КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ И ИХ ИСТОЧНИКИ

Основные группы загрязняющих и потенциально токсичных веществ и источники их поступления. Влияние антропогенного загрязнения на компоненты биосферы. Приоритетные загрязняющие вещества и их характеристики.

Поступление химических соединений в биосферу определяется естественными процессами абиотического характера, происходящими на планете без вмешательства человека. Так происходило до развития промышленности, но с относительно недавнего периода исторического развития человеческой цивилизации непосредственная деятельность человека и ее последствия привносят существенный вклад в загрязнение окружающей среды.

Химические загрязнения различаются по площади:

1. Локальное. Загрязнение небольшого региона (города, крупного промышленного объекта, района добычи полезных ископаемых, территории крупного животноводческого комплекса).
2. Региональное. Обнаруживается в границах значительных пространств, но не охватывает весь земной шар.
3. Глобальное. Признаки глобального химического загрязнения обнаруживаются очень далеко от источника, в любой точке Земли. Загрязнители переносятся атмосферными потоками, так как атмосфера – открытый компонент природной среды, связанный процессами энергообмена и массообмена с биосферой, гидросферой, космосом.

Загрязнение атмосферного воздуха химическими веществами приобретает все более угрожающий характер.

Число химических загрязнителей постоянно растет, появляется множество продуктов их сложного взаимодействия.

Новые химические соединения трансформируются в компонентах природной среды, внедряются в трофические цепи, причиняя вред живым организмам.

В данной статье мы рассмотрим:

• как происходит химическое загрязнение атмосферы;
• какие основные источники
  вносят наибольший вклад в загрязнение воздуха;
• почему оно особенно опасно;
• как классифицируются химические загрязнители;
• как распространяются в воздушной и жилой среде;
• можно ли защитить атмосферу от опасных, несвойственных ей примесей.

Загрязнитель
 — любой природный или антропогенный агент, попадающий в окружающую природную среду
в количествах, превышающих фоновые значения и вызывающий тем самым её загрязнение
(также загрязнителем
именуют и источник загрязнения, например, завод или полигон ТБО
). При этом «мерой» загрязнения данным агентом среды является степень отклонения от фоновых значений данного агента. Согласно этой (широкой) трактовке любой новый для среды агент (даже если он не токсичен по отношению к биоте
) рассматривается как загрязнитель.

В узком смысле «загрязнитель» — это физический, химический или биологический компонент, попавший в среду техногенным путём и оказывающий вредное токсическое действие на биоту (живые организмы).

Химическое загрязнение атмосферы считается очень опасным. По мере развития промышленности появляются новые химические вещества, образуются неизвестные ранее продукты их трансформации.

Загрязнители атмосферы классифицируются по множеству признаков, включены в специальный перечень.

К главным источникам химического загрязнения относятся:

• теплоэнергетика;
• металлургия и металлообработка;
• предприятия горнодобывающего комплекса;
• коксохимическое производство;
• целлюлозно-бумажная промышленность.

Основные загрязнители химического спектра – соединения серы, азота, углерода. Одни факторы усиливают загрязненность воздуха, другие снижают. Для защиты атмосферного воздуха предусмотрено установление ПДК, нормирование выбросов, СЗЗ, мониторинг и производственный контроль, очистка выбросов и другие мероприятия.

Источников
выбросов в атмосферу существует великое множество. Но объединяет их то, что все они наносят существенный вред обитателям Земли.

Бытует мнение, что загрязнение атмосферного воздуха это «побочный эффект» развития цивилизации. Однако данная проблема существовала всегда.

Единственное, с чем спорить трудно, так это с тем, что за последние 100 лет состояние атмосферы ухудшилось в разы.

Основными последствиями загрязнения атмосферы
 являются:

• изменение климата;
• смог;
• озоновые дыры;
• кислотные дожди;
• деградация почв;
• исчезающие леса;
• опустынивание территорий;
• эрозия почв
  ;
• снижение биоразнообразия;
• заболевания и преждевременная смертность населения.

Изучаем, как происходит загрязнение атмосферы, в том числе от предприятий, контролирует ли кто-то этот процесс и что можно предпринять для ее защиты от вредных выбросов.

Атмосферное загрязнение – избыточное присутствие в воздушной среде различных газов, твердых и жидких частиц, паров, концентрация которых отрицательно влияет на флору, фауну
планеты, на здоровье и жизненные условия человека, на все природные экосистемы.

Основные антропогенные источники загрязнения атмосферы – транспорт, промышленные предприятия, объекты теплоэнергетики.

За период пребывания в атмосфере свойства и состояние загрязнителей способны существенно измениться:

• тяжелые фракции осаждаются;
• соединения распадаются на компоненты;
• происходят химические и фотохимические реакции;
• образуются новые вещества.

Загрязнение атмосферного воздуха наносит вред здоровью людей, приводит к значительному экономическому ущербу. Потокам воздуха государственные границы не помеха. Вопросы загрязнения атмосферы затрагивают интересы всех стран, а перед угрозой глобальных проблем уязвимо все человечество.

Если на предприятии есть источники выбросов ЗВ, у него появляется и обязанность по инвентаризации источников выбросов, ведению журнала учета выбросов ЗВ в атмосферный воздух (п. 1 ст. 30 96-ФЗ).

Данные журнала учета выбросов используются при подготовке
:

• декларации о плате за НВОС;
• статистической отчетности 2-ТП (воздух).

Годовой учет позволяет предприятиям, осуществляющим выброс на основании разрешения, оценить, не произошло ли превышение установленных нормативов.

Превышение НДВ является нарушением экологического законодательства, за которое предусмотрен административный штраф на основании ст. 8.21 КоАП РФ.

Форма журнала учета выбросов законодательно не установлена, поэтому учет ведется в удобном произвольном формате.

Минимальный список сведений, которые указываются в журнале
:

• номер источника;
• производственный участок;
• перечень ЗВ, выбрасываемых от источника;
• количество выбрасываемого ЗВ (г/сек, т/год);
• время работы источника.

Периодичность учета выбросов ЗВ также не установлена, поэтому журнал рекомендуется заполнять после проведения производственного контроля, в том числе, если контроль проводится расчетным методом.

Если на предприятии отсутствует учет выбросов ЗВ, за это при проверке назначат штраф. Специального состава административного правонарушения, выраженного в неведении учета, КоАП РФ не предусматривает. В таких ситуациях, как правило, применяется ст. 8.1 КоАП РФ.

Естественное загрязнение атмосферы
возникает в результате природных явлений
, обычно катастрофических:

• извержения вулканов;
• селевые потоки;
• пыльные бури;
• процессы выветривания;
• разложение органических веществ.

Антропогенное
(искусственное, техногенное) загрязнение атмосферы вызвано деятельностью человека. Наступает при воздействии на ОС антропогенных факторов, интенсивность влияния которых превышает природный уровень воздействия аналогичных агентов.

Говоря о загрязнении воздушной среды, выделяют:

• первичное загрязнение – при поступлении ЗВ из источников выбросов;
• вторичное загрязнение – при образовании вредных веществ в результате происходящих в воздухе физико-химических процессов.

Виды антропогенного загрязнения АВ:

• биологическое
  – случайное или возникшее в результате деятельности человека;
• микробиологическое (микробное) – появление необычно большого количества микробов, связанное с их массовым распространением;
• механическое – загрязнение воздушной среды агентами, оказывающими механическое воздействие без физико-химических последствий;
• химическое
  – изменение естественных химических свойств среды;
• физическое – изменение естественного физического состояния среды (тепловое, световое, радиоактивное
  и пр.).

Искусственные загрязнители атмосферы можно разделить на группы
:

1. Транспортные
   – ЗВ, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта.
2. Производственные
   – ЗВ в составе выбросов при технологических процессах, отоплении.
3. Бытовые – ЗВ, поступающие в атмосферу при сжигании топлива в жилищах, бытовых отходов на свалках.

В последние десятилетия антропогенные факторы загрязнения атмосферы стали превышать по масштабам естественные, приобретая глобальный характер. При этом антропогенные выбросы более опасны, чем загрязнения природного происхождения.

Химическое загрязнение атмосферного воздуха — это привнесение в его состав новых, нехарактерных для него веществ, а также изменение естественной среднемноголетней концентрации этих веществ. Большинство химических загрязнителей образуются в результате различных видов деятельности человека.

Химический состав чистого сухого воздуха представляет собой смесь следующих компонентов:

Изменяют химический состав нижних слоев атмосферы газо-дымовые выбросы промышленных предприятий
, теплоэнергетических комплексов, транспорта
.

Оксиды углерода и азота, сероводород и сероуглерод, сернистый ангидрид и другие химические загрязнители накапливаются в воздушной среде, способствуя образованию фотохимического тумана
(смога), появлению «озоновых дыр», усиливая парниковый эффект на планете.

Часть химических примесей осаждается на:

• почву;
• воду;
• растения.

Следуя по трофическим цепочкам, опасные вещества попадают в организм человека, нарушая работу систем и поражая органы.

В частности, соединения серы вызывают заболевания органов верхних дыхательных путей, глаз и ЦНС, бензапирен и другие углеводороды угнетают иммунитет, повышают риск онкологических заболеваний.

Химическое загрязнение – самый опасный вид деградации экосистемы
, затрагивающее не только атмосферу, но и другие природные среды. Опасные примеси воздушной среды влияют на жизнеспособность всех биологических видов, иногда закрепляясь на генетическом уровне, представляя опасность для потомства.

Химические вещества, среди которых множество ядовитых, проникли во все сферы деятельности человека, а также во все природные среды. В целях терроризма создаются вещества, специально предназначенные для подавления биологических процессов
и групп организмов в целом.

Появляются новые синтетические вещества, не имеющие аналогов в природе, и поэтому особенно опасные для организмов – ксенобиотики.

Любые химические вещества, попадающие в атмосферу или возникающие в ней в концентрациях, выходящих за пределы обычных естественных колебаний или среднего природного фона, называются загрязнителями. Химическое загрязнение атмосферы проявляется на локальном, региональном, глобальном уровнях.

Загрязняющее вещество
(также поллютант
) — один из видов загрязнителей, любое химическое вещество или соединение, которое находится в объекте окружающей природной среды
в количествах, превышающих фоновые значения и вызывающие тем самым химическое загрязнение
.

По происхождению загрязняющие вещества делятся на:

• загрязняющие вещества природного происхождения — попадающие в природную среду в результате естественных, обычно катастрофических процессов (пример — загрязнение прилегающих территорий пеплом при извержении вулкана
  )
• загрязняющие вещества антропогенного происхождения

По характеру загрязняющие вещества делятся на:

• первичные (поступившие в окружающую среду непосредственно из источников загрязнения
  )
• вторичные, образующиеся из первичных в объектах окружающей среды в результате биогенных и абиогенных трансформаций.

Наиболее распространёнными антропогенными загрязняющими веществами являются:

• в атмосфере
   — кислые газы ( диоксид углерода
  , диоксид серы
  , оксиды азота
  ), взвешенные частицы ( сажа
  , аэрозоли
  кислот и соединений тяжёлых металлов), органические соединения
  , в том числе формирующие фотохимический смог
  и разрушающие озоновый слой
  атмосферы, пары нефтепродуктов.
• в гидросфере
   — растворимые соли тяжёлых металлов, органические соединения, нефтепродукты (следует отличать чистые сточные воды
  , например, после охлаждающих контуров теплообменной аппаратуры, не вызывающие химического, но вызывающие тепловое загрязнение)
• в литосфере
  (особенно в её верхнем плодородном слое — почве
  ) — соли тяжёлых металлов, нефтепродукты. Следует отличать инертные вещества (например, стекло), вызывающие лишь механическое загрязнение почв
• в биосфере наиболее опасны ксенобиотики
  , то есть вещества, не входящие в естественный обмен веществ
  в организме, например суперэкотоксиканты
  , из которых наиболее известны диоксины
  .

Факторы изменения химического состава атмосферы

С химическими загрязнителями могут происходить самые различные процессы:

• окисление;
• адсорбция аэрозолями;
• фотохимические реакции.

Кроме того, ЗВ могут поглощаться почвой, поверхностью водоемов, биосферой.

Атмосферные процессы, протекающие с участием газов
:

• рассеяние газов;
• разбавление атмосферным воздухом;
• химические конверсии (превращения);
• инверсии.

ЗВ из атмосферы на земную поверхность попадают следующим образом:

Время жизни в атмосфере газовых выбросов и пути их выведения разные. Загрязнители «живут» от нескольких суток до нескольких лет. Сложно прогнозировать поведение климатически активных газов, например, углекислого газа, который поступает и из природных, и из техногенных источников.

Распространение химических примесей

На условия распределения химических загрязнителей в воздушной среде влияют:

Как распространяются и трансформируются загрязнители?

Что происходит при комплексном химическом загрязнении?

При химическом взаимодействии в воздушной среде нескольких загрязнителей возникают различные эффекты:

1. Эффект нейтрализации.
2. Эффект суммации (аддитивность).
3. Эффект синергии. Примеры синергетического эффекта: влажный, ледяной или фотохимический смог.

Загрязнение атмосферного воздуха в городах

Уровень химического загрязнения воздуха в городской черте определяется количеством поступающих в атмосферу ЗВ и метеорологическими условиями, среди которых
:

• направление и скорость ветра;
• температура воздуха и термическая устойчивость атмосферы;
• осадки (вымывают ЗВ на 12 часов);
• туманы (усиливают загрязненность);
• атмосферное давление (при активной циклонической деятельности количество загрязнителей снижается);
• солнечная радиация (фотохимические реакции).

Повышение уровня химического загрязнения отмечается:

• при слабом ветре с увеличением температуры воздуха;
• когда штиль сопровождается застоем воздуха (инверсией);
• при понижении температуры в зимнее время и антициклоне.

Понижение уровня химического загрязнения фиксируется, когда
:

• скорость ветра превышает 5-6 м/с;
• нет тумана;
• отсутствуют температурные инверсии;
• идет умеренный или сильный дождь;
• накануне наблюдалось низкое загрязнение воздуха.

Общая загрязненность зависит от переноса и рассеивания химических примесей, поступающих с промышленными выбросами и выхлопными газами автотранспорта.

Российские регионы обладают различными условиями для рассеивания примесей. Самые благоприятные условия для рассеивания ЗВ наблюдаются на северо-западе европейской части России, самые неблагоприятные – в Восточной Сибири.

На первом месте в рейтинге российских городов-загрязнителей по итогам 2022 года – Норильск (Красноярский край). Масса выбросов за прошедший год составила 1,8 млн т
– почти 11 % от общего объема выбросов по всей стране. Самым «грязным» Норильск признается уже второй год подряд.

В 2021 году на Красноярском экономическом форуме был представлен проект очистки выбросов от диоксида серы на двух норильских металлургических предприятиях, так называемая «Серная программа».

Проектом запланировано вывести Норильск из десятки самых грязных городов России.

Загрязняющее вещество
 — химическое вещество, присутствующее в окружающей среде в количествах, превышающих фоновые значения.

Физические загрязнители
 — загрязнители, созданные различными физическими полями ( электромагнитное излучение
, шум
, радиоактивное излучение
).

Биологические загрязнители
 — биологические виды (в том числе микроорганизмы), не характерные для данного биогеоценоза
или находящиеся там в излишних, превышающих обычные, количествах.

Техногенные (антропогенные) загрязнители
 — агенты загрязнения, созданные человеком
.

Природные (естественные) загрязнители
 — агенты загрязнения, имеющие природное происхождение.

Нормативы, предельно допустимые выбросы

Нормативы в области охраны АВ – установленные нормативы качества воздуха, при соблюдении которых отсутствует негативное воздействие на здоровье человека и ОС.

Нормативы допустимых выбросов – нормативы выбросов ЗВ в атмосферный воздух, которые определяются как объем или масса ЗВ, допустимые для выброса в АВ стационарными источниками.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) – объем или масса химического вещества, микроорганизмов, показатель активности радиоактивных веществ, допустимый для выброса в АВ стационарным источником или системой стационарных источников, и при соблюдении которого обеспечивается выполнение требований в области охраны АВ
.

ПДВ – масса вещества в отходящих газах, максимально допустимая к выбросу в АВ в единицу времени (т/год).

ПДВ устанавливаются в целях государственного регулирования выбросов ЗВ в атмосферу. П ДВ определяются в отношении ЗВ, перечень которых устанавливается на государственном уровне (Правительством РФ) – для стационарного источника и (или) совокупности стационарных источников.

Нормативы выбросов устанавливаются расчетным путем для отдельных объектов негативного воздействия в соответствии с показателями массы ЗВ, при выбросах которых качество АВ остается в пределах нормативных показателей.

Норматив ПДВ регламентирует максимальное количество ЗВ, выбрасываемых от источников, при котором не страдает качество воздуха. Норматив устанавливается с учетом фонового загрязнения атмосферы.

Количество выбросов ЗВ может ограничиваться временно согласованным выбросом (ВСВ). Временный лимит устанавливается при невозможности соблюдения нормативов
качества АВ на период поэтапного достижения нормативов ПДВ.

Технический (технологический) норматив выбросов устанавливается для передвижных и стационарных источников выбросов, оборудования, технологических процессов.

Показатель отражает максимально допустимую массу выброса ЗВ в расчете на условную единицу:

• продукции;
• мощности;
• пробега транспортных средств.

Некоторые предприятия могут осуществлять выброс ЗВ только на основании разрешения на выброс – документа, регламентирующего количественный и качественный состав выбросов, а также условия таких выбросов. Разрешение выдается Росприроднадзором или Минприроды России
на определенный срок.

Объекты НВОС 1 или 2 категории делают расчет нормативов допустимых выбросов, получают на него санитарно-эпидемиологическое заключение. Объекты НВОС 3 категории утверждают расчет нормативов допустимых выбросов только для веществ 1, 2 класса опасности, если такие присутствуют в выбросах. Объекты НВОС 4 категории нормативы не разрабатывают.

Загрязнение воздуха предприятиями химической промышленности

В число наиболее крупных холдингов химического комплекса входят
:

1. ЗАО «Сибур Холдинг».
2. ООО «ЛукойлНефтехим».
3. ОАО «Тат-Нефть».
4. ОАО «Фосагро».
5. ОАО МХК «Еврохим».
6. ОАО «Акрон».

Этими корпорациями производится более 50 % минеральных удобрений, около 40 % полимеров, 50-70 % синтетических каучуков. По валовым выбросам ЗВ в атмосферу химический комплекс занимает 10 место.

Состав выбросов химической промышленности зависит от особенностей технологических процессов, сырья и образующихся продуктов.

Основными выбросами от предприятий химпрома являются
:

• оксиды углерода;
• оксиды азота;
• сернистый ангидрид;
• аммиак;
• неорганическая пыль;
• сероводород;
• сероуглерод;
• хлористые и фтористые соединения.

Приоритетные загрязнители некоторых категорий химических производств представлены в таблице:

Большой вклад в химическое загрязнение атмосферы вносят аварийные ситуации.

• износ оборудования;
• нарушение технологической дисциплины при обращении с химически опасными веществами;
• отсутствие автоматизированных средств контроля за их выбросом и зонами распространения загрязнений.

Химические аварии возникают и там, где нет химически опасных объектов.

При транспортировке из автоцистерн теряется содержимое, железнодорожные цистерны переворачиваются, а облака с химическими испарениями разносятся ветром на большие расстояния и оседают с осадками.

При взрывах и пожарах на производстве и в быту горящий пластик выделяет высокотоксичные соединения (диоксины, синильную кислоту, фосген).

• Биологическое
   — загрязнителем являются организмы, привнесение и размножение которых несёт нежелательный характер как для человека, так и для экосистем в целом. Проникновение может идти естественным путём, а в некоторых случаях является следствием деятельности человека. В качестве составной части выделяют микробиологическое загрязнение ^[19]
  
  .
• Механическое
   — загрязнение химически и физически инертным мусором
  среды, которое, как правило, приводит к ухудшению её качеств и оказывает влияние на обитающих в ней организмов. В реальности механическое загрязнение идёт в совокупности с физико-химическим воздействием ^[20]
  
  .
• Физическое
   — загрязнитель приводит к изменению физических параметров среды, среди которых температурно-энергетический ( тепловое загрязнение
  ), волновой ( световое
  , шумовое
  , электромагнитное
  загрязнения), радиационный ( радиоактивное
  загрязнение) и некоторые другие ^[21]
  
  .
• Химическое
   — загрязнитель приводит к изменению естественных химических свойств среды, выражаемое в повышении их концентрации, либо к проникновению веществ, которые отсутствовали в среде раньше. Примером химического загрязнения является аэрозольное
  ^[22]
  
  .

Видео-ролик по теме статьи

Данное видео содержит подробный рассказ о химическом загрязнении воздуха и о том, как оно влияет на здоровье людей:

Экологические преступления, правонарушения и ответственность за них

Ежегодно в РФ совершается до 30 тысяч экологических преступлений (с уголовной ответственностью) и до 70 тысяч экологических правонарушений (с административной ответственностью).

Ответственность за нарушения в области ООС:

• имущественная;
• дисциплинарная;
• административная;
• уголовная.

Перечень административных правонарушений в области ООС приводится в гл. 8 КоАП РФ.

Виды административного воздействия
:

• предупреждение;
• административный штраф;
• конфискация орудия совершения правонарушения;
• дисквалификация;
• административное приостановление деятельности (до 90 суток) => банкротство предприятия.

Помимо штрафов предусмотрена обязанность возмещения вреда ОС в соответствии с методиками исчисления его размера ущерба. Как правило, суммы средств на восстановительные мероприятия превышают суммы штрафов.

Видео о промышленном загрязнении

Предлагаем посмотреть видео ролик о загрязнении атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий:

Виды и категории выбросов

Процесс поступления в воздух посторонних веществ называется выбросом.

Различают несколько типов выбросов:

1. Максимально разовый. Максимальное количество выбрасываемого от источника выбросов ЗВ за 20-30-минутный интервал.
2. Валовой (массовый). Количество выбрасываемого в течение определенного периода (не менее 1 суток) ЗВ.
3. Залповый. Предусмотренный производственным процессом кратковременный выброс ЗВ в атмосферный воздух.
4. Аварийный. Выброс ЗВ в результате технологической аварии.

По назначению
выделяют выбросы:

1. Технологические. Содержат хвостовые газы после улавливания на установках продувки аппаратов, воздушников. Характеризуются высокими концентрациями ЗВ незначительными объемами удаляемого воздуха.
2. Вентиляционные. Местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка.

По дальности распространения
выбросы разделяют как:

1. Внутриплощадочные. З В образуют высокие концентрации только на территории промплощадки, при этом на прилегающих жилых территориях ощутимых загрязнений не наблюдается.
2. Внеплощадочные. Выбрасываемые ЗВ потенциально способны создавать достаточно высокие концентрации (на границе ПДК для воздуха населенных пунктов) на жилых территориях.

Количество и типы выбросов постоянно меняются:

• под влиянием изменений в промышленности и экономике страны;
• в результате внедрения новых технологий и современных систем очистки выбросов;
• из-за постоянно возрастающей численности автопарка, других факторов.

Залповые выбросы ЗВ возможны при авариях, сжигании быстрогорящих отходов, взрывных работах. Такие загрязнения выбрасываются в доли секунды и иногда на значительную высоту. В целом залповые выбросы в атмосферу — это процессы, которые характеризуются как непродолжительные (менее 20 минут)
.

Залповые выбросы во много раз превышают по мощности выбросы при штатном режиме работы оборудования.

Как правило, предусмотрены технологическим регламентом – сопровождают специфические производственные этапы (пусковые операции на котлах в теплоэнергетике, стадию розжига в печах, момент продувки в конвертерах), обычно выполняемые с заданной периодичностью.

Регулярно повторяющаяся стадия розжига характерна для предприятий по производству цемента, огнеупоров, соды. Из-за образования взрывоопасной концентрации оксида углерода примерно на 30-60 минут вынужденно отключаются пылеулавливающие установки
. В это время выбросы пыли и оксида углерода значительно возрастают.

• Экологическая энциклопедия: В 6 т / Глав. ред. . — М.
  : ООО «Издательство „Энциклопедия“», 2010. — Т. 2. Г-И. — 448 с.
• Экологический энциклопедический словарь / Глав. ред. . — М.

  : Издательский дом «Ноосфера», 1999. — 930 с. —

• ISBN 5-8126-0003-1

.

Определение токсических веществ в воздухе

Токсичность – внутренне присущая химическому веществу способность в определенных концентрациях оказывать вредное влияние
, проявляющееся только при взаимодействии с живыми организмами. Среди веществ природного происхождения токсичных веществ нет, есть токсичные концентрации.

Вещества и химические элементы разделяют на несколько классов опасности, от чрезвычайно опасных до умеренно и слабо опасных.

Экологическая опасность химических соединений (класс опасности)

оценивается с учетом их свойств
:

токсичности (канцерогенности, мутагенности);

величины ПДК (чем меньше величина ПДК, тем выше опасность), способности накапливаться в живых организмах и компонентах экосистемы, стабильности (устойчивости к разложению) самого вещества и вредных продуктов его разложения.

Примеры разделения химических загрязнителей атмосферного воздуха на классы:

Уровень загрязнения воздуха оценивается по данным наблюдений на одном посту (за одной примесью) или на всех постах района за всеми примесями за месяц или за год.

Учитываются 3 показателя

:

• Стандартный индекс. Самая высокая разовая концентрация примеси, разделенная на ПДК.

  Наибольшая повторяемость превышения ПДК, %.

  Комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей, представляющий собой сумму концентраций выбранных ЗВ в долях ПДК.

  Порядок выбора приоритетных промышленных токсикантов для наблюдения устанавливают с учетом:

класса опасности химических веществ;

мощности выбросов;

возможной площади загрязнения;

плотности выпадений ЗВ из атмосферы, по коэффициенту техногенного обогащения аэрозолей.

Приоритетные ЗВ, подлежащие определению в атмосферном воздухе:

• взвешенные частицы;
• оксиды серы;
• азота и углерода;
• озон;
• сульфаты;
• свинец;
• кадмий;
• ртуть;
• мышьяк;
• бензапирен;
• ДДТ и другие пестициды.





В атмосферных осадках определяют:

• свинец;
• кадмий;
• ртуть;
• мышьяк;
• сульфаты;
• бензапирен;
• ДДТ и другие пестициды;
• pH;
• главные катионы и анионы (катионы калия, натрия, магния, кальция, сульфат-, хлорид-, нитрат-, гидрокарбонатанионы).

К потенциальным приоритетным загрязнителям относятся:

• тяжелые металлы (кадмий, хром, медь, свинец, ртуть, никель, цинк);
• металлоиды (мышьяк, сурьма, селен);
• стойкие органические соединения (полихлорированные дифенилы (ПХД);
• полициклические ароматические углеводороды (ПАУ);
• диоксины;
• фураны;
• запрещенные пестициды.

Специалисты отмечают, что за последние 2 десятилетия в России появилась положительная динамика в отношении выбросов приоритетных тяжелых металлов и металлоидов от стационарных источников.

Для большинства ЗВ наблюдается тенденция к снижению выбросов. Нет положительной картины по двум загрязнителям – свинцу (имеет эффект накопления) и марганцу.

К чрезвычайно опасным относятся:

• ртуть;
• мышьяк;
• кадмий;
• свинец,
• медь;
• никель;
• хром,

к умеренно опасным:

• барий;
• вольфрам;
• марганец.





Техногенное поступление тяжелых металлов в атмосферу:


выброс при высокотемпературных процессах (черная и цветная металлургия, обжиг цементного сырья, сжигание минерального топлива);

вторичное загрязнение вследствие выноса тяжелых металлов из отвалов рудников или металлургических предприятий воздушными потоками.

• Источники поступления тяжелых металлов в атмосферный воздух делятся на естественные и техногенные. К природным относятся первичные минералы исходных пород.

  • черная и цветная металлургия;
  • химическая;
  • целлюлозно-бумажная;
  • нефтехимическая;
  • нефтеперерабатывающая и другая промышленность.

  Формы поступления в воздух:

  • твердые (терриконы, отвалы);
  • жидкие (отстойники);
  • газообразные (аэрозоли).

  Аэрозольное загрязнение тяжелыми металлами – самое мощное.

  К чрезвычайно опасным тяжелым металлам относятся:

  • ртуть;
  • мышьяк;
  • кадмий;
  • свинец,
  • медь;
  • никель;
  • хром,

  к умеренно опасным – барий, вольфрам
  , марганец.

  
  

  • Ивантер Э. В. Медведев Н. В. « Экологическая токсикология природных популяций птиц и млекопитающих Севера» М. Наука. 2007. 229 с.
  • Rand G., Petrocelli S. Fundamental of Aquatic Toxicology. New York et al.: Hemisphere Publishing Corporation, 1985, 666 p. ISBN 0-89116-382-4
    .
  • Королёв В. А
    .
    Очистка грунтов от загрязнений. — М., МАИК Наука/ Интерпериодика, 2001, 365 с.
  • Рустембекова С. А., Барабошкина Т. А. Микроэлементозы и факторы экологического риска. // Под ред. В. В. Горшкова. — М.: Университетская книга, Логос, 2006, 112 с.

  Как и кем проводится мониторинг, контроль и надзор?

  Качество атмосферного воздуха
  

  Качество АВ характеризуют его физические, химические и биологические свойства, которые отражают, насколько оно соответствует экологическим и гигиеническим и экологическим нормативам. Нормативы качества АВ – показатели предельно допустимого воздействия на здоровье человека и окружающую среду.

  Концентрация загрязнителя в атмосфере указывает на содержание загрязнителя в единице объема газа атмосферы.

  В зависимости от способа определения концентрации ЗВ в атмосфере различают 4 вида этого показателя
  :

  Приземная концентрация загрязнителей в АВ определяется на высоте 1,5-2,5 м от поверхности земли.

  Предельно допустимая концентрация (ПДК) – максимальная концентрация ЗВ в атмосфере, не оказывающая отрицательного воздействия на здоровье человека и окружающую среду. П ДК разовая, среднесуточная, среднегодовая определяется по принципу «обычных» концентраций.

  При исследовании проб воздуха учитывается его фоновое загрязнение, которое создается всеми источниками выбросов, кроме рассматриваемых. Содержание ЗВ, определенное в результате продолжительных систематических измерений, называется фоновой концентрацией этого ЗВ.

  Мониторинг качества воздушной среды
  

  Правительство РФ, региональные и местные власти организуют мониторинг атмосферного воздуха.

  • наблюдение за загрязнением АВ;
  • комплексная оценка и прогноз состояния АВ;
  • обеспечение государственных органов, организаций и населения текущей и экстренной информацией о загрязнении АВ.

  Мониторинг окружающей среды может проводиться госорганами в соответствии с их компетенцией. В этом случае мониторинг является комплексной системой наблюдения за состоянием ОС, оценки и прогноза изменений состояния ОС в условиях природных и антропогенных факторов.

  Мониторинг атмосферного воздуха – часть этой комплексной системы, наблюдение за его состоянием, загрязнением, происходящими в нем природными явлениями.

  Информация о состоянии загрязнения АВ – результат научных исследований и мониторинга его состояния. На основании полученных данных составляется научно обоснованный прогноз изменений качества атмосферного воздуха в результате поступления в него или образования в нем вредных веществ.

  Для осуществления мониторинга загрязнения АВ на государственном уровне предусмотрена целая сеть стационарных постов наблюдений
  , задача которых – измерение концентраций ЗВ и метеорологических характеристик.

  На этих постах располагаются специальные павильоны с измерительной аппаратурой для непрерывной регистрации концентраций загрязняющих примесей, устройств для отбора проб и измерения метеорологических параметров.

  Какие бывают посты наблюдений
  :

  1. Опорные. Выдают данные для оценки годовых и многолетних уровней загрязнения АВ.
  2. Подфакельные. Предназначены для отбора проб под дымовым (газовым) факелом, чтобы определить зону влияния этого источника выбросов.
  3. Маршрутные. Предназначены для регулярных измерений загрязнения АВ в фиксированной точке местности при наблюдениях, проводимых с помощью передвижного оборудования.

  Территориальные органы Росприроднадзора вместе с региональными представительствами Росгидромета устанавливают перечень объектов, владельцы которых обязаны осуществлять мониторинг атмосферного воздуха. Эти списки периодически пересматриваются.

  Контроль и надзор в области охраны атмосферы
  

  Контроль в области охраны АВ представляет комплекс мер по соблюдению законодательства путем предупреждения, выявления и пресечения нарушений. Направлен на обеспечение соблюдения природопользователями нормативов и нормативных документов в области охраны АВ.

  
  
  

  Надзор соблюдения требований законодательства в области охраны АВ осуществляют государственные органы — Росприроднадзор и его территориальные отделения, Минприроды России (в т.ч. региональные отделения), а также природоохранная прокуратура.

  Около 80 тысяч субъектов хозяйственной деятельности подлежат федеральному экологическому надзору, около 1 млн 300 тысяч – региональному.

  Виды мероприятий по надзору
  :

  1. Проверки (плановые, внеплановые): документарные, выездные.
  2. Рейдовые осмотры, обследования (обследуются только прилегающие территории, без взаимодействия с юридическим лицом).
  3. Административное расследование.

  Плановые проверки проводятся на основании ежегодных планов с учетом рискориентированного подхода. Региональные управления в конце каждого года формируют план проведения проверок, который подлежит согласованию Генеральной прокуратурой.

  Надзорные органы привлекают к проведению выездной проверки аттестованных экспертов, аккредитованные экспертные организации, не состоящие в гражданско-правовых и трудовых отношениях с проверяемым юрлицом или ИП.

  Внеплановые проверки проводятся при наличии соответствующих оснований (поступила информация о нарушении экологического законодательства, проверяется выполнение предписаний по плановой проверке).

  Основания для проведения рейдовых мероприятий
  :

  • поступление обращений и заявлений граждан, органов, СМИ о нарушении;
  • поручения Президента РФ, Правительства РФ;
  • наступление периода повышенной угрозы причинения вреда ОС;
  • систематическое наблюдение за исполнением законодательства.

  Контроль в области охраны АВ могут также осуществлять:

  • гражданские лица;
  • общественные организации
  • иные некоммерческие объединения.

  Общественный контроль также направлен на соблюдение требований законодательства в области охраны АВ.

  Производственный контроль на предприятиях
  

  Предприятия, имеющие источники выбросов ЗВ, обязаны осуществлять производственный контроль в области охраны АВ.

  Контроль выбросов – постоянное или периодическое определение, насколько состав и объем фактических выбросов ЗВ соответствует установленным нормативам.

  Существует 4 разновидности методов проведения контроля выбросов с целью их последующего уменьшения:

  1. Расчетный. Основан на расчетах с использованием сведений о характеристиках сырья и продукции, сопутствующих химических реакциях, удельных показателях выбросов.
  2. Балансовый. Метод определения выбросов с использованием технологических балансов – результатов расчетов, основанных на данных о введенных и полученных в производственном процессе материалов и энергии. При составлении балансов используют стехиометрические, термохимические расчеты, физико-химические закономерности. По определенному балансу просчитывают фактический выход продукции, коэффициент полезного использования энергии, расход и потери сырья.
  3. Аналитический (инструментальный). Способ определения выбросов ЗВ с использованием измерений их концентраций в газовоздушной смеси при помощи аппаратуры. Примером таких приборов служит газоанализатор – прибор для определения качественных и количественных характеристик смеси газов.
  4. Лабораторный. Аналитический метод, связанный с отбором пробы и ее последующим анализом в лабораторных условиях.

  В томе НДВ, в программе производственного экологического контроля должен быть утвержденный план-график контроля выбросов на источниках. Если установленная периодичность замеров по источникам и ЗВ не соблюдается, предприятию назначат штраф. План-график мониторинга в контрольных точках СЗЗ также должен соблюдаться – если предприятие включено в соответствующий список.

  Автомобиль как источник загрязнения

  В городах основным источником химического загрязнения атмосферы является автотранспорт, парк которого ежегодно увеличивается. Более всего химическому загрязнению от автомобилей подвержены крупные города, территории автомагистралей.

  Наиболее опасные вещества в составе выхлопных газов
  :

  • пары бензина;
  • свинец;
  • углеводороды;
  • окись азота;
  • оксид углерода;
  • сажа.

  Они концентрируются в нижних слоях атмосферы, а затем осаждаются на воду, почву и растения. Большинство компонентов выхлопных газов токсичны. Отдельные виды топлива содержат серу
  , что приводит к поступлению в воздух диоксидов серы.

  
  
  

  Что способствует уменьшению объема вредных выбросов?

  Рассмотрим, что может способствовать снижению объема вредных выбросов.

  Законодательство в области охраны атмосферы
  

  Охрана атмосферного воздуха в РФ регламентируется СанПиН 2.1.3684-21 и федеральными законами:

  Перечень мероприятий по охране АВ разделяют на 4 основные группы:

  
  
  

  Охрана АВ – система мер, направленных на улучшение его качества, предупреждения его вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.

  Охрана АВ осуществляется госорганами, физическими и юридическими лицами, организациями и предприятиями.

  К требованиям в области охраны АВ для предприятий относят
  :

  • инвентаризацию источников выбросов;
  • учет фактической массы выбросов;
  • разработку мероприятий на период неблагоприятных метеоусловий;
  • эксплуатацию технологического оборудования только при работающих системах газоочистки;
  • паспортизацию УОГ;
  • оценку технического состояния и эффективности УОГ;
  • представление статистической отчетности по форме 2-ТП (воздух);
  • разработку программы ПЭК (для объектов I-III категорий НВОС);
  • внесение платы за выбросы ЗВ стационарными источниками.

  15 способов уменьшить загрязнение воздуха
  

  Уменьшению загрязнения атмосферы способствует:

  1. Ограничение выбросов промпредприятий и ужесточение учета эмиссии загрязнения с целью решения проблемы.
  2. Внедрение новых технологий, направленных на снижение количества выбрасываемых в атмосферу загрязнителей, на снижение экологической опасности выбросов путем изменения химического состава.

  Эти цели достигаются преимущественно двумя путями
  — внедрением новых технологий производства продукции и более эффективных систем очистки атмосферных выбросов.

  Промышленная зона предприятия – участок, на котором находятся промышленные объекты. Территория расположена отдельно от жилой застройки, особо охраняемых природных территорий и сельскохозяйственных зон.

  Природопользователи, осуществляющие выбросы ЗВ в атмосферу, обязаны проводить мероприятия, направленные на сокращение объема загрязнителей и улучшение качества атмосферного воздуха.

  
  
  

  Мероприятия по снижению загрязненности АВ и его охране, которые осуществляются непосредственными участниками загрязнения воздуха, а также на государственном уровне
  :

  1. Проведение инвентаризации выбросов. Инвентаризация заключается в систематизации сведений о том, как распределены на промплощадке источники выбросов, какой объем загрязнителей поступает от этих источников в АВ, каков химический состав выбросов.
  2. Технологические методы снижения образования ЗВ в отходящей газовоздушной смеси путем изменения производственных циклов.
  3. Эксплуатация эффективных установок очистки газовых выбросов в атмосферу разных видов – комплекса сооружений и оборудования, предназначенного для улавливания и отделения загрязнителей или превращения их в безвредные вещества. Установка очистки газа (УОГ, ПГУ, ПГОУ) – сооружение, оборудование, аппаратура для очистки и (или) обезвреживания выбросов ЗВ. Для оценки эффективности очистки используется показатель «степень очистки газа» – отношение массы извлеченного из газа ЗВ к массе ЗВ, присутствующего в газе до обработки. Уловленные газоочистным оборудованием загрязнители (отходы) передаются на утилизацию или обезвреживание, а также для использования.
  4. Эксплуатация пылеуловителей – аппаратов для очистки газовоздушного потока от взвешенных частиц.
  5. Установление санитарно-защитной зоны (СЗЗ) – территории, на которой установлен особый режим использования. Размер СЗЗ должен обеспечивать безопасность здоровья населения от химического, биологического, физического воздействия производственных процессов – как на ее границе, так и за ее пределами.
  6. Внедрение наилучших доступных технологий, ориентированных на снижение негативного воздействия технологических процессов на ОС. При этом такие технологии действительно должны быть доступны – в конкретных экономических и социальных условиях.
  7. Улучшение рассеивания выбросов, в частности, газовых, в атмосферном воздухе. Метод состоит в изменении характеристик устройств отведения газа и конструкций источников выбросов. Например, увеличение высоты труб до 100-150 м. При повышении температуры отходящих газов увеличивается разность плотностей – их и атмосферного воздуха. Соответственно, возрастает подъемная сила и вертикальная скорость выбросов. В результате ЗВ поднимаются на большую высоту и рассеиваются в увеличенном пространстве. Это приводит к снижению приземных концентраций загрязняющих примесей.
  8. Обеспечение при производстве и эксплуатации передвижных средств непревышения установленных технических нормативов выбросов. Об этом говорит п. 2 ст. 30 96-ФЗ. Производство и эксплуатация передвижных средств, концентрация ЗВ в выбросах которых превышает установленные технические нормативы, запрещены (п. 1 ст. 17 96-ФЗ). Поэтому выбросы передвижных средств подлежат регулярной проверке (п. 4 ст. 17 96-ФЗ).
  9. Сокращение неорганизованных выбросов и утечек газа от оборудования путем регулярных испытаний и технического обслуживания.
  10. Проведение регулярных наблюдений за загрязнением АВ и увеличение частоты наблюдений.
  11. Расширение до международных требований перечня определяемых веществ.
  12. Поэтапное внедрение автоматизированных систем непрерывного измерения концентрации основных ЗВ в воздухе населенных пунктов.
  13. Удаление ЗВ как можно дальше от места выброса. Высокие трубы выбрасывают сажу, золу и газы в струйные потоки воздуха, которые выносят их на большие расстояния и рассеивают в больших объемах воздуха.
  14. Строительство новых заводов, ТЭЦ и других источников выбросов только с подветренной стороны населенных пунктов.
  15. Организация системы поглотителей загрязнения. Например, путем озеленения урбанизированных территорий. Зеленые насаждения способны решить эту проблему, задерживая большинство химических и механических ЗВ, формируя «воздушно-растительные фильтры», по эффективности не уступающие промышленным системам очистки выбросов.

  Гектар леса за сутки очищает от значительной части загрязнителей 500 тыс. м ³
  окружающего воздуха

  ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе

  Предельно допустимая концентрация (ПДК) – законодательно утвержденный санитарно-гигиенический норматив.

  Под ним понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при постоянном воздействии на организм человека в течение определенного периода времени не вызывает патологических изменений или заболеваний как у настоящего, так и у последующего поколений
  на любом отрезке их жизни.

  
  
  

  СССР был лидером в области разработки нормативов содержаний опасных химических примесей в окружающей среде.

  ПДК для воздуха рабочих помещений были установлены в 1925 году, ПДК веществ в атмосфере – в 1949 году, ПДК для выбросов ЗВ в атмосферу – с 1952 года.

  К 1991 году существовало ПДК в воздухе для почти 500 веществ. Оценка экологической обстановки, в частности, химического загрязнения атмосферы, основана на сравнении степени загрязнения воздуха с установленными ПДК веществ-загрязнителей.

  ПДК токсических химических веществ в атмосферном воздухе устанавливают в соответствии со следующими определениями:

  1. ПДК – максимальная концентрация 3В в атмосферном воздухе, которая при повседневном контакте с человеком или другим элементом биосферы в течение продолжительного периода не вызывает негативных эффектов и последствий.
  2. ПДК максимально разовая – концентрация ЗВ в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных реакций.
  3. ПДК среднесуточная – концентрация ЗВ в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом вдыхании не менее 24 часов.
  4. ПДК среднегодовая обеспечивает приемлемые уровни риска при воздействии ЗВ не менее 1 года.

  О загрязнении атмосферы, о ранжировании зон по степени загрязнения, об экологической опасности загрязнения говорят лишь в том случае, если степень загрязненности превышает установленные нормы ПДК. Если концентрации ЗВ низкие (ниже ПДК), констатируется нормальная экологическая обстановка.

  Плата и возмещение ущерба

  Вред окружающей среде экологическая терминология трактует как наступившее в результате загрязнения ее негативное изменение, повлекшее за собой истощение природных ресурсов и деградацию экосистем.

  Негативное воздействие на атмосферу и окружающую среду в целом наступает в результате воздействия природных или антропогенных факторов
  . Выбросы в атмосферный воздух ЗВ и иных веществ – один из видов негативного воздействия на природные среды.

  
  
  

  Существуют экономические механизмы охраны атмосферы:

  1. Плата за выброс ЗВ – возмездный платеж, вносимый природопользователями с целью компенсации вредного воздействия на ОС.
  2. Ущерб от загрязнения ОС – фактические убытки, связанные с ее прямым или косвенным загрязнением, включающие дополнительные затраты на ликвидацию последствий загрязнения.
  3. Ущерб от загрязнения АВ – денежная оценка убытков, причиненных загрязнением АВ.

  Предотвращенный экологический ущерб от выбросов – оценка возможных негативных последствий от выбросов ЗВ, которых удалось избежать в результате
  :

  • реализации природоохранных программ;
  • проведения комплекса мероприятий по охране АВ;
  • деятельности природоохранных органов.

  Сумма платы за негативное воздействие рассчитывается по формуле: П = платежная база * ставка платы * стимулирующий коэффициент.

  За выбросы ЗВ в пределах нормативов установлен коэффициент 1, за выбросы в пределах временно разрешенных выбросов – 25, за объем выбросов, превышающих установленные лимиты – 100. Ставки платы для каждого загрязняющего компонента, в отношении которого применяются меры госрегулирования, установлены постановлением Правительства от 13.09.2016 № 913
  .

  Платежная база определяется природопользователями самостоятельно на основе данных производственного экологического контроля.

  Фактический выброс ЗВ в атмосферу рассчитывается по формуле
  :

  G = V х C / 1000, г/сек,

  V – объем отходящих газов, м ³
  /сек.,

  С – концентрация загрязнителя, мг/ м ³
  .

  5 специфических особенностей химического загрязнения

  1. Атмосфера – основная среда, через которую загрязняющие вещества (ЗВ) поступают от источника загрязнения в другие естественные сферы – в воду, почву, а также в живые организмы.
  2. В пределах атмосферного воздуха загрязнители распространяются в разных направлениях.
  3. Изменение химического состава атмосферного воздуха быстрее, чем в других средах, свидетельствует о загрязнении окружающей среды.
  4. ЗВ в составе атмосферы обеспечивают основную форму их трансграничного переноса.
  5. Загрязнение атмосферного воздуха – основной экологический риск для здоровья людей. Ежегодно почти 7 млн человек преждевременно умирает в результате жизни в загрязненной воздушной среде.