К стационарным источникам относится оборудование промышленных и бытовых предприятий, а также сельского хозяйства . передвижным источником загрязнения является транспорт.
Доля передвижных источников (транспортных средств) загрязнения атмосферы, воды и почвы существенно выше, чем стационарных. Общее количество загрязняющих веществ, поступивших в атмосферный воздух на территории Российской Федерации от передвижных источников, в 2000 г. составило 13 257,7 тыс. т, включая следующие виды транспорта:
тыс. т %
Автомобильный Железнодорожный Воздушный Морской Внутренний водный Дорожные машины |
11824,2 89,2
871,0 6,6
152,0 1,1
92,0 0,7
80,0 0,6
238,5 1,8
Принцип работы автомобильных двигателей основан на превращении химической энергии жидкого и газообразного топлива нефтяного происхождения в тепловую, а затем — в механическую энергию. Жидкое топливо в основном состоит из углеводородов, газообразное наряду с углеводородами содержит негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды CmHn, оксиды азота. Кроме перечисленных веществ вредное воздействие на организм человека оказывают вьщеляемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, в том числе бенз-ос-пирен, сажа и альдегиды.
|
|
Основным токсичным компонентом отработавших газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном окислении углерода топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях. Основной источник токсичных веществ, выделяющихся при работе дизелей, — отработавшие газы, в том числе оксид серы.
Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и холостой ход двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на стандартных режимах. Техническое состояние двигателя непосредственно влияет на экологические показатели выбросов. Отработавшие газы бензинового двигателя с неправильно отрегулированными системой зажигания и карбюратором содержат оксид углерода в количестве, превышающем норму в 2—3 раза. Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат около 200.компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4—5 лет. По химическому составу и свойствам, а также характеру воздействия на организм человека их объединяют в группы.
|
|
2*
Первая группа. В нее входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха. В этой группе требует внимания углекислый газ (С02), содержание которого в отработавших газах в настоящее время не нормируется, однако вопрос об этом ставится в связи с особой «ролью» С02 в образовании парникового эффекта.
Вторая группа. К этой группе относят только одно вещество — оксид углерода, или угарный газ (СО). Являясь продуктом неполногр сгорания нефтяных видов топлива, он не имеет цвета и запаха, легче воздуха. В кислороде и на воздухе оксид углерода горит голубоватым пламенем, выделяя много теплоты *и превращаясь в углекислый газ. Оксид углерода обладает отравляющим действием. Отравлению угарным газом часто подвержены водители автотранспортных средств при ночевках в кабине с работающим двигателем или при прогреве двигателя в закрытом гараже.
Третья группа. В ее составе — оксиды азота, главным образом N0 — оксид азота и N02 — диоксид азота. Это газы, образующиеся в камере сгорания при температуре 2800 °С и давлении около 1 МПа. Оксид азота — бесцветный газ . он не взаимодействует с водой и малорастворим в ней, не вступает в реакции с растворами кислот и щелочей. При обычных атмосферных условиях N0 полностью превращается в N02 — газ бурого цвета с характерным запахом. Он тяжелее воздуха, поэтому собирается в углублениях, канавах и представляет большую опасность при техническом обслуживании транспортных средств.
Для человеческого организма оксиды азота еще более вредны, чем угарный газ. Общий характер воздействия меняется в зависимости от содержания различных оксидов азота. При контакте диоксида азота с влажной поверхностью (слизистые оболочки глаз, носа, бронхов) образуются азотная и азотистая кислоты, раздражающие слизистые оболочки и поражающие альвеолярную ткань легких. При высоких концентрациях оксидов азота (0,004—0,008%) возникают астматические проявления и
отек легких. Вдыхая воздух, содержащий оксиды азота в высоких концентрациях, человек не ощущает этого и потому не предполагает отрицательных последствий для себя. При длительном воздействии оксидов азота в концентрациях, превышающих норму, люди заболевают хроническим бронхитом, воспалением слизистой желудочно-кишечного тракта, страдают сердечной слабостью, а также нервными расстройствами.
Четвертая группа. В эту наиболее многочисленную по составу группу входят различные углеводороды, т. е. соединения типа СхНу — этан, метан, бензол, ацетилен и другие токсичные вещества. Углеводороды токсичны и оказывают неблагоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему человека. Углеводородные соединения отработавших газов наряду с токсичным обладают и канцерогенным действием. Канцерогены — вещества, способствующие возникновению и развитию злокачественных новообразований.
Под действием ультрафиолетового излучения Солнца углеводороды вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются новые токсичные продукты, являющиеся основой смога. Главный токсичный компонент смога — озон.
К фотооксидантам также относятся угарный газ, соединения азота и др. Фотооксид анты биологически активны, оказывают вредное воздействие на живые организмы, ведут к росту легочных и бронхиальных заболеваний людей, разрушают резиновые изделия, ускоряют коррозию металлов, ухудшают условия видимости.
Пятая группа. Ее составляют органические соединения — альдегиды.
В отработавших газах присутствуют в основном формальдегид, акролеин и уксусный альдегид. Наибольшее количество альдегидов образуется при режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.
|
|
Формальдегид — бесцветный газ с неприятным запахом, тяжелее воздуха, легко растворяется в воде. Он раздражает слизистые оболочки человека, дыхательные пути,
поражает центральную нервную систему . обусловливает запах отработавших газов, особенно у дизелей. Акролеин, или альдегид акриловой кислоты, — бесцветный ядовитый газ с запахом подгоревших жиров. Оказывает раздражающее воздействие на слизистые оболочки. Уксусный альдегид — газ с резким запахом и токсичным воздействием на человеческий организм.
Шестая группа. В нее входят взвешенные твердые вещества: продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и другие, представляющие собой мелкодисперсные частицы (диаметром менее 1 мкм), способные находиться во взвешенном состоянии в течение суток. Они состоят из разных материалов, включая сажу, неорганическую золу, кислые сульфаты или нитраты, дым, содержащий полициклические ароматические углеводороды, тонкодисперсную пыль, остатки свинца и асбеста.
Сажа, создавая дымный шлейф за транспортным средством, ухудшает видимость на дорогах. Наибольший вред сажи проявляется в адсорбировании на ее поверхности бенз-ос-пирена, который в этом случае оказывает более сильное негативное воздействие на организм человека, чем в чистом виде. Поэтому уменьшение выбросов сажи — весьма актуальная задача, от решения которой зависят как экологические показатели воздушного бассейна, так и развитие дизельного транспорта в целом. В настоящее время для очистки отработавших газов дизелей от сажевых (твердых) частиц во многих странах находят применение сажевые фильтры.
Седьмая группа. В эту группу входят сернистые соединения — такие неорганические газы, как сернистый ангидрид и сероводород, которые образуются в составе отработавших газов двигателя, если в транспортном средстве применяют топливо с повышенным содержанием серы. В дизельном топливе по сравнению с другими видами топлива, используемыми на транспорте, присутствует значительно больше серы.
|
|
Для отечественных месторождений нефти (особенно в восточных районах) характерен высокий процент присут-
ствия серы и сернистых соединений. Поэтому и дизельное топливо, получаемое по устаревшим технологиям, отличается более тяжелым фракционным составом и вместе с тем хуже очищено от сернистых и парафиновых соединений. Согласно европейским стандартам, введенным в действие в 1996 г., содержание серы в дизельном топливе не должно превышать 0,005 г/л, а по российскому стандарту — 1,7 г/л. Наличие серы усиливает токсичность обработавших газов дизелей и является причиной появления в них вредных сернистых соединений. Сернистые соединения оказывают раздражающее воздействие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека, могут привести к нарушению углеводного и белкового обмена и угнетению окислительных процессов, при высокой концентрации (свыше 0,01%) — к отравлению организма. Сернистый ангидрид губительно воздействует и на растительный мир.
Восьмая группа. Компоненты этой группы — свинец и его соединения — встречаются в отработавших газах карбюраторов автомобилей только при использовании этилированного бензина с присадкой, повышающей октановое число. Оно определяет способность двигателя работать без детонации. Чем выше октановое число, тем более стоек бензин против детонации. Увеличение октанового числа бензина способствует снижению возможности наступления детонации. В качестве присадки, повышающей октановое число, используют антидетонатор — этиловую жидкость Р-9. Бензин с добавлением этиловой жидкости становится этилированным.
В придорожном пространстве примерно 50% выбросов свинца в виде микрочастиц сразу распределяются на прилегающей поверхности. Оставшееся количество в течение нескольких часов находится в воздухе в виде аэрозолей, а затем также оседает на землю вблизи дорог. Накопление свинца в придорожной почве приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными для сельскохозяйственного использования.
Источники выброса (сброса) загрязняющих веществ в ОС делят также на организованные и неорганизованные, регулируемые и нерегулируемые.
Организованные источники загрязнения — чаще всего стационарные, без них не может протекать технологический процесс. Эти источники контролируются экологическими службами предприятия, а также внешними экологическими службами и органами Санэпиднад-зора.
Неорганизованные источники загрязнения — это неплановые и чаще всего неучтенные источники выброса вредных веществ, которыми отличаются небольшие производства и вновь открытые коммерческие фирмы с недостаточным уровнем экологического обеспечения. Контролировать такие источники весьма затруднительно, и поэтому они представляют особую опасность для ОС . к тому же отсутствие информации о них затрудняет проведение экологического прогнозирования. Основные направления борьбы с неорганизованными источниками загрязнения: проведение тщательного экологического мониторинга фонового загрязнения воздуха, воды и почвы . правильная организация работы экологической милиции (в том числе с учетом сигналов населения и общественности) . ужесточение требований системы экологической экспертизы при выдаче положительных решений на открытие новых производств и эксплуатацию существующего технологического оборудования.
Регулируемые источники загрязнения — это организованные источники . основные направления работы с ними — снижение количества вредных выбросов, а также замена более опасных видов загрязнения менее опасными (например, перевод автомобилей на газовое топливо).
Нерегулируемые источники загрязнения — это, как правило, источники выброса вредных веществ, происходящего в условиях чрезвычайной ситуации. В этих условиях ограничить объем вредных выбросов весьма за-
труднительно. Однако и для этих источников разработаны инструкции по безопасной работе технологического оборудования.
Основным требованием, предъявляемым к организаторам производства и экологическим службам, является снижение количества неорганизованных и нерегулируемых источников загрязнения ОС и перевод их в организованные и регулируемые источники. Экологические службы на федеральном и региональном уровнях проводят регулярную инвентаризацию (учет) источников загрязнения ОС. Эту работу проводят также специалисты ОВОС с целью выдачи экологической информации, необходимой для качественной работы экологической экспертизы, без положительного решения которой не может быть открыто ни одно новое предприятие в Российской Федерации. Методы проведения инвентаризации источников выбросов вредных веществ в ОС и периодичность инвентаризации зависят от вида источника загрязнения . она проводится в соответствии с Государственными стандартами РФ по охране атмосферы, воды и почвы.