7.1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ И ЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Одной из основных экологических проблем является загрязнение атмосферного воздуха. Воздух - один из основных природных ресурсов. Атмосфера является определяющим условием жизни на планете.

В слое толщиной 5,5 км сосредоточена ХА массы всей атмосферы, а в слое 40 км - 99 % всей массы атмосферы. Нижняя часть атмосферы (приблизительно 15 км) - тропосфера. В ней наблюдается интенсивное турбулентное перемешивание, дуют ветры и, таким образом, температура резко уменьшается с высотой (на 1 км приблизительно 6 °С). На высоте приблизительно 55 км она минимальна - 3 °С и далее идет интенсивный рост температуры.

Состав воздуха в основном: N2 - 79 %, О2 - 20 ... 21 %, и незначительное количество СО2, инертных газов, водорода. Ср. м. м. - 29 г/моль.

Атмосфера Венеры состоит из СО2 - 90 %, поэтому там нет жизни. За счет фотосинтеза, осуществляемого растениями, происходит образование кислорода по реакции:

6СО2 + 6Н2О + hv ^ С6Н12О6 + 6О2 t.

Одной из важнейших экологических проблем в большинстве стран является загрязнение воздуха. Город с населением 1 млн. человек выбрасывает ежегодно в атмосферу 10 млн. т водяного пара, 2 млн. т газов (SO2, CO2, NO2 и т.д.). Примерно 20 тыс. т пыли и 150 т тяжелых металлов (Pb, Zn, Cd и т.д.).

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в 90-е годы в 27-ми из 54-х обследованных стран концентрация SO2 превысила стандартные нормы (40 - 60 мкг/дм3). Список городов с повышенным загрязнением воздуха открывает Милан, далее Тегеран, Сеул, Рио-де-Жанейро, Париж, Пекин, Мадрид.

Основным показателем, характеризующим состояние атмосферы, является концентрация вредных веществ и ее соотношение с ПДК или нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ).

ПДВ определяются на основе ПДК с учетом рассеивания выбросов и наложения их на фоновое загрязнение. Также учитывается суммарное воздействие нескольких источников загрязнения.

Для продуктов сгорания (CO2, SO2 и пр.) расчет ПДВ производят по формуле V AT

N

(ППД - Сф) Н 2 ПДВ = —

AFmn

где ПДК - предельно допустимая концентрация; Сф - фоновая концентрация выбрасываемого вещества, равная

нулю; Н - высота трубы, м; V - объем выбросов, м3/с; AT - превышение температуры выбросов над температурой воздуха; N - число источников загрязнения; А - безразмерный коэффициент, определяющий условия рассеивания примесей в атмосфере, для РФ равен 120; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания примесей (для газов F = 5); m, n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газов из источников выбросов: m = 0,4; n = 1 ...

Очень часто выбросы предприятия больше ПДВ и оно их не может сократить ни при каких условиях (Байкальский целюлозно-бумажный комбинат, который работает до сих пор - диоксиновый источник).

Для таких предприятий установлены нормативы временно согласованных выбросов (ВСВ), рассчитываемых на долгосрочную программу снижения выбросов. ВСВ

t1, t2, ... - время реализации природоохранных мероприятий ПДВ

t1 t2 t3 t4 t5

В настоящее время в крупных промышленных городах концентрация различных примесей в атмосфере превышает ПДК.