Совершенствования рационального использования и охраны воздушных ресурсов

Введение
Глава 1 Загрязнения атмосферного воздуха
1.1 Основные источники загрязнения
Глава 2 Охраны атмосферы
2.1 Основные направления охраны
2.3 Израильская программа охраны воздушной среды
Глава 3 Совершенствование рационального использования воздушных ресурсов
3.1 Инвентаризации выбросов вредных веществ в атмосферный воздух
3.2. Создание реестра технологий для достижения целевых показателей по снижению выбросов парниковых газов в Российской Федерации
Заключение
Список литературы

Совершенствования рационального использования и охраны воздушных ресурсов

< 1*10-6
0,02
Диоксид азота (NO2)
< 0,02*10-6
0,013
Монооксид азота (NO)
< 0,002*10-6
0,005
Диоксид серы (SO2)
< 1*10-6
0,002
Сероводород (H2S)
В последнее время наблюдается существенное загрязнение атмосферного воздуха. Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на состояние экосистем. Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).
Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами: выветриванием горных пород, вулканической деятельностью, ветровой эрозией почвы, массовым цветением растений, дымом от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение атмосферы связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно стало значительно превосходить природное загрязнение атмосферного воздуха. Промышленные источники загрязнения анализируются по отраслям, а также по ингредиентам (составу загрязняющих веществ). В глобальном масштабе наиболее крупными загрязнителями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, химия и нефтехимия, промышленность строительных материалов.
В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: локальное, региональное и глобальное. Масштабы загрязнения связаны с мощностью выброса и характером воздушных потоков. Локальное загрязнение обусловлено одним или несколькими источниками выбросов, зона влияния которых определяется, главным образом, изменчивой скоростью и направлением ветра. Под региональным загрязнением понимается загрязнение атмосферного воздуха на территории в сотни километров, которая находится под воздействием выбросов крупных производственных комплексов. Глобальное загрязнение распространяется на тысячи километров от источника загрязнения и нередко смыкается в пределах всего земного шара, это относится, прежде всего, к Северному полушарию планеты.
По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на:
газообразные (диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и т.д.);
жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.);
твердые (нерастворимые соли, многие соединения тяжелых металлов, высокомолекулярные органические вещества).
Главные загрязнители атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека – диоксид углерода, диоксид серы, монооксид углерода, оксид азота и твердые частицы. Помимо этих загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 200 наименований вредных веществ, среди которых – формальдегид, фтористый водород, соединения свинца ртути, кадмия, никеля, хрома, кобальта, аммиак, фенол, бензол, хлорорганические соединения.
В настоящее время наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха охватывает все большие города. В 2000 году в России сеть станций, наблюдающих за химическим составом и кислотностью осадков, состояла из 124 станций федерального уровня. Пробы анализируются на содержание 10-20 компонентов. Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществлялась в 484 пунктах. В пробах определяются ионы сульфатов, значения рН, а также бензапирена и соединения тяжелых металлов.1
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.), далее предприятия черной и цветной металлургии; нефтедобычи, нефтепереработки и нефтехимии; автотранспорта, а также строительная индустрия. В последнее время во многих городах основное количество выбросов вредных веществ приходится на автотранспорт.
Тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали и отопительные котельные потребляют более одной трети добываемого в мире топлива и занимают ведущее место среди других отраслей промышленности по загрязнению воздушного бассейна окислами серы, азота и пылью. На тепловых электростанциях в процессе сжигания твердого или жидкого топлива, в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (монооксид углерода, оксиды серы и оксиды азота, углеводороды и т.д.) сгорания. Например, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680 т оксидов серы, 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 азота и серы. Наиболее экологично газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь.
Вследствие техногенной деятельности человека увеличивается концентрация оксида и диоксида углерода в атмосфере. В форме продуктов сжигания топлива в атмосферу планеты ежегодно вносится 7×1010 т СО2. В наибольшей степени загрязняют атмосферу опасными углеродными смесями пять стран, на долю которых приходится более половины всех выбросов в мире, это: США — 23%, Китай — 13,9%, Россия — 7,2%, Япония — 5%, Германия — 3,8%.2 Если потребление минерального топлива будет возрастать, то это может обусловить нежелательные последствия в климате Земли, в частности повышение температуры на 1,5—2°С.
Другие промышленные предприятия выбрасывают в воздушный бассейн свои специфические примеси. Так, с черной и цветной металлургией связано образование в атмосфере огромного количества пыли, угарного газа, окислов азота и серы, фенола, формальдегида и многих других вредных веществ. Быстрое развитие химической и нефтехимической промышленности ведет к образованию в атмосфере и на поверхности Земли большого количества стойких токсических кислот. Машиностроению характерны выбросы угарного газа, окислов азота, фенола, формальдегида, щелочей и других вредных веществ, связанных в основном с литейным, гальваническим и красочным производством. В промышленности строительных материалов наиболее мощными выбросами вредной пыли в окружающую местность отличаются предприятия по производству цемента.
Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую среду различными способами – от прямой и немедленной угрозы до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальном состоянии. Роль загрязняющих веществ определяется:
объемом выбросов;
характером распространения этих веществ и продуктов их размещений в самой атмосфере;
межфазным переносом с последующей миграцией в других средах;
воздействием на природные процессы и участием в них.
Важнейшим параметром, определяющим масштаб распространения загрязняющих веществ в атмосфере, является время их жизни в атмосфере. Степень воздействия загрязняющих веществ на окружающую среду и биоту зависит от концентрации и индивидуальных физико-химических свойств, а также от концентрации и свойств продуктов их превращения. В соответствии с этим различают три типа выбросов загрязняющих веществ:
приводящие к загрязнению в глобальном масштабе;
приводящие к загрязнению в региональном масштабе (в том числе и в регионе, включающем территории нескольких государств);
приводящие к загрязнению в локальном масштабе, например, на небольших территориях в пограничном районе двух государств.
Нормирование выбросов любого типа подразделяется на три этапа:
выделение критического звена в природной среде и биоте (в локальных условиях это прежде всего здоровье человека);
определение предельно-допустимых нормативов;
установление связи предельно-допустимых нормативов с предельно-допустимыми выбросами.
Расчет по нормированию выбросов обычно проводится в две стадии:
1–я стадия – предприятие разрабатывает проект ПДВ с учетом фонового загрязнения (его величина запрашивается в местном подразделении Росгидромета), регламента работы производственных мощностей, технических возможностей снижения выбросов и направляет в городской орган природопользования следующие документы: официальное ходатайство о выдаче разрешения на выброс; бланк инвентаризации источников выбросов; сведения о разработке проекта ПДВ. Если ПДВ утверждается не в первый раз, то прилагается информация о выполнении мероприятий по снижению выбросов за, прошедший период, план мероприятий на новый срок, график контроля соблюдения нормативов ПДВ.
2–я стадия – местные органы охраны окружающей среды обобщают предложения всех предприятий, расположенных на его территории. На участках, где все концентрации в зоне жилой застройки ниже ПДК, предложенные ПДВ могут быть утверждены. Там, где концентрации превышают ПДК определяют предприятие, которое имеет наибольшую мощность выбросов, и предлагают ему изыскать возможность снижения предложенного ПДВ. Иногда может стоять вопрос о закрытии, переформировании или выносе за пределы города предприятий, наносящих значительный ущерб окружающей среде. Если предприятие не может в данный момент обеспечить ПДВ, но оно имеет важную роль в хозяйстве страны или города и в то же время имеет возможность за счет совершенствования технологии добиться снижения выброс, то этому предприятию может быть установлен временно согласованный выброс (ВСВ). ПДВ обычно утверждается на 2-3 года, иногда до 5 лет (если все выбрасываемые загрязняющие вещества относятся к 3-4 классам опасности), ВСВ утверждается на 1 год.
Контроль выполнения предприятиями установленных им норм выбросов осуществляют местные природоохранные органы. При проведении плановых проверок подлежат контролю наличие и количества:
основных загрязняющих веществ (оксиды серы, азота, углерода, пыли);
загрязняющих веществ, для которых на данной территории зарегистрированы концентрации 5ПДК. Контролируются также:
регулирование выбросов при неблаприятных метеорологических условиях (НМУ);
работоспособность установок очистки газов;
аварийные выбросы;
загрязненность среды в случае чрезвычайных ситуаций и экстремально высокого загрязнения атмосферы;
факты сжигания отходов на свалках, полигонах (образование диоксинов);
соблюдение экологических требований при использовании химических веществ в хозяйстве;
выполнение выданных ранее предписаний.
По результатам проверки составляется акт, выдается предписание на устранение обнаруженных нарушений, а если нарушения очень серьезны (превышение ПДК м.р. или ПДК с.с. в 3-30 раз, выбросы вредных веществ без разрешения), то могут приниматься решения о приостановлении эксплуатации, остановке оборудования, цехов или предприятия в целом. Могут быть также применены штрафные санкции в отношении предприятия или его руководителей. Для постоянного контроля выбросов в последние годы стали шире применяться дистанционные методы мониторинга, для чего на дымовых трубах и на местности устанавливаются датчики основных загрязняющих веществ, данные с которых направлены на централизованные пункты контроля.
В процессе антропогенной деятельности атмосфера подвергается изъятию газовых элементов, загрязнению газовыми примесями и вредными веществами, нагреванию и самоочищению. Привнесение в воздушную среду каких-либо новых веществ, не характерных для нее, называется загрязнением. Особенно острой проблема загрязнения атмосферы стала во второй половине ХХ в., т.е. в период научно-технической революции, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, выработкой и потреблением электроэнергии, выпуском и использованием в большом количестве транспортных средств. В итоге отмечается изменение газового состава атмосферы: рост концентрации некоторых ее компонентов (углекислого газа — на 0,4%, метана — на 1%, закиси азота — на 0,2% и др.) и появление новых загрязняющих веществ.
Глава 2 Охраны атмосферы
2.1 Основные направления охраны
Защита атмосферного воздуха от загрязнений включает следующую систему мероприятий. Группа санитарно-технических мероприятий:
установка газопылеочистного оборудования;
герметизация технологического и транспортного оборудования;
сооружение сверхвысоких дымовых труб.
Одна из основных мер предотвращения загрязнения атмосферного воздуха — строительство газоочистных сооружений и устройств. Наиболее распространены сухие инерционные золоулавливатели (батарейные циклоны) и электрофильтры. В мокрых инерционных золоулавливателях процесс осаждения частиц летящей золы осуществляется с участием воды.
При невозможности или нецелесообразности использования пылегазоулавливающих устройств применяют прием рассеивания загрязняющих веществ через высокие и сверхвысокие дымовые трубы. Этот метод не позволяет защищать воздушную среду от поступления токсичных примесей, но дает возможность существенно снизить их приземную концентрацию до уровня ПДК. Сущность метода заключается в том, что мощные потоки дымовых газов, двигаясь в трубе с высокой скоростью за счет естественной тяги, рассеиваются на значительном расстоянии от источника загрязнения. Группа технологических мероприятий состоит в:
улучшение технологии производства и сжигания топлива;
создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах, при которых исключаются выбросы вредных веществ в атмосферу.
В то же время решается важная задача — утилизация и возвращение в производство ценных продуктов, сырья и материалов.
Группа планировочных мероприятий это:
оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом «розы ветров»;
создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий;
вынос наиболее токсичных производств за черту города;
рациональная планировка городской застройки, озеленение городов.
При проектировании, строительстве, реконструкции городов и других населенных мест необходимо учитывать «розу ветров» (преобладающее направление), состояние атмосферного воздуха и прогноз его изменения. В городах не разрешается размещать промышленные предприятия (металлургические, химические и др.), распространяющие пылевидные и газообразные выбросы и тем самым сильно загрязняющие атмосферный воздух. Такие предприятия следует располагать вдали от крупных городов и с подветренной стороны для господствующих ветров по отношению к ближайшему жилому району. С учетом преобладания западных и северо-западных ветров в городах Беларуси промышленные предприятия размещаются преимущественно на восточных и юго-восточных окраинах.
Размещение, проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию новых и реконструируемых промышленных и сельскохозяйственных комплексов, предприятий, сооружений и других объектов должно обеспечить сохранение нормативов качества атмосферного воздуха. Совокупность выбросов, а также вредных физических и других воздействий от проектируемых и действующих предприятий не должна приводить к превышению нормативов ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Субъекты хозяйствования, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ, должны оснастить источники выбросов сооружениями, оборудованием и аппаратурой для очистки этих выбросов, а также средствами контроля за количественным и качественным составом выбрасываемых веществ.
Планировочные мероприятия по оздоровлению окружающей среды включают также приемы застройки и озеленения территории города, функциональное ее зонирование, учет местных природно-климатических факторов, сооружение транспортных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства и др. С целью охраны атмосферного воздуха на территориях населенных мест при размещении новых объектов и реконструкции действующих устанавливаются санитарно-защитные зоны. Санитарно-защитная зона — это территория вокруг предприятия, где возможно превышение ПДК для одного или нескольких загрязняющих веществ. Проживание людей в этой зоне не предусматривается, однако в крупных городах данное правило часто не выполняется. Размер зоны определяется в зависимости от класса (токсичности) загрязнителя, типа промышленного предприятия и его производственной мощности. Санитарно-защитная зона должна быть озеленена газоустойчивыми древесно-кустарниковыми породами.
Большое значение для защиты атмосферного воздуха имеют мероприятия по озеленению городов и пригородных зон. Известно, что зеленые насаждения — «легкие» города. Они очищают воздух от вредных веществ, пыли, газов, снижают шум в жилых кварталах, повышают влажность воздуха в жаркие дни. Один гектар зеленых насаждений за год очищает 10 млн м3 воздуха, а за час поглощает 8 кг углекислого газа, который выдыхают за это время 200 человек. Газозащитный эффект зеленых насаждений зависит от характера посадки, видового состава деревьев и кустарников, времени года.3
Учитывая важную роль зеленых насаждений, необходимо последовательно проводить озеленения населенных мест. В проектах застройки городских поселений отражается система мероприятий по созданию, сохранению и использованию зеленых насаждений для улучшения условий жизни населения, оздоровления воздушного бассейна, рационального использования природного ландшафта. Состояние воздушной среды крупных и средних городов во многом обусловлено наличием пригородной зеленой зоны — занятой преимущественно лесами, лесопарками и другими зелеными насаждениями.
На загрязнении воздушного бассейна Земли сказывается и сельскохозяйственная деятельность человека. Вносимые в почву агрохимикаты распространяются в окружающую среду за счет выветривания и с почвенной влагой. Загрязнителями являются чаще всего пестициды, используемые для защиты сельскохозяйственных культур и леса от вредителей и болезней. Особенно возрастает влияние животноводства в связи со строительством крупных животноводческих комплексов. В результате в атмосферу поступают и распространяются на значительные расстояния аммиак, сероводород и другие газы с резким запахом.
Понятие экологического норматива качества атмосферного воздуха, как одного из инструментов охраны воздушной среды, было введено в 1999 году с принятием Федерального закона Российской Федерации «Об охране атмосферного воздуха». Экологический норматив качества атмосферного воздуха введен в целях определения критериев безопасности и (или) безвредности воздействия химических, физических и биологических факторов на людей, растения и животных, особо охраняемые природные территории и объекты. В соответствии с определением, данным в Федеральном законе «Об охране атмосферного воздуха», «Экологический норматив качества атмосферного воздуха – это критерий качества атмосферного воздуха, который отражает предельно допустимое максимальное содержание вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе и при котором отсутствует вредное воздействие на окружающую природную среду».4
В Федеральном законе «Об охране окружающей среды» также предусмотрена необходимость внесения изменений в существующую нормативно-методическую базу по воздухоохранной деятельности, включая вопросы нормирования загрязняющих веществ в атмосферу.5 Для оценки состояния окружающей среды в целях сохранения естественных экологических систем, генетического фонда растений, животных и других организмов дополнительно к существующим санитарно-гигиеническим нормативам устанавливаются нормативы качества окружающей среды. В соответствии со ст. 4 Федерального закона «Об охране окружающей среды» в первоочередном порядке охране подлежат естественные экологические системы, природные ландшафты и природные комплексы, не подвергшиеся антропогенному воздействию. Особой охране подлежат объекты, включенные в Список всемирного культурного наследия и Список всемирного природного наследия, государственные природные заповедники, в том числе биосферные, государственные природные заказники, памятники природы, национальные, природные и дендрологические парки и др.
Некоторые специалисты считают, что назрела необходимость разработки новой концепции применения экологических нормативов качества атмосферного воздуха. В ее основу важно заложить ряд принципов.
1. Экологические нормативы качества атмосферного воздуха, на