Мероприятия по санитарной охране воздуха. Мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Совершенствование процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания, применение электронной системы
При решении задач, связанных с защитой атмосферы, реализуется комплекс мероприятий, ограничивающих поступление в среду ВВ. Последовательно к ним относятся:
· архитектурно-планировочные;
· организация санитарно-защитных зон;
· технологические;
· газоочистка и пылеулавливание;
· рассеивание выбросов.
а) архитектурно-планировочные мероприятия
В основном они связаны с оптимизацией взаиморазмещения промышленных предприятий и районов жилой застройки на стадии выбора строительных площадок. Предварительный выбор обеспечивает снижение воздействие загрязнений при постоянстве валового выброса и экономию средств на газоочистку и организацию СЗЗ. Эти мероприятия состоят в следующем:
· предприятиявысокого класса вредности не должны располагаться в зонах с повышенным потенциалом загрязнений (т.е. с предельной величиной С Ф »ПДК);
· предприятия с большим выбросом вредных веществ не размещаются в местах застоя воздуха (в низинах, котлованах, в зонах с температурными инверсиями);
· площадки жилой застройки должны быть ниже площадок предприятий для того, чтобы выбросы не попадали в приземный слой застройки;
· производственные здания и сооружения располагаются за чертой населенных пунктов, с подветренной стороны от них и с учетом розы ветров, обеспечивающей рассеивание загрязнений вне жилой застройки;
· расположение зданий на промплощадке должно способствовать сквозному проветриваванию и соответствовать принципу зонирования (от менее к более вредному по направлению ветра);
· мелкие выбросы объединяются в централизованные, что увеличивает разрывы между местами выброса и забора чистого воздуха, а также сокращает расходы на вентиляционное оборудование;
· воздухозабор организуется вдали от источников загрязнений- мест возможных аварий технологического оборудования, коммуникационных коридоров, зон слива и розлива продуктов производства, хранилищ токсичных веществ, вентиляционных выбросов и т.п.
Б) организация санитарно-защитных зон
В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 предусмотрено, что объекты, являющиеся источниками различных видов загрязнений (физических, химических и других), следует отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами СЗЗ. Минимальные размеры санитарно-защитных зон устанавливаются в зависимости от мощности, условий эксплуатации, концентрации объектов на ограниченной территории, характера и количества, выделяемых в окружающую среду токсических и пахучих веществ, создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов.
Практически ширина зоны зависит от интенсивности загрязнения объектом среды или класса предприятия. Нормы устанавливают 5 классов машиностроительных предприятий и соответствующие им параметры СЗЗ:
· К I,II и III классам относятся комбинаты черной металлургии (более 1 млн. т/год чугуна и стали), предприятия по выплавке и вторичной переработке цветных металлов в количестве более 3000 т/год, чугуна при общем объеме доменных печей до 1500 м 3 и стали. Эти классы различаются между собой, в основном, объемами производства;
· К IV классу относятся производства металлообрабатывающей промышленности с чугунным, стальным (в количестве до 10 тыс. т/год) и цветным (в количестве до 100 т/год) литьем, предприятия, имеющие небольшие литейные и другие горячие цеха по выплавке чугуна (при общем объеме доменных печей менее 500 м 3), чугунного фасонного литья (до 20 тыс. т/год), переработке цветных металлов (до 1000 т/год), предприятия, производящие оборудование и приборы электротехнической промышленности (освинцованного кабеля и т.п.).
· К V классу относятся предприятия без литейных, но с другими термическими цехами где производится обработка металлов в горячем и раскаленном состоянии.
Борьба за чистоту атмосферного воздуха в настоящее время стала важнейшей задачей отечественной гигиены. Эта задача решается путем законодательных предупредительных мероприятий: планировочных, технологических и санитарно-технических. Постановление Совета Министров СССР «О мерах борьбы с загрязнением атмосферного воздуха и об улучшении санитарно-гигиенических условий населенных мест» (1949) запрещает министерствам и ведомствам вводить в действие предприятия и цехи, не обеспечив их эффективной очисткой промышленных выбросов.
В законе «Об охране природы в РСФСР», принятом в 1960 г., атмосферный воздух рассматривается как объект природы, как природное богатство, подлежащее охране. Закон вменяет в обязанность исполкомам, предприятиям, учреждениям и другим организациям проводить комплекс мероприятий, предупреждающих загрязнение атмосферного воздуха: внедрение рациональной технологии, исключающей поступление в атмосферу вредных отходов, применение эффективных очистных и рекуперационных сооружений и т. п. Закон требует неукоснительного соблюдения гигиенических норм чистоты атмосферного воздуха. Одним из наиболее существенных мероприятий, осуществленных Советским государством в этом направлении, является регламентация для атмосферного воздуха населенных мест предельно допустимых концентраций химических и механических примесей, т. е. такого их содержания, при котором исключена возможность как прямого воздействия этих примесей на организм человека, условия жизни, работоспособность и самочувствие, так и косвенного влияния на здоровье благодаря значительным потерям биологически ценных ультрафиолетовых лучей солнца, снижению прозрачности атмосферы, губительному действию на растительность и т. п. Иначе говоря, предельно допустимые концентрации - это такие количества атмосферных загрязнений, которые не могут нанести какого-либо ущерба здоровью населения. Величины этих концентраций устанавливаются путем длительных экспериментов на животных, причем допустимой считают такую концентрацию, которая при многодневном воздействии не вызывает сколько-нибудь существенных функциональных изменений и биохимических реакций. Уровни предельно допустимых концентраций должны лежать ниже величин, при которых наблюдаются не только нарушения реактивности, но даже какие-либо защитные или приспособительные реакции.
В санитарном законодательстве СССР для предельно допустимых уровней атмосферных загрязнений приняты два значения концентраций: максимально разовая и среднесуточная. Первая из них представляет собой норматив, с которым следует сравнивать наиболее высокую концентрацию обнаруженного в атмосфере загрязняющего вещества; вторая является средним арифметическим из величин, полученных в течение суток путем многократных измерений, регистрируемых графически непрерывно или периодически. Сопоставляя полученные с помощью анализа воздушной среды величины загрязнений с регламентированными нормативами, можно количественно охарактеризовать содержание вредных примесей, а затем оценить чистоту атмосферного воздуха с санитарной точки зрения.
Ниже приведена таблица 1 предельно допустимых концентраций некоторых вредных примесей в атмосферном воздухе населенных мест (извлечение из СН 245-63).
| Наименование вредных веществ | Предельно допустимая концентрация в мг/м 3 | |
| максимально разовая | средне-суточная | |
| 1. Акролеин 2. Амилацетат 3. Ацетон 4. Бензол 5. Бутилацетат 6. Винилацетат 7. Дихлорэтан 8. Метанол 9. Метилацетат 10. Мышьяк (неорганические соединения, кроме мышьяковистого водорода) 11. Окись углерода 12. Окись азота 13. Пыль нетоксическая 14. Ртуть металлическая 15. Сернистый ангидрид 16. Сероводород 17 Сероуглерод 18 Сажа (копоть) 19. Формальдегид 20. Фенол 21 Фтористые соединения 22. Хлор 23. Хлористый водород 24. Этилацетат |
0,30 0,1 0,35 2,40 0,1 0,2 3,0 1,5 0,07
- |
0,10 0,1 0,35 0,80 0,1 0,2 1,0 0,5 0,07 0,003 |
Наличие регламентированных предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений дает возможность органам санитарного надзора в соответствии с санитарным законодательством предъявлять предприятиям требования об осуществлении мероприятий технологического и санитарно-технического характера. Целью этих требований является предохранение воздушного бассейна городов от промышленных выбросов и ограничение содержания вредных примесей в атмосферном воздухе. Санитарным органам при утверждении проектов нового строительства предприятий, электростанций и других объектов предоставлено право отказа, если в рассматриваемой документации не предусмотрены установки по очистке промышленных выбросов. К таким установкам относятся различные пыле- и газоочистные устройства, освобождающие дымовые газы от летучих аэрозолей и вредных газообразных примесей. К сожалению, современная техника не обеспечивает полноценной очистки дымовых газов от этих веществ. Поэтому даже при эксплуатации наиболее эффективных очистных сооружений необходимо предусматривать устройство достаточно высоких заводских труб. Благодаря последним выброс дыма и золы происходит в зону быстро перемещающихся над земной поверхностью воздушных потоков.
Существенное гигиеническое значение имеет использование в качестве топлива тех сортов угля, которые обладают наименьшей зольностью, а также рационализация режима сжигания топлива, обеспечивающего полное его сгорание.
Важная роль в борьбе с загрязнением атмосферного воздуха принадлежит газификации и электрификации производственных процессов, широкому применению газа и электричества в быту, теплофикации городов и т. п. На всех промышленных предприятиях должны быть созданы условия для предупреждения загрязнения воздушной среды вредными примесями путем усовершенствования технологии, герметизации оборудования и др. Во многих случаях представляется возможной рекуперация выделяющихся парообразных веществ, т. е. частичный возврат в производство ценных материалов путем извлечения их из смеси с воздухом с помощью поглотителей, конденсацией паров или перегонкой. Как рекуперация, так и утилизация отходов производства с целью получения из них ценных материалов является чрезвычайно выгодной с экономической точки зрения и имеет существенное гигиеническое значение.
Наконец, санитарное законодательство СССР предусматривает для защиты атмосферного воздуха промышленных городов от химических и механических загрязнений планировочные мероприятия. Эти мероприятия заключаются в том, что при планировке предприятий регламентируются санитарно-защитные зоны, представляющие собой минимальные расстояния (разрывы) между промышленными объектами и жилыми районами города. Санитарно-защитные зоны способствуют рассеиванию промышленных выбросов и тем самым снижают содержание вредных примесей (по мере удаления от источника загрязнения атмосферного воздуха) до допустимых величин. Ширина защитной зоны устанавливается в зависимости от токсичности выделяющихся примесей и условий технологического процесса (от 50 до 1000 м). При этом необходимо учитывать розу ветров (см. стр. 61) и располагать жилые районы по отношению к предприятиям с наветренной стороны. Для заводов, изготовляющих синтетические лекарственные средства, ширина защитной зоны должна составлять не менее 1000 м, а для производств алкалоидов, галеновых препаратов, органопрепаратов, фармацевтических солей калия и др.- не менее 100 м.
Для борьбы с загрязнением воздуха уличной пылью необходимо применять поливку улиц, их механизированную уборку, усовершенствованные покрытия, озеленение территории и т. п.
Атмосферный воздух обладает способностью к самоочищению. Прежде всего происходит смешение аэрозолей и газов с воздухом и разбавление их, а затем осаждение аэрозолей. Крупные частицы осаждаются вследствие тяжести, а мелкие постепенно укрупняются, становятся тяжелее и тоже выпадают на землю.
Самоочищению воздуха способствуют ветры и атмосферные осадки, которые увлекают частицы вниз и растворяют газы.
В нашей стране санитарная охрана атмосферного воздуха предусмотрена законом и является важной гигиенической проблемой. В Программе КПСС подчеркивается необходимость проведения системы мероприятий по дальнейшему оздоровлению условий жизни в городах и других населенных пунктах, включая их озеленение, обводнение, борьбу с загрязнением воздуха, почвы, воды.
В целях санитарной охраны городов проводят планировочные и технические мероприятия, очистку дымовых газов от золы и серы, ведут борьбу с загрязнением воздуха автотранспортом, осуществляют санитарный надзор и контроль за чистотой атмосферного воздуха. К планировочным мероприятиям относится запрещение строительства предприятий, загрязняющих воздух, на жилой территории. Такие предприятия размещают на окраине населенных пунктов с учетом направления ветра на местности. Между промышленными предприятиями и жилыми кварталами устанавливают санитарно-защитные зоны (разрывы) для предупреждения загрязнения жилой территории производственными вредностями. Ширина санитарно-защитной зоны зависит от характера производственных вредностей.
К этим же мероприятиям относится озеленение населенных пунктов.
Технологические мероприятия направлены на уменьшение выбросов и снижение концентрации вредных веществ в воздухе путем замены дымного топлива бездымным, герметизации аппаратуры, разработки технологии, исключающей или уменьшающей количество выбросов в атмосферу.
Методы очистки дымовых газов до выброса их в атмосферу (золоулавливание, сероочистка) также относятся к важным мероприятиям по санитарной охране атмосферного воздуха.
Важным мероприятием то санитарной охране атмосферного воздуха является предупредительный и текущий санитарный надзор, лабораторный контроль за чистотой воздуха. Предупредительный санитарный надзор заключается в составлении заключений к проектам вновь строящихся промышленных предприятий, при этом учитывается характер выбросов и степень их вредности для населения, а также мощность запроектированных очистных сооружений и достаточность санитарно-защитных зон.
В задачу текущего санитарного надзора входит контроль за работой очистных сооружений. С этой целью проводится систематический лабораторный контроль за содержанием токсических веществ в атмосферном воздухе в непосредственной близости от завода и на различных расстояниях от него. Результаты лабораторных исследований сравнивают с утвержденными предельно допустимыми концентрациями токсических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе.
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе - это такие концентрации, которые не вызывают заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в ближайшие или в отдаленные сроки.
Технологические и санитарно-технические. В эту группу входят мероприятия, которые могут быть проведены на самом предприятии в целях уменьшения выбросов и снижения концентрации пыли и газов в воздухе (так называемые безотходные технологии). Сюда относится прежде всего рационализация сжигания угля. Известно, что густой черный дым получается при неполном сгорании топлива. Именно в этих случаях в атмосферный воздух в большом количестве выбрасываются элементы угля, сажа, несгоревшие углеводороды.
Снизить количество угля можно при рационализации устройства топок, улучшения их эксплуатации. Уменьшения загрязнения воздуха пылью и сернистым газом можно достичь обогащением угля перед сжиганием: удалением породы, дающей много пыли, а также колчедана, содержащего серу.
Санитарно-технические мероприятия связаны с использованием очистных устройств. Это пылеотстойные камеры, фильтры, увлажняющие технологии очистки, электрофильтрация. Устройство высоких труб (100 м и выше) способствует более интенсивному рассеиванию газов. Правильный расчет и обоснование высоты трубы имеют существенное значение в защите приземных слоев атмосферы от загрязнения.
Транспорт - конечная цель - создание экологически чистого автомобиля. В настоящее время большое внимание уделяется разработке устройств снижения токсичности - нейтрализаторов, которыми оснащаются современные автомобили. Способ каталитического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработанные газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей. Во многих городах уже используется неэтилированный бензин. Использование газа в качестве топлива для машин также является эффективным мероприятием в отношении защиты атмосферного воздуха.
Электромобиль, солнечная энергия, водородный автомобиль - это будущее автомобилестроения.
Планировочные мероприятия основаны на принципе функционального зонирования населенных пунктов: промзоны, селитебной зоны и т.д. Это позволяет сосредоточить опасные предприятия с учетом аэроклиматических условий и обосновать устройство обязательных разрывов между предприятиями и жилой застройкой - санитарно-защитных зон определенной ширины. В отдельных случаях санитарно-защитные зоны составляют 10-20 км. Санитарно-защитная зона или какая-либо ее часть не могут рассматриваться как резервная территория предприятия и использоваться для расширения промышленной площади. Территория санитарно-защитной зоны должна быть озеленена. Размеры санитарно-защитных зон определяются в соответствии с санитарной классификацией различных видов производств и объектов, загрязняющих своими выбросами атмосферный воздух. Санитарными нормами проектирования установлено 5 классов санитарно-защитных зон:
I класс - 1000 м;
II класс - 500 м;
III класс - 300 м;
IV класс - 100 м;
V класс - 50 м.
В отношении охраны атмосферы городов от выбросов автотранспорта планировочные мероприятия проводятся путем сооружения кольцевых дорог, эстакад, зеленых волн, исключения перекрестков. Принцип районной планировки является также профилактическим мероприятием - это рациональное размещение на территории городов систем утилизации отходов, аэропортов и других систем коммуникации в масштабе края, области и т.д. Это озеленение города, создание генерального плана развития города.
Особое значение имеют законодательные мероприятия, определяющие ответственность различных организаций за охрану атмосферного воздуха.
В настоящее время при решении вопросов охраны атмосферного воздуха руководствуются Конституцией Российской Федерации (принятой 12 декабря 1993 г.), «Основами законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан», Федеральными законами «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и «Об охране атмосферного воздуха».
К числу законодательных мер относится установление ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. В настоящее время в России установлено 656 ПДК и 1519 ОБУВ для веществ, загрязняющих атмосферный воздух.
Мероприятия, направленные на предотвращение неблагоприятного воздействия загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения и устанавливающие обязательные гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест и соблюдению гигиенических нормативов при размещении, проектировании, строительстве, реконструкции (техническом перевооружении) и эксплуатации объектов, а также при разработке всех стадий градостроительной документации, проводятся целенаправленно на основании СанПиН 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».
Мероприятия, направленные на охрану атмосферного воздуха , предусматривают:
Внедрение технических решений по обезвреживанию и улавливанию газообразных загрязняющих веществ,
Разработку и утверждение нормативов загрязнений, предельно допустимых выбросов для всех предприятий,
Создание современных приборов постоянного контроля и учета выбросов.
Выделяют законодательные, архитектурно-планировочные, технологические и санитарно-технические мероприятия по охране атмосферного воздуха.
I. Законодательные . Наиболее важным в обеспечении нормального процесса по охране атмосферного воздуха является принятие соответствующей законодательной базы, которая бы стимулировала и помогала в этом трудном процессе. Однако в Украине, в последние годы не наблюдается существенного прогресса в этой области. Те последние загрязнения, с которыми мы сейчас столкнулись, мир уже пережил 30-40 лет назад и принял защитные меры. Следует использовать опыт развитых стран, принять законы (и обеспечить их функционирование) по ограничению загрязнений, дающие государственные дотации производителям экологически более чистых машин и льготы владельцам таких машин.
В США в 1998 году вступит в силу закон по предупреждению дальнейшего загрязнения воздуха, принятый конгрессом четыре года назад.
В целом в Украине практически отсутствует нормальная законодательная база, которая регулировала бы экологические отношения и стимулировала природоохранные мероприятия.
Охрана атмосферы регламентируется многочисленными законодательными и иными нормативно – правовыми актами. Главным здесь является Закон Украины "Об охране атмосферного воздуха". Нарушение правил выброса в атмосферу загрязняющих веществ или нарушение эксплуатации установок, сооружений и иных объектов, если эти деяния повлекли загрязнение или иное изменение природных свойств воздуха, наказываются штрафом в размере от ста до двухсот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от одного до двух месяцев, либо лишением права занимать определенные должности или заниматься определенной деятельностью на срок до пяти лет, либо исправительными работами на срок до одного года, либо арестом на срок до трех месяцев.
Те же деяния, повлекшие по неосторожности причинение вреда здоровью человека, наказываются штрафом в размере от двухсот до пятисот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от двух до пяти месяцев, либо исправительными работами на срок от одного года до двух лет, либо лишением свободы на срок до трех лет. Деяния, перечисленные выше, повлекшие по неосторожности смерть человека, - наказываются лишением свободы на срок от двух до пяти лет.
Нормирование примесей атмосферы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) примесей. Основной физической характеристикой примесей атмосферы является концентрация – масса (мг) вещества в еденицы объёма (м 3) воздуха при нормальных условиях. Концентрации примесей определяет физическое, химическое и др. виды воздействия на человека и окружающую среду и служит основным параметром при нормирования содержания примесей в атмосфере.
ПДК – это максимальная концентрация примесей в атмосфере, отнесенная к определённому времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжение всей жизни человека не оказывает ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного действия (включая отдельные последствия).
Если вещество оказывает на окружающую природу вредное действие в меньших концентрациях, чем на организм человека, то при нормировании исходят из порога действия этого вещества на окружающую природу.
Количества загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов регламентированы СН-201-97 «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов», где установлен класс опасности вещества, максимальная разовая и среднесуточная ПДК.
Максимальная разовая ПДКmax –основная характеристика опасности вредного вещества. Она устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, световой чувствительности, изменение биоэлектрической активности головного мозга и др.) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. Среднесуточное ПДКсс установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и др. влияния вещества на организм человека. Приоритет научного обоснования допустимых концентраций примесей в атмосфере принадлежит отечественным ученым, прежде всего В.Я. Рязанову.
Предельно допустимые выбросы (ПДВ) примесей. В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.01 – 86. «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятия» устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками (с учетом перспективы их развития) не создадут приземную концентрацию, превышающую ПДК.
ПДВ устанавливают для каждого источника загрязнения атмосферы. Для неорганизованных выбросов из совокупности мелких одиночных источников (вентиляционные выбросы, выброс стационарных энергоустановок и т.п.).
II. Архитектурно планировочные . Данные меры направлены на регламентацию строительства предприятий, планирование городской застройки с учетом экологических соображений, озеленение городов и др. При строительстве предприятий необходимо придерживаться правил установленных законом и не допускать строительство вредных производств в городской черте. Необходимо осуществлять массовое озеленение городов, т. к. Зеленые насаждения впитывают из воздуха многие вредные вещества и способствуют очищению атмосферы. К сожалению, в современный период в Украине зеленые насаждения не столько увеличиваются, сколько сокращаются. Построенные в свое время «спальные районы» не выдерживают никакой критики. Так как в этих районах однотипные дома расположены слишком густо (ради экономии площади) и воздух, находящийся между ними, подвержен застойным явлениям.
Чрезвычайно остра также проблема рационального расположения дорожной сети в городах, а также качество самих дорог. Не секрет, что бездумно построенные в свое время дороги совершенно не рассчитаны на современное количество машин. Нельзя также допускать процессов горения на различных свалках, т. к. в этом случае с дымом выделяется большое количество вредных веществ.
III. Технологические и санитарно-технические . Можно выделить следующие мероприятия: рационализация процессов сжигания топлива; улучшение герметизации заводской аппаратуры; установка высоких труб; массовое использование очистных устройств и др. Следует отметить, что уровень очистных сооружений в России находится на примитивном уровне, на многих предприятиях они отсутствуют вовсе и это несмотря на вредность выбросов этих предприятий.
Многие производства требуют немедленной реконструкции и переоборудования. Важная задача состоит также в переводе различных котельных и тепловых электростанций на газовое топливо. При таком переходе многократно уменьшаются выбросы в атмосферу сажи и углеводородов, не говоря уже об экономической выгоде.
1 раз в 5 лет на предприятиях производится Инвентаризация выбросов в атмосферу. Её цель – определение выбросов вредных веществ, оценка влияния выбросов на окружающую среду, установление ПДК и ПДВ, разработка рекомендаций по организации контроля выбросов, оценка состояния очистного оборудования и экологичности технологий и производственного оборудования, планирование очерёдности природоохранных мероприятий.
