1.3. Забруднення атмосфери і його види
Забруднення довкілля шкідливо впливає на всі сторони суспільного життя. Створюється загроза для здоров’я і життя людей, що може стати причиною підвищеної захворюваності, передчасного старіння, виникнення важких віддалених наслідків та можливих незворотних змін у майбутніх поколінь. На жаль, на перший план завжди ставиться економічна ефективність виробництва, а питання захисту довкілля виноситься на другий план. Можливості, які сучасний технічний прогрес набув в галузі охорони навколишнього середовища, використовуються в обмеженому об’ємі.
В ситуації, яка склалась на сьогодні, очевидним стає необхідність докорінної зміни відношення людини до питань охорони довкілля в цілому і повітряного басейну в тому числі, інакше людству неминуче загрожує загальна екологічна катастрофа.
Забруднення атмосфери – це потрапляння в неї речовин різного походження, які або не властиві природному складу атмосфери, або знаходяться в концентраціях, які значно відрізняються від їх природного вмісту в атмосфері і шкідливо впливають на живі організми або пригнічують їх життєдіяльність. Це стосується насамперед приземного шару атмосфери.
Всі забруднення атмосфери за джерелами їх походження поділяють на природні (земні та позаземні) та штучні (антропогенні). Основними забруднювачами атмосфери антропогенного походження є викиди промислових підприємств. Джерела забруднення атмосфери викидами промислових підприємств – неутилізовані відходи різних підприємств, які утворюються в результаті обміну речовин та енергії промислових підприємств з навколишнім природним середовищем. Основними забрудненнями атмосфери є оксид карбону СО, діоксид сульфуру SО2, оксиди нітрогену NхОy, вуглеводні СnНm, пил, пари кислот, біологічні забруднення. Відповідно до ГОСТ 17.2.1.01-76 (“Охорона природи. Атмосфера. Класифікація викидів за складом”), викиди в атмосферу класифікуються за агрегатним станом та кількістю викинутих в атмосферу речовин.
Отже, забруднення атмосферного повітря спричинене процесами і явищами, що відбуваються у природі, та промислово-побутовою діяльністю людини (табл. 1.2).
За агрегатним станом викиди поділяються на газоподібні, пароподібні (пари органічних розчинників), рідкі та тверді. За кількістю викинутих в атмосферу речовин викиди (джерела) поділяють на 6 груп: до 0,01 т/добу; від 0,01 до 0,1 т/добу; від 0,1 до 1,0 т/добу; від 1,0 до 10 т/добу; від 10 до 100 т/добу; понад 100 т/добу.
Таблиця 1.2
Маса забруднюючих речовин (т/рік), які викидаються в атмосферу
Речовина | Природні надходження | Антропогенні викиди |
Оксид вуглецю (СО) | – | 3,5·108 |
Діоксид сірки (SО2) | 1,4·108 | 1,45·108 |
Оксиди азоту (NOx) | 1,4·109 | (1,5-2,0)·107 |
Аерозолі (тверді частинки) | (7,7-22,0)·1010 | (9,6-26,0)·1010 |
Поліхлорвінільні речовини, фреони | – | 2,0·106 |
Озон (О3) | 2,0·109 | – |
Вуглеводи | 1,0·109 | 1,0·106 |
Свинець (Рв) | – | 2,0·106 |
Ртуть (Нg) | – | 5,0·103 |
Діоксид вуглецю (СО2) | 0,1·1013 | 0,18·1011 |
Сірководень (Н2S) | 1,9·107 | 0,36·107 |
Залежно від розміру часток тверді та рідкі викиди поділяють на групи:
рідкі – супертонкий туман (до 0,5 мкм), тонкодисперсний туман (в межах 0,5…3,0 мкм), грубодисперсний туман (в межах 3,0…10,0 мкм) та краплі (понад 10 мкм);
тверді (дими) – до 1,0 мкм, від 1,0 до 10 мкм, від 10 до 50 мкм і понад 50 мкм.
Залежно від форми матерії забруднення поділяють на речовинні (інгредієнтні), енергетичні (параметричні) і речовинно-енергетичні. До перших відносять механічні, хімічні і біологічні забруднення, які зазвичай об’єднують загальним поняттям, – домішки, до других – теплові, акустичні, електромагнітні і іонізуючі випромінювання, а також випромінювання оптичного діапазону; до третіх – радіонукліди.
У глобальному масштабі найбільшу небезпеку представляє забруднення атмосфери домішками, оскільки атмосферне повітря виступає свого роду посередником забруднення всіх інших об’єктів природи, сприяючи розповсюдженню великих мас забруднення на значні відстані. Промисловими викидами (домішками), які переноссяться по повітрю, забруднюється Світовий океан, закислюються грунт і вода, змінюється клімат і руйнується озоновий шар.
Всі забруднення повітряного басейну можна об’єднати в дві основні групи: матеріальні та енергетичні. Матеріальні забруднення поділяють також на дві підгрупи – хімічно інертні (нетоксичні) та хімічно активні (токсичні). В ці групи входять газоподібні, рідкі, тверді та змішані забруднення.
Токсичними називаються такі інгредієнти, які при перевищенні певної граничнодопустимої концентрації (ГДК) спричиняють загибель живих істот або пригнічують їхню життєдіяльність.
Нетоксичними є інгредієнти, які необхідні для розвитку живих організмів або не здійснюють негативний вплив на їхню життєдіяльність у певних межах концентрацій (вмісту), характерних для природного складу повітря. Проте, значне перевищення характерних для повітря концентраційних меж може призвести до негативного впливу нетоксичного інгредієнту на розвиток живих істот.
За характером впливу на живі організми можна виділити п’ять груп забруднень:
загальносоматичні, які при певній кількісній дії можуть викликати отруєння всього організму (оксид карбону, неорганічні сполуки плюмбуму, меркурій тощо);
сенсибілізуючі або алергени (хімічно інертні сполуки, наприклад: нетоксичний пил, квітковий пилок тощо);
подразнюючі – які викликають подразнення дихальних шляхів та слизових оболонок (діоксид сульфуру, хлор, аміак, оксиди нітрогену, озон тощо);канцерогенні, які викликають злоякісні пухлини (бенз(а)пірен, сполуки ніколу, сполуки хрому (VI), азбест, радон тощо);
мутагенні, які призводять до генетичних змін (радіонукліди, органічні сполуки плюмбуму, сполуки мангану у вищих ступенях окислення, радій тощо).
Хімічно інертні забруднення, потрапляючи в організм людини, також можуть здійснювати на нього негативний вплив, в тому числі призводити до різного роду захворювань – екземи, алергії тощо.
Матеріальні забруднення шкідливо впливають не тільки на тваринний, але і на рослинний світ та неживу природу.
Енергетичні забруднення охоплюють промислові теплові викиди та всі види випромінювань – оптичне, електромагнітне, іонізуюче, акустичне. Особливостями енергетичних забруднень, на відміну від матеріальних, є обмеженість зони їх дії, а також те, що більшість з них негативно впливають на навколишнє середовище тільки в період генерації, тобто подібні забруднення (за винятком теплових) не накопичуються в навколишньому природному середовищі.
- Атмосферного
- Навчальний посібник Кам’янець-Подільський
- Передмова
- Частина і оцінка антропогенно-техногенного забруднення атмосферного повітря
- Розділ 1 Атмосфера і її роль. Джерела і наслідки забруднення атмосфери
- 1.1. Атмосфера – зовнішня оболонка Землі
- 1.2. Будова атмосфери
- 1.3. Забруднення атмосфери і його види
- 1.4. Джерела забруднення атмосфери
- 1.5. Основні хімічні домішки, що забруднюють атмосферу
- 1.6. Наслідки забруднення атмосфери
- 1.6.1. Зміна природного складу і параметрів атмосфери
- 1.6.2. Кислотні опади
- 1.6.3. Запустелювання
- 1.6.4. Забруднення атмосфери біологічними домішками
- Розділ 2 Нормування впливу техногенних об’єктів на атмосферне повітря
- 2.1. Показники нормування забруднюючих речовин в повітрі
- 2.2. Оцінка стану повітряного середовища
- 2.3. Науково-технічні нормативи на гранично допустимі викиди
- 2.4. Інструменти економічного механізму охорони атмосферного повітря
- 2.5. Порядок встановлення нормативів збору за забруднення і погіршення якості атмосферного повітря
- Розділ 3 Організація спостережень за забрудненням атмосферного повітря
- 3.1. Загальні вимоги до організації спостережень за забрудненням атмосферного повітря
- 3.2. Види постів спостережень, програми і терміни спостережень
- 3.3. Лабораторії спостереження і контролю за забрудненням атмосферного повітря
- 3.4. Автоматизовані системи спостереження і контролю за станом атмосферного повітря
- Розділ 4 Оцінювання забруднення атмосферного повітря на основі даних лабораторних спостережень
- 4.1. Методи оцінювання забруднення атмосферного повітря
- 4.2. Методи відбору проб атмосферного повітря для лабораторного аналізу
- 4.3. Метеорологічні спостереження при відборі проб повітря
- 4.4. Оцінювання стану атмосферного повітря за результатами спостережень
- Розділ 5 Оцінювання забруднення атмосферного повітря на основі спостережень за біологічними об’єктами
- 5.1. Біоіндикація атмосферного повітря
- 5.2. Забруднюючі речовини і їх суміші, які впливають на рослинний покрив
- 5.3. Рослини-індикатори і рослини-монітори
- Частина іі технологія захисту атмосфери від викидів шкідливих газів та пари
- Розділ 6 Методи захисту атмосферного повітря від шкідливих викидів
- 6.1. Основні напрямки захисту атмосфери від шкідливих домішок
- 6.2. Методи і системи очищення повітря від газоподібних домішок
- Розділ 7 Абсорбційна і хемосорбційна очистка газових викидів
- 7.1. Використання методів абсорбції і хемосорбції для вловлювання газоподібних домішок
- 1 − Абсорбер; 2 − холодильник; 3 − десорбер; 4 − теплообмінник
- 7.2. Конструкції і принцип дії абсорберів
- 7.2.1. Насадочні абсорбери
- 1 − Сідло Берля; 2 − кільце Рашига; 3 − кільце Палля; 4 − розетка Теллера; 5 − сідло “Інталокс”
- 7.2.2. Тарілчасті абсорбери
- 7.2.3. Розпилюючі абсорбери
- 7.3. Розрахунок абсорбційних і хемосорбційних апаратів
- 7.3.1. Розрахунок насадочних абсорберів
- 7.3.2. Розрахунок тарілчастих абсорберів
- 7.3.3. Розрахунок розпилюючих абсорберів
- 7.4. Десорбція забруднювачів із абсорбентів
- Розділ 8 Адсорбційна очистка газових викидів
- 8.1. Використання методу адсорбції для вловлювання газоподібних сполук
- 8.2. Будова і принцип дії адсорберів
- 8.2.1. Адсорбери періодичної дії
- 1 − Точка проскакування; 2 − адсорбційна зона; о.Н. − об’єм, заповнений насадкою
- 1 − Адсорбер; 2, 10, 12 − вентилятори; 3 − фільтри; 4 − вогнезагороджувач; 5, 8 − холодильник; 6 − розподільник; 7 − конденсатор; 9 − збірник;
- 11 − Калорифер; 13 − гідрозасув
- 8.2.2. Адсорбери безперервної дії
- 1 − Зона адсорбції; 2 − розподільні тарілки; 3 − холодильник; 4 − підігрівач; 5 − затвор
- 1 − Псевдозріджений шар; 2 − решітка; 3 − переточний пристрій; 4 − затвор
- 1 − Основний псевдозріджений шар; 2 − додатковий шар; 3 − решітка
- 1, 2 − Патрубки; 3 − решітка; 4 − конус
- 1 − Корпус перетоку 2 − щілина; 3 − похила решітка; 4 − решітка
- 8.3. Принципи розрахунку адсорберів
- 8.3.1. Розрахунок адсорберів періодичної дії
- 8.3.2. Розрахунок адсорберів безперервної дії
- 8.4. Десорбція адсорбованих продуктів
- Розділ 9 Конденсаційне очищення газових викидів
- 9.1. Використання конденсаційного очищення газів і пари
- 9.2. Принцип конденсаційного очищення
- 9.3. Типи і конструкції конденсаторів
- 9.4. Розрахунок конденсаторів
- Розділ 10 Термокаталітична і термічна очистка газових викидів
- 10.1. Термокаталітична очистка газових викидів
- 10.2. Термічні методи знешкодження газоподібних сполук
- 10.2.1. Установки термознешкодження газових викидів
- 1 − Гідрозасув; 2 − вогнезагороджувач; 3 − основний пальник; 4 − черговий пальник; 5 − система запалення чергового пальника
- 1 − Реактор; 2 − ежекційний змішувач; 3 − електрозапал; 4 − черговий пальник; 5 − основний пальник; 6 − насадка-вогнезагороджувач
- 1 − Факельний пальник; 2 − труба; 3 − розривні мембрани; 4 − вогнезагороджувач; 5 − інжекційний змішувач з електрозапалом; 6 − система запалення чергового пальника
- 1 − Черговий пальник; 2 − повітряна труба; 3 − захисний козирок; 4 − корпус факельного пальника; 5 − парова дюза; 6 − кишеня для термопари
- 10.2.2. Принципи розрахунку установок термознешкодження
- Розділ 11 Очистка газових викидів автомобільного транспорту
- 11.1. Характеристика викидів двигунів внутрішнього згорання
- 11.2. Зниження викидів двигунів внутрішнього згорання
- 11.3. Нейтралізація вихлопів двигунів внутрішнього згорання
- 11.4. Вловлювання аерозолів, що викидаються дизельним двигуном
- Розділ 12 Оцінка ефективності очищення газових викидів
- 12.1. Оцінка ефективності пристроїв для очищення газових викидів
- 12.2. Вибір варіантів газоочистки
- Частина ііі технологія захисту атмосфери від аерозольних пилових викидів Розділ 13 Методи і системи очищення повітря від аерозолів
- 13.1. Характеристики аерозольних викидів в атмосферу
- 13.2. Класифікація методів і апаратів для очищення аерозолів
- 13.3. Основні характеристики апаратів для очистки аерозолів
- Розділ 14 Механічне пиловловлювання
- 14.1. Пилоосаджувальні камери
- 14.2. Циклонні осаджувачі
- 14.2.1. Конструкції циклонів
- 14.2.2. Розрахунок циклонів
- 14.3. Вихрові пиловловлювачі
- Розділ 15 Фільтрування аерозолів
- 15.1. Волокнисті фільтри
- 15.2. Тканинні фільтри
- 15.2.1. Фільтрувальні тканини
- 15.2.2. Рукавні фільтри
- 15.3. Зернисті фільтри
- 15.4. Розрахунок і вибір газових фільтрів
- Розділ 16 Мокре пиловловлювання
- 16.1. Порожнисті газопромивачі
- 16.2. Зрошувані циклони з водяною плівкою
- 16.3. Пінні пиловловлювачі
- 16.4. Ударно-інерційні пиловловлювачі
- 16.5. Швидкісні пиловловлювачі (скрубери Вентурі)
- Розділ 17 Електричне очищення газів
- 17.1. Принцип дії електрофільтрів
- 17.2. Конструкції електрофільтрів
- 17.3. Підбір і розрахунок електрофільтрів
- Розділ 18 Вдосконалення процесів і апаратів для пилогазоочистки
- 18.1. Спеціалізація апаратів
- 18.2. Попередня обробка аерозолів
- 18.3. Режимна інтенсифікація
- 18.4. Конструктивно-технологічне вдосконалення
- 18.5. Багатоступінчате очищення
- Додатки
- Нормативи збору, який справляється за викиди основних забруднюючих речовин від стаціонарних джерел забруднення
- Технічні дані лабораторії “Атмосфера-іі”
- Технічні дані станції “Повітря-1”
- Технічні дані електроаспіратора типу еа-1
- Технічні дані електроаспіратора типу еа-2
- Технічні дані повітровідбірника “Компонент”
- Блок-схема структури технічних засобів станції “Повітря-1”
- Класифікація засобів відбору проб повітря
- Характеристики фільтрів, які використовуються при відборі проб атмосферного повітря (аналітичні фільтри для аерозолей афа)
- Характеристики витратомірних приладів
- Значення коефіцієнтів b, с для розрахунку швидкості газу при захлинанні
- Характеристики насадок (розміри дані в мм)
- Значення коефіцієнта Генрі e для водних розчинів деяких газів (у таблиці дані значення e∙10-6 в мм рт. Ст.)
- Коефіцієнти дифузії газів і пари в повітрі (за нормальних умов)
- Атомні об’єми деяких елементів і молярні об’єми деяких газів
- Рівноважні дані по адсорбції пари бензолу із їх суміші з повітрям на активному вугіллі різних марок
- Значення коефіцієнтів а1 і в1 для деяких речовин розчинних у воді
- Фізико-хімічні властивості речовин
- Межі температур і величини тиску, що рекомендуються, для деяких рідких холодоносіїв
- Термічний опір δ/λ відкладення на стінці труби при обмиванні її різними середовищами
- Коефіцієнти густини ρ і теплопровідності λ деяких металів і сплавів
- Межі рекомендованих значень коефіцієнта n для визначення числа Nu в перехідному режимі
- Температури самозаймання Tс найбільш поширених горючих забруднювачів відхідних газів промисловості
- Література