей жизни человека не оказывает ни на него , ни на

окружающую среду в целом вредного действия (включая отдельные последствия

).

Если вещ-во оказывает на окружающую природу вредное действие в меньших

концентрациях , чем на организм человека , то при нормировании исходят из

порога действия этого вещ-ва на окружающую природу .

ПДК загрязняющих вещ-тв в отмосферном воздухе населенных пунктов

регламентированы списком Минестерства здравоахранения СССР N0 3086 – 84 от

27 августа 1984 г. с дополнениями , соответствии с некоторым установлены :

класс опасности вещества , допустимая максимальная разовая и среднесуточная

концентрация примесей .

Максимальная разовая ПДКmax –основная характеристика опасности вредного вещ-

ва . Она устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека

( ощущение запаха , световой чуствительности , изменение биоэлектрической

активности головного мозга и др.) при кратковременном воздействии

атмосферных примесей . Среднесуточное ПДКсс установлена для предупреждения

общетоксического , канцерогенного , мутагенного и др. влияния вещ-ва на

организм человека . Приоретет научного обоснолвания допустимых концентраций

примесей в атмасфере принадлежит советским ученым и прежде всего В.Я.

Рязанову .

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) примесей .В соответствии с требованиями

ГОСТ 17.2.3.02-78 для каждого проектироваемого и действующего промышленого

предприятия устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ в

атмосверу при условии , что выбросы вредных веществ от данного источника

совакупности с другими источниками (с учетом перспективы их развития ) не

создадут приземною концентрацию , превышающую ПДК .

ПДВ устанавливают для каждого источника загрязнения атмасферы.Для

неорганезованных выбросов из совокупности мелеких одиночных источников

(вентиляционные выбросы , выыброс стационарных энергоустановок и т.п. )

Методы контроля и приборы для измерения концентрации газообразных примесей

в атмосфере .

Отбор проб воздуха при анализе газо-и парообразных примесей осуществляется

за счет протягивания воздуха через специальные твердые или жидкие

поглотители , в которых газовая примесь конденсируеся либо адсорбируется .

В последние годы в качестве сорбентов для концентрирования микропримесей

используют растворипмые не органические хемосорбенты , пленочные полимерные

сорбенты (полисорбы , порапаки , тенаке и др.), позволяющие улавливать из

загрезненного воздуха самые различные химические вещества. Важным

достоинством полимерных сорбентов являются их гидрофобность ( влага воздуха

не концентрируется в лавушки и не мешает анализу ) и способность сохранять

в течении длительного времени без изменения первоночальной состав пробы .

Контроль концентраций газо – и парообразных примесей атмосфферного воздуха

поизводится с поммощью газоанализаторов, позволяющих осуществлять

мгновенный и непрерывный контроль содержания в нем вредных примесей . Для

экспрессного определения таксимчных веществ используют уневерсальные

газоанализаторы упрощенного типа (УГ-2, ГХ-2 и др.),основанные на линейно

– коларистическом методе анализа .При просасывание воздуха через

индикаторные трубки , заполненные твердом веществом – поглатителем ,

происходит изменение окраски индикаторного порошка . Длина крашенного слоя

пропорционально концентрации исследуемого вещества , измеряемой по шкале в

мг/л .

Универсальный газовый анолизатор УГ-2 серийно выпускаемой отечественной

промышленостью , позволяет определить концентрацию 16 различных газов и

паров .Погрешность измерения не превышает +10% и –10% от верхнего предела

каждой шкалы .

Основные мероприятия по защите окружающей среды .

Защита окружающей среды – это комплексная проблема , требующая усилий

ученых многих специальностей . Наиболее активной формой защиты окружающей

среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является

полной преход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам .

это потребует решение целого комплекся сложных технологических ,

конструкторских и органезационных задач , основанных на использовании

новейших научно - технических достижений . Важными направлениями

экологизации промышленого производства следует считать : совершенствования

технологических процесссов и разработку нового оборудования с меньшим

уровням выбросов примесей и отходов в окружающую среду ; экологическую

экспертизу всех видов производства и промушленной прподукции ; в замену

токсичных отходов на нетоксичные ; в замену неутилизируемых отходов на

утилизируемыые ; широкое применение дополнительных методов и средств защиты

окружающей среды .

В качестве дополнительных средств защиты применяют : аппараты и системы для

очистки газовых выбросов , сточных вод от примесей ; глушители шума при

сбросе газов в атмосферу ; виброизоляторы технологического оборудования ;

экраны для защиты от ЭМП и др. Эти средства защиты постоянно

совершенствуются и широко внедряются в технологические и эксплуатационные

циклы во всех отрослях народного хозяйства .

Дополнительные средства защиты окружающей среды применяют на транспорте и

передвижных энергоустановках .Это – глушители , сажеоловители ,

нетрализаторы отработавших газов ДВС , глушители шума компрессорных

установок и ГТДУ , виброизоляторы рельсового транспорта и т.д.

Список использованой литературы – С.В. Белов “ охрана окружающей среды “.