Источники техногенного загрязнения биосферы.

Загрязнение биосферы - результат выбросов загрязняющих веществ или некоторых видов энергии (например, электромагнитные поля) из раз­личных источников. Загрязнители (контаминанты) могут иметь естественное (природное) и искусственное (антропогенное) происхождение. По сво­ему физическому состоянию загрязнители атмосферы делятся на твердые (пыли, дымы), жидкие (туманы), газообразные (газы, пары) и комбинированные. От общей массы выбрасываемых в атмосферу веществ газы (пары) составляют около 90%. По оценке ВОЗ, из бо­лее чем 6 млн известных химических соединений практически использует­ся до 500 тыс. соединений. Из них около 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. являются токсичными. Причем любой хи­мический загрязнитель атмосферы имеет порог действия.

К естественным источникам загрязнений относятся пыльные бури, вул­канические извержения, газовые выделения из гейзеров и геотермальных источников, прижизненные выделения в атмосферу растений, животных, микроорганизмов и т.д.

Источники искусственного загрязнения - различные промышленные предприятия, коммунальное хозяйство, утечки из газохранилищ и трубо­проводов и т.д.

Атмосферные загрязнители подразделяются на пер­вичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом их превращений. Например, поступающий в ат­мосферу диоксид серы окисляется кислородом воздуха до триоксида серы, который затем, взаимодействуя с водяными парами образует капельки серной кислоты. При оценке загрязнения атмосферы учитывается период пребывания загрязняющих веществ в ней. В атмосферу одновременно могут поступать вещества, оказывающие на живые организмы сходное воз­действие, то есть обладающие эффектом суммации вредного действия.

Все вредные вещества (ВВ) в соответствии с ГОСТ 12.1.0.07-76 по степе­ни воздействия на организм человека подразделяют на четыре класса опас­ности: 1-й - вещества чрезвычайно опасные, ПДК менее 0,1 мг/м³; 2-й - ве­щества высокоопасные, ПДК 0,1-1 мг/м³; 3-й - вещества умеренно опасные, ПДК 1,1-10 мг/м³; 4-й - вещества мало опасные, ПДК более 10 мг/м³ [3].

Основным элементом загрязнения атмосферы являются аэрозольные образования.

Аэрозоли - это дисперсные системы, в которых дисперсион­ной средой служит газ, а дисперсионными фазами являются твердые или жидкие частицы. Обычно размеры частиц аэрозолей ограничивают интер­валом 10 ^-7-10 ^-3 см. Аэрозоли делятся на три группы.

К первой относятся пыли - коллективы, состоящие из твердых частиц, диспергированных в га­зообразной среде.

Ко второй группе относятся дымы - все аэрозоли, которые получаются при конденсации газа.

К третьей группе относятся туманы - коллективы жидких частиц в газообразной среде.

Сейчас в земной атмосфере взвешено около 20 млн. т частиц, из кото­рых примерно три четверти приходится на долю выбросов промышленных предприятий.

Из многочисленных контаминантов атмосферы основными являются взвешенные частицы - аэрозоли различного состава, затем следуют сернистые соединения и оксиданты, то есть вещества, образующиеся в атмосферном воздухе в результате фото­химических превращений. Например, уже в 1975 г. в атмосферу во всем мире выбрасывалось около 100 млн т твердых веществ.

Особое значение пыли и других взвешенных частиц объясняется тем, что они загрязняют атмосферу не только в результате прямых выбросов, но в большей мере в результате различных превращений газообразных ве­ществ, выбрасываемых в атмосферу (сернистых соединений, оксидов азо­та, углеводородов) с образованием мелкодисперсных аэрозолей.

Классификация источников выбросов в атмосферу

Источники загрязнения атмосферы выбросами могут быть клас­сифицированы:

- По назначению:

а) технологические, содержащие хвостовые газы по­сле установок улавливания (рекуперации, абсорбции и т.д.);

б) вентиляци­онные выбросы - местные отсосы, вытяжки.

-По месту расположения:

а) незатененные или высокие (высокие трубы, точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превышаю­щую высоту здания в 2,5 и более раз);

б) затененные или низкие, то есть расположенные на высоте, в 2,5 раза меньшей высоты здания;

в) назем­ные - находящиеся у земной поверхности (открытое технологическое обо­рудование, проливы, колодцы производственной канализации и т.д.).

-По геометрической форме:

а) точечные (трубы, шахты, вентилято­ры);

б) линейные (аэрационные фонари, открытые окна, факелы).

-По режиму работы:

а)непрерывного действия;

б)и периодического действия;

в) зал­повые;

г) мгновенные.

Залповые выбросы возможны при авариях, сжигании быстрогорящих отходов производства. При мгновенных выбросах загрязнения выбрасы­ваются в доли секунды и часто на значительную высоту. Это возможно при взрывных работах и авариях.

- По дальности распространения:

а) внутриплощадочные, то есть созда­ющие высокие концентрации только на территории промышленной пло­щадки, а в жилых районах не дающие ощутимых загрязнений (для таких выбросов предусматривается санитарно-защитная зона достаточных раз­меров);

б) внеплощадные, когда выбрасываемые загрязнения способны соз­дать высокие концентрации (порядка ПДК для воздуха населенных пунк­тов) на территории жилой застройки.

Газовые промышленные выбросы могут быть организованными и неор­ганизованными.

Организованный промышленный выброс - выброс, поступающий в ат­мосферу через специальные сооружения - газоходы, воздуховоды, трубы, а неорганизованный выброс - выброс, поступающий в атмосферу в ре­зультате нарушения герметичности оборудования, неудовлетворительной работы вентиляционной системы, местных отсосов.

Экологический паспорт (ЭП) промышленного предприятия

ЭП предприятия (ГОСТ 17.0.0.04-90) является документом, в котором должны быть отражены следующие сведения:

• применяемые предприятием технологии;

• количественные и качественные характеристики используемых мате­риальных и энергетических ресурсов (сырье, топливо и др.);

• показатели выпускаемой продукции;

• количественные и качественные характеристики газовых выбросов, жидких сбросов (стоков) и твердых отходов;

• результаты сравнения технологий предприятия с лучшими отечественными и зарубежными аналогами.

Информация, содержащаяся в ЭП, предназначена для решения сле­дующих природоохранных задач:

• оценка влияния технологий и выпускаемой продукции на биосферу, здоровье человека и определение размера платы за природопользование, за загрязнение среды;

• установление предприятию предельно допустимых норм выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в биосферу;

• планирование предприятием природоохранных мероприятий и оценка их эффективности;

• экспертиза проектов реконструкции предприятия;

• контроль соблюдения предприятием законодательства в области ох­раны природной среды;

• повышение эффективности использования сырьевых, материальных и энергетических ресурсов и вторичная переработка отходов.

ЭП составляется службами предприятия (иногда с помощью отрасле­вых институтов или других профильных организаций) и утверждается его руководством. Паспорт для проектируемых, реконструируемых и расширя­ющихся предприятий заполняется на стадии разработки соответствующего проекта.

ЭП составляется на основе согласованных и утвержденных основных показателей производства, разрешения на природопользование, паспортов газо- и водоочистного оборудования, данных государственной статистиче­ской отчетности, инвентаризации источников загрязнения, проектов и других нормативно-технических документов.

При составлении ЭП необходимо придерживаться следующей его структуры [3]:

1. Общие сведения о предприятии.

2. Краткая природно-климатическая характеристика района расположе­ния предприятия.

3. Цеха и производственные объекты.

4. Использование земельных ресурсов.

5. Расход сырья и вспомогательных материальных ресурсов по видам продукции.

6. Расход энергоресурсов по видам продукции.

1. Характеристика выбросов в атмосферу.

1. Характеристика водопотребления, водоотведения и очистки сточных вод на предприятии.

2. Характеристика отходов, образующихся на предприятии.

10. Характеристика полигонов и накопителей, предназначенных для за-хоронения (складирования) отходов.

11. Рекультивация нарушенных земель и снятие нарушенного слоя почв.

12. Транспорт предприятия.

13. Плата за выбросы, сбросы, размещение отходов загрязняющих ве­ществ в окружающую среду.

Структура и описание тс

Технологическая система (ТС) – это упорядоченная последовательность технологических процессов производства одного или нескольких целевых или промежуточных продуктов и множество технологических аппаратов с системой материальных и энергетических связей между ними, необходимое и достаточное для производства этого продукта (этих продуктов).

Различают статическую и динамическую структуру ТС. Статическая структура может быть следующих типов: последовательная, параллельная, последовательно-параллельная, параллельно-последовательная, комбиниро-ванная, содержащая байпасы и рециклы (рис. 2).

В системе с последовательной структурой каждая аппаратурная стадия многостадийной системы образована единственным аппаратом, а аппараты соединены последовательно. В параллельно-последовательной структуре последовательно соединенные аппаратурные стадии представлены набором одинаковых параллельно соединенных аппаратов. Аппаратурные стадии взаимодействуют либо непосредственно, либо через промежуточные емкости, обеспечивающие оптимальное согласование режимов работы основных технологических аппаратов.

Основные промышленные методы очистки выбросов в атмосферу от твердых частиц и аэрозолей (механические пылеуловители).

Целью газоочистки и пылеулавливания является извлечение или нейтрализация вредных веществ, находящихся в газообразной, жидкой или твердой форме, из организованных стационарных источников. Требования к очистке выбросов от пыли и газа предъявляются с учетом большого многообразия выбросов в атмосферу, их качественных и количественных особенностей, разной степени очистки. Соответственно разнообразны и методы их очистки.

Механическая очистка газов от твердых или жидких частиц называется пылеулавливанием. Пыль в промышленности образуется при механическом измельчении твердых тел, при горении топлива, при конденсации паров некоторых веществ, при химическом взаимодействии двух или нескольких газов.

Мокрые пылеуловители. В них частицы пыли отделяются от газа с помощью промывки жидкостью, преимущественно водой. К этим аппаратам относятся газопромыватели (статические и динамические), барботажные и пенные уловители, мокрые пылеуловители ударно-инерционного действия и др. Эти сооружения более эффективны, чем аппараты сухой очистки.

Взаимодействие между жидкостью и запыленным газом происходит либо на поверхности жидкой пленки, стекающей по вертикальной или наклонной плоскости (пленочные или насадочные скрубберы), либо на поверхности капель (полые скрубберы, скрубберы Вентури). Мокрую очистку газов применяют в том случае, когда допустимо увлажнение очищаемого газа. В некоторых типах скрубберов могут быть встроены насадки с пористым материалом (насадочные скрубберы). В них воздух очищается от пыли как за счет действия распыленной воды, так и улавливания ее смоченной поверхностью насадки.

В барботажных и пенных аппаратах очищаемые газы проходят через слой жидкости в виде пузырьков. Эти сооружения эффективны для улавливания пылевых частиц размерами более 5 мкм. Однако вследствие невысокой производительности барботажные пылеуловители сейчас применяются мало. В пенных аппаратах за счет определенной скорости подачи очищаемого газа в зону контакта с жидкостью (к тарелке) происходит переход жидкости в состояние турбулизированной пены. Линейная скорость газов, равная 1 м/с обеспечивает устойчивый пенный режим.

Основные промышленные методы очистки выбросов в атмосферу от твердых частиц и аэрозолей (фильтры).

Фильтры – это аппараты, которые задерживают пыль при пропускании через ту или иную ткань или материал. Гравитационные и инерционные методы очистки отходящих газов не в состоянии уловить и задержать мельчайшие частицы. Более половины частиц размеров менее 5 мкм вообще ими не улавливаются и попадают в унос. Для того, чтобы улавливать мелкодисперсную пыль, существуют различные фильтры.

Тканевые фильтры очень широко распространены в промышленности. Ткани из естественных и искусственных волокон должны обладать способностью задерживать достаточное количество пыли, сохранять оптимальную воздухопроницаемость в процессе работы, быть прочными, минимально гигроскопичными, создавать наиболее благоприятные условия для регенерации (восстановления) фильтра, которая может осуществляться аэродинамическими и механическими способами. Для эффективной очистки имеет значение также скорость фильтрации, зависящая от вида ткани. Например, стеклоткани допускают скорость фильтрации не выше 0,5 м/мин, синтетические – до 1,5 м/мин.

Тканевые фильтры применяются в промышленности для обеспыливания воздуха очень широко. Это, так называемые, рукавные и каркасно-рамочные фильтры. Рукавные фильтры (рис. 11) состоят из тканевых мешков, или рукавов, имеющих цилиндрическую форму и подвешенных вертикально в специальной камере. Запыленный газ поступает в расширенную часть камеры, где изменяет направлбние. Часть пылевых частиц при столкновении с перегородкой выпадает, другая часть вместе с воздушным потоком поступает в рукава, где задерживается на внутренней поверхности фильтра из ткани. Рукава необходимо периодически очищать от осевшей пыли. Для этого прибегают к встряхиванию рукавов и обратной посекционной продувке воздухом. Тканевые фильтры такого типа применяются при температуре газов до 300 С. Наиболее широко их используют в промышленности строительных материалов, особенно в цементной, а также в цветной металлургии и в сажевых производствах. Рукавные фильтры могут улавливать до 99% пыли. следует оценивать по выбросам отдельных загрязняющих веществ.