Тема: Экология атмосферы

Цель лекции:Ознакомиться с состоянием атмосферного воздуха Казахстана, основными источниками загрязнения и загрязнителями атмосферы.

План лекции:

1. Состояние атмосферного воздуха и источники его загрязнения.

2. Влияние стационарных источников выброса загрязняющих веществ на экологическое

3. состояние атмосферы.

4. Загрязнение атмосферы выбросами от энергетического сектора.

5. Загрязнение атмосферы горно-металлургическим комплексом.

6. Загрязнение атмосферы от нефтегазового сектора.

7. Загрязнение атмосферы городов Казахстана.

Основные понятия:

Загрязнение атмосферы

Выбросы

Загрязняющие вещества

Оксид углерода

Сернистый ангидрид

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незаконченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая непомерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.

Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

Основные загрязняющие вещества.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем, загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнения - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония.

Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 % от общемирового выброса.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д.) Оксилы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксилов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

На территории республики загрязнителями воздуха являются более 3,5 тыс. промышленных предприятий.

Основными причинами негативного влияния на экологическое состояние воздуха являются:

• города и промышленные центры республики (стационарные источники загрязнения);

• автотранспорт (мобильные источники загрязнения);

• ракетные и испытательные полигоны;

• лесные и степные пожары;

• сжигание газо- и нефтепродуктов в факелах в местах добычи.

С ростом производства расширились и городские поселения. По мере роста городов, экологи­ческая обстановка в них быстро ухудшалась. Во-первых,промыш­ленное производство повлекло за собой загрязнение атмосферного воздуха, почвы, водных ресурсов и источников питьевой воды, на­рушение ландшафтного разнообразия, скопление больших объемов отходов производства и жизнедеятельности. В ходе расширения границ городов, промышленные предприятия оказались в черте са­мих городов или в непосредственной близости от них, что в значи­тельной мере усугубило экологическую ситуацию внутри городов. Во-вторых,в результате постоянного загрязнения выбросами промпредприятий и транспорта, ухудшилось здоровье жителей го­родов, что имело мультипликационный эффект для последующих поколений. В-третьих,система контроля за состоянием окружаю­щей среды, основанная на штрафах и исках, не предполагала эф­фективных мер по устранению негативного воздействия предпри­ятий-загрязнителей на среду проживания городского населения.

Запыленность и загазованность возду­ха приводит к снижению числа солнечных дней, образованию тума­нов и смога. Численность городского населения Республики Казахстан на 1 июня 2001 года составила 8358,3 тыс. человек.

Таблица 1 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников по отдельным городам, тыс. тонн.

Общее количество городов в Казахстане - 84, из них республиканского и областного подчинения - 39. Наиболее крупные города РК: Алматы - 1140 тыс. человек, Караганда - 550 тыс. человек, Астана - 500 тыс. человек, Шымкент - 451 тыс. человек.

Самое большое количество выбросов в атмосферу в 2004 году осуществляют города: Балхаш (780,8), Темиртау (348,4), Аксу (161,5), Экибастуз (137,2), Жезказган (147,3), Павлодар (145,8). Наименьший вклад в загрязнение атмосферы вносят города - Уральск, Аркалык, Талдыкорган, Костанай, Кокшетау.

Вклад основных промышленных предприятий в загрязнение атмосферы самой неблагополучной Восточно-Казахстанской облас­ти и г. Усть-Каменогорска представлен ниже на рисунках.

Динамика изменений индексов физического объёма производств промышленной продукции и валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу ВКО.

Вопросы охраны окружающей среды находятся под постоянным вниманием и контролем областного акимата и маслихата. В июне 2003 года состоялась сессия областного маслихата «О ходе выполнения закона Республики Казахстан «Об охране окружающей среды». Принятые решения способствовали позитивным сдвигам в совершенствовании системы управления окружающей средой на местном уровне, позволяют выделить приоритетные направления в природоохранной работе.

Динамика валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу ВКО (тыс. тонн)
(по данным ДГП «ВК ЦГМ»)

По г. Усть-Каменогорску с 2002 года наметилась стабилизация и некоторое снижение объемов выбросов.

По данным ВК центра гидрометеорологии в атмосферном воздухе г. Усть-Каменогорска в 2003 году по контролируемым компонентам наметилась тенденция к снижению содержания пыли, диоксида серы, хлора, формальдегида и фенола, отмечен рост содержания диоксида азота и свинца.

В некоторых городах очень высоко содержание в воздухе специфических соединений. Например, в Шымкенте повышена концентрация оксида фосфора (V), фтористого водорода, меди, свинца, кадмия. В Экибастузе и Павлодаре - цинка, хрома, свинца, меди, хлора, ртути и других металлов. В Алматы в воздухе обнаружены около 100 вредных веществ, в том числе около десяти из них относятся к первому классу опасности.

Загрязнение воздушного бассейна республики, безусловно, оказывает влияние на изменение климатических условий. Отмечается большая аномальность в термическом режиме и режиме увлажнения на территории Республики Казахстан. По данным семи метеорологических станций, за 1894-1997 годы температура воздуха в Казахстане возросла почти на 1,3 °С. Эта величина превышает среднее глобальное потепление более чем в 2 раза. За этот же период годовые суммы атмосферных осадков уменьшились, что в сочетании с ростом температуры воздуха усиливает засушливость климата страны.

Республика Казахстан подписала Рамочную Конвенцию Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК/ООН) в июне 1992 года и ратифицировала ее в мае 1995 года. Совместно с Всемирным банком, ЮСАИД, ПРООН, ТАСИС подготовлен ряд проектов по сокращению ПГ. В соответствии с принятыми обязательствами, начиная с 1993 года, в Казахстане проводятся исследования по уязвимости экономики и природных ресурсов от изменения климата, а также оценка возможности их адаптации к негативным климатическим изменениям.

Проблема загрязнения атмосферного воздуха в Казахстане стоит достаточно остро. Потери, возникающие из года в год вследствие загрязнения воздуха, составляют в Казахстане 27,4 млрд. тенге. Загрязнение атмосферного воздуха не только наносит большой экономический ущерб, но и таит в себе угрозу здоровью людей. Поэтому необходима срочная разработка комплекса приоритетных мероприятий по оздоровлению воздушного бассейна страны.

Таблица 2 Показатели контрольной деятельности по атмосферному воздуху.
К основным видам нормативов качества воздуха относятся предельно допустимые концентрации вредных веществ в нем. В соответствии «Экологического кодекса» для предотвращения загрязнения атмосферного воздуха по каждому источнику загрязнения должны быть установлены нормативы предельно допустимых выбросов вредных веществ (ПДВ).

Важной проблемой защиты атмосферы промышленных центров Казахстана остается чрезмерное загрязнение пылью и снижение уровня выбросов пыли до уровня ПДВ на границах санитарно- защитных зон (СЗЗ) предприятий. Как указывалось выше, выбросы твердых ЗВ предприятиями горно-металлургического комплекса республики составляют около 200 тыс. т в год (без золотодобывающей отрасли), плата за них составляет около 300 млн. тенге в год.

Атмосферный воздух является природным ресурсом и поэтому для него как компонента окружающей среды следует также вводить территориальные нормы ограничений на выбросы ЗВ с учетом природно-климатических условий, обеспечивающих качество атмосферы безопасное для здоровья людей.

Согласно постановлению Правительства РК от 3.02.97 «Об утверждении плана мероприятий по реализации «Концепции экологической безопасности РК», пункт № 3 «Создание нормативно-методической базы», была разработана и утверждена в 2002 г. «Методика определения территориальных экологических норм и нормативов выбросов ЗВ в атмосферу при проведении экологического районирования».

Этим нормативно-методическим документом устанавливаются нормы экологической нагрузки на атмосферный воздух в зависимости от количественного и качественного состава выбросов в атмосферу, а также природно-климатических условий. Выполнение требований методики позволяет контролировать техногенные выбросы в атмосферу, ограничивать нормы выбросов с учетом возможностей природного потенциала, что, в конечно счете, приведет к улучшению качества атмосферного воздуха в населенных пунктах.

Города и промышленные центры РК располагаются в лесостепной, степной, пустынной и горной климатических зонах страны. Состояние воздушного бассейна населенных пунктов определяется не только массой выбросов, но и природно-климатическими условиями. Важнейшими из них являются ветровая деятельность, наличие зеленых массивов, количество осадков. Так, несмотря на высокие объемы выбросов ЗВ, наблюдается удовлетворительное качество атмосферного воздуха. Поэтому необходимо проведение оценки экологического состояния городов с учетом производимых выбросов (объемов, состава, уровня воздействия на здоровье и природу) и природно-климатических возможностей окружающей среды к самоочищению и рассеиванию выбросов. В результате таких исследований будет осуществлено предварительное ранжирование населенных пунктов по качеству атмосферного воздуха и возможностям развития промышленного сектора, разработаны рекомендации о возможности функционирования действующих и размещения новых промышленных предприятий, развитии транспорта, энергетики в населенных пунктах с учетом экологической безопасности.

Контрольные вопросы:

1. Каково значение атмосферного воздуха?

2. Каковы основные источники загрязнения атмосферного воздуха в Казахстане?

3. Укажите «вклад» (долю) отраслей промышленности в валовых выбросах ЗВ в атмосферу.

4. Какова роль выбросов энергосектора в загрязнение атмосферы (СО₂, СН₄, SO_X, NO_X, эмиссии ПГ)?

5. Каков вклад горно-металлургического комплекса и его крупных предприятий в загрязнение атмосферы?

6. Какова роль нефтегазового сектора и его крупных предприятий в загрязнении атмосферы?

7. Дайте характеристику загрязнения атмосферы наиболее крупных промышленных городов и зон (урбанизированных территорий).

8. Что такое комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), как он рассчитывается?

9. От чего зависит компонентный состав атмосферных выбросов в наиболее загрязненных городах Казахстана?

Литература:

1. Панин М.С. Экология Казахстана.-Семипалатинск, 2005.

2. И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001,с.12-21,177-206..

3. «Экологический кодекс РК», Алматы, 2007.

4. Кузнецов И.Е.,Троцкая М.Т.Защита воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами.М.,»Химия», 1979, 344с.

Дата добавления: 2014-03-22; просмотров: 1394; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!