Тема 4. Охорона й рацiональне використання атмосферного повітря

Найбiльш небезпечним в наш час способом антропогенного впливу нанавколишнє середовище є його забруднення. Антропогенного забруднення за­знає вся бiосфера, але найбiльшою мiрою це все ж таки стосується атмосфери. До атмосфери надходить величезна кiлькiсть неутилiзованих вiдходiв виробництва, пилу та газiв - це так званi матерiальнi забруднення, якi впливають, звичайно, не тiльки на людину, а й на всi iншi елементи соцiоекосистем. Крiм того атмосфера пiддається iнтенсивному енергетичному забруднен­ню - тепловому, акустичному, електро-магнiтному.

Головними постачальниками матерiальних забруднень є металургiя (35%), теплоенергетика (26%), нафтовидобувна та нафтохiмiчна галузi промисловості (14%), транспорт (12%). Щорiчно до атмосфери з антропогенних джерел надходить приблизно 25O млн.т пилу, 2OO млн.т оксиду вуглецю, 15O млн.т дiоксиду сiрки, 5O млн.т рiзних вуглеводнiв, 5O млн.т оксидiв азоту тощо. Бiльша частина цих речовин утворюється пiд час горiння органiчного палива.

За характером дiї на живi органiзми матерiальнi забруднення подiляють на такi групи:

1. Загальнотоксичнi - такi що викликають отруєння всього органiзму (ок­сид вуглецю, цiанiстi сполуки, свинець, ртуть, бензол, миш'як тощо);

2. Подразнюючi - такi що викликають подразнення дихального тракту й сли­зових оболонок (хлор, амiак, сiрчаний газ, озон, ацетон тощо);

3. Сенсибiлiзуючi - такi що викликають алергiчнi реакцiї (формальдегiд, розчинювачi, лаки та фарби на основi нiтро та нiтрозосполук);

4. Канцерогеннi - такi що викликають виникнення злоякiсних новоутворень (3,4-бензапирен, нiкель, хром, асбест, радон тощо);

5. Мутагеннi - такi що викликають змiну спадкової iнформацiї (свинець, мар­ганець, радiй тощо);

6. Такi, що впливають на репродуктивну функцiю (свинець, марганець);

7. Фiброгеннi, такi що впливають на легенi та бронхи, викликаючи пневмоконiоз - переродження тканин і погiршення функцiї цих органiв (рiзнi види пилу).

За ступенем небезпечності дiї на живi органiзми всi шкiдливi речовини подiляють на чотири класи небезпечності:

1. Надзвичайно небезпечнi;

2. Високо небезпечнi;

3. Помiрно небезпечнi;

4. Малонебезпечнi.

Критерiями вiднесення речовин до того чи iншого класу небез­печно­сті є: гранично допустима концентрацiя в повiтрi; середня смертельна доза введення до шлунку; середня смертельна доза нанесення на шкiру; середня смертельна доза при інгаляційному ефекті та деякi iншi. Головним з цих показників є гранично допустима концентрацiя (ГДК) - найбiльша маса шкiдливої речовини на одиницю об'єму (мг/м³) того чи iншого середовища, перiодична чи постiйна цiлодобова дiя якої на органiзм людини не викликає нiяких вiдхилень вiд нормального його функцiонування протягом всього життя цього та наступних поколiнь.

Розрiзняють максимальну разову та середньодобову ГДК.

Максимальна разова ГДК - це така концентрацiя речовини, що не викликає нiяких негативних реакцiй з боку органiзму людини внаслiдок короткотермiнової дiї (до 2O хвилин).

Середньодобова ГДК - це така концентрацiя речовини, що не викликає нiяких негативних реакцiй з боку органiзму людини за умови дiї необмеженої в часi.

Найбiльша концентрацiя шкiдливої речовини в повiтрi не повинна перевищувати максимальної разової ГДК. За умови присутності в повiтрi декiлькох речовин однакової дiї їх концентрацiї повиннi задовольняти умовi

n C_i

 < 1,

і=1 ГДК_i

де C_і - концентрацiя i-ої речовини в повiтрi.

Нарiвнi з ГДК важливу роль в забезпеченнi чистоти повiтря вiдiграє нормування гранично допустимих викидiв (ГДВ) забруднюючих речовин до атмосфери. Викиди до навколишнього середовища мають стандартизоване умовне позначення /7/, схему якого наведено на рисунку 1.

x.xx.x.x.

iндекс агрегатного стану;

iндекс хiмiчного складу або характеру речовини;

iндекс розмiру часток;

iндекс швидкості надходження до середовища.

Рис. 1. Схема iндексацiї шкiдливих викидiв

В залежності вiд агрегатного стану забрудненням привласнюється iндекс А (газоподiбним), К (рiдким) та Т (твердим). В залежності вiд хiмiчного складу чи характеру речовини забрудненню привласнюється iндекс вiд 1 до 26. В залежності вiд розмiру часток - вiд 1 до 5. В залежності вiд швидкості надходження речовини в навколишнє середовище - вiд 1 до 6.

Так, наприклад, позначення Т.25.2.1 означає, що до атмосфери надходить пил з розмiром часток до 3 мкм зi швидкiстю надходження до 1 кг на годи­ну.

ГДВ для кожного джерела забруднення встановлюють, виходячи з умови, що сукупнi викиди шкiдливих речовин з усiх джерел населенного пункту не утво­рять концентрацiй цих речовин в повiтрi, якi б перевищували їхнi ГДК /6,8/.

Нагляд за хiмiчними, фiзичними та бiологiчними показниками стану атмосферного повiтря здiйснює головним чином Держкомгiдромет через свої ус­та­нови та Мiнiстерство охорони здоров'я за допомогою санiтарно-епiдемiологiчної служби.

Правила контролю якості повiтря в населених пунктах передбачають три режими спостереження: стацiонарний, маршрутний та пересувний (пiд­факельний). Стацiонарний пост призначено для безперервного спостереження та реєстрацiї вмiсту забруднюючих речовин. Маршрутний пост призначено для контролю чистоти повiтря у фiксованих пунктах за певним графiком. Пере­сувний пост призначено для вiдбору проб пiд димовим або газовим факелом.

Для оцiнки забруднення атмосферного повiтря шкiдливими речовинами використовують три головнi групи методiв: лабораторнi (аналiтичнi), експреснi та автоматичнi.

Лабораторнi методи вiдрiзняються високою точнiстю, яка є необхiдною для проведення поглиблених дослiдiв, але для своєї реалiзацiї вони вимагають значного часу, дорогих реактивiв та висококвалiфiкованого персоналу.

Експреснi методи простi й дозволяють швидко отримати результат, але значно поступаються лабораторним за точнiстю результатiв.

Як лабораторнi так i експреснi методи не дозволяють контролювати стан повiтря безперервно. З цiєю метою використовують автоматичнi методи. Це най­бiльш перспективнi методи аналiзу. Прилади, що застосовуються при цьому, забезпечують швидкiсть, безперервнiсть, високу точнiсть, але є складними й дорогими. Автоматичнi методи аналiзу використовуються в автоматизованих системах спостереження й контролю за станом довкiлля (системах монi­то­рiнгу).

Головним на сьогоднi способом визначення концентрацiї пилу в повiтрi є ваговий або гравiметричний спосiб. Крiм того досить поширеними є радiоiзотопний та оптичний методи.