Виды и классификация веществ, загрязняющий атмосферный воздух. Классификация источников загрязнения воздуха в населенных пунктах

Загрязнение атмосферы — изменение состава атмосферы в результате попадания в нее примесей.

Источники загрязнения могут быть природные (пыльные бури, вулканическая деятельность, селевые потоки, лесные пожары и др.) и антропогенные. Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.) теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство, коммунальное хозяйство.

Антропогенные загрязнения

Выделяют следующие виды загрязнения: механическое, химическое, физическое и биологическое

Механическое - Мусор, твердые отходы.

Физическое - Тепловое, Радиационное, Шумовое, Вибрационное, Электромагнитное.

Химическое - Тяжелыми металлами, Пестицидами, Химическими веществами и элемен-ми

Биологическое - Биогенное, Микробное

Загрязняют: Космос - Природную среду (Атмосфера, Гидросфера, Почвы) - Городскую среду.
В России основное загрязнение атмосферы создают ряд отраслей промышленности, автотранспорт и теплоэнергетика. Их участие в загрязнении атмосферы составляет (%): черная и цветная металлургия, нефтедобыча и нефтехимия, предприятия стройматериалов, химическая промышленность — 30; автотранспорт — 40; теплоэнергетика—30.

Самые распространенные токсичные вещества, загрязняющие атмосферу, — оксид углерода СО, диоксид серы SО2, оксиды азота NOx, углеводороды СnHm, пыль.

Кроме СО, SОx, NОx, СnНm и пыли в атмосферу выбрасываются и другие более токсичные вещества. Так, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т.п.
Источники загрязнения атмосферы от промышленных предприятий:

1 — высокая дымовая труба; 2 — низкая дымовая труба; 3 — аэрационный фонарь цеха; 4 — испарения с поверхности бассейна; 5 — утечки через неплотности оборудования; 6 — пыление при разгрузке сыпучих материалов; 7 — выхлопная труба автомобиля; 8 — направление движения потоков воздуха

Источники выбросов промышленных предприятий бывают стационарными (источники 1—6), когда координата источника выброса не изменяется во времени, и передвижными (нестационарными) (источник 7 — автотранспорт).

Источники выбросов в атмосферу подразделяют на: точечные, линейные и площадные.

Точечные источники (на рис. 4.3 — 1, 2, 5, 7) — это загрязнения, сосредоточенные в одном месте. К ним относятся дымовые трубы, вентиляционные шахты, крышные вентиляторы.

Линейные источники (3) имеют значительную протяженность. Это аэрационные фонари, ряды открытых окон, близко расположенные крышные вентиляторы. К ним могут быть также отнесены автотрассы.

Площадные Источники (4, 6). Здесь удаляемые загрязнения рассредоточены по плоскости промышленной площадки предприятия. К площадным источникам относятся места складирования производственных и бытовых отходов, автостоянки, склады горюче-смазочных материалов.

Незатененные (1), или высокие, источники расположены в недеформированном потоке ветра. Это дымовые трубы и другие источники, выбрасывающие загрязнения на высоту, превышающую 2,5 высоты расположенных поблизости зданий и других препятствий.
Затененные источники (2—7) расположены в зоне подпора или аэродинамической тени здания или другого препятствия.

Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу подразделяют на организованные и неорганизованные.

Из организованного источника (1, 2, 7) загрязняющие вещества поступают в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы.
Неорганизованный источник выделения загрязняющих веществ (5, 6) образуется в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу пыли и газов, в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта. К неорганизованным источникам относят автостоянки, склады горюче-смазочных или сыпучих материалов и другие площадные источники.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферный воздух от техногенных источников, являются: оксид углерода СО; диоксид серы S02; оксиды азота NOx; углеводороды С Н; пыль.

Основные источники загрязнения — выхлопы автотранспорта, промышленные выбросы вредных газов, золы, дыма и пр.

Показатели качества атмосферного воздуха. Санитарно-гигиенический показатель загрязнения атмосферы - индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Оценка степени загрязнения атмосферы по ИЗА.

(1) Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом

Нормативами качества воздуха определены допустимые пределы содержания вредных веществ как в производственной (предназначенной для размещения промышленных предприятий, опытных производств научно-исследовательских институтов и т.п.), так и в селитебной зоне (предназначенной для размещения жилого фонда, общественных зданий и сооружений) населенных пунктов. Основные термины и определения, касающиеся показателей загрязнения атмосферы, программ наблюдения, поведения примесей в атмосферном воздухе определены ГОСТом 17.2.1.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДК_рз) — концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов, или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания рабочих.

Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДК_мр) — концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных (в том числе, субсенсорных) реакций в организме человека

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДК_сс) — это концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании. Таким образом, ПДК_сс рассчитана на все группы населения и на неопределенно долгий период воздействия и, следовательно, является самым жестким санитарно-гигиеническим нормативом, устанавливающим концентрацию вредного вещества в воздушной среде. Именно величина ПДК_сс может выступать в качестве "эталона" для оценки благополучия воздушной среды в селитебной зоне.

Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) – комплексный показатель загрязнения атмосферы, который рассчитывается по сумме пяти главных загрязнителей при переводе абсолютных значений каждого в число ПДК. Перевод абсолютных значений в ИЗА позволяет более реально учесть экологический вред, который наносится загрязнителями разной степени вредности.

Для оценки степени суммарного загрязнения атмосферы рядом веществ используется комплексный показатель — индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). ИЗА позволяет учитывать концентрации примесей многих веществ, измеренных в городе, и представить уровень загрязнения одним числом.

Существуют разные методики расчета ИЗА, основанные на нахождении отношения измеренной концентрации i-гo вещества к его ПДК, но отличающиеся использованием различных весовых коэффициентов и выбором вида функции зависимости индекса от этого отношения.

Наиболее часто комплексный индекс загрязнения атмосферы I(m), учитывающий m загрязняющих веществ, рассчитывается по формуле (1):

,где Xi — среднегодовая концентрация i-гo вещества, ПДКi— его среднесуточная предельно допустимая концентрация, Сi — безразмерный коэффициент, позволяющий привести степень загрязнения воздуха i-м веществом к степени загрязнения воздуха диоксидом серы. Значения Сi равны 0,85; 1,0; 1,3 и 1,5 соответственно для 4, 3, 2 и 1 классов опасности вещества.

ИЗА, рассчитанный по формуле (1), показывает, какому уровню загрязнения атмосферы (в единицах ПДК диоксида серы) соответствуют фактически наблюдаемые концентрации m вещества в городской атмосфере, то есть показывает, во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха превышает допустимое значение по рассматриваемой совокупности примесей в целом.

В атмосферном воздухе городов России имеется 4-5 веществ, которые определяют основной вклад в создание уровня загрязнения. Поэтому для расчета ИЗА в конкретном населенном пункте за конкретный период необходимо сначала выбрать 5 веществ, для которых отношение средней измеренной концентрации к ПДК будут максимальны, а затем по ним с учетом класса опасности вещества рассчитать ИЗА. ИЗА зависит не только от количества выбросов, но и от климатических условий, влияющих на рассеивание загрязняющих веществ и формирование приземных концентраций.

В России загрязнение считается низким, если ИЗА <5, повышенным при ИЗА от 5 до 6, высоким при ИЗА от 7 до 13 и очень высоким при ИЗА, равном или большем 14.