Стан атмосфери України - детальний огляд

Довготривале забруднення сірчаним газом, окислами вуглецю, окислами азоту та іншими небезпечними речовинами шкідливо впливає на здоров'я людини. При цьому збільшується загальний рівень захворюваності, що обумовлене ураженням окремих органів та систем організму: дихальної (пневмонія, бронхіальна астма та інші неспецифічні хвороби легень), серцево-судинної (гіпертонія, інфаркт міокарда тощо), шлунково-кишкової та інших.

На стан екологічної ситуації в регіонах України впливає також прояв еколого-географічних проблем. Серед них для України характерними є:

  • зменшення запасів корисних копалин (вичерпання ресурсів, зниження їх якості і розмаїття, небезпека порушення середовища внаслідок добування корисних копалин тощо);
  • зміна структури земельних ресурсів унаслідок вилучення земель під господарські потреби і забудови, а також через розвиток негативних процесів у ландшафтах (ерозії, абразії, карсту, суфозії та просідання ґрунтів, підтоплення і заболочення тощо);
  • зниження родючості ґрунтів унаслідок вимивання гумусу, засолення, підтоплення тощо та забруднення важкими металами, пестицидами й іншими речовинами;
  • зменшення запасів і забруднення поверхневих та підземних вод унаслідок посиленого водозабору, внесення забруднюючих речовин у водні об'єкти в процесі виробництва і ведення комунального господарства;
  • забруднення повітря та зміна його складу внаслідок промислових та інших викидів у атмосферу;
  • скорочення розмаїття рослинного й тваринного світу та зміни в його генофонді;
  • зменшення біологічної продуктивності ландшафтів;
  • погіршення геогігієнічних та санітарно-епідеміологічних умов життєдіяльності людини та існування живих організмів.

У деяких містах викиди автотранспорту складають більше ніж половину всіх викидів. Так, у Євпаторії та Ужгороді – 91%, Ялті, Полтаві та Хмельницькому – 88%, Сімферополі, Івано-франківську і Луцьку – 83%, Львові – 79%, Вінниці та Києві – 77%, Чернівцях – 75% від загальної кількості викидів.

На території України експлуатується понад 1 млн вантажних автомобілів та близько 2,5 млн легкових. Інтереси розвитку народного господарства країни вимагають збільшення автомобільного парку, незважаючи на відносно низьку ефективність автомобільного транспорту з іншими викидами.

В Україні сьогодні ще широко використовують тетраетилсвинець у виробництві високооктанових автомобільних бензинів. Етилюванню підлягають близько 50% автомобільних бензинів, а вміст свинцю досягає 0,36 г/л (в Англії та ФРН – 0,15 г/л, у США – 0,13 г/л). Причиною цього є нерозвиненість виробничих потужностей вторинної переробки на нафтопереробних заводах країни. Відсутність домішок у відпрацьованих газах дозволить застосувати тільки каталітичне допалювання продуктів неповного згорання моторного палива і зробити викиди автомобілів екологічно чистими.

Проводиться постійний контроль токсичності та димності. Розширено кількість контрольно-регулювальних постів на підприємствах, організуються такі пости на станціях техобслуговування, в автомобільних кооперативах. Нині їх нараховується 72.

Останнім часом посилено контроль за викидами автотранспорту як під час перевірок автопідприємств, так і проведення комплексних перевірок – операцій “Чисте повітря”.

У 1997 р. в автотранспортних підприємствах працівниками Мінприроди і ДАІ було перевірено 76 тис. автомобілів, із них 34 тис. автомобілів, або 19,3% не відповідали встановленим стандартам.

Згідно з рішеннями та постановами Кабінету міністрів України збільшуються поставки неетильованих бензинів. У 1997 р. їх кількість складала 51% від загальної кількості поставленого бензину. Однак, на жаль, Держкомнафтопродукт України не забезпечив його поставки у міста з підвищеним рівнем забруднення атмосферного повітря та міста-курорти.

Проблема ускладнюється тим, що поряд зі зміною структури і збільшенням масштабів промислового виробництва характерною особливістю науково-технічного прогресу сучасного періоду є інтенсивний процес урбанізації, тобто ріст міст та збільшення кількості міського населення в основному за рахунок міграції сільського населення. Процес урбанізації, який відбувався найбільш інтенсивно у середині нинішнього століття, збігся в часі з так званим демографічним вибухом (різким збільшенням природного приросту населення), що також сприяло росту міського населення.

Відзначалося особливо інтенсивне збільшення великих міст (понад 100 тис. населення) та великих міських агломерацій і уповільнення розвитку малих міст.

Як відомо, міста ростуть у районах, де розвивається промисловість, адже саме робітники промислових підприємств є основною містоутворюючою групою. У той же час у місцях розміщення промисловості та інтенсивного руху автотранспорту реєструють найвищий ступінь забруднення атмосферного повітря на одиницю площі. Таким чином, сучасні великі промислові міста, які характеризуються високою щільністю населення, опиняються у найгіршому положенні стосовно забруднення атмосферного повітря, якщо не вживати заходів щодо захисту останнього.

Головні забруднювачі повітря – підприємства металургії, у загальному об'ємі викидів їх частка складає 33%, енергетики – 30%, вугільної – 10%, хімічної та нафтохімічної промисловості – 7%.

Найбільша частка (80%) викидів сірчистого ангідриду припадає на підприємства енергетики, чорної металургії та вугільної промисловості.

Основну кількість викидів оксидів азоту (72%) дають підприємства енергетики та металургії. На підприємства хімічної, нафтопереробної та газової промисловості припадає найбільша частка (43%) викидів вуглеводнів.

За останнє п'ятиріччя загальний об'єм викидів від стаціонарних джерел зменшився на 3,4 млн т (26%). За цей період викиди сірчистого ангідриду знизилися на 25%, у тому числі в енергетиці – 29%, металургії – 30%, вугільній промисловості – 34%, хімії та виробництві міндобрива – на 35%.

Забруднення атмосферного повітря в таких містах, як Запоріжжя, Макіївка, Лисичанськ, Дніпродзержинськ, у деяких районах Києва, в багатьох інших промислових регіонах України досягло небезпечного для життя людини рівня, коли за відсутності вітру концентрація шкідливих хімічних речовин перевищує ГДК в 25-100 разів. Загалом у повітряний басейн України щороку викидається понад 20 млн т шкідливих речовин.

Викиди оксидів азоту зменшились у металургії на 18%, хімічній промисловості та виробництві мінеральних добив – на 37,7%. Викиди вуглеводнів знизилися на 5.5%, у тому числі на підприємствах металургії – на 12%, у хімічній та нафтопереробній промисловості – на 48%, але збільшилися на підприємствах вугільної промисловості – на 40 тис. т (99%).

Незважаючи на зниження об'ємів викидів, рівні забруднення атмосферного повітря в багатьох промислових містах залишаються високими.

Протягом останніх років виявляли регулярне перевищення санітарних норм забруднення за такими показниками: 1) пил – у містах Дніпродзержинську, Донецьку, Запоріжжі, Комунарську, Кривому Розі, Маріуполі, Одесі: 2) сірчистий ангідрид – у Дніпродзержинську, Комунарську, Кривому Розі, Одесі; 3) діоксид азоту – у Дніпродзержинську, Дніпропетровську, Донецьку, Запоріжжі, Києві, Комунарську, Кривому Розі, Одесі, Маріуполі, Черкасах; 4) аміак – у Дніпродзержинську, Донецьку, Києві, Комунарську, Кривому Розі, Маріуполі, Черкасах; 5) феноли – в Одесі, Макіївці, Донецьку, Запоріжжі, Горлівці; 6) формальдегід – у Дніпродзержинську, Дніпропетровську, Запоріжжі, Кривому Розі, Маріуполі, Одесі; 7) бенз(а)пірен – у Дніпродзержинську, Дніпропетровську, Донецьку, Запоріжжі, Києві, Комунарську, Кривому Розі, Маріуполі, Ялті.

Середньорічні концентрації важких металів в основному не перевищували норм, за винятком Донецька, де концентрації міді складали 3,6 ГПК, свинцю 2,7 ГПК, та Костянтинівки, де вміст свинцю складав 2 ГПК. Максимальні концентрації досягли: міді – 12,6 ГПК у Донецьку, 3,9 ГПК в Одесі, 2,3 ГПК у Вінниці, 2 ГПК у Запоріжжі; свинцю – 14,5 ГПК у Донецьку, 13,3 у Києві, 4,5 у Костянтинівці, 3,3 у Комунарську, 2,7 у Житомирі, 1,2 в Донецьку; марганцю – 4,9 у Запоріжжі, 3Б6 у Комунарську, 1,6 ГПК в Сумах.

Порівняно з попереднім роком у 1991 р. Збільшилися рівні забруднення за такими показниками: пил – у Горлівці, Дзержинську, Маріуполі, Чернівцях – в 1,8 – 1,5 разу; діоксид азоту – в Рубіжному  - в 2,7 рази, в Кривому Розі, Дзержинську, Горлівці – в 1,5 – 1,3 рази; фенол – у Слов’янську, Києві, Краматорську, Кривому Розі, Дзержинську, Лисичанську, Горлівці – в 1,8 – 1,1 рази; формальдегід – у Запоріжжі в 2,8, Луганську, Кіровограді, Маріуполі, Черкасах – в 1,4 разу.

При цьому спостерігалося незначне зниження забруднення у Дніпродзержинську, Красноперекопську, Севастополі, Сімферополі – пилом, Одесі – діоксидом азоту, Запоріжжі, Сєверодонецьку – фенолом, Донецьку, Лісичанську, Рубіжному – формальдегідом.

Головними причинами повільного зменшення викидів і рівнів забруднення є використання технологій, велика кількість яких не відповідає сучасним екологічним вимогам, значний обсяг морально застарілого і фізично зношеного обладнання, невиконання в зазначені терміни заходів щодо зниження викидів у атмосферу, низький рівень експлуатації пилогазоочисних споруд.

Терміни експлуатації технічного обладнання, передовсім у чорній та кольоровій металургії, хімічній та вугільній промисловості, виробництві будівельних матеріалів та енергетиці, значно перевищують встановлені нормативи, що є наслідком повільного впровадження нових мало- та безвідходних технологій.

Нині 45% основних виробничих фондів металургійних підприємств працюють із закінченим терміном експлуатації. Так, понад 50% коксових батарей перебувають в експлуатації більше 20 років, у тому числі 15% - більш як 35 років, близько 95% доменних печей вичерпали амортизаційні терміни. Більша частина аглофабрик в Україні експлуатуються понад 30 років, у тому числі Макіївського металургійного заводу – 55 років, Єнакієвського – 50 років. Аглофабрика Дніпровського металургійного комбінату, яку у 1991 р. Виведено з експлуатації, проіснувала 45 років.

Технологічне обладнання Дніпровського алюмінієвого заводу, Дмитріївської та Байдаківської збагачувальних фабрик, теплоелектроцентралі в м. Олександрії Кіровоградської області було виготовлено в 30-ті – 40-ві роки і працює донині.

Аналогічна ситуація і на підприємствах з виготовлення цементу. Сушильні барабани цеху помелу Дніпродзержинського заводу перебувають в експлуатації з 1944 р., цементні млини Новокриворізького цементно-гірничого комбінату – з 1954 р., Краматорського цементно-шиферного комбінату – з 1955 р., Миколаївського цементно0гірничого комбінату – з 1956 р.

У проектах на будівництво нових та реконструкцію діючих виробництв закладаються існуючі нині в основному застарілі технологічні рішення. Так, передпроектні матеріали реконструкції комбінату «Запоріжсталь» та Дніпровського металургійного комбінату розроблені з використанням застарілої технології зі збереженням існуючого металургійного циклу, але ж ці підприємства після проведення реконструкції працюватимуть у ХХІ ст.

Уже накопичено багато фактів про можливий несприятливий вплив атмосферних забруднень на здоров’я населення. Саме вони стали причиною посилення уваги до санітарної охорони атмосферного повітря і дозволили виділити медичний аспект як визначальний у складній та багатогранній проблемі.

Найдетальніші дані про вплив на здоров’я населення є нині стосовно таких поширених забруднювачів, як завислі речовини та діоксид сірки.

Першими сигналами можливої негативної дії атмосферних забруднень на здоров’я населення були так звані токсичні тумани – випадки гострого впливу атмосферних забруднень, концентрація яких зростала за несприятливих метеорологічних умов. Перший такий випадок, у долині річки Маас у Бельгії у 1930 р., розглядався спочатку як епізод. Але тепер вже подібні токсичні тумани спостерігають у різних країнах різних континентів.

Як стало відомо пізніше, причиною токсичної дії в період туманів була здатність сірчистого газу в присутності завислих речовин проникати глибоко в легені, створюючи високі місцеві концентрації. Сірчистий газ добре розчиняється у воді, і, потрапляючи у верхні дихальні шляхи, не досягає альвеол. Наявність завислих частинок у повітрі змінює умови. На них сорбується волога повітря, в якій розчиняється сірчистий газ. Частинки з присутнім на них сірчистим газом проникають глибоко в легені, досягаючи альвеол, де і відбувається виділення сірчистого газу. Таким чином, завислі речовини відіграють роль вектора, провідника, змінюючи місце застосування дії сірчистого газу. В альвеолах створюється висока місцева концентрація останнього, що і призводить до токсичного ефекту.

З’явившись як гіпотеза, ця теорія взаємодії газ-аерозоль-організм була перевірена в експериментальних умовах і одержала підтвердження (А. Göetz, 1961; A. Amdur, 1961). Її можна поширити на всі газоподібні та пароподібні забруднювачі, які відрізняються доброю розчинністю у воді і тому затримуються у верхніх дихальних шляхах.

Токсичні тумани стали першим сигналом того, що рівні забруднення повітря у містах можуть досягати такої межі, перевищення якої може справляти шкідливий вплив на здоров’я населення.

Друга група чинників, які спонукали підвищити увагу до проблеми забруднення атмосферного повітря, пов’язана з хронічними неспецифічними захворюваннями. Як відомо, в останнє десятиріччя у багатьох країнах світу, особливо промислово розвинутих, відзначено зміни в структурі захворюваності населення, а саме, фіксується ріст хронічних неспецифічних захворювань. Серед останніх суттєвого значення набуває атеросклероз і пов’язані з ним коронарні та дегенеративні захворювання серця, а також рак легенів, хронічний бронхіт та емфізема, бронхіальна астма та ін. При цьому привертають до себе увагу не тільки зміни в структурі захворюваності, але й ріст смертності від них.

Разом з тим досі залишається неясним вплив інших типів забруднення атмосферного повітря на здоров’я населення та їх зв’язок зі зміною структури захворюваності населення. Це питання вимагає невідкладного вирішення, якщо врахувати темпи урбанізації та постійно зростаючу чисельність міського населення.

Природно, що накопичені факти про несприятливий вплив атмосферних забруднень на людину дуже гостро ставлять питання про прийняття термінових заходів щодо боротьби із забрудненням атмосфери та оздоровлення повітряного басейну. У низці країн з’явилися національні програми боротьби із забрудненням атмосферного повітря за участю різних фахівців. У деяких країнах прийняті відповідні закони. Розширилося міжнародне співробітництво з різних аспектів проблеми на основі двосторонніх угод, у рамках міжурядових та міжнародних організацій.

Одним із основних напрямків зменшення викидів і забезпечення високої якості атмосферного повітря є встановлення та контроль за додержанням нормативів гранично припустимих викидів (ГПВ) та виконанням заходів щодо їх досягнення. Нині нормативи ГПВ забруднювачів встановлені для підприємств з об’ємом викидів понад 99% від загальних викидів по країні. У складі проектів нормативів ГПВ обов’язково розроблюються та затверджуються такі конкретні щодо зниження викидів в атмосферу заходи: 1) оснащення джерел викидів шкідливих речовин пилогазоочисними установками; 2) заміна або реконструкція морально та фізично застарілих пилогазоочисних установок; 3) виведення з експлуатації старих, екологічно неблагополучних виробництв; 4) впровадження мало- та безвідходних технологічних процесів та ін.

Досягнута ефективність складає 40 – 50% від запланованої. Це пояснюється тим, що на підприємствах України щорічно не забезпечувалося виконання великої кількості заходів, передовсім через відсутність фінансування та недостатність потужностей підрядних будівельних організацій.

Так, у місті Маріуполі, де склалася вкрай напружена екологічна обстановка, на 2-х найбільших в Україні металургійних комбінатах через відсутність фінансування та лімітів підрядних робіт не виконано заходів загальною ефективністю зменшення викидів забруднюючих речовин більш як на 150 тис. т.

Протягом багатьох років здійснювали заходи, що не потребували великих асигнувань, але й ефективність від їх запровадження була невисокою, за винятком заходів, які передбачали заміну твердого палива і мазуту на природний газ, що дозволяло значно зменшувати викиди шкідливих речовин в атмосферне повітря.

Найнижчий показник виконання природоохоронних заходів відзначається на підприємствах металургії – 35%, хімічної та з виробництва мінеральних добрив – 47%, вугільної промисловості – 59%.

Серед значних невиконаних заходів варто назвати такі: 1) знешкодження аглогазів зони спікання агломашин на Маріупольському комбінаті «Азовсталь», ефективність 78 тис. 600 т; 2) гасіння породних відвалів на шахтах ВО «Донецьквугілля», заплановане скорочення викидів 22 тис. т.; 3) заміна вагранок на індукційні печі на Макіївському труболиварному заводі, ефективність 13,7 тис. т; 4) установка безполум’яного допалювання оксиду вуглецю на Солов’янському ВО «Хімпром», ефективність 9,7 тис. т.

Одним із показників стану природоохоронної роботи на підприємствах є відношення кількості вловлюваних шкідливих речовин до загальної, що відходить від джерел викидів. Цей показник уловлювання збільшився незначно, а за окремими інгредієнтами в деяких галузях навіть зменшився.

На підприємствах України вловлюються та утилізуються в основному тверді забруднювачі, газоподібні – лише в незначній кількості. Це пояснюється, зокрема, відсутністю технічних рішень з проблем уловлювання деяких газоподібних речовин.

Низький показник уловлювання зумовлений також тим, що хоча на підприємствах України щорічно встановлюються значні потужності очисних споруд, рівень експлуатації наявного пилогазоочисного устаткування залишається досить низьким.

Найбільш незадовільно експлуатувалися пилогазоочисні установки на підприємствах Миколаївської (47%), Полтавської (27%), Одеської (25%), Харківської та Чернівецької (23%) областей і міста Києва (31%).

На багатьох підприємствах країни не поліпшується експлуатація пилогазоочисних установок протягом декількох років, а на деяких підприємствах навіть збільшився відсоток несправних установок і таких, що працюють неефективно.

Радикальним заходом боротьби із забрудненням атмосферного повітря є створення замкнутих технологічних процесів, за яких відсутній викид в атмосферу хвостових газів на кінцевих стадіях виробничих процесів або газів, які утворюються на проміжних стадіях виробництва (абгазів) і виводяться через спеціальні абгазові лінії.

Але на сучасному рівні науково-технічного прогресу в галузі охорони атмосферного повітря немає прикладів створення технічних процесів, які діють за принципом повністю замкнутих систем. В останнє десятиріччя спостерігається тенденція до впровадження часткової рециркуляції, тобто повторного використання газів. Так, для гальмування процесу утворення оксидів азоту під час спалювання палива (на ТЕЦ та у двигунах внутрішнього згорання) пропонується часткова рециркуляція газів, які виходять.

Більш перспективним є принцип комплексного використання природної сировини за типом створення виробництва з безвідходною технологією. Добрим прикладом впровадження такого принципу в практику є процес газифікації високосірчистого рідкого палива (мазуту) з отриманням газу, який використовують для енергетичних цілей, та сірки, а також інших супутніх продуктів, які виділяються під час технологічного процесу, для різних потреб народного господарства. У цій схемі хвостові гази та абгази являють собою цінну сировину, яку використовують у промисловому виробництві. Таким чином, організація промислового виробництва за принципами безвідходної технології відповідає раціональному використанню природних ресурсів і є найефективнішою з точки зору санітарної охорони атмосферного повітря. Але такий принцип організації промислового виробництва не може бути досягнутий у всіх галузях народного господарства, а відтак мають значення заходи хоча і не радикального характеру, але такі, що забезпечують збереження припустимих санітарних умов життя та відсутність несприятливих наслідків для здоров’я населення у районах розташування промислових підприємств. Можна назвати такі 4 групи заходів, кожна з яких має свої переваги і недоліки: 1) технологічні, 2) планувальні, 3) санітарно-технічні, 4) заходи, пов’язані з будівництвом високих труб.

Слід підкреслити, що в практичній діяльності найбільшої ефективності у санітарній охороні атмосферного повітря досягають поєднуючи заходи, віднесені до усіх 4 груп.

Технологічні заходи треба розглядати як основні, оскільки лише вони дозволяють знизити або виключити викид шкідливих речовин в атмосферу на місці їх створення. На здійснення цих заходів мають бути спрямовані зусилля фахівців у галузі створення та раціоналізації технологічних процесів. Під час розробки і гігієнічної оцінки ефективності оздоровчих заходів у сфері санітарної охорони атмосферного повітря увага санітарної служби повинна бути звернута насамперед на цю групу заходів.

Крім створення нових технологічних схем, більш прогресивних з точки зору зменшення забруднення навколишнього середовища, до групи технологічних можна віднести такі заходи.

Заміна шкідливих речовин у виробництві на нешкідливі або менш шкідливі. Прикладами таких заходів може служити переведення котельних зі спалювання твердого палива і мазуту на газ, заміна бензину в двигунах внутрішнього згорання на спирт, водень тощо. Є приклади заборони виробництва особливо шкідливих в гігієнічному плані продуктів. До їх число належать β-нафтиламін, дихдлорбензидин та ін. Завдяки такій забороні повністю ліквідовано шкідливі викиди цих речовин в атмосферу.

Очистка сировини від шкідливих домішок. Зокрема, велике гігієнічне значення має попереднє виділення сірки з палива. Найвагоміших результатів щодо цього досягнуто з очистки від сірки газів, які спалюють (природного, коксового, водяного, нафтового та ін.).

Знайшло технічне вирішення вилучення сірки з нафти методом гідрогенізації, який дозволяє отримати маслосірчисті мазути із вмістом сірки до 0,5-1%. Що стосується вилучення сірки з твердого палива, то це питання поки що обмежується таким заходом, як вилучення сірчистого колчедану методом сепарації, що лише дещо знижує викид сірчистого газу.

Заміна сухих способів переробки пилових матеріалів на нові. Ефективність такого заходу може бути показана на прикладі переведення млинів сухого помелу в цементній промисловості на мокрий помел, внаслідок чого ліквідується викид пилу в атмосферу на цій стадії технологічного процесу. До заходів цієї підгрупи треба віднести і ті, що спрямовані на запобігання мокрим способом виділенню пилу або самозапалення відвалів пустих порід, відкритих складів пилової сировини.

Заміна відкритого полум’яного нагрівання на електричне. Окрім ліквідації продуктів згорання палива цей захід знижує забруднення атмосферного повітря за рахунок підтримання оптимальних (з точки зору вилучення шкідливих речовин) режимів температури нагрівання шляхом точного регулювання останньої. Так, на одному із заводів алюмінієвих сплавів перейшли на плавку брухту в електричних індукційних печах замість шахтних печей, що дало змогу суттєво оздоровити повітряний басейн у районі розташування заводу.

Герметизація процесів використання гідро- та пневмотранспорту під час транспортування пилових матеріалів. Досвід побудованих в останні роки асфальтобетонних заводів, які використовують пневмопередачу пилових матеріалів, показав високу ефективність цього заходу.

Заміна переривчастих процесів на безперервні. Безперервність технологічного процесу, як правило, виключає залпові викиди забруднень, що дуже характерно для переривчастих процесів. Як відомо, періоди розпалювання топок, початок обробки сировини завжди характеризуються найбільшим викидом через нестійкість технологічного режиму в цей період. Є багато прикладів, коли заміна переривчастих методів на безперервні сприяла оздоровленню повітряного басейну.

Перераховані вище технологічні заходи, безумовно, не охоплюють усіх можливих прийомів раціоналізації технології з точки зору зменшення шкідливих викидів у атмосферу. Але все ж вони свідчать про необхідність тісного співробітництва санітарних лікарів і технологів, націлення зусиль останніх на використання технологічних заходів у санітарній охороні атмосферного повітря.

До групи планувальних заходів належить комплекс прийомів, які включають зонування території міста, боротьбу з природною запиленістю, організацію санітарно-захисних зон, планування житлових районів, озеленення населених місць. Планувальні заходи базуються на основних закономірностях поширення викидів в атмосфері.

Вибираючи майданчики для будівництва підприємств, треба враховувати аерокліматичну характеристику та рельєф місцевості, умови туманоутворення та розсіювання в атмосфері промислових викидів. При цьому необхідно знати кількісний та якісний склад промислових викидів. Для попереднього розрахунку висоти труби, оцінки рельєфу місцевості та метеорологічних умов у даному районі доцільно проводити моделювання, що дозволяє найбільш сприятливо розташувати підприємство та цілий промисловий комплекс у конкретних умовах. Особливо важливим є моделювання у разі визначення умов розташування великих промислових комплексів. Під час проведення згаданих розрахунків необхідно враховувати вплив уже існуючих джерел викидів та створюваного ними тла забруднення.

Вирішуючи питання зонування територій, великого значення слід надавати переважаючому напрямку вітрів на рельєфу місцевості. Як правило, промислові зони розташовують з підвітряного відносно житлових районів боку. Треба враховувати не тільки середньорічну «розу вітрів», а й сезонні, а також вітри окремих румбів. Територію під промислову зону вибирають з урахуванням сезонних навантажень промислових підприємств, які мають там розташовувати, частоти «небезпечних» швидкостей вітрів окремих румбів та ін.

Варто також врахувати, що, з одного боку, взимку частіше виникає несприятлива метеорологічна ситуація для розсіювання промислових викидів, а з іншого, влітку населення більше часу проводить на відкритому повітрі.

Що стосується боротьби з природною запиленістю, то цей захід пов’язаний із загальним благоустроєм міста, включаючи асфальтування або використання іншого покриття вулиць, озеленення, очистку міста від твердих викидів.

Складаючи генеральні плани промислових підприємств, які є джерелами виділення в навколишнє середовище шкідливих і смердючих речовин, ці підприємства слід відділяти від житлової забудови санітарно-захисними зонами.

Розмір санітарно-захисної зони визначають безпосередньо від джерел забруднення атмосферного повітря до межі житлової забудови. Джерелами забруднення повітря є: організовані (зосереджені) викиди через труби і шахти; розосереджені – через ліхтарі промислових споруд; неорганізовані – відкриті склади та відвали, місця завантаження, майданчики для збереження промислових відходів.

В Україні для підприємств, що є джерелами забруднення атмосфери промисловими викидами (залежно від потужності, умов здійснення технологічного процесу, кількісного та якісного складу шкідливих речовин, які виділяються в навколишнє середовище), встановлені такі розміри санітарно-захисних зон відповідно до класу шкідливості підприємств:

для підприємств І класу 1000 м
для підприємств ІІ класу 500 м
для підприємств ІІІ класу 300 м
для підприємств IV класу 100 м
для підприємств V класу 50 м

Передумовами для збільшення розміру санітарно-захисної зони є недостатня ефективність передбачених методів очистки викидів в атмосферу або відсутність таких методів, розташування житлової забудови з підвітряного боку відносно підприємства у зоні можливого забруднення атмосфери, несприятливі місцеві кліматометеорологічні умови (часті постійні тумани, інверсії), будівництво нових виробництв, недостатньо вивчених з точки зору шкідливих промислових викидів в атмосферу.

Санітарно-захисні зони повинні бути озеленені. Тільки за наявності у полосі санітарних розривів зелених насаджень санітарно-захисні зони повною мірою можуть виконувати роль захисних бар’єрів від промислових викидів і відповідати своєму призначенню.

Пило-газозахисна роль зелених насаджень встановлена багатьма вітчизняними дослідженнями. Наявність їх дозволяє у 2-3 рази знизити рівні концентрації шкідливих речовин у атмосферному повітрі, оскільки зелені насадження здатні сорбувати як пилові забруднення, так і деякі гази. Відомо, наприклад, що зелені рослини вловлюють з атмосферного повітря газ і накопичують його у своїх тканинах у вигляді сульфатів. Підвищений вміст сульфатів у рослинах може виявлятися на значній відстані від промислових підприємств.

Незважаючи на приблизно однакові підходи до класифікації промислових підприємств за ступенем шкідливості, для деяких галузей промисловості існують суттєві розбіжності щодо розміру санітарно-захисних зон.

Для боротьби із забрудненнями атмосферного повітря житлових кварталів вихлопними газами автотранспорту все більшу роль відіграють містобудівні чинники, а саме характер планування та забудови магістральних вулиць.

Відомо про екрануючу функцію споруд, у зв’язку з чим набуває розвитку зонування забудови кварталів, які межують із магістральними вулицями. Прилеглу до магістралі зону рекомендується забудовувати спорудами комунально-побутового призначення, наступну – малоповерхневою забудовою, третю – забудовою підвищеної поверховості, а четверту – дитячими та лікувальними закладами, тобто забудовою з підвищеними вимогами до якості повітря. Треба підкреслити, що максимальну концентрацію вихлопних газів, як правило, визначають на відстані 3-4 висот екрану при зниженні концентрацій оксиду вуглецю на 70-90% порівняно з рівнями на межі проїзної частини.

Для боротьби із забрудненням повітря житлових кварталів вихлопними газами автотранспорту має значення тип забудови. Так, торцева забудова практично не впливає на зниження концентрацій газів, а замкнуті способи забудови доцільно застосовувати лише у містах, де переважають сильні вітри (зі швидкістю понад 5 м/с).

Велике значення для зниження забруднення повітря населених міст мають зелені насадження всередині кварталів, а також озеленення магістральних вулиць. Ефект зниження концентрацій вихлопних газів завдяки зеленим насадженням залежить від характеру посадок, рядності дерев та кущів, пори року.

Група санітарно-технічних заходів стосується спеціальних дій щодо захисту повітряного басейну за допомогою очисних споруд.

Для очистки промислових викидів використовують різні конструкції очисних споруд, які відрізняються як за принципом роботи, так і за здатністю затримувати пил та гази.

Очисні споруди для вловлювання  пилу умовно можна розділити на 4 види відповідно до принципу їх роботи: сухі механічні пиловловлювачі, апарати фільтрації, електростатичні фільтри, апарати мокрої очистки.

Найбільшого поширення набули циклонні пиловловлювачі. Це апарати, що працюють за принципом центробіжного пиловилучення. Ефективність таких пиловловлювачів пропорційна розміру частинок, їх класу і обернено пропорційна розміру частинок, їх класу і обернено пропорційна величині нахилу. У зв’язку з цим під час вилучення великодисперсного пилу їх ефективність може досягти 85-90%, але вона суттєво нижча для дрібнодисперсного пилу.

На складні за своїм конструктивним оформленням батарейні циклони (мультициклони), які дозволяють очищати великі обсяги газів. Основним напрямком у розробці циклонних апаратів є зниження їх гідравлічного опору за рахунок поліпшення аеродинамічних характеристик шляхом установлення спеціальних пристроїв. Значний інтерес становлять циклони з рециркуляцією потоку для вилучення великих концентрацій пилу – до 30 г/м3. Циклонні апарати застосовують як самостійні споруди, а також у комбінації з іншим газоочисним обладнанням для вилучення з повітря значних мас пилу.

Слід зауважити, що боротьба із забрудненнями атмосферного повітря населених місць буде ефективною лише за умови розумного поєднання заходів усіх 4 названих вище груп. Нині накопичується все більше фактів, які свідчать про меншу вартість здійснення оздоровчих заходів порівняно зі шкодою, якої завдає забруднення атмосферного повітря.

Подальший розвиток теплоенергетики нашої країни здійснюватиметься шляхом збільшення числа великих станцій та підвищення коефіцієнта корисної дії діючих станцій.

Коефіцієнт використання пального на великих теплоелектростанціях в умовах комплексного вироблення електричної та теплової енергії найвищий і досягає 70%.

Але не можна не враховувати, що значне місце у виробленні теплової енергії у містах усе іще займають промислові й комунальні опалювальні котельні та інші нагрівальні пристрої побутового призначення, ефективність яких значно менша.

Характер забруднення атмосферного повітря продуктами згорання мінерального палива визначається такими основними чинниками: видом палива, умовами його згорання у різних пристроях, наявністю очисних споруд, умовами викиду (висота труб, шкідливість димових газів та їх температура). Суттєве значення має віддаленість населених пунктів від великих ГРЕС та ТЕЦ, особливості метеорологічних умов та рельєфу.

Однією з основних характеристик пального є теплотворна здатність, виражена в кілокалоріях. Постійний аналіз складу пального передбачає визначення відсоткового складу вуглецю, водню, сірки, кисню, азоту, а також зв’язаного вуглецю, летких речовин, води та золи.

Основним видом твердого палива є вугілля. У процесі згорання (швидкого окислення) твердого палива його енергетичні складники – вуглець та водень – вступають у сполуку з киснем повітря. Процес відбувається з виділенням тепла. У цій взаємодії бере участь, також з виділенням тепла, горюча сірка (органічна – Sор та колчедана, сульфідна – Sк). Частина всієї Sк представлена сульфідами заліза (пірит або маткідит), диспергованими у масі вугілля. У складі твердого пального є також негорюча сульфітна сірка, представлена сульфатами калію, основних металів, магнію, заліза, що входять безпосередньо в мінеральну структуру. Вміст сірки у твердому пальному залежить від його родовища.

Зольність та вологість вугілля, так званий зовнішній баласт, є шкідливими домішками, які знижують його теплотворну здатність. Велика зольність призводить до засмічування паливних пристроїв та зниження ефективності процесу горіння вугілля через недостатню кількість повітря. Наслідком цього є різке збільшення кількості шкідливих домішок у газах, що відходять. Загальна зольність вугілля складається з двох частин: внутрішньої, що утворюється в період пластоутворення вугілля, та зовнішньої – домішок породи під час добування.

Найгіршим за енергетичними показниками та з гігієнічних міркувань є «молоде», так зване буре вугілля, що характеризується високою вологістю, у низці випадків значною зольністю та вмісністю при низькій теплотворній здатності. Вугілля Донецького басейну має значно кращі якості. Важливою характеристикою палива є так званий вихід летких речовин, які являють собою газоподібні продукти розпаду палива, нагрітого до високих температур (до 830°С) без доступу повітря. Високий вміст летких речовин у вугіллі збільшує кількість смоли та сажі, які надходять в атмосферу. Для зменшення виділення летких речовин у деяких типах апаратів використовують здатність вугілля різних марок, передовсім жирного та напівжирного, до спікання.

Ріст споживання нафтопродуктів в енергетиці пояснюється відносною простотою спалювання рідкого палива, його високою теплотворною здатністю, а також потребою народного господарства в кінцевих продуктах переробки нафти.

До складу золового залишку входять хлористі сполуки натрію та магнію, оксиду заліза, ванадію, нікелю, кальцію та ін. Із названих сполук під час спалювання на потужних ГРЕС великих кількостей мазуту (приблизно декілька сотень тон за 1 годину) суттєвого санітарно-гігієнічного значення набувають періодичні викиди високотоксичних оксидів ванадію, які накопичуються у золових відкладах.

Основним забруднювачем атмосферного повітря під час спалювання високосірчистого мазуту є сірчистий газ (SО2). Вміст SO2, частково перетвореного на SO3, прямо пропорційний кількості сірки, яка міститься в паливі. Кількість утвореного в процесі горіння SO3 зменшується зі зниженням надлишку повітря порівняно з теоретично необхідним для повного згорання рідкого палива і особливо різко падає, коли надлишок становить 5%.

Для зменшення ступеня забруднення атмосферного повітря оксидами сірки у районі розташування великих ГРЕС, також з метою досягнення їх максимальної потужності має бути передбачена гарантована подача мазуту з дещо меншим вмістом сірки (2,2-2,5%). Цього можна досягнути шляхом будівництва поблизу ГРЕС нафтопереробного комплексу, на якому вироблюваний мазут матиме значну сірчистість, і ширшого застосування для переробки нафти з меншим вмістом сірки.

Використання як палива мазутів з меншим вмістом сірки (до 0,5 – 1,5%), так званих малосірчистих, не набуло значного поширення через їх дефіцитність. Їх застосовують лише в окремих випадках, наприклад, в курортних містах за відсутності природного газу тощо.

Другим після оксидів сірки за кількістю викидів, але більш токсичним компонентом димових газів потужних паливних установок, які працюють на мазуті, є оксиди азоту, які надходять в атмосферу внаслідок діяльності людини, викидають електростанції та опалювальні установки.

В умовах бурхливого розвитку газовидобувної промисловості важливе місце в теплоенергетиці (дещо менше в електроенергетиці) займає природний газ. Перевагами цього виду палива є висока економічна та промислова ефективність його застосування, а також те, що під час його спалювання за нормального перебігу процесу горіння надходження в атмосферу шкідливих речовин є мінімальним.

Основними забруднювачами атмосферного повітря під час роботи котлоагрегатів на природному газі є оксиди азоту.

Наукові дослідження, проведені в останні роки, були спрямовані на те, щоб за рахунок конструктивних та режимних змін у котлоагрегатах досягти стабільного зниження вмісту окислів азоту у викидах ГРЕС та ТЕЦ, які працюють на природному газі, до 0,1 г/м3.

Нині увагу фахівців привертає до себе гігієнічна оцінка забруднення атмосферного повітря вихлопними газами автотранспорту.

У багатьох країнах світу спостерігається швидкий ріст кількості автомобільного транспорту та концентрація його у містах. Це є  причиною того, що забруднення атмосферного повітря вихлопними газами автотранспорту зараз розглядають як одну з найгостріших економічних проблем.

Забруднення атмосферного повітря деяких міст у країнах розвинутого автомобілізму досягло досить високих рівнів, що призводить до негативних соціальних наслідків.

Відзначається тенденція до збільшення кількості автотранспорту і в містах нашої країни. Ріст числа автомашин та їх пробіг супроводжуються збільшенням споживання моторного пального, що приведе, якщо не вжити необхідних заходів, до збільшення кількості вихлопних газів, забруднення атмосферного повітря міст та інших населених пунктів.

Вихлопні гази автотранспору містять велику кількість (понад 200) різних хімічних сполук – продуктів повного і неповного згорання палива. Серед цих сполук особливий інтерес з гігієнічної точки зору, становлять: оксиди вуглецю, азоту, вуглеводні, альдегіди, сажа, аерозоль свиню (останній – у разі використання етильованого бензину). До цього треба додати забруднення повітря вуглеводнями за рахунок бензинових двигунів. Ситуація ускладнюється тим, що вихлопні гази автотранспорту надходять у приземний шар атмосфери, що ускладнює їх розсіювання. Наявність вузьких вулиць та високих будівель, які є перешкодою для розсіювання, також сприяє накопичуванню шкідливих речовин вихлопних газів автотранспорту у міському повітрі в зоні дихання пішоходів. Накопичуючись у приземному шарі атмосфери, деякі компоненти вихлопних газів беруть участь у фотохімічних реакціях і є вихідними продуктами для утворення нових сполук, багато з яких є ще шкідливішими для здоров’я людини. Деякі з них потребують гігієнічної оцінки.

Скачати файл у форматі .doc

X

Вхід

Завантажую...