Загрязнение атмосферы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Югорский государственный университет

Факультет заочного обучения

Специальность 02200062 - Экология и природопользование

Контрольная работа

по Экологии атмосферы

Студент Зольникова Ольга Андреевна

1. Основные загрязняющие вещества, их воздействие на живые организмы

Загрязняющие вещества оказывают вредное воздействие на живые организмы несколькими путями:

1) доставляя аэрозольные частицы и ядовитые газы в дыхательную систему человека и животных и в листья растений;

2) повышая кислотность атмосферных осадков, которая, в свою очередь, влияет на изменение химического состава почв и воды;

3) стимулируя такие химические реакции в атмосфере, которые приводят к увеличению продолжительности облучения живых организмов вредоносными солнечными лучами;

4) изменяя в глобальном масштабе состав и температуру атмосферы и создавая таким образом условия, неблагоприятные для выживания организмов.[2] загрязнение атмосфера наблюдение охрана

2. Методы борьбы с загрязнениями атмосферы котельными установками

Снизить выбросы вредных веществ котельными установками можно путем уменьшения содержания их в топливе, снижения количества вредных веществ, образующихся в процессе горения топлива, очистки продуктов сгорания от вредных примесей перед выбросом в атмосферу.

Уменьшение содержания токсичных веществ в топливе связано с большими трудностями. Очистка твердых топлив от примесей практически не осуществима, а жидких и газообразных (очистка мазута от серы на нефтеперерабатывающих заводах, получение малосернистого газа) требует значительных капитальных затрат и увеличивает эксплуатационные расходы. В этой связи очистка топлив от токсичных примесей в настоящее время применяется редко и не может быть рекомендована для действующих теплоэнергетических предприятий. Для котельных установок рекомендуется производить очистку продуктов сгорания перед выбросом их в атмосферу и принимать меры по уменьшению количества токсичных веществ, образующихся в процессе горения топлива. Однако наиболее радикальным методом уменьшения выброса вредных веществ является переход на сжигание газообразного топлива. Практика показала, что перевод котельных установок средней мощности с твердого топлива на газообразное обеспечивает снижение токсичности в 1-1,3 раза, малой мощности -

в 4-5 раз. Поэтому в котельных установках малой мощности рациональнее применять только жидкие и газообразные топлива.

При сжигании твердых и жидких топлив для улавливания летучей золы, частичек несгоревшего топлива и сажи применяют золоуловители и фильтры, серийно выпускаемые нашей промышленностью. Если происходит полное сгорание твердого или жидкого топлива, то практически вся сера сгорает, и в продуктах сгорания находится в основном малореакционный сернистый ангидрид. Очистку продуктов сгорания от серного и сернистого ангидридов осуществляют в мокрых скрубберах. Вода улавливает серный ангидрид хорошо, сернистый ангидрид - плохо. Поэтому для увеличения доли его улавливания применяют поглотители. При орошении потока продуктов сгорания известковым молоком можно добиться улавливания до 90 % сернистого ангидрида, причем стоимость очистки составляет всего около 12 % стоимости топлива. Однако при применении известковых суспензий в газоочистной аппаратуре образуются карбонатные отложения, затрудняется работа распылителей и жидкостных трактов системы газоочистки. Для устранения этих недостатков применяют известково-щелоч-ной метод улавливания сернистого ангидрида, при котором оксиды серы улавливают с помощью щелочного раствора, а известь используют для подщелачивания жидкости. Этот метод рекомендуется применять только на технологическом оборудовании, выпускаемом серийно.

Очистка продуктов сгорания от оксидов азота технологически сложна и экономически нерентабельна, поэтому необходимо принимать все меры к снижению образования оксидов азота в топках, внедряя наиболее рациональные режимы горения. Основными методами снижения выхода оксидов азота и уменьшения их выброса в атмосферу являются следующие: снижение температуры в ядре факела; дробление крупного факела на несколько мелких; замена смесительных горелок подовыми; организация двухстадийного сжигания топлива. Температуру в ядре факела уменьшают отводом некоторого количества теплоты от ядра зоны горения при сжигании газа и мазута. Отвод теплоты осуществляют увеличением угла раскрытия и уменьшением длины амбразуры приточной водой или воздухом. В обоих случаях снижается температура в ядре факела и уменьшается выход оксидов азота. Имеются другие способы снижения температуры в ядре факела, однако для котельных установок малой и средней мощности они практически не приемлемы.

При дроблении крупного факела на несколько мелких повышается отношение площади поверхности факела к объему, уменьшается время пребывания реагирующих веществ в зоне высоких температур и увеличивается периметр корня факела пламени, что вызывает повышение подсасывания продуктов сгорания в факел за счет внутритопочной рециркуляции. Все это приводит к снижению максимальной температуры в факеле и уменьшению выхода оксидов азота. Дробление факела можно осуществить установкой двухсветных экранов, как это выполнено в котлах типа ТВГ. Разделение факела на 6-8 отдельных частей снижает концентрацию оксидов азота в продуктах сгорания на 20-30 %. Замена смесительных горелок подовыми позволяет «растянуть» фронт факела пламени и снизить удельные тепловые нагрузки, а в котельных установках малой и средней мощности снизить концентрацию оксидов азота на 35-45 %.

Подача воды или пара в ядро факела также приводит к снижению выбросов оксидов азота. Этот способ предусматривает впрыск влаги в количестве 3-5 % от расхода топлива, что по аналогии с вводом рециркулирующих газов уменьшает максимальную температуру в зоне горения. По сравнению с обычным сжи-ганием газа и мазута данный метод позволяет на 10 % подавить образование NO_X. Кроме того, впрыск влаги в топку эффективен не только для подавления оксидов азота, но и для уменьшения образования оксида углерода, углеводородов и сажистых частиц вследствие увеличения их скорости выгорания за счет повышения концентраций радикалов Н и ОН в реакционной зоне.

Снижение температуры подогрева и уменьшение избытка воздуха в топке котлоагрегата также несколько сокращают образование NO_X как за счет уменьшения температурного уровня в зоне горения, так и за счет падения концентрации свободного кислорода.

Радикальным способом подавления образования оксидов азота является организация многоступенчатого сжигания топлива. В отличие от традиционного (одноступенчатого) сжигания топливо сжигают в несколько ступеней, подводя на каждой ступени только часть воздуха, необходимого для горения. В котельной практике иногда применяют двухступенчатое сжигание топлива, а в некоторых случаях - трех- и многоступенчатое (если позволяет объем пространства в топочной камере, необходимого для завершения выгорания топлива). Зарубежный и отечественный опыт эксплуатации котлов свидетельствует о возможности в 1,5-2,0 раза уменьшить концентрацию NO_X в продуктах сгорания при организации двухступенчатого сжигания (по сравнению с обычным сжиганием топлива). Сущность данного метода заключается в том, что в первичную зону горения подается воздуха меньше, чем необходимо теоретически, т. е. a₁, < 1 (a₁ = 0,85…0,95), а во вторичную зону - с некоторым избытком: a₁₁ > 1 (a₁₁ = 1,3…1,35). В результате разбавления продуктами сгорания последующее горение протекает при более низкой температуре, вследствие чего во вторичной зоне горения оксиды азота фактически не образуются. Конструктивно метод двухступенчатого сжигания топлива можно осуществить в котельных агрегатах с двухъярусным расположением горелок на высоте топочной камеры. При этом практически не требуется существенной реконструкции котла, связанной с дополнительными затратами

В настоящее время для котлоагрегатов, работающих на газе и мазуте, созданы специальные конструкции горелок двухступенчатого сжигания топлива с целью получения растянутого по длине топочной камеры факела, что обеспечивает значительное снижение температурного уровня в топке и соответственно сокращение образования оксидов азота. Внедрение подобных горелок в большинстве случаев не требует существенной реконструкции схем подачи воздуха и топлива на котлоагрегате.

Конструкция горелки надежна в эксплуатации и относится к числу малотоксичных топливосжигающих устройств вследствие периодического изменения соотношения первичного и вторичного воздуха, что обеспечивает подавление образования оксидов азота.

Перечисленные теплотехнические способы при комплексном их использовании могут существенно снизить образование оксидов азота в топке.

Выбор приоритетных методов сокращения выхода NO_X из котлоагрегатов должен определяться в каждом конкретном случае не только технико-экономическими соображениями, но и конструктивными особенностями котельных агрегатов. Описаны случаи, когда мероприятия, успешно внедренные на одном котле, оказались совершенно непригодными на котлоагрегате с другой конструкцией топочной камеры или при изменении некоторых характеристик сжигаемого топлива. Есть способы, эффективно подавляющие образование NO_X в котлах с большим топочным объемом, которые в то же время неприемлемы для котлоагрегатов с малыми топками. Так, например, для котлов конструкции «Универсал» и других с небольшими по объему топочными камерами практически недопустим метод рециркуляции дымовых газов, поскольку наряду с подавлением оксидов азота резко возрастают выбросы оксида углерода, сажи и углеводородов. В подобных котлах целесообразно применение методов интенсивного охлаждения факела путем дополнительного экранирования топки, рассредоточения фронта горения, т. е. использования в котлоагрегатах большого числа маломощных горелок взамен одной горелки высокой теплопроизводительности, а также путем секционирования топки двухсветными экранами. Сущность последнего метода заключается в интенсификации теплообмена в топках котлов, что уменьшает время протекания реакции окисления азота в зоне горения за счет увеличения скорости охлаждения продуктов горения.

3. Пункты наблюдений за загрязнением атмосферы

Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения ат-мосферы в городах и населенных пунктах изложены в ГОСТ 17.2.3.01-86 "Охрана природы. Атмосферы. Правила контроля каче-ства воздуха населенных пунктов". Наблюдения за уровнем загряз-нения атмосферы осуществляют на постах. Постом наблюдения яв-ляется выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими при-борами.

Устанавливаются посты наблюдений 3 категорий:

- стационарные

- маршрутные

- передвижные (подфакельные).

Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерыв-ной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярно-го отбора проб воздуха для последующего анализа.

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно или нецелесообразно установить ста-ционарный пост или необходимо более детально изучить состояние загрязнения воздуха в отдельных районах.

Передвижной (подфакелышй) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов.

Помимо наблюдений в городах ведутся наблюдения за преде-лами урбанизированных территорий, в том числе и в заповедниках, которые позволяют оценить фоновое загрязнение, возникающее в результате переноса поллютантов атмосферными потоками, а по от-дельным станциям--естественное фоновое содержание веществ в атмосфере.

Регулярные наблюдения на стационарных постах проводятся по од-ной из 4 программ наблюдений:

а) полной (П) - предназначенной для получения информации о

разовых и среднесуточных концентрациях, наблюдения

выполняются непрерывно (автоматическими устройствами) или

дискретно не менее 4 раз при обязательном отборе в 1, 7, 13, 19 час;

б) неполной (НП) - с целью получения информации о разовых

концентрациях ежедневно в 7, 13,19 час;

в) сокращенной (СС) - с целью получения информации только

о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 час;

г) суточной (С) - для получения информации о среднесуточной

концентрации, проводится путем непрерывного суточного отбора

проб и не позволяет получать разовые значения концентрации.

Одновременно с отбором проб воздуха определяют следующие метеорологические параметры:

- направление и скорость ветра,

- температуру воздуха,

- состояние погоды и подстилающей поверхности.

В период неблагоприятных метеоусловий, сопровождающихся значительным возрастанием примесей до высокого уровня загряз-нения, проводят наблюдения через каждые 3 часа. Реальность, одна-ко, может вносить существенные коррективы: ненадежная работа приборов и нерадивость персонала, а также многочисленные реор-ганизации и сокращения персонала фактически сводят на нет ука-занные программы.[1]

4. Радиоактивное загрязнение атмосферы

Радиационные загрязнения имеют существенное отли-чие от других. Радиоактивные нуклиды - это ядра неста-бильных химических элементов, испускающие заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Именно эти частицы и излучения, попадая в организм человеку разрушают клетки, вследствие чего могут возник-нуть различные болезни, в том числе и лучевая.

В биосфере повсюду есть естественные источники радио-активности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхожде-ния и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружаю-щей среде. Внутреннее облучение создается радиоактивны-ми элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей.

Для количественной характеристики воздействия излу-чения на человека используют единицы - биологический эквивалент рентгена (бэр) или зиверт (Зв): 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызвать серьез-ные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые его дозы.

В результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,1 бэр и, следова-тельно, за всю свою жизнь около 7 бэр. В этих дозах облу-чение не приносит вреда человеку. Однако есть такие мест-ности, где ежегодная доза выше средней. Так, например, люди, живущие в высокогорных районах, за счет космичес-кого излучения могут получить дозу в несколько раз боль-шую. Большие дозы излучения могут быть в местностях, где содержание естественных радиоактивных источников велико.

Наибольшую опасность представляет радиоактивное за-грязнение атмосферы в результате деятельности человека. В настоящее время радиоактивные элементы достаточно ши-роко используются в различных областях. Халатное отно-шение к хранению и транспортировке этих элементов приводит к серьезным радиоактивным загрязнениям. Радиоак-тивное заражение атмосферы связано, например, с испыта-ниями атомного оружия.

Во второй половине нашего столетия начали вводить в эксплуатацию атомные электростанции, ледоколы, подвод-ные лодки с ядерными установками. При нормальной экс-плуатации объектов атомной энергии и промышленности загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляет ничтожно малую долю от естественного фона. Иная ситуация складывается при авариях на атом-ных объектах.

Так, при взрыве на Чернобыльской атомной станции в окружающую среду было выброшено лишь около 5% ядерно-го топливам Но это привело к облучению многих людей, большие территории были загрязнены настолько, что стали опасными для здоровья. Это потребовало переселе-ния тысяч жителей из зараженных районов. Повышение радиации в результате выпадения радиоактивных осад-ков было отмечено за сотни и тысячи километров от места аварии.

В настоящее время все острее встает проблема складиро-вания и хранения радиоактивных отходов военной про-мышленности и атомных электростанций. С каждым годом они представляют все большую опасность для окружающей среды. Таким образом, использование ядерной энергии по-ставило перед человечеством новые серьезные проблемы.[3]

5. Правовые аспекты охраны атмосферы

Атмосферный воздух представляет собой эле-мент окружающей природной среды, жизненно важный для биологических организмов, включая людей, который служит защитой от космических излучений, поддерживает определенный тепло-вой баланс на планете, определяет климат и т. д. Наряду с экологическими функциями атмосфер-ный воздух выполняет важнейшие экономичес-кие функции, так как выступает незаменимым элементом производственных процессов, энер-гетической, транспортной и другой деятельности человека.

Интенсивное развитие промышленности, рост городов, увеличение количества транспорт-ных средств, активное освоение околоземного пространства приводят к изменению газового со-става атмосферы, накоплению различных видов загрязнений (пылевого, химического, электро-магнитного, радиационного, шумового и др.), разрушению озонового слоя атмосферы, нару-шению ее естественного баланса.

Все это наносит ощутимый вред экономике, здоровью людей, природной среде и вызывает необходимость регулирования антропогенного воздействия на атмосферный воздух.

Правовое регулирование отношений в сфере охраны атмосферного воздуха осуществляет-ся Федеральными Законами «Об охране атмо-сферного воздуха» 1999 г., «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» 1999 г., «О радиационной безопасности населения» 1996 г., Законом РСФСР «Об ох-ране окружающей природной среды» 1991 г., а также рядом подзаконных ак-тов - Положениями о государственном контроле за охраной атмосферного воздуха, о государственном учете вредного воздействия на атмосферный воздух, о Межведомственной комиссии по охране озонового слоя и др. Рос-сийская Федерация является участником нескольких международных согла-шений по вопросам охраны атмосферы, например, Международной Вен-ской конвенции об охране озонового слоя, Конвенции ООН об изменении климата, Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

Важные положения об охране атмосферного воздуха содержатся в нор-мативных актах, регулирующих использование и охрану земель, лесов, вод, недр и других природных ресурсов, а также в уголовном, административном, гражданском и иных отраслях законодательства.

В силу своих естественных свойств атмосферный воздух в настоящее время не рассматривается в качестве объекта присвоения, поэтому отноше-ния собственности по поводу атмосферного воздуха, а также процесс его экономического использования не регулируется законодательством. Эколо-гическое право обеспечивает лишь его охрану от вредных воздействий.

Объектом правовой охраны является атмосферный воздух, то есть воздух во внешней, открытой среде. Охрана воздуха производственных, админист-ративных и иных помещений осуществляется нормами трудового и других отраслей законодательства.

Правовая охрана атмосферного воздуха представляет собой систему за-крепленных законом мер, направленных на сохранение в чистоте и улучше-ние состояния атмосферного воздуха, предотвращение и снижение вредных химических, физических, биологических и других воздействий на атмосфе-ру, вызывающих неблагоприятные последствия для населения, народного хозяйства, растительного и животного мира (ст. 1 Закона РСФСР об охране атмосферного воздуха).

Своеобразие охраны атмосферного воздуха заключается в том, что она достигается, с одной стороны, через охрану других природных объектов (ле-сов, вод), влияющих на ее состояние, а с другой стороны, - путем регулиро-вания хозяйственного воздействия на атмосферу.

Первый способ охраны реализуется посредством обеспечения правового режима лесов и вод, установленного соответствующим законодательством^*. Законом об охране атмосферного воздуха регулируются вопросы осуществ-ления хозяйственной и иной деятельности, оказывающей влияние на состо-яние атмосферы.

Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха имеет сво-ей задачей обеспечение соблюдения всеми государственными органами, предприятиями, учреждениями, организациями и гражданами мероприятий по охране атмосферного воздуха, условий вредного воздействия на атмосфе-ру, а также иных правил, установленных законодательством об охране атмо-сферного воздуха (ст. 24 Закона об охране атмосферного воздуха).

Он осуществляется государственными органами санитарно-эпидемиологического надзора, органами по контролю за работой газоочистных и пыле-улавливающих установок, органами безопасности дорожного движения, ох-раны окружающей среды и др.

Содержание правовой охраны атмосферного воздуха составляет ком-плекс мер, основными среди которых являются учет, контроль, установле-ние нормативов в сфере охраны атмосферного воздуха, обеспечение выпол-нения экологических требований источниками вредного воздействия на атмосферный воздух, а также организация территории населенных пунктов, промышленных зон с учетом норм и правил охраны атмосферного воздуха.[4]

Список литературы

1. Киселёв В. Н. Основы экологии: Учебное пособие // Минск: Университет, 2000.

2. Электронный сайт Учеба - Легко, лекция по экологии. http://ucheba-legko.ru/lections/viewlection/ekologiya/biogeohimiya/ji

3.Яблоков, А. В.. Уровни охраны живой природы. / А.В. Яблоков -- М.: Наука, 2013. -- 174 с.

4.http://edu.dvgups.ru/METDOC/ENF/BGD/BEZ_TR/METOD/USH_POS/WEBUMK/frame

Размещено на Allbest.ru