Основные загрязнители атмосферы

Загрязнитель атмосферы №1 – термохимические процессы в энергетике, или ТЭС – тепловые электростанции.

Основные химические реакции теплоэнергетических процессов, приводящие к загрязнению атмосферы углекислым газом, представляют собой реакции горения:

С+ O₂ ® СO₂

C_nH_m+ O₂ ® n CO₂ +0,5m H₂O

При этом идут следующие попутные процессы:

- термическое окисление азота;

- окисление примесей из топлива (например, серы);

- высвобождение примесей.

Использование в ТЭС разных видов топлива приводит к разным по величине выбросам вредных веществ (табл. 5). Использование в качестве топлива природного газа дает наименьшее количество загрязняющих веществ в атмосферу. В среднем в топливной теплоэнергетике на 1 т условного топлива выбрасывается около 150 кг загрязнителей (кроме того присутствует тепловое загрязнение окружающей среды).

Таблица 5

Удельные выбросы в атмосферу ТЭС мощностью 1000 мВт

на разных видах топлива (г/кВт-ч)

Загрязнитель атмосферы №2 – ДВС – двигатели внутреннего сгорания, исбользуемые главным образом в автомобильном транспорте.

ДВС – один из основных (после ТЭС) источников загрязнения атмосферы, 50 % загрязнений в воздухе капиталистических стран исходит от автомобилей. Число ДВС в мире давно превысило 1 млрд., из них 670 млн. – автомобили, остальное – другие виды транспорта, сельхозмашины, военная техника, малая моторная техника, стационарные ДВС. 80% автомобилей составляют легковые автомобили.

Из ~3,3 млрд. т нефти, добываемой сейчас в мире, ~1,5 млрд. т (45%) используется всеми видами транспорта, в том числе ~1,2 млрд. т – легковыми автомобилями.

Было время, когда регулировщик в Лондоне за день получал дозу вредных веществ, эквивалентную 100 выкуренным сигаретам.

Обмен веществ «среднего» легкового автомобиля с карбюраторным двигателем, при расходе горючего 8 л на 100 км включает:

- сжигание 1 кг бензина, что требует потребления 13,5 кг воздуха;

- выброс 14,5 кг отработанных веществ (соответствующий выброс дизельного двигателя несколько меньше).

Выхлоп ДВС содержит более 170 вредных компонентов, из которых 160 – углеводороды (табл. 6). Общая масса загрязнителей – около 270 г на 1 кг сжигаемого бензина (340 млн. т выбрасывают все легковые автомобили мира, грузовые автомобили, автобусы – доводят количество выбросов до 400 млн. т).

Таблица 6

Основные компоненты отработанных газов автомобиля (объемные %)

Кроме этого:

- 1 автомобиль дает за 1 год около 10 кг резиновой пыли;

- окружающую среду загрязняют утечки горючего, масла;

- эксплуатации автомобиля дает металлическую и асфальтовую пыль;

- при сжигании этилированных бензинов в атмосферу выбрасывается свинец, так как в качестве антидетонатора в них используется тетраэтилсвинец.

При сравнении количества и состава выбросов от стационарных и подвижных источников (табл. 7) видно, что оксиды серы присутствуют главным образом в выбросах стационарных источников (ТЭС, промышленные предприятия), а углеводороды выбрасываются главным образом транспортными средствами.

Таблица 7

Выбросы в атмосферу 5 главных загрязнителей (по состоянию на 1998г, млн. т)

Наибольшая загрязненность атмосферы приурочена к индустриальным регионам. Около 90 % выбросов приходятся на 10% территории суши и сосредоточены в основном в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. Это крупные промышленные города, сопровождаемые такими явлениями как пылевые купола, смог. В России это Норильск (2300 тыс.т./год), Магнитогорск (770 тыс.т./год), Липецк (640 тыс.т./год), Череповец (600 тыс.т./год), Новокузнецк (570 тыс.т./год), Нижний Тагил (550 тыс.т./год).

Россия в целом в настоящее время не является поставщиком вредных выбросов в атмосферу планеты, количество выбросов на одного жителя и на единицу площади значительно ниже, чем в США и Западной Европе. Зато значительно выше на единицу ВНП, что говорит об устаревших технологиях и низкой эффективности средств очистки.

Вклад различных отраслей промышленности России в загрязнение атмосферы (1998г):

- электроэнергетика – 29,1 %;

- цветная металлургия – 22 %;

- черная металлургия – 14,6 %;

- нефтедобыча – 9,3 %;

- нефтепереработка – 5,1 %;

- угольная – 3,6 %;

- машиностроение – 3,1 %;

- стройматериалы – 2,7 %;

- химическая – 2,6 %;

- деревообработка – 2,4 %;

- пищевая – 1,3 %;

- атомная – 0,7 %;

- легкая – 0,3 %.

Санитарно-защитные зоны, которыми отделяются от жилой застройки промышленные предприятия, загрязняющие атмосферу должны содержать зеленые насаждения и иметь размеры в зависимости от класса предприятий (табл. 8).

Таблица 8

Ширина санитарно-защитной зоны в зависимости от вида промышленного предприятия