9.3. Антропогенное загрязнение

Антропогенное загрязнение является следствием многопла­новой деятельности человека.

Этот вид загрязнения можно разделить на химическое, фи­зическое и биологическое, а с учетом источников и причин на несколько разделов: транспорт, энергетика, промышленность, коммунальное хозяйство и др.

9.3.1. Транспорт, энергетика, промышленность

Транспорт. Одним из крупнейших загрязнителей воздуха является автотранспорт. Как известно, состав атмосферного воз­духа тропосферы представляет смесь газов (%, по объему): азот - 78,09, кислород - 20,94, диоксид углерода - 0,03. В атмосфере в естественных условиях практически отсутствуют оксид угле­рода, сернистый ангидрид, углеводороды, сажа, свинец. Сегодня на земном шаре насчитывается более 300 млн автомобилей. Считается, что каждая машина с бензиновым двигателем, про­шедшая 15 тыс. км, потребляет 4350 кг кислорода и образует большое количество выхлопных газов. Состав выхлопных газов представлен в таблице 11.

Таблица 11

Состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей, % по объему (по Стадницкому и Родионову, 1988)

Компоненты	Бензиновые	Дизельные
выхлопных газов	двигатели	двигатели
Азот	74,0-77,0	76,0-78,0
Кислород	0,3 -8,0	2,0-18,0
Пары воды	3,0-5,5	0,5- 4,0
Диоксид углерода	5,0-12,0	1,0-10,0
Оксид углерода	5,0-10,0	0,01-0,5
Оксиды азота	0,0-0,8	0,0002-0,5
Углеводороды	0,2-3,0	0,009-0,5
Альдегиды	0,0-0,04	0,001-0,009
Сажа, г/м2	0,0-0,04	0,1-1,1

Из данных таблицы следует, что в двигателях происходит существенное изменение атмосферного воздуха. В выхлопных газах бензиновых двигателей остается менее четверти кислорода атмосферы, в дизельных - около половины; в газах бензиновых двигателей содержание оксида углерода в 20-50 раз, оксида азо­та - в 1,6, углеводородов в 6-20 раз выше, чем в дизельных. Со­держание сажи в выхлопных газах дизельных двигателей в 20-22 раза выше, чем в бензиновых.

Энергетика и промышленность. Тепловые электростан­ции выбрасывают в атмосферу газы, содержащие оксиды серы и азота, золу, металлы. При сжигании угля с золой и отходящими газами некоторых элементов в окружающую среду поступает больше, чем добывается из недр: магния - в 1,5 раза, молибдена

• в 3,0, мышьяка - в 7,0, урана, титана - в 10,0, алюминия - в 15,0, ртути - в 50,0, лития, бериллия, стронция, циркония - в сотни раз, галлия, германия - в тысячи раз. Предприятия черной металлургии поставляют в атмосферу пыль, газы, включающие оксиды серы и металлов. На 1 т передельного чугуна приходит­ся 4,5 кг пыли, 2,7 - SO₂, 0,1-0,5 кг марганца. При этом в атмо­сферу поступают соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свин­ца, ртути, редких металлов, смолистые вещества. На 1 т марте­новской стали выделяется 3000-4000 м³ газов (пыли 0,5 кг/м³), 60 кг СО и 3 кг SO₂. Коксохимические производства загрязняют атмосферу пылью и смесью летучих соединений. Предприятия цветной металлургии выбрасывают запыленные газы, содержа­щие диоксид серы, фтористые газы и металлы. Из тонны пыли, выбрасываемой в атмосферу при плавке медных руд, можно из­влечь 100 кг свинца и цинка.

В результате деятельности различных промышленных предприятий в Алтайском крае ежегодно выбрасывается более 1 млн т вредных веществ: твердых - 167 тыс. т, оксида углерода

• 660, оксидов азота - 105, диоксида серы - 95, углеводородов - 116 тыс. т. Выходят напрямую в атмосферу кислоты, щелочи, эмульсии, смазочно-охлаждающие смеси и др. вещества (Лоба­нова, 1997).

Выбросы нефтепромышленности - углеводороды, серово­дород и другие дурнопахнущие вещества (стирол, дивинил, то­луол, ацетон, изопрен). Загрязнение метаном в угледобывающей отрасли носит локальный характер, но с весьма тяжелыми по­следствиями. Промышленность строительных материалов вы­брасывает пыль, фториды, диоксиды серы. Химическая про­мышленность загрязняет среду пылью, неорганическими и ор­ганическими веществами и различными газами. Все это может переноситься на большие расстояния и не только рассеиваться, но и концентрироваться в ряде случаев. Наибольшее загрязнение атмосферы приходится на долю оксидов углерода, соединений серы и азота, углеводородов и промышленной пыли. За год в ат­мосферу выбрасывается: 200 млн т оксида углерода, 20 млрд т диоксида углерода, 150 млн т диоксида серы, 53 - оксидов азота, 250 - пыли, 50 млн т различных углеводородов.

Каждая отрасль, каждый источник связаны с выделением специфических примесей. Источники промышленного загрязне­ния воздушного пространства могут быть классифицированы по основным признакам.

По назначению: а) технологические, после неполного улав­ливания на установках (рекуперация, абсорбция); продувки ап­паратов; б) вентиляторные отсосы от оборудования и общеоб­менные вытяжки.

По месту расположения: а) высокие, находящиеся в зоне недеформированного потока (трубы и другие установки, подни­мающие примеси на высоту 2,5 здания; б) затененные - 2,5 и ниже высоты здания; в) наземные - технологическое оборудо­вание, канализация и т.д.

По геометрической форме: а) точечные (трубы, шахты, крышные вентиляторы); б) линейные (аэрационные фонари, от­крытые окна и т.д.).

По режиму работы: а) непрерывного действия; б) периоди­ческого действия; в) залповые - за короткий промежуток време­ни в воздух поступает значительное количество вредных ве­ществ. Залповые случаются при авариях, сжигании быстрого- рящих отходов на спецплощадках уничтожения; г) мгновенные - длятся доли секунды с выбросами на значительную высоту при взрывных работах.

По дальности распространения: а) внутриплощадочные - на территории промплощадки - при больших санитарных зонах, до жилого района загрязнители не доходят; б) внеплощадочные - есть опасность превышения ПДК загрязнения воздуха населен­ных пунктов на территории жилого района.

Контроль выбросов промышленными предприятиями. Закон РФ «Об охране атмосферного воздуха» четко определяет такие меры охраны атмосферного воздуха, как установление сани­тарно-гигиенических норм ПДК, являющихся едиными для всей территории РФ, и ПДВ, характерных для данной территории.

Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями определяет ГОСТ 17.2.3.02-78, а методы разработки нормативов (ПДВ) и временно согласован­ных выбросов (ВСВ) - «Временная методика нормирования промышленных выбросов в атмосферу».

Величины ПДК разрабатываются специально уполномо­ченными государственными органами. Установление ПДК - длительный и сложный процесс, которому предшествуют мно­гочисленные опыты на растениях и животных, проводимые в институтах АН РФ (ведущий - Институт общей и коммунальной гигиены). Сейчас установлены ПДК, измеряемые в мг/м³, для более чем тысячи соединений в воздухе. Почти в два раза боль­ше ПДК, регламентированных для воды, размерность их - мг/дм3. Имеются соответствующие ПДК для почвы, пищевых продуктов.

Для воздуха различают максимально разовую дозу - ПДК_ам._р и среднесуточную - ПДК_ас._с (в дальнейшем индекс «а» будем опускать). Максимально разовая концентрация устанав­ливается из условия отсутствия рефлекторных реакций в орга­низме при действии в течение 20 мин., среднесуточная - при круглосуточном действии. По величине ПДК различают 4 клас­са опасности вредных веществ, причем самый опасный - первый (для него обычно нет различия в ПДК_м._р. и ПДК_с._с).

Научно обоснованные нормы ПДК в приземном слое атмо­сферы должны обеспечиваться контролем нормативов для всех источников выбросов - от стационарных до передвижных (транспортных). Такими нормативами являются ПДВ. Это - максимальные выбросы в единицу времени для данного приро- допользователя по данному компоненту, которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию этого вещества С;, не превышающую ПДК, с учетом фонового (существующего) за­грязнения Сф_;, и эффекта суммации веществ однонаправленного действия.

Концентрацию Сф_; принимают по данным Центра санитар­но-эпидемиологического надзора (ЦСЭН) в мг/м3; величину С_; в мг/м3 для данного природопользователя рассчитывают по опре­деленным методикам, учитывая условия рассеивания и массу выбросов М_; в г/с. Та максимальная масса, при которой выпол­няется условие по ПДК, и будет ПДВ_; в г/c. При расчете веществ однонаправленного действия используют специальные таблицы и методику, разработанную Главной геофизической обсервато­рией им. А. Воейкова. Однонаправленными вредными вещест­вами являются, например, оксиды серы и азота или различные соединения серы.

Величины ПДВ в зависимости от условий работы пересчи- тываются из граммов в секунду на тонны в квартал (и год). Рас­чет ПДВ проводится либо самим природопользователем, либо организацией, имеющей на это лицензию. Для транспортных средств величины ПДВ устанавливаются соответствующими ГОСТами и ОСТами как в виде величин выбросов для данного стандартного испытания, так и в виде пробеговых выбросов на километр пути.