10.3.2. Очистка газовых выбросов

Загрязнение атмосферы – проблема, характерная для любого большого города. По оценкам от 50 до 80 % загрязнения в больших городах обусловлено автотранспортом. Пути решения проблемы загрязнения атмосферы автотранспортом – совершенствование конструкции двигателей, переход на экологически чистые виды транспорта, рациональная организация дорожного движения и т.д. – рассмотрены выше (см. раздел 8.7). В настоящем разделе будут рассмотрены методы очистки промышленных газовых выбросов.

Этапы и методы очистки газовых выбросов в основном аналогичны этапам и методам, применяемым для очистки сточных вод, разумеется, с некоторыми особенностями.

Первым этапом в очистке газовых выбросов является удаление из них (улавливание) твердых частиц. На этом этапе применяются методы, основанные на использовании центробежных и гравитационных сил (циклоны – мокрые золоулавливающие аппараты), фильтрующей способности некоторых материалов (рукавные фильтры), действии электрического поля (электрофильтры). Циклоны улавливают частицы загрязнителя за счет центробежной силы, действующей на эти частицы, которые осаждаются на поверхности пленки воды, стекающей по стенкам циклона под действием силы тяжести. Степень очистки от твердых частиц в циклонах составляет 95 – 96 %. Существуют и сухие золоулавливающие устройства, принцип действия которых основан на использовании сил инерции. Степень очистки от твердых частиц в таких аппаратах достигает 92 – 95 %.

На следующем этапе оставшиеся загрязнения либо адсорбируются в специальных устройствах, либо подвергаются деструкции, после чего очищенный воздух попадает в атмосферу. Деструкция осуществляется либо путем сжигания загрязнителей, либо путем каталитического или плазменного разложения.

10.4. Городской микроклимат

Урбанизация влияет на климат данного конкретного места, а иногда и на климат целого региона. Перепады температур, относительной влажности, солнечной радиации между крупным городом и его окрестностями иногда соизмеримы с перемещением в естественных условиях на 20 по широте. По данным исследований, проведенных в Англии и США, крупные города получают на 15 % меньше солнечной радиации, на 30 % меньше ультрафиолетовых лучей в зимнее время, на 10 % больше осадков, на 10 % больше облачных дней, на 30 % больше тумана летом и на 100 % зимой по сравнению с сельскими районами, находящимися в аналогичных географических условиях.

Транспорт, промышленные предприятия, энергетические объекты, системы отопления и кондиционирования, наконец, люди в городах являются источниками огромных количеств тепла. Круговорот энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Так, если средняя плотность естественного потока энергии на Земле составляет примерно 180 Вт/м², а доля антропогенной энергии в нем – около 0,1 Вт/м², то в городах эта доля возрастает до 30 – 40 Вт/м²и более (например, в Манхеттене (Нью-Йорк) она составляет 150 Вт/м²).

Высокие здания, покрытые асфальтом улицы и площади в городах препятствуют охлаждающему действию ветров. Осадки быстро стекают, и лишь малое количество стоячей воды идет на охлаждение воздуха за счет испарения. При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250 – 400 м, а контрасты температуры могут достигать 5 – 6 C. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению атмосферы и смогу.

Эффект такого прогревания атмосферы особенно чувствуется в больших городах, которые подобны островам тепла, окруженным более прохладными пригородами и сельскими районами. Так, например, в безветренные зимние дни перепад температур воздуха между центром и дальними окраинами Санкт-Петербурга может достигать 10 C. Данный микроклиматический эффект известен какгородской остров тепла. По мере роста и превращения городов в обширные урбанизированные районы их тепло образует региональные острова тепла, которые оказывают влияние на климат региона и препятствуют естественным процессам очищения атмосферы от загрязнений.

Особо следует остановиться на неблагоприятных для человека ветровых режимах, возникающих во многих районах новостроек со свободной застройкой. Из-за нерациональной планировки кварталов в отдельных местах этих районов могут возникать локальные области с пониженным атмосферным давлением. Подобные аномалии связаны с тем, что, например, в небольших промежутках между двумя крупными зданиями при определенном направлении ветра скорость ветрового потока может значительно возрастать. В соответствии с законами аэродинамики в этих точках происходит местное падение атмосферного давления, достигающее иногда десятков миллибар и имеющее с внутренней стороны квартала пульсирующий характер (частота около 5 – 6 Гц). Зона подобного пульсирующего давления распространяется на 15 – 20 м в стороны от такого промежутка между домами. Аналогичные, хотя и менее ярко выраженные явления наблюдаются и на верхних этажах зданий с плоской кровлей. Подобные локальные аномалии давления могут весьма неблагоприятно сказываться на самочувствии людей, особенно страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.