Защита атмосферы от вредных выбросов

Характеристика экологических функций атмосферы. Важнейшие загрязнители атмосферного воздуха. Основное значение озонового экрана. Устройства для очистки технологических выбросов в среду от аэрозолей. Способы очищения от газо- и парообразных примесей.

Рубрика	Экология и охрана природы
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	29.03.2016
Размер файла	100,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет

им. М. К. Аммосова»

Кафедра «Промышленная безопасность»

на тему: «Защита атмосферы от вредных выбросов»

Введение

Глава 1. Строение атмосферы

1.1 Экологические функции атмосферы

Глава 2. Основные загрязнители атмосферного воздуха

2.1 Экологические последствия загрязнения атмосферы

Глава 3. Средства защиты атмосферы

Глава 4. Оборудования для очистки выбросов

4.1 Устройства для очистки технологических выбросов в атмосферу от аэрозолей

4.2 Способы очистки от газо- и парообразных примесей

Глава 5. Охрана атмосферного воздуха

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В современный период атмосфера Земли претерпевает множественные изменения коренного характера: модифицируются ее свойства и газовый состав, возрастает опасность разрушения ионосферы и стратосферного озона; повышается ее запыленность; нижние слои атмосферы насыщаются вредными доля живых организмов газами и веществами промышленного и другого хозяйственного происхождения. В следствии огромных выбросов техногенных газов и веществ, достигающих многих миллиардов тонн в год происходит нарушение газового состава атмосферы. Весьма важную роль в составе атмосферы играет двуокись углерода (углекислый газ), который играет важную роль не только в жизнедеятельности человека, но и в выполнении атмосферной функции предохранения подстилающей поверхности от перегрева и переохлаждения. Однако, хозяйственная деятельность человека нарушила естественный баланс выделения и ассимиляции СО2 в природе, в результате чего его концентрация в атмосфере увеличивается.

Многие современные техногенные вещества при попадании в атмосферу представляют собой немалую угрозу для жизни человека. Они наносят большой ущерб здоровью людей и живой природе. Некоторые из этих веществ могут переносится ветрами на большие расстояния. Для них не существует границ государств, в следствии чего данная проблема является международной.

Основными загрязнителями такого плана являются оксиды серы (в особенности двуокись серы — сернистый ангидрид), а также оксиды азота. Быстрое накопление этих загрязнителей в атмосфере северного полушария (годовой прирост около 5%) породило такое явление, как кислые и подкисленные осадки. Эти осадки пагубно влияют на биологическую продуктивность почв и водоемов, наносят большой экономический ущерб.

Наконец, еще одна крупная проблема, это увеличение запыленности атмосферы вследствие антропогенных факторов. По различным оценкам, поступление техногенных, взвешенных в воздухе частиц (аэрозолей) в атмосферу Земли достигает ежегодно 1 — 2,6 млрд. т и равно количеству аэрозолей природного происхождения. В результате запыленность атмосферы в целом увеличилось за последние 50 лет на 70%.

Как видим ситуация только ухудшается, поэтому атмосфере необходима защита.

Глава 1. Строение атмосферы

Атмосфера, общая масса которой составляет 5,15*1018 кг, простирается вверх от поверхности Земли примерно до 3 тыс. км. С высотой меняются химический состав и физические свойства атмосферы, поэтому ее подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу (термосферу) и экзосферу.

Основная масса воздуха в атмосфере (до 80%) находится в нижнем, приземном слое — тропосфере. Толщина тропосферы в среднем 11 — 12 км: 8 — 10 км — над полюсами, 16 — 18 км — над экватором. При удалении от поверхности Земли в тропосфере происходит понижение температуры на 6’С на 1 км. На высоте 18 — 20 км плавное уменьшение температуры прекращается, она остается почти постоянной: — 60. — 70`С. Этот участок атмосферы называется тропопаузой. Следующий слой — стратосфера — занимает высоту 20 — 50 км от земной поверхности. В ней сосредоточена остальная (20%) часть воздуха. Здесь температура повышается при удалении от поверхности Земли на 1 — 2’С на 1 км и в стратопаузе на высоте 50 — 55 км доходит до 0’С. Далее на высоте 55— 80 км расположена мезосфера. При удалении от Земли температура понижается на 2 — 3’С на 1 км, и на высоте 80 км, в мезопаузе, она достигает — 75. — 90’С. Термосфера и экзосфера, занимающие высоты соответственно 80 — 1000 и 1000 — 2000 км, представляют собой наиболее разреженные части атмосферы. Здесь встречаются лишь отдельные молекулы, атомы и ионы газов, плотность которых в миллионы раз меньше, чем у поверхности Земли. Следы газов обнаружены до высоты 10 — 20 тыс. км.

Толщина воздушной оболочки сравнительно невелика при сопоставлении с космическими расстояниями: она составляет одну четвертую радиуса Земли и одну десятитысячную часть расстояния от Земли до Солнца. Плотность атмосферы на уровне моря равна 0,001 г/см3, т.е. в тысячу раз меньше плотности воды.

Между атмосферой, земной поверхностью и другими сферами Земли происходит постоянный обмен теплом, влагой и газами, который вместе с циркуляцией воздушных масс в атмосфере влияет на основные климатообразующие процессы. Атмосфера защищает живые организмы от мощного потока космического излучения. Ежесекундно на верхние слои атмосферы обрушивается поток космических лучей: гамма, рентгеновские, ультрафиолетовые, видимые, инфракрасные. Если бы все они достигали земной поверхности, то в течение нескольких мгновений уничтожили бы все живое.

Важнейшее защитное значение имеет озоновый экран. Он расположен в стратосфере на высоте от 20 до 50 км от поверхности Земли. Общее количество озона (О3) в атмосфере оценивается в 3,3 млрд. т. Мощность этого слоя сравнительно небольшая: суммарно она составляет 2 мм на экваторе и 4 мм у полюсов при нормальных условиях. Максимальная концентрация озона — 8 частей на миллион частей воздуха — находится на высоте 20 — 25 км.

Основное значение озонового экрана состоит в том, что он защищает живые организмы от жесткого ультрафиолетового излучения. Озоновый экран поглощает ультрафиолетовые лучи с длиной волны около 290 нм и менее, поэтому до земной поверхности доходят ультрафиолетовые лучи, полезные для высших животных и человека и губительные для микроорганизмов. Разрушение озонового слоя, замеченное в начале 1980-х гг., объясняют применением фреонов в холодильных установках и выбросом в атмосферу аэрозолей, применяемых в быту. Выбросы фреонов в мире тогда достигали 1,4 млн. т в год, а вклад отдельных стран в загрязнение атмосферы фреонами составлял: 35% — США, по 10% — Япония и Россия, 40% — страны ЕЭС, 5% — остальные страны. Согласованные меры позволили сократить поступление фреонов в атмосферу. Разрушительное воздействие на озоновый слой оказывают полеты сверхзвуковых самолетов и космических аппаратов.

Атмосфера защищает Землю от многочисленных метеоритов. Ежесекундно в атмосферу попадает до 200 млн. метеоритов, доступных для наблюдения невооруженным глазом, но они сгорают в атмосфере. Замедляют свое движение в атмосфере мелкие частицы космической пыли. Ежесуточно на Землю опускается около 1018 мелких метеоритов. Это приводит к увеличению массы Земли на 1 тыс. т. в год. Атмосфера является теплоизоляционным фильтром. Без атмосферы перепад температур на Земле в сутки достигал бы 200’С (от 100’С днем до — 100’С ночью).

1.1 Экологические функции атмосферы

Атмосфера является одним из необходимых условий возникновения и существования жизни на Земле и выполняет следующие защитные экологические функции:

1. Терморегулирующие — предохраняет Землю от резких колебаний температуры, способствует перераспределению тепла у поверхности, участвует в формировании климата.

2. Жизнеобеспечивающие — участвует в обмене и круговороте веществ в биосфере благодаря наличию жизненно важных элементов (кислород, углерод, азот).

3. Защитные — защищает живые организмы от губительных УФ, рентгеновских и космических лучей.

Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха, отложении загрязнений на поверхности земли и т.д. Однако в современных условиях возможности природных систем атмосферы серьезно подорваны, и атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Под загрязнением атмосферного воздуха понимается любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

По происхождению загрязнения делятся на естественные (вызванные природными процессами) и антропогенные (связанные с выбросами загрязняющих веществ в процессе деятельности человека).

Источник

Охрана атмосферы подробное руководство по профилактике загрязнений и очистке

В статье рассматриваются проблемы охраны воздуха от загрязнений и связанные с ними мероприятия, проводимые на законодательном уровне. В ней также затрагиваются вопросы профилактики, решение которых позволяет предупредить попадание в атмосферу продуктов деятельности человека.

Чем мы дышим

То, чем мы дышим, не может не волновать большинство проживающих на планете людей. За небольшим исключением многие понимают, что защита атмосферы – дело первостепенной важности. При этом не все имеют четкое представление о составе вдыхаемого воздуха.

Согласно исследованиям, проводимым специалистами, в состав вдыхаемой нами смеси входят следующие обязательные компоненты:

• Кислород – 21%.
• Азот –78%.
• Вредные газообразные примеси – 1 %.

Важно! Последний компонент в основном и определяет загрязнение воздушной среды сторонними веществами, являющимися продуктом человеческой деятельности.

Помимо них в составе вдыхаемого нами воздуха содержатся мельчайшие микроэлементы и частицы пыли.

Источники загрязнения

Загрязнение воздушной среды происходит из-за попадания в атмосферу Земли вредных или избыточных объемов веществ, вырабатываемых промышленными предприятиями и подобными им источниками. В состав таких загрязнений входят следующие виды газов:

• Диоксиды серы и углерода.
• Монооксиды углерода и оксид азота.
• Метан.
• Хлорфтороуглеродистые смеси.

Загрязнение атмосферы происходит и по причине попадания в нее продуктов сгорания органических и неорганических веществ, образующихся в результате лесных пожаров.

Последствия изменения состава воздуха

При попадании в воздух различных окислов и диоксидов, а также мельчайших механических частиц его состав меняется настолько, что приводит к критическим последствиям для человека. Недопустимое содержание в атмосфере опасных веществ становится причиной многих заболеваний, включая аллергические реакции и поражение верхних дыхательных путей.

Обратите внимание: Случайные «залповые» выбросы в атмосферу веществ, содержащих фтор, способны привести к сильным отравлениям и даже к смерти животных и людей.

От загрязнений в атмосфере поражаются и продовольственные культуры, в которые попадают вредные для здоровья людей микроэлементы.

Требования к охране воздуха

Единственный способ разрешения проблемы охраны атмосферного воздуха от загрязнений – строгое выполнение требований законодательства. Согласно основным положениям этих документов недопустимыми считаются следующие действия:

• использование промышленного сырья, не отвечающего действующим нормативам;
• выброс в атмосферу элементов, степень опасности которых до конца не определена;
• серийное производство транспортных средств, вредные выхлопы которых превышают допустимую норму;
• накопление отходов, отличающихся резкими запахами, а также их сжигания без оформления соответствующей разрешительной документации.

Для исключения загрязнения воздушной среды обязательными считаются такие профилактические меры, как сокращение доли «светлых» нефтепродуктов и сертификация топлива. Добавим к этому обязательный мониторинг всех случаев выбросов в атмосферу и повсеместное использование очистных сооружений.

Закон об охране атмосферного воздуха

Этот документ включает целый ряд требований, обязательных для исполнения всеми гражданами и организациями РФ. Это:

• Соблюдение основополагающих принципов, генеральная задача которых – охрана воздуха и среды обитания человека.
• Поддержание экологической чистоты атмосферы на уровне, достаточном для нормальной жизни будущих поколений.
• Контроль объемов опасных веществ, попадающих в воздушную среду вследствие деятельности человека.
• Оценка эффективности мер, принимаемых контролирующими органами.
• Исключение загрязнений среды с необратимыми последствиями.

В законодательном порядке также регулируется всеобщая доступность, правдивость и развернутость сведений, касающихся состава воздушной среды. Все это должно сопровождаться проведением научно-обоснованного комплекса охранных мероприятий.

Мероприятия по охране атмосферного воздуха

Защита атмосферы и снижение влияния деятельности человека на нее возможны лишь при условии организации и проведении мероприятий следующего типа:

• Законодательные.
• Технологические.
• Санитарно-технические.
• Планировочные.

Рассмотрим каждое из мероприятий по охране атмосферного воздуха более подробно.

Законодательные

Рассматриваемая группа мероприятий ставит своей целью урегулирование общественных отношений, а также поддержание правового порядка и оптимизацию способов защиты атмосферы. Конечная задача – обеспечение чистоты воздушной среды (охрана атмосферы).

При реализации мероприятий по охране атмосферного воздуха используются следующие федеральные законы:

• «Об охране атмосферного воздуха», предписывающего меры по предупреждению и ликвидации выбросов.
• «Об охране окружающей среды», устанавливающего права граждан на проживание в чистой природной среде.
• «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

Последний закон затрагивает ряд вопросов, относящихся к правам и обязанностям представителей правительственных служб. Он также касается граждан и юридических лиц в части соблюдения производственных технологий. Нарушение законодательных мер влечет за собой административную и дисциплинарную ответственность.

Технологические

Мероприятия технологического характера направлены на понижение концентрации опасных веществ, попадающих в воздух при решении производственных задач. Один из вариантов снятия проблемы – перевод производств на функционирование по схемам с замкнутым циклом. При этом часть образующихся вредных газов утилизируется в специальных камерах.

Технологические мероприятия по охране атмосферного воздуха предполагают:

• применение в производственных процессах более безвредных материалов;
• очистка топлива и сырья от вредных примесей;
• обеспечение герметичности оборудования, исключающее попадание в атмосферу опасных веществ;
• переход на отопление природным газом (замещающим уголь или мазут).

Добавим к этому использование эффекта рекуперации, предполагающей повторное использование отработанных газов в процессе производства и поиск альтернативных (бездымных) видов топлива.

Санитарно технические

Реализация мероприятий по санитарной охране атмосферного воздуха предполагает:

• Строительство дымовых труб повышенной проектной высоты.
• Использование в производстве особых очистных агрегатов.
• Соблюдение санитарных норм.
• Участие в федеральных программах по оздоровлению озонового слоя.
• Усиление надзора за состоянием особо опасных объектов.

К мероприятиям этого класса относится изучение влияния вредных выбросов на здоровье людей, а также преобразование их в безопасный вид.

Группа планировочных мероприятий

Основное предназначение этого вида мероприятий – подготовка конкретных планов по защите атмосферы, а также анализ и обобщение полученных данных. Итоговая информация фиксируется в специальных журналах в графах по типовому образцу формы № ПОД-2. Указанные данные в виде отчетности о проделанной работе предоставляются представителям контролирующих органов по первому требованию.

Дополнительная информация: Предоставление сведений, не соответствующих реальному положению дел, считается административным правонарушением.

К приоритетам этого вида мероприятий по охране атмосферного воздуха относят:

• Озеленение территорий.
• Вынос загрязняющих воздух объектов за границы населенных пунктов.
• Создание и оборудование особых санитарных зон.

При обустройстве таких территорий им присваивается класс с I по V, определяющий размеры участка (с 1000 до 50 метров соответственно).

Экономический механизм охраны атмосферного воздуха

Для полноценной охраны атмосферы от загрязнения принимаются специальные меры, предусматривающие экологический штраф (налог) за выбросы вредных веществ. Они назначаются в размерах, определяемых законодательствами конкретных стран. Величина налога вычисляется на основании методических указаний (по принципу пропорциональности интенсивности загрязнения). По этому признаку размер штрафа дифференцируется по установленному, максимальному и избыточному лимитам.

Для облагаемых налогом организаций деятельность по защите окружающей среды может выражаться в следующих формах:

• участие в финансировании охранных мероприятий и строительстве объектов экологического назначения;
• предоставление юридическим лицам и предпринимателям, освоившим безотходные технологии, льготных налоговых условий (в соответствии с законодательством);
• проведение специальных природоохранных мероприятий, позволяющих снизить объемы выбросов в атмосферу.

В результате экономических мер удается уменьшить влияние физических и биологических факторов на загрязнение воздушной среды.

Профилактика и современные методы очистки воздуха

Выбросы, которые поступают в атмосферу, пагубно влияют на человека и климатическую ситуацию. Для защиты окружающей среды от воздействия вредоносных отходов проводят мероприятия по профилактике загрязнения атмосферного воздуха.

Мероприятия по профилактике

Различают два типа источников загрязнения воздушной среды. Они делятся на природные (извержения вулканов, лесные пожары и пыльные бури) и связанные с деятельностью человека. К последним относятся транспорт, сельское хозяйство и промышленность. Мероприятия по профилактике загрязнений второго типа подразделяются на следующие виды:

• Технологические.
• Законодательные и планировочные.
• Санитарно-технические.

При проведении первых из них совершенствуются технологии изготовления и способы хранения топлива с одновременным повышением качества очистка сырья от примесей. В качестве предупредительных мер осваиваются современные методы утилизации отходов, включая создание замкнутых производственных цепочек.

Законодательные меры профилактики основываются на принятии федеральных законов, ограничивающих права автомобилистов в местах отдыха, например, или предписывающих строительство заводов за пределами города. Планировочные мероприятия сводятся к следующим действиям:

• Создание особых защитных зон.
• Озеленение выделенных территорий.
• Планировка жилых массивов.
• Прокладка автомобильных трасс в обход больших поселений.
• Грамотный подбор зон для источников выбросов с учетом «розы ветров».

Санитарно-технические профилактические меры предполагают использование газоулавливающих приборов, электрофильтров, а также надежную герметизацию загрязняющего атмосферу оборудования. Технологические способы и средства профилактики считаются наиболее эффективными методами защиты воздуха от вредных элементов.

Современные методы очистки воздуха

Конкретные способы очистки воздуха выбираются в зависимости от физико-химических свойств самих загрязнителей. Самыми известными методами считаются:

• Фотокаталитический.
• Механический.
• Электрический.
• Адсорбционный.
• Озонный.
• Термокаталитический и термический.

При использовании фотокаталитического метода содержащиеся в воздухе вредные компоненты разлагаются на углекислый газ, воду и кислород. Этот способ считается наиболее эффективным, экономичным и простым в реализации. В случае применения механического метода воздух пропускается через особые фильтрующие элементы, задерживающие загрязнитель.

Суть третьего варианта очистки состоит в следующем. Проходя через электрическое поле загрязняющие частицы заряжаются и оседают на особом электроде. При реализации этого метода нет необходимости в замене рабочих элементов, благодаря чему он считается самым экономичным. Адсорбционная очистка с использованием активированного угля применяется при необходимости удаления из воздуха неприятного запаха и микроскопических механических частиц.

Озонный способ позволяет обеззараживать воздух за счет окисления содержащихся в нем примесей. Он широко используется в быту и на предприятиях по выработке жиросодержащей продукции (на мясокомбинатах, например). Термокаталитический вариант очистки состоит в использовании катализатора в качестве окислителя, позволяющего очищать воздух от токсинов (от оксидов азота, в частности).

Термический или «сжигающий» метод обычно применяется при больших объемах выбросов и повышенной концентрации загрязняющих веществ. Он достаточно эффективен при борьбе с сажей, древесной пылью и микроскопическими углеродистыми загрязнениями. Все перечисленные способы очистки окружающего воздуха и принимаемые меры профилактики помогут сохранить здоровье людей и снизить риски последствий от загрязнения атмосферы.

Как предотвратить загрязнение воздуха

Рассмотрим возможные варианты борьбы с загрязнением воздуха, включающие в себя контроль состояния окружающей среды различными инстанциями. Ее мониторинг сводится к сбору данных и к их анализу с целью предупреждения неприятных последствий.

Меры по предотвращению загрязнений атмосферного воздуха

Контроль за охраной атмосферного воздуха позволяет решать следующие задачи:

• постоянный мониторинг уровня загрязнений;
• оценка и прогнозирование развития ситуации;
• предоставление общественности абсолютно достоверной информации.

Функция контроля обстановки закреплена за ФНС и ее территориальными отделениями.

Представителями государственной надзорной структуры контролируется соблюдение предписаний, касающихся охраны атмосферного воздуха. Последние представлены типовыми стандартами, методическими указаниями и нормативами, прописанными в федеральных программах и законодательных актах.

Как защитить воздух от загрязнения и спасти жизнь

Для очистки воздуха от загрязнений потребуются комплексные усилия всех заинтересованных в этом лиц, организаций и государственных структур. Если проблема рассматривается в масштабе всей планеты – предотвратить экологическую катастрофу усилиями одного государства практически невозможно.

Для получения реальных результатов свой вклад в общее дело по защите Земли и жизни на ней должны вносить все существующие страны. В качестве основного межгосударственного инструмента достижения задуманной цели может служить правовое регулирование процедур по борьбе с загрязнением воздуха.

Источник