3.2. Охорона атмосферного повітря

Основним джерелом забруднення атмосферного повітря є промислові підприємства, теплові електростанції, автотранспорт, авіатранспорт та сільськогосподарське виробництво. Кожного року в атмосферу планети викидається 200 млн. тон оксиду вуглецю, 150 млн. тон оксиду сірки, більше 500 млн. тон оксидів азоту, більш 500 млн. тон різноманітних вуглеводородів, більш 250 млн. тон мілкодисперсних аерозолів (пилу) та багато інших речовин.

Із галузей промисловості найбільшою забруднюючою спроможністю володіє чорна металургія. Підприємства чорної металургії викидають в атмосферу пил, сполуки марганцю, миш’яку, фосфору, сурми, свинцю та інших металів. Особливістю викидів кольорової металургії є токсичні пилевидні речовини (сполуки свинцю, миш’яку та інші) та сполуки фтору. В вугільній промисловості джерелами забруднення атмосфери є горіння териконніків, при якому утворюються оксиди вуглецю і сірчаний газ. Повітряні викиди нафтопереробної промисловості вмістять вуглець, стирол, толуол, ацетон та інші. Склад викидів хімічної промисловості різноманітний: диоксид вуглецю, оксиди азоту, аміак, органічні речовини, хлористі та фтористі сполуки, пил неорганічних виробництв. Виробництво будівельних матеріалів супроводжується значними викидами пилу в атмосферу. Теплові електростанції викидають в атмосферу біля 30% загальної кількості всіх шкідливих викидів промисловості. Ці викиди вмістять диоксиди вуглецю та сірки, оксиди азоту, пари води і велику кількість золи.

Автомобілі є також небезпечні для навколишнього середовища та здоров’я населення. Автомобільні гази - це суміш біля 200 речовин, в тому числі оксид і диоксид вуглецю, альдегіди, сполуки свинцю.

Забруднення атмосфери спричиняє негативний вплив на людину, флору, фауну, споруди, транспортні засоби і клімат Землі.

Особливо негативний вплив на людей, флору та фауну спричиняють смоги - густі тумани, які вмістять пил та небезпечні гази. Смоги утворюються у великих промислових містах. Небезпечними для навколишнього середовища є фотохімічні смоги, при яких відносна вологість повітря не перевищує 70%. Причиною їх утворення є сильне забруднення міського повітря газовими викидами підприємств хімічної промисловості, а також вихлопними газами від автомобілей. Фотохімічний смог викликає запалення слизових оболонок, загострення легеневих хронічних захворювань, гибель домашніх тварин, рослин, корозію металів, порчу одежі. Внаслідок поганої видимості порушується робота транспорту.

Збільшення запиленості атмосфери веде до погіршення мікроклімату: збільшенню кількості туманних днів, зменшенню видимості, освітленості. Збільшення вмісту вуглекислого газу викликає «парниковий ефект» - суттєве підвищення температури поверхні Землі та приповерхневого шару повітря внаслідок зниження теплового випромінювання Землі.

Захист повітряного басейну від забруднення регламентується гранично допустимими концентраціями (ГДК) шкідливих речовин в атмосферному повітрі населених пунктів. ГДК для забруднюючих речовин в атмосферному повітрі населених пунктів вмістить 200 речовин. Гігієнічні нормативи встановлені для більш як 600 речовин та 33 комбінацій атмосферних забруднювачів. Для кожної забруднюючої атмосферне повітря речовини встановлені два нормативи: максимально разова та середньодобова ГДК. Максимально разова ГДК встановлюється для попередження рефлекторних реакцій у людини (відчуття запаху, зміна активності головного мозку та інші) при короткочасовому (до 20 хвилин) впливі атмосферних забруднювачів, а середньодобова - з метою попередження їх загальнотоксичного впливу.

Охорона навколишнього середовища досягається очисткою викидів підприємств, зниженням викидів автотранспорту, виділенням санітарно-захисних зон і застосуванням безвідходних виробництв.

Очищення викидів від пилу може бути грубим (коли затримується крупний пил з розміром частинок більше 50 мкм), середнім (затримується пил від 10 до 50 мкм) та тонким (затримується пил до 10 мкм). Для обезпилення викидів застосовують пиловловлюючі засоби, які можна розділити на дві групи - вловлюючі частинки пилу в сухому стані («сухі» апарати) і газопромивачі, в яких пил вловлюється після зволоження («мокрі» апарати). «Сухі» апарати більш досконалі і, крім цього, дозволяють повернути уловлений пил в промисловість.

До основних типів апаратів для сухого очищення відносять циклонні сепаратори, тканинні фільтри та електрофільтри.

Очищення викидів від газів досягається використанням адсорбційних та абсорбційних методів.

Абсорбційні методи засновані на поглинанні шкідливих домішок рідиною. Контакт газів з рідиною здійснюється в спеціальних апаратах - абсорберах, в яких газ та рідина рухаються протитоком. В основі абсорбційних процесів лежить не просто процес розчинення газу в рідині, а хімічна взаємодія між небезпечними речовинами, що вмістяться в газах, і компонентами поглинаємого розчину. Абсорбційні методи відрізняються простотою, надійністю і високим ступенем очищення, однак пов’язані з використанням громіздкої апаратури і труднощами щодо утилізації утворених розчинів.

Адсорбційні методи очищення засновані на поглинанні домішок поверхнею твердих тіл (адсорбентів). Важливою особливістю адсорбції є те, що процес протікає без змін хімічної природи поглинаючих речовин і адсорбенту. Це дозволяє повертати поглинені гази в виробництво і багаторазово використовувати адсорбент.

Для деяких виробництв (наприклад, ТЕЦ, металургійних заводів та інш.) достатньо ефективним рішенням питання охорони атмосферного повітря є споруда фільтрів-вловлювачів і димових труб. Димові труби дозволяють відводити продукти горіння (шкідливі гази та тверді частинки) в верхні шари атмосфери і розсіювати їх на великі території. Наприклад, труба висотою 100 м дозволяє розсіювати шкідливі речовини радіусом 20 км до безпечної для людини концентрації, а при висоті труби до 250 м радіус розсіювання збільшується до 75 км.

Для захисту атмосферного повітря від забруднення викидами автомобільного транспорту рекомендується використовувати нейтралізатори вихлопних газів, що уловлюють оксид вуглецю та вуглеводороди; використовування дизельного палива, в вихлопних газах яких майже немає оксиду вуглецю, відсутні сполуки свинцю; використовування зжатого газу; регулювання інтенсивності потоків руху міського транспорту і використовування містобудівельних заходів.

Підприємства або їх окремі споруди з технологічними процесами, які є джерелами виділення в атмосферне повітря шкідливих речовин та з неприємним запахом, відділяють від житлових будівель санітарно-захисними зонами (лісовими смугами або ділянками землі, що розділяють підприємства та жилі масиви). Розміри санітарно-захисних зон розділяються в залежності від класу підприємств (для 1 класу - 1000 м, для V класу - 50 м). В межах санітарно-захисних зон не дозволяється розміщення спортивних споруд, парків, дитячих установ, шкіл та інші.

Найбільш ефективним заходом по охороні атмосферного повітря є створення та впровадження безвідходних технологічних процесів і промислових підприємств. В першу чергу це відноситься до металургійних та хімічних підприємств. Як було сказано Луісом Баттоном: «Одне з двох: або люди зроблять так, що в повітрі буде менше диму, або дим зробить так, що на Землі стане менше людей».