Совершенствование рационального использования и охраны воздушных ресурсов

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. 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. Если потребление минерального топлива будет возрастать, то это может обусловить нежелательные последствия в климате Земли, в частности повышение температуры на 1,5-2°С [10, с.172]. 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 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.

Газообразные выбросы промышленных предприятий образуют в атмосферном воздухе аэродисперсные системы и в результате турбулентного движения и других процессов долгое время удерживаются в воздухе. Дальность распространения загрязнителей зависит от времени существования того или иного загрязнителя в воздухе и метеорологических условий, скорости и направления потоков в атмосфере, осадков и других процессов. Время пребывания в атмосфере углекислого газа составляет от одного до пяти лет, сернистого - до нескольких дней, твердых частиц - от нескольких секунд до нескольких месяцев и даже лет в зависимости от их размеров и высоты источника. В результате выброса в атмосферу огромного количества двуокиси серы и окислов азота резко увеличилась кислотность выпадаемых осадков, которые губят растительность, уничтожают жизнь в пресных водоемах.

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.

Все более мощными загрязнителями воздушного бассейна выступают различные виды транспорта. Автотранспорт - подвижный источник загрязнения, однако наибольшее его негативное воздействие сказывается в городах. Автомобильные выхлопные газы представляют смесь примерно 200 веществ. Основными вредными примесями являются: оксиды углерода, азота, углеводороды, альдегиды, сернистые газы. Загрязняет воздушную среду и железнодорожный транспорт при использовании тепловозов, проведении погрузочно-разгрузочных работ. Серьезную опасность представляет авиация, так как работа реактивных двигателей связана с расходованием огромного количества кислорода. Запуск сверхмощных ракет нарушает целостность озонового слоя атмосферы и открывает доступ на Землю губительному ультрафиолетовому излучению Солнца. Околоземные слои атмосферы засоряются уже нефункционирующими космическими аппаратами.

Многие бытовые процессы также ведут к загрязнению воздушной среды, прежде всего накопление, сжигание и переработка бытовых отходов. В большом городе заметно проявляется загрязнение воздуха его населением. Каждый человек ежедневно выдыхает около 10м³ воздуха, насыщенного парами воды и содержащего около 4% углекислого газа, а также выделяет 600 - 900 г пота. Поэтому в городе с пятимиллионным населением люди ежесуточно выделяют в атмосферу около 2 млн. м³ углекислого газа, 600 м³ водяного пара и секрета потовых желез [10, с.355].

Одним из результатов деятельности человечества в ХХ столетии явилось загрязнение атмосферы и других компонентов природы радиоактивными элементами. Источниками радиоактивного загрязнения окружающей среды явились взрывы при испытаниях атомных и водородных бомб, а также производства, связанные с изготовлением ядерного оружия, ядерные реакторы и атомные электростанции, их отходы.

Воздушная среда является распространителем таких специфических «загрязнителей», как шумы, инфразвук, вибрации, электромагнитные поля и ионизирующие излучения.

1.3. Основные направления охраны воздушной среды

Защита воздушной среды от техногенных загрязнений включает следующую систему мероприятий:

1. 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.

2. Группа технологических мероприятий: улучшение технологии производства и сжигания топлива; создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах, при которых исключаются выбросы вредных веществ в атмосферу. Решается важная задача - утилизация и возвращение в производство ценных продуктов, сырья и материалов.

3. Группа планировочных мероприятий: 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 [7, с.246].

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.

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. Зеленые насаждения очищают воздух от вредных веществ, пыли, газов, снижают шум, повышают влажность воздуха. 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 [12, с.105]. Газозащитный эффект зеленых насаждений зависит от характера посадки, состава деревьев и кустарников, времени года.

Глава 2. Техногенные воздействия на воздушную среду  Краснодарского края  и пути совершенствования охраны воздушных ресурсов

2.1. Источники  и виды воздействия на воздушную среду региона

Краснодарский край является особым регионом России по разнообразию своего географического положения, природных ландшафтов, почвенных и климатических ресурсов, поверхностных и подземных вод, видов растительного и животного мира, качеству природных условий. Край обладает пока еще достаточным ассимиляционным потенциалом природной среды, вместе с тем, человек воздействует на естественную среду своего обитания, не только потребляя ее ресурсы, но и изменяя природную среду, приспосабливая ее для решения своих практических задач. При этом техногенная деятельность оказывает существенное влияние на окружающую воздушную среду, подвергая ее изменениям, которые затем влияют и на самого человека.

Приоритетными направлениями деятельности Кубани сегодня являются агропромышленный, транспортный, курортно-рекреационный и туристский комплексы.

На территории Кубани расположены восемь международных морских портов: Новороссийск, Туапсе, Темрюк, Кавказ, Ейск, Сочи, Анапа, Геленджик. Морские порты края обеспечивают прямой выход через Азовское и Черное моря на международные внешнеторговые пути и перерабатывают более 35 % внешнеторговых российских и транзитных грузов, переваливаемых морским транспортом, обслуживают около трети российского нефтеэкспорта.

По территории Краснодарского края проходят важнейшие железнодорожные маршруты федерального значения, которые ориентированы в сторону морских международных портов края и курортов Черного и Азовского морей.

В области воздушного транспорта на территории края осуществляют деятельность 21 авиационное предприятие. 

Повышенный уровень загрязнения воздушной среды всего края в целом, обусловлен выбросами в атмосферу вредных веществ автомобильным транспортом, объектами электроэнергетики, нефтепродуктопроводным транспортом, предприятиями топливной, химической, нефтехимической промышленности, стройиндустрии и агропромышленного комплекса, деятельностью портов по перевалке различных грузов, в том числе нефти и нефтепродуктов. Основная доля загрязняющих веществ в крупных городах Краснодарского края, таких как Новороссийск, Туапсе, Анапа, Ейск приходится на автомобильные выбросы. Они содержат оксид углерода, окислы азота, углеводороды, сажу, диоксид серы, бензапирен и свинец. Одной из основных причин, существенно влияющих на состояние воздушного бассейна населенных пунктов Краснодарского края, является выброс в атмосферный воздух значительного количества загрязняющих веществ от автотранспортных средств - более 600 тыс. т в год. Вклад автотранспорта в суммарный выброс загрязняющих веществ от передвижных и стационарных источников по краю в целом составляет более 80 % [5, с.2].

При установившейся тенденции роста количества автомобильного транспорта уже в ближайшие годы автомобилизация Краснодарского края превысит критический уровень - 300 автомобилей на одну тысячу жителей. Возрастающий статус Кубани, как курортно-туристической зоны, проведение XXII Олимпийских зимних игр в 2014 году в городе Сочи привлекает дополнительно большое количество туристов, многие из которых приезжают на отдых на собственном транспорте. Автомобильный парк Краснодарского края насчитывает свыше 1,5 млн. автомобилей, включая легковые автомобили индивидуальных владельцев.

В г. Новороссийске основными предприятиями, выбрасывающими в атмосферный воздух загрязняющие вещества, являются крупные промышленные предприятия Новороссийского морского транспортного узла (ОАО «НМТП», ОАО «Черномортранснефть», ООО «ИПП», ЗАО «КТК-Р»), черной металлургии (ООО «Новоросметалл») и предприятия по производству цемента (цемзаводы «Пролетарский», «Октябрь», «Первомайский», «Верхнебаканский», «Атакайцемент» и др.). Кроме того, через Новороссийск проходит трасса федерального значения с практически круглогодичным интенсивным движением, как грузового, так и легкового автотранспорта. Помимо этого для Новороссийска характерны особые климатические условия, характеризующиеся пониженной рассеивающей способностью атмосферы, в результате чего возникают условия, способствующие периодическому накопления загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы [4, с.23].

В Армавире среднегодовые концентрации оксида углерода, диоксида азота, сажи и аммиака не превышают предельно допустимых норм. Однако среднегодовое содержание формальдегида перекрывает допустимые показатели в три раза, что является следствием увеличения количества автотранспортных средств. Их доля в загрязнении воздуха в Армавире составляет 93,6% от общего количества [5, с.8].

Загрязнение атмосферы в Туапсинском районе связано с особенностями промышленного производства и с объемами потребления природных ресурсов. Основные химические примеси, загрязняющие атмосферу: 1) естественные примеси, обусловленные природными процессами; 2) антропогенные, возникающие в результате хозяйственной деятельности человечества.

Основным загрязнителем воздуха города Туапсе выступают не промышленные предприятия, а автотранспорт: из 90 тыс. т загрязнителей атмосферного воздуха, которые ежегодно получает Туапсе, 85% приходятся именно на автотранспорт. Стоит вспомнить о балкерном терминале, атмосферный воздух города получит от его работы до 5 т выбросов в год. По сравнению со всеми остальными загрязнителями, эта цифра невелика, а вот выбросы автотранспорта содержат вещества первого класса опасности, например, угарный газ или двуокись углерода. Уровень загрязнения атмосферы примесями от естественных источников является фоновым и имеет малые отклонения от среднего уровня во времени [8, с.49].