Основными загрязнениями, поступающими в атмосферу, являются различные пыли и газы.

     Очистка от пыли. Имеется много конструкций пылеулавливающих устройств, их классификация основана на принципиальных особенностях процесса отделения твердых частиц от газовой фазы, это:

- оборудование для улавливания пыли сухим способом, к которому относятся циклоны, пылеосадительные камеры, вихревые циклоны, жалюзийные и ротационные пылеуловители, фильтры и электрофильтры;

- оборудование для улавливания пыли мокрым способом: скрубберы Вентури, форсуночные скрубберы, пенные аппараты и др.

     Устройства для механической очистки – в них пыль оседает под собственной силой тяжести или вследствие изменения направления движения или от проявления центробежной силы.

     Устройства для мокрой очистки – происходит орошение очищаемого газа жидкостью или пропусканием его через слой жидкости.

     В фильтрах газ пропускается через различные пористые материалы, задерживающие пыль. А в электрофильтрах пыль отделяется вследствие воздействия электрического поля.

Очистка от примесей газов. Способы очистки выбросов от газообразных и парообразных примесей можно разделить на три основные группы: абсорбция жидкостями, адсорбция твердыми поглотителями и каталитическая очистка.

     Абсорбция жидкостями – это поглощение газов или паров жидкими поглотителями, называемыми абсорбентами. Процесс абсорбции является избирательным и обратимым. Чаще всего в качестве абсорбентов используют воду, аммиачную воду, растворы едких и карбонатных щелочей, этаноламины, манганаты калия, суспензии оксидов марганца и др. вещества. Абсорберы различают поверхностные, насадочные и барботажные.

Адсорбция твердыми поглотителями основана на избирательном извлечении вредных компонентов из газа посредством адсорбентов – твердых материалов, имеющих большую удельную поверхность. Чаще всего, в качестве адсорбентов применяют активированные угли, силикагель и синтетические цеолиты (алюмосиликаты). Адсорбцию проводят в адсорберах непрерывного и периодического действия.

Каталитическая очистка газа основана на каталитических реакциях, в результате которых находящиеся в газах вредные примеси превращаются в другие соединения, либо безвредные или менее вредные, либо легко удаляемые из газа. Это наиболее перспективный метод очистки газов, но установки каталитической очистки громоздки, сложны, эффективные катализаторы дороги.

Рис. 13. Основные методы очистки атмосферы

          Охрана атмосферы. Для законодательного обеспечения охраны атмосферы был принят Федеральный закон от 4 мая 1999 г. N 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха».

     Одним из наиболее важных мероприятий является нормирование вредных примесей в атмосфере, т. е. каждое вещество имеет своё значение ПДК, и за ее уровнем следят при помощи различных систем мониторинга. Нормирование примесей в атмосферном воздухе ведется по концентрации, т.е. по количеству вещества в единице объема воздуха при нормальных условиях (обычно в мг/м³).

     Для предупреждения загрязнения воздушного бассейна в РФ в законодательном порядке установлены предельно допустимые нормы вредных веществ в атмосфере.

     Предельно-допустимая концентрация (ПДК) – это такая концентрация загрязнителя в атмосферном воздухе, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не вызывает патологических изменений или заболеваний.

     Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воздух устанавливаются два норматива: максимально разовая ПДК и среднесуточная ПДК.

     Среднесуточная ПДК – ПДК, которая устанавливается с целью предупреждения общетоксического, канцерогенного и мутагенного влияния вещества на организм человека.

     Максимально разовая ПДК – ПДК, которая устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, изменение биоэлектрической активности головного мозга, световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном воздействии атмосферных загрязнений (до 20 мин).     Максимально-разовая ПДК является основной характеристикой опасности вредного вещества. Наибольшая концентрация каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы С не должна превышать максимально разовой ПДК: С≤ПДК_max.

     Рабочая зона – зона, высотой 2 м над тем местом, где работает человек.

     Для оценки загрязнения воздуха на территориях курортов, мест массового отдыха населения используется 0,8 ПДК атмосферных загрязнений.

     С целью защиты зон, на которых расположены жилые массивы, и селитебных территорий от воздействия загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу вместе с промышленными выбросами, требуется отделять предприятия свободными территориями – санитарно-защитными зонами (СЗЗ).      

     СЗЗ – территории определенной протяженности и ширины, располагающиеся между предприятиями и источниками загрязнения и границами зон жилой застройки. Протяженность СЗЗ устанавливается таким образом, чтобы содержание вредных примесей в атмосферном воздухе снижалось путем рассеивания до безопасных уровней на границе СЗЗ.

     Каждому предприятию в соответствии со степенью его опасности присваивается определенный класс, и в зависимости от класса устанавливается нормативная ширина СЗЗ. Минимальные протяженности СЗЗ для предприятий I класса составляют 1000 м, II класса – 500 м, III класса – 300 м, IV класса – 100 м, V класса – 50 м.

     В атмосферном воздухе, как правило, находится несколько загрязнителей, которые могут обладать однонаправленным действием. Например, при наличии в воздухе соединений азота и углеводородов, под воздействием солнечного света могут образовываться фотооксиданты, токсичность которых в несколько раз выше, чем у исходных компонентов.

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием (суммацией), их безразмерная суммарная концентрация должна удовлетворять условию:        

     C 1/ ПДК1+С2/ПДК2+…+Cn/ПДКn

где С1,Сn – фактические концентрации вредных веществ в воздухе в одной и той же точке местности, мг/м³; ПДК1, ПДКn – максимально-разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе атмосферы, мг/м³.

     Эффектом однонаправленного действия обладают следующие вещества: диоксид серы и диоксид азота; диоксид серы и сероводород и др.

     Наряду с ПДК для каждого источника выбросов в атмосферу устанавливается предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ, исходя из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника и совокупности источников населенного пункта, с учетом развития промышленных предприятий, не создадут концентрацию, превышающую ПДК для населения, растительного и животного мира.

     При установлении ПДВ для какого-либо источника загрязнений необходимо учитывать фоновую концентрацию от остальных источников загрязнения, действующих в данной местности. ПДВ измеряется в г/с.

ЭКОЛОГИЯ ГИДРОСФЕРЫ