Стационарные и передвижные источники воздействия на окружающую среду

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 C_mH_n, 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 С_хН_у — 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.