Лекция № 3. Охрана атмосферного воздуха
1. Состав атмосферы
Земля окружена атмосферой, состоящей из миллионов мельчайших частичек,. которые разбивают на миллионы мелких лучей потоки света, идущие от Солнца. Атмосфера играет такую же роль как стекло в парнике. Она легко пропускает солнечные лучи, нагревая земную поверхность, и почти полностью задерживает тепло, идущее от земли в мировое пространство. Естественный атмосферный воздух имеет следующий газовый состав (азот – 78,8%, кислород –20,95 %, аргон –0,93%, углерод – 0,03% и др. – 0,01%) , и кроме того, в воздухе содержится во взвешенном состоянии частицы пыли и водяные пары, приведенный газовый состав имеют нижние слои атмосферы, а выше 1000 км атмосфера состоит в основном из гелия, а выше 2000 км водорода. Самый нижний, прилегающий к Земле слой атмосферы называется тропосферой, она содержит около 84% атмосферного воздуха и в ней происходят все метеорологические процессы: образование облаков и туманов, ветров и ураганов, выпадение дождя и снега. Выше тропосферы до высоты 55 км, простирается стратосфера, в ней на высоте 25-30 км имеется озоновый слой. Значение озона очень велико для всего живого на Земле. Он защищает организмы от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Если озон сконцентрировать в слой при нормальном атмосферном давлении, то толщина его составит около 3 мм.
На высоте 55-75 км находится мезосфера, где преобладает вертикальное движение воздуха и температура снова падает.
Выше 80 км находится ионосфеера, примерно до высоты 1000-1200 км. Здесь воздух разряжен, и, несмотря на высокие скорости молекул, они не нагревают предметы, попадающие туда.
Самое верхнее покрывало Земли состоит из протонов и называется протоносферой. Высота протоносферы считается от 1200-1500 км.
Атмосферный воздух относится к неисчерпаемым природным ресурсам, и общая масса его определяется в 500 триллионов тонн, из них кислорода 105 триллионов тонн. Ежегодное потребление кислорода составляет 10 млрд. тонн. В процентном отношении это величина равна –0,01 %.
Источники загрязнения атмосферного воздуха
Чистота атмосферного воздуха является важным условием нормальной жизнедеятельности человека и остальных организмов.
Загрязнение атмосферного воздуха может быть естественным (природным) и антропогенным.
Естественное загрязнение пылью, водяными парами и др. происходит в результате природных явлений, таких как извержение вулканов, испарение морской воды, выветривание горных пород, выдувание почвы, лесные и стенные пожары и т.д.
К антропогенным источникам загрязнения относятся промышленные и транспортные предприятия, сельскохозяйственные и строительные организации, коммунально – бытовые объекты. Из промышленных отраслей основными загрязнителями воздуха являются тепловые электростанции, черная и цветная металлургия, а также нефтепереработка.
Автомобильный транспорт в мировом балансе загрязнителей занимает особое место. Ежегодно автомашины выбрасывают в атмосферу около 280 млн. тонн окиси углерода, 56 млн. тонн углеводородов, 28 млн. тонн окислов азота.
Строительное производство загрязняет атмосферный слой пылью при снятии верхнего слоя почвы, при земляных, штукатурных и малярных работах, кладке стен и т.д.
Сельское хозяйство особенно за последние 30-40 лет широко использует пестициды для защиты растений и минеральные удобрения для повышения плодородия почвы.
Коммунально – бытовое хозяйство, особенно при использовании открытого огня, печного отопления, несвоевременной уборке мусора, неупорядоченности мест свалок, также становится источником загрязнения атмосферы и почвы.
3.3. Организационные меры по охране воздуха
Рассмотрение основных источников загрязнения воздуха и вредного воздействия загрязнителей на живые организмы показало, что проблема чистого воздуха приобретает особо актуальное значение.
Воздух считается чистым, когда содержание пыли не превышает 0,2 мг/м 3 .
При осуществлении мер по охране атмосферного воздуха необходимо учесть, что:
· воздух исключительно важен для всего живого на Земле;
· воздух очень чувствителен к антропогенным воздействиям;
· воздух обладает огромной подвижностью воздушной массы, с которой могут переноситься на большие расстояния вредные примеси.
Атмосферный воздух не имеет государственных границ, загрязненная воздушная масса все время перемещается. Скорость воздуха в горизонтальном направлении в верхних слоях достигает 100-150 км/ч, поэтому загрязнения распространяются на большие расстояния.
К числу организационных мер по обеспечению охраны атмосферного воздуха следует отнести разработку и практическое осуществление нормативов предельно допустимых концентраций, принципы зонирования территории, регулирование движения автомашин, замену устаревших технологий и упорядочение применения ядохимикатов и минеральных удобрений в сельском хозяйстве и др.
При размещении промышленных предприятий, являющихся источниками загрязнения атмосферы, осуществляются принципы зонирования. Все предприятия по вредности выбросов делятся на 5 классов, соответственно устанавливаются разрывы от жилого массива – санитарно – защитные зоны.
В целях уменьшения вредных действий выхлопных газов организуется движение автомобилей, особенно грузовых по обходной, кольцевой дороге, переводят их на газобаллонное топливо, устанавливают катализаторы для улавливания и очистки выхлопных газов, вводится одностороннее движение, до минимума сокращают остановки машин у светофоров.
В сельском хозяйстве важной задачей является создание малотоксичных пестицидов и минеральных удобрений, способных оказывать избирательное действие только на вредных насекомых и сорняки. При этом желательно, чтобы они быстро разлагались во внешней среде.
Химические средства защиты растений можно заменить биологическими. Путем использования различных биопрепаратов возбуждают заболевания вредителей растений (бактерий, вирусов, грибков и др.) используют против них естественных врагов.
Должна быть проведена очень большая работа по замене устаревших технологий на более прогрессивные, экологически чистые, по внедрению безотходного и малоотходного производства, кооперирования предприятий различных отраслей.
Предприятия будущего должны комплексно использовать сырье и работать практически без отходов.
3.4. Правовая охрана атмосферного воздуха
В РФ действует Закон ''Об охране атмосферного воздуха'', принятый в 1981 г. Закон регулирует общественные отношения в охране атмосферного воздуха в целях сохранения в чистоте и улучшения его состояния, предотвращения и снижение химических, физических, биологических и иных воздействий на атмосферу, вызывающих неблагоприятные последствия для населения, народного хозяйства, растительного и животного мира, а также укрепления законности в охране атмосферного воздуха.
Кабинет Министров РФ определяет общие мероприятия и основные положения в области охраны воздуха, утверждает нормативы ПДК загрязняющих веществ в воздухе, устанавливает единый порядок учета для государства и осуществляет государственный контроль за охраной атмосферного воздуха.
При новом размещении и развитии городов и других населенных пунктов учитывается состояние атмосферного воздуха, прогноз его изменения и меры по охране воздуха от вредных выбросов.
Законом установлена уголовная и административная ответственность за превышение установленных нормативов предельно допустимых выбросов, за выброс в атмосферу без разрешения, за нарушение правил эксплуатации, не использования имеющихся установок и аппаратуры для очистка выбросов, за ввод новых объектов, хранения и применения ядохимикатов и минеральных удобрений с нарушением установленных правил. В каждом случае нарушения причиненный ущерб подлежит возмещению.
В развитие Закона об охране атмосферного воздуха Кабинет министров РФ, министерства и ведомства принимают постановления, утверждают инструкции и правила по обеспечению надлежащей охраны атмосферного воздуха.
В каждом городе необходимо иметь комплексные схемы охраны воздушного бассейна, в которых следует предусматривать:
· Оптимальное размещение предприятий с учетом ландшафтно-климатических условий во времени, переход на нормирование выбросов на самом предприятии, организации системы контроля за выбросами;
· Улучшение использования газоочистных и пылеулавливающих установок, создание резерва качественного топлива и сырья для использования в аварийных, трудных метеорологических условиях, поскольку они меньше выделяют вредности;
· Меры по предупреждению, снижению и устранению вредного влияния на здоровье человека и биологические объекты электрических и магнитных полей, излучений, звуковых колебаний и т.п. ;
Действует единая отчетность о выполнении мероприятий по охране воздушного бассейна, где указывается количества выброшенных в атмосферу вредных веществ, выполнение плане очистки и соответствие состояния воздуха к установленным предельно допустимым нормам.
Учитывая глобальное значение охраны атмосферного воздуха, за страны Европы, США и Канады в 1979 году подписали в Женеве Конвенцию о контроле за трансграничными загрязнениями атмосферы на больших расстояниях.
В рамках этой конвенции создана разветвленная сеть мониторинга (наблюдения) по установлению фактической загрязненности воздуха и перемещения его по воздушным территориям государств.
Охрана атмосферного воздуха ныне превратилась в актуальную международную проблему, и такой контроль отвечает интересам всего человечества.