Шесть миллиардов жителей планеты, треть которых — дети, дышат загрязненным воздухом, что создает угрозу их здоровью и даже жизни. От последствий загрязнения каждый год умирают 7 миллионов человек. Эти страшные факты ежегодно транслирует нам ООН и ВОЗ.
По данным Всемирной организации здравоохранения от 2 мая 2018 года, девять из десяти человек дышат воздухом с высокой концентрацией загрязняющих веществ. Жизни 800 человек каждый час уносит «невидимый убийца», содержащий взвешенные частицы, способный проникать глубоко в легкие и сердечно-сосудистую систему, вызывая такие заболевания как инсульт, болезни сердца, рак легких, хроническая обструктивная болезнь легких и респираторные инфекции, в том числе пневмонию.
Примерно 92% населения планеты проживает в местах, где уровень загрязнения воздуха превышает нормы, установленные Всемирной организацией здравоохранения. Лечение заболеваний, вызванных загазованностью, стоит примерно 1 трлн долларов в год. Загрязнение воздуха является серьезной угрозой для людей и окружающей среды, оно снижает содержание кислорода в наших океанах, ведет к сокращению биоразнообразия и способствует изменению климата. При этом треть стран мира не имеют никаких нормативных актов, определяющих стандарты качества воздуха.
В России понятие загрязнения атмосферного воздуха дано в ст. 1 Федерального закона от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»: загрязнение атмосферного воздуха — это поступление в атмосферный воздух или образование в нем вредных веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха. Загрязнение атмосферного воздуха будет иметь место в случае поступления в атмосферу или образования в ней загрязняющего вещества в концентрации, превышающей величину гигиенического норматива — предельно допустимую концентрацию (ПДК) для данного вида вещества. Нарушения правил охраны атмосферного воздуха влечет административное наказание в соответствии со ст. 8.21 КоАП РФ. Также за загрязнение атмосферного воздуха предусмотрена уголовная ответственность по ст. 251 УК РФ. Данная статья гласит, что ответственность наступит в случае нарушения правил выброса в атмосферу загрязняющих веществ или нарушения эксплуатации установок, сооружений и иных объектов, если эти деяния повлекли загрязнение или иное изменение природных свойств воздуха.
Эволюция загрязнения атмосферы часто прослеживается в отложениях материковых льдов Гренландии и Антарктиды. Изучая керны льда, взятые с различных глубин, удалось установить наличие в них различных примесей: свинца, серы, меди, цинка, угольной золы, ДДТ, пестицидов и других соединений. Установлено, что содержание свинца, серы, цинка в толще льда, образовавшегося с 1200 по 1900 годы, оставалось постоянным и составляло всего одну треть от содержания отложений 1970 года. Лишь в верхних слоях льдов были обнаружены ДДТ, пестициды, а также зола, которая образуется при сжигании угля на тепловых электростанциях. Сравнивая керны льда, взятые с различных глубин материкового льда, учёные пришли к выводу что одна часть загрязнений имеет естественное происхождение, а другая — искусственное. Химические соединения, обнаруженные во льдах, образовавшиеся тысячи лет назад, указывают на то, что и в те времена атмосфера была в некоторой степени загрязнена различными примесями естественного происхождения, а глобальное загрязнение атмосферы, связанное с деятельностью человека, наблюдается с конца XIX века.
Таким образом, существует два пути загрязнения атмосферы: естественный и искусственный.
Загрязнение естественным путем происходит в результате пыльных бурь, вулканической деятельности, лесных пожаров и т.д. В атмосферу при этом попадают как твёрдые, так и газообразные вещества.
Пыль, поднимаемая с поверхности земли, состоит из мелких частиц горных пород, почвы, остатков растительности и живых организмов. Размеры пылевидных частиц в зависимости от их происхождения составляют от одного до нескольких микрон. На высоте 1-2 км от поверхности земли содержание пылевидных частиц в воздухе обычно составляет от 0,002 до 0,2 г/м3, в некоторых случаях эта концентрация может возрастать в десятки и сотни раз. Значительное загрязнение атмосферного воздуха происходит во время пыльных бурь, когда концентрация твердых частиц в воздухе может достигать 100 г/м3 и более.
В атмосферном воздухе находится пыль, появляющаяся в результате лесных, степных и торфяных пожаров. Она представляет собой мельчайшие частицы золы, образующиеся при сгорании органической массы.
Мощным источником загрязнения атмосферы являются действующие вулканы. При извержении в атмосферу вместе с газообразными продуктами выбрасывается большое количества пепла.
Кроме перечисленных источников загрязнения в атмосферный воздух из межпланетного пространства попадает космическая пыль, которая осаждается на суше и водной поверхности в виде мельчайших частиц. В течение суток на поверхности земли оседает до одной тысячи тонн космической пыли. Хотя количество космической пыли достаточно велико, она не играет существенной роли в загрязнении атмосферы.
Кроме частиц неорганического происхождения, в атмосфере содержатся мельчайшие микроорганизмы, грибки, бактерии, споры. Загрязнение воздушного бассейна от естественных источников учитывается при распределении общего уровня загрязнения.
Однако главный вклад в загрязнение воздушного бассейна вносит промышленность, особенно в местах ее концентрации, и транспорт. Основными источниками антропогенного загрязнения воздуха являются: тепловые электростанции, работающие на угле и выбрасывающие в атмосферу сажу, золу и диоксид серы; металлургические заводы, выбросы которых содержат сажу, пыль, оксид железа и диоксид серы, а иногда и фториды; цементные заводы — источники огромного количества пыли. Крупные предприятия неорганической химии и нефтехимии загрязняют атмосферу самыми различными по составу газами, такими как диоксид серы, тетрафторид кремния, фтороводород, оксиды азота, хлор, озон, дурнопахнущие вещества, углеводороды и органические соединения других классов.
Наибольший выброс пыли дают установки, работающие на угле. Например, электростанция, сжигающая ежегодно 1 млн тонн угля с зольностью 20% даже при эффективности пылеулавливающего оборудования 94-98% выбрасывает в атмосферу 4-12 тысячи тонн мелких частиц пыли. При сгорании мазута образуется на два порядка меньше твердых частиц, чем при сжигании угля. А горение природного газа дает в 10 раз меньше твердых частиц, чем сгорание мазута.
Все способы очистки газов определяются в первую очередь физико-химическими свойствами примесей, их агрегатным состоянием, дисперсностью, химическим составом и др.
Основные методы очистки газов от вредных примесей подразделяются на две группы:
— Физико-механические методы служат в основном для очистки аэрозолей и газовых взвесей. К аэрозолям относятся взвешенные твердые частицы неорганического и органического происхождения, а также взвешенные частицы жидкости (тумана).
— Физико-химические методы служат в основном для удаления вредных газовых или парообразных веществ из потока газовой смеси. К таким веществам относятся кислоты, галогены и галогенопроизводные, газообразные оксиды, альдегиды, кетоны, спирты, углеводороды, амины, нитросоединения, пары металлов, пиридины, меркаптаны и многие другие компоненты газообразных промышленных отходов.
При этом следует отметить, что газовые выбросы различных отраслей и производств содержат, как правило, несколько вредных компонентов, при этом концентрация этих компонентов может колебаться от сотых долей до нескольких десятков процентов от общей массы газового выброса, а величина последнего — от нескольких единиц до миллионов кубических метров в час. Поэтому нет универсальных методов, способов и оборудования для очистки газовых выбросов от вредных веществ. В каждом конкретном случае требуется свое наиболее рациональное решение, учитывающее множество факторов технического, экономического и социального характера.
Москва
