Атмосфера является составной частью биосферы и разделяется на две большие составные части: верхнюю и нижнюю. Для наблюдений наибольший интерес представляет ее нижняя часть, главным образом, тропосфера. Именно в ней происходят основные метеорологические явления, влияющие на качество атмосферного воздуха. Здесь же находится большая часть космической и антропогенной пыли, водяного пара и газов.
Различают естественное и антропогенное загрязнение атмосферы.
Природные источники (вулканический пепел, космическая пыль, растительная пыльца, выделения хвойных деревьев, процессы гниения и разложения) выделяют в атмосферный воздух больше загрязняющих веществ. Однако именно в результате антропогенного воздействия в атмосфере происходят качественные изменения за счет примесей, не входящих в ее постоянный состав.
Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха.
Нормирование выбросов вредных веществ в атмосферу
Вещества, находящиеся в атмосферном воздухе, попадают в организм человека главным образом через органы дыхания. Поэтому в Российской Федерации проведены работы по гигиенической регламентации (нормированию) допустимого уровня содержания примесей в атмосфере. Они основаны на представлении о наличии порогов в действии загрязнений. При научном обосновании предельно допустимых концентраций (ПДК) их содержания в атмосфере используют принцип лимитирующего показателя. Так, если запах ощущается при концентрациях, не оказывающих вредного влияния на организм человека и окружающую среду, нормирование осуществляют с учетом порога обоняния. Если вещество оказывает негативное воздействие в меньших концентрациях, то при гигиеническом нормировании учитывают порог действия этого вещества на окружающую среду.
В настоящее время в России для каждого вещества установлены два норматива: максимальная разовая ПДК (осредненная за 20-30 минут) с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека и средняя суточная ПДК во избежании общетоксического, мутагенного, канцерогенного и другого действия при неограниченно длительном дыхании.
В местах, где расположены курорты, на территориях санаториев, домов отдыха концентрации вредных примесей не должны превышать 0,8 ПДК.
В тех случаях, когда отсутствуют значения ПДК, для оценки гигиенической безопасности вещества можно пользоваться показателем ориентировочно-безопасного максимального разового уровня загрязнения воздуха (ОБУВ).
Нормирование выбросов вредных примесей в атмосферу осуществляется на основе данных расчета полей их максимальных концентраций в воздухе для каждого стационарного источника и ингредиента. При этом предусматривается, что установленные нормы выбросов независимо от числа и характера стационарных и передвижных источников должны обеспечить в приземном слое концентрацию вредных веществ, не превышающую ПДК. Если такое условие выполнено, то нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) для каждого предприятия равны самому выбросу, выраженному в г/сек.
В том случае, когда условие не соблюдается, устанавливаются нормативы временно согласованных выбросов (ВСВ) и определяются мероприятия, позволяющие достигнуть норм ПДВ.
Если этого добиться невозможно, возникает необходимость закрытия (перепрофилирования) производств или предприятий, ликвидации основных источников загрязнения.
Для построения полей максимальных концентраций используются методы математического моделирования рассеивания примесей в атмосфере. В результате проведенных расчетов получаются: максимальные приземные концентрации и расстояния, на которых они достигаются для всех источников выбросов, вклад каждого из них в загрязнение атмосферы, карты ее загрязнения в долях ПДК м.р. и другие данные.
Охрана атмосферного воздуха от загрязнения
От выбросов стационарных источников она осуществляется путем их очистки от загрязняющих веществ с помощью улавливающих аппаратов. На территории района в основном эксплуатируются пылеочистные сооружения. Наибольшее распространение получили циклоны, которые применяются для очистки отходящих газов от древесной и иной пыли, золы и т. д. Сухие циклоны эффективно улавливают пыль с диаметром частиц более 6 мкм. В зависимости от типа циклона, плотности улавливаемых частиц, температуры газов степень очистки при размерах пыли 6-10 мкм может достигать 75-85%, а при частицах размером более 20 мкм - 92-95%. Существенным недостатком сухих циклонов является "вторичный унос" (захват) газом частиц пыли из нижней части.
Для его предотвращения применяются мокрые циклоны, в которых частицы пыли, попавшие на их стенки удерживаются пленкой жидкости. Они эффективнее сухих. Мокрые циклоны используются для очистки отходящих газов в производстве асфальта.
Для более тонкой очистки от пыли используются тканевые фильтры. Они состоят из металлического корпуса с подвешенными внутри фильтровальными рукавами. В процессе фильтрации пыль оседает на их внутренней поверхности, а очищенный газ проникает в межрукавное пространство и выбрасывается в атмосферу. Осевшая пыль периодически удаляется с поверхности рукавов импульсной подачей сжатого воздуха. Эффективность рукавных фильтров может достигать 99%.
Наибольшую сложность представляет охрана атмосферного воздуха от выбросов автомобильного транспорта. В его выхлопных газах содержится оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, сажа, альдегиды - всего около 200 веществ.
Наиболее эффективны различные нейтрализаторы отработавших газов. Однако промышленность не оснащает ими отечественные автомобили из-за того, что в них часто используется этилированный бензин, который быстро приводит катализаторы в негодность.
Хорошие результаты дает перевод автотранспорта на сжиженный газ, так как в этом случае в отработанных газах содержится оксида углерода в 3-4 раза меньше, чем в бензиновых.
Самым надежным и простым способом снизить токсичность выхлопных газов является регулировка двигателей. В некоторых случаях она позволяет снизить в них содержание оксида углерода в несколько раз.
Мониторинг и контроль загрязнения атмосферного воздуха
Вследствие антропогенного воздействия степень загрязнения атмосферного воздуха может превысить санитарно-гигиенические нормативы. Поэтому необходимо проводить наблюдения за изменением состояния загрязнения воздушного бассейна.
Служба наблюдений и контроля состоит из двух систем: мониторинга и контроля. В первом случае проводятся наблюдения за качеством атмосферного воздуха в городах, населенных пунктах и территориях, расположенных вне зоны влияние конкретных источников загрязнения. Во втором обеспечивается контроль источников загрязнения и регулирование выбросов вредных веществ в атмосферу.
Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в черте населенных пунктов проводятся на стационарных постах, в которых размещена аппаратура, необходимая для регистрации вредных примесей и метеорологических параметров, по установленной программе.
Пост должен находится вне аэродинамической тени зданий и зоны зеленых насаждений, его территория должна хорошо проветриваться и не подвергаться слиянию близко расположенных низких источников. Количество постов определяется численностью населения, рельефом местности и т. д. Так, при численности населения менее 50 тыс. человек необходим один пост.
С целью выявления зоны влияния того или иного источника выбросов на качество атмосферного воздуха используют передвижной пост для отбора проб под дымовым (газовым) факелом. Подфакельные наблюдения осуществляются по специально разрабатываемым программам и маршрутам за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия. Их проводит центр Госсанэпиднадзора. Места отбора проб при подфакельных наблюдениях выбирают с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере.
При инструментальных замерах используются различные газоанализаторы, позволяющие получить результаты измерений непосредственно на месте, а также отбор на поглотители с последующим анализом воздушной смеси в стационарной лаборатории, широко применяются и индикаторные трубочки.
Балансовый метод контроля применяется на предприятиях с непостоянным производственным циклом (ТЭЦ, котельные, ремонтно-механические мастерские).
Контроль за выбросами автотранспорта осуществляется с помощью газоанализаторов. При этом в отработавших газах определяется содержание оксидов углерода, сажи и углеводородов.
