Читать онлайн Век живи – век учись! Том 3. Студентам, аспирантам, соискателям бесплатно

1.1 Общие сведения

Степень загрязнения атмосферы зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, от высоты, на которой осуществляются выбросы, и от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ.

Источники загрязнения атмосферы различаются по мощности выброса (мощные, крупные, мелкие), высоте выброса (низкие, средней высоты и высокие), температуре выходящих газов (нагретые и холодные). К мощным источникам загрязнения относятся производства типа металлургических и химических заводов, заводов строительных материалов, тепловые электростанции и др. К мелким источникам загрязнения – небольшие котельные и предприятия местной и пищевой промышленности, трубы печного отопления и т. п. Большое количество мелких источников может значительно загрязнять воздух. Под низкими источниками понимают такие, в которых выброс осуществляется ниже 50 м, под высокими – выброс выше 50 м. Нагретыми условно называют источники, у которых температура выбрасываемой газовоздушной смеси выше 50 °С; при более низкой температуре выбросы считаются холодными. [11,15,24]

В выбросах предприятий различных отраслей промышленности и транспорта содержится большое число различных вредных примесей. Почти из всех источников в атмосферу поступают диоксид серы (SO2), пыль, оксид углерода (CO), оксиды азота (NO, NO2). Много вредных веществ образуется при сжигании топлива. Только тепловые электростанции являются источником почти половины (45%) общего количества сернистых соединений, поступающих в воздушный бассейн. При сжигании топлива в атмосферу выбрасываются также в большом количестве оксид углерода, оксиды азота и несгоревшие твердые вещества в виде золы и сажи. В меньших количествах при сжигании как твердого, так и жидкого топлива могут выбрасываться хлористый натрий и магний, оксиды железа, ванадий, оксиды никеля и кальция, ртуть и ряд других веществ. При сжигании газообразного топлива в основном выбрасываются оксиды азота. При нарушении режима горения, т.е. при сжигании газа в условиях недостаточного количества воздуха или при охлаждении пламени горелки, в атмосферу выбрасываются углеводороды. При этом могут выделяться и ароматические углеводороды, часть которых относится к канцерогенным веществам. [9, 14—16,19,]

Значительное количество топлива сжигается автомобильным, железнодорожным, морским, речным и авиационным транспортом. Основными вредными примесями, содержащимися в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, являются: оксид углерода, оксиды азота, углеводороды (в том числе канцерогенные), альдегиды и другие вещества. При работе двигателей, использующих бензин, выбрасываются также свинец, хлор, бром, иногда фосфор, при работе дизельных двигателей – значительное количество сажи. Авиационные двигатели выбрасывают в атмосферу оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, углеводороды, оксиды серы и сажу.

Большой вклад в загрязнение атмосферы вносят предприятия черной металлургии. Выбросы предприятий этой отрасли составляют 10—15% общих выбросов промышленности в целом по стране. В выбросах предприятий черной металлургии содержатся пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, сероводород, фенол, сероуглерод, бенз (а) пирен и др. Наибольшее количество диоксида серы содержится в выбросах агломерационных фабрик, энергетических установок и предприятий по производству чугуна.

При производстве цветных металлов в атмосферу выбрасываются диоксид серы, оксид углерода и пыль, оксиды различных металлов (особенно, свинец, медь, никель). Производство алюминия электролизным методом сопровождается выбросами в атмосферу фтористых соединений и оксида углерода. [11,15,18]

От предприятий химической промышленности в атмосферу поступают разнообразные вредные вещества, главным образом в виде газов. При производстве серной кислоты с отходящими газами выбрасываются в атмосферу сернистые соединения, оксиды азота, соединения мышьяка и токсичная пыль. При производстве азотной кислоты – оксиды азота, аммиак и оксид углерода, при производстве хлора – хлор и соляная кислота, при производстве суперфосфата – фтористоводородная и кремнийфтористоводородная кислота, при производстве целлюлозы и бумаги – диоксид серы, дисульфид, сероводород, сероуглерод, хлор, формальдегид и меркаптаны, при производстве искусственного волокна – сероводород и сероуглерод.

Большое количество вредных веществ выбрасывается в атмосферу предприятиями нефтяной промышленности, в том числе оксиды серы и азота, оксид углерода, углеводороды, сероводород, меркаптаны и несгоревшие твердые частицы, содержащие бенз (а) пирен. Производство цемента связано с выбросами из печей обжига пыли и диоксида серы. [19,24,28]

Экосистема, или экологическая система – биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Это одно из основных понятий экологии.

Городские экосистемы гетеротрофны, доля солнечной энергии, фиксированная городскими растениями или солнечными батареями, расположенными на крышах домов, незначительна. Основные источники энергии для предприятий города, отопления и освещения квартир горожан расположены за его пределами. Это – месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные электростанции.

Город потребляет огромное количество воды, лишь незначительную часть которой человек использует для непосредственного употребления. Основную часть воды тратят на производственные процессы и на бытовые нужды. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом промышленности на одного гражданина приходится до 1000 л в сутки.

Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии – она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т. д. В ней могут содержаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с потоками весенней воды попадают в водные экосистемы. [10,18,19]

Растения, в составе городских экосистем растут в парках, садах, на газонах, их главное назначение – регулирование газового состава атмосферы. Они выделяют кислород, поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных газов и пыли, попадающих в неё при работе промышленных предприятий и транспорта. Растения имеют также большое эстетическое и декоративное значение.

Животные в городе представлены не только обычными в естественных экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей, трясогузка; млекопитающие: полевки, белки и представители других групп животных), но и особой группой городских животных – спутников человека. В её составе – птицы (воробьи, скворцы, голуби), грызуны (крысы и мыши), и насекомые (тараканы, клопы, моль). Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на помойках (галки, воробьи). Это санитары города. Разложение органических отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорганизмы. [11—15]

Главная особенность экосистем современных городов в том, что в них нарушено экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков вещества и энергии человеку приходится брать на себя. Человек должен регулировать как потребление городом энергии и ресурсов – сырья для промышленности и пищи для людей, так и количество ядовитых отходов, поступающих в атмосферу, воду и почву в результате деятельности промышленности и транспорта. Наконец, он определяет и размеры этих экосистем, которые в развитых странах, а последние годы и в России, быстро «расползаются» за счет загородного коттеджного строительства. Районы низкоэтажной застройки уменьшают площадь лесов и сельскохозяйственных угодий, их «расползание» требует строительства новых шоссейных дорог, что уменьшает долю экосистем, способных производить продукты питания и осуществлять круговорот кислорода. [23—26]

ООО «Строймонтаж» расположено в северном промышленном районе города Орска и имеет одну промплощадку.

Расположение предприятия с указанием хозяйственных объектов, жилой зоны, авто- и железных дорог, природных объектов представлено на схеме «Расчётной санитарно-защитной зоны».

Климат местности расположения участков предприятия резко-континентальный.

Климатическая характеристика района расположения ООО «Строймонтаж» предоставлена Оренбургским областным центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в письме №594-л от 17.08.2009 года. [8,28]

Температурный режим характеризуется следующими величинами: самый холодный месяц январь со средней месячной температурой -16,2 °С, самый теплый месяц июль со средней месячной температурой +21,5 °С. Среднегодовая температура 3,5 °С. (Таблица 1.1)

Таблица 1.1

Средняя месячная и годовая температура воздуха

По количеству выпадающих осадков рассматриваемая территория относится к зоне неустойчивого увлажнения, большей частью недостаточного. В год выпадает осадков около 306 мм. Наибольшее количество осадков приходится на август – 41 мм, а наименьшее на февраль -8 мм. (табл. 1.2)

Таблица 1.2

Среднее месячное и годовое количество осадков

Весной наибольшее количество дней с туманом приходится на март – 4. В среднем наблюдается 20 дней с туманом. (табл. 1.3)

Таблица 1.3

Среднее число дней с туманом

Преобладающим направлением ветра за весь год в рассматриваемом районе является западное направление ветра. (таблица 1.4)

Таблица 1.4

Повторяемость направления ветра и штилей, годовая, %

Повторяемость скорости ветра по градациям представлена в таблице 1.5.

Таблица 1.5

Повторяемость скорости ветра по градациям, годовая, %

Средняя годовая скорость ветра за год составляет 9 м/с.

Коэффициент стратификации «А», определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, равен 180.

Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на различных высотах в г. Орске не ведутся.

Климатическая характеристика и фоновые концентрации района расположения предприятия получена на основании данных многолетних наблюдений стационарного поста ПНЗ №3 г. Орск, расположенного по адресу: Орское шоссе, 4 и удалённого от предприятия на расстояние около 1600 метров.

В отбираемых пробах воздуха определяется содержание пыли, диоксида серы, оксида углерода, диоксида азота, оксида азота. Данные Оренбургского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по фоновым концентрациям сведены в таблицу 1.6.

1.2 Промышленное загрязнение среды

В городских экосистемах наиболее опасно для природы промышленное загрязнение, а также химическое загрязнение атмосферы. Этот фактор относится к числу наиболее опасных для жизни человека. Наиболее распространенные загрязнители – сернистый газ, оксиды азота, оксид углерода, хлор, и др. В некоторых случаях из двух или нескольких относительно не опасных веществ, выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света могут образоваться ядовите соединения. Экологи насчитывают около 2000 загрязнителей атмосферы. [9,11—15,24]

Главные источники загрязнения – ТЭС. Сильно загрязняют атмосферу также котельные, нефтеперерабатывающие предприятия и автотранспорт.

Шумовое загрязнение. Источником шумового загрязнения может бать промышленное предприятие или транспорт. Особенно сильный шум производят тяжелые самосвалы и трамваи. Шум влияет на нервную систему человека, и потому в городах и на предприятиях проводятся мероприятия по шумозащите. Железнодорожные и трамвайные линии и дороги, по которым проходит грузовой транспорт, нужно выносить из центральных частей городов в малонаселенные районы и создавать вокруг них зеленые насаждения, хорошо поглощающие шум. Самолеты не должны летать над городами.

Основными видами деятельности ООО «Строймонтаж» являются: монтаж и ремонт металлоконструкций, технологическое обслуживание и хранение собственного автотранспорта.

Структурно предприятие подразделяется:

Основное производство:

Цех изготовления изделий и нестандартного оборудования.

– сварочный участок №1;

– сварочный участок №2;

– сварочный участок №3.

Автотранспортный цех.

– гараж №1;

– гараж №2;

– гараж №3;

– моторный участок;

– медницкая мастерская;

– аккумуляторная мастерская;

– ремонтный участок.

Вспомогательное производство:

Деревообрабатываящий цех.

– столярный участок;

– покрасочный участок.

Прочие подразделения:

– площадка парковки личного автотранспорта;

– административный корпус;

– бытовой корпус;

– складское хозяйство.

Основное производство

Цех изготовления изделий и нестандартного оборудования

Для выполнения производственных функций на предприятии предусмотрено 3 сварочный участка, на которых производится ремонт или изготовление металлоконструкций из сортового проката.

На каждом из участков оборудован сварочный пост для проведения ручной дуговой сварки при помощи электродов марок: МР-3, МР-4, УОНИ-13/45, ОЗЛ-6, ОЗЛ-7.

Сварочный пост участков 1 и 2 оборудованы вытяжными зонтами.

1.3 Автотранспортный цех

На предприятии имеется достаточно богатый разнообразной техникой транспортный парк, предназначенный к использования на производственных площадях организаций – заказчиков работ. Автотранспортная и автотракторная техника хранится в специально предназначенных отапливаемых гаражах. Техника осуществляет пуск, прогрев двигателя, выезд (въезд) в гараж и движение по территории предприятия.

На предприятии осуществляется самостоятельное технологическое обслуживание техники, включающее в себя проведение технического обслуживания парка транспорта, ремонт узлов и агрегатов, зарядку аккумуляторов. При проведении ремонта узлов и агрегатов, демонтированных с автотранспорта, предусмотрена их промывка в ванне с керосином, оборудованной вытяжным зонтом.

Для пайки радиаторов охлаждения двигателей внутреннего сгорания служит медницкая мастерская, где оборудован пост пайщика. Пост оборудован вытяжным зонтом, пайка производится оловянно-свинцовым припоем.

Для зарядки аккумуляторов (2 раза в год) предусмотрена аккумуляторная мастерская, оборудованная вытяжными устройствами.

При необходимости механической обработки металлических деталей на ремонтном участке установлен заточной станок с диаметром круга 350 мм. Для проведения сварочных работ дуговой электросваркой с применением электродов марки МР-3 на ремонтном участке оборудован сварочный пост.

При выполнении предприятием основных производственных функции в атмосферный воздух выбрасываются: диЖелезо триоксид (Железа оксид), Марганец и его соединения, Фтористые газообразные соединения, Фториды неорганические плохо растворимые, Хром шестивалентный (в пересчете на хрома (VI) оксид), Пыль неорганическая, содержащая 70—20% SiO2, Азота диоксид (Азот (IV) оксид), Азот (II) оксид (Азота оксид), Углерод (Сажа), Сера диоксид (Ангидрид сернистый), Углерод оксид, Бензин (нефтяной, малосернистый), Керосин, Олово оксид, Свинец и его неорганические соединения, Серная кислота, Пыль абразивная.

1.4 Вспомогательное производство Деревообрабатывающий цех

Предназначается для изготовления изделий из дерева (окна, двери, брусы разносортные). Для распиловки древесины предприятие оборудовано круглопильным станком. Древесная пыль от работы станка собирается в циклоне собственного изготовления эффективностью 80%.

При механической обработке древесины на разнообразных станках применяется пневмотранспорт опилок в циклон собственного изготовления эффективностью 80%.

Для предотвращения порчи изделий из дерева производится их окраска лаками типа ПФ-170 с применением растворителя №650 и последующая сушка.

От осуществления деятельности вспомогательного производства в атмосферный воздух выбрасываются: Пыль древесная, Диметилбензол (Ксилол), Бутан-1-ол (Спирт н-бутиловый), 2-Этоксиэтанол (Этилцеллозольв), Уайт-спирит, Взвешенные вещества.

1.5 Прочие подразделения

Для хранения личного автотранспорта работников ООО «Строймонтаж» на территории предприятия предусмотрена парковка легкового автотранспорта.

Административный корпус предназначен для ведения административной деятельности предприятия.

Для смены одежды и помыва персонала на территории предприятия оборудован бытовой корпус. Назначением складского хозяйства является хранение инструмента, материалов и оборудования.

При организации парковки личного автотранспорта в атмосферный воздух выбрасываются: Азота диоксид (Азот (IV) оксид), Азот (II) оксид (Азота оксид), Сера диоксид (Ангидрид сернистый), Углерод оксид, Бензин (нефтяной, малосернистый).

При перемещении автотранспорта по территории предприятия для доставки и получения различных грузов в атмосферный воздух выбрасываются: Азота диоксид (Азот (IV) оксид), Азот (II) оксид (Азота оксид), Углерод (Сажа), Сера диоксид (Ангидрид сернистый), Углерод оксид, Бензин (нефтяной, малосернистый), Керосин.

При рассмотрении технологических процессов с точки зрения изменчивости во времени выделений (выбросов) загрязняющих веществ следует отметить, что как производство работ, так и, соответственно, выделение загрязняющих веществ в атмосферный воздух, носят эпизодический характер, что обусловлено спецификой производства представленных видов работ.

1.6 Загрязнение городских экосистем промышленными предприятиями

Орск – город в Оренбургской области России. Расположен в южных отрогах Уральских гор при впадении реки Орь в Урал. Последний делит город на две части – европейскую (Новый город) и азиатскую (Старый город). В состав города Орска входят три района: Ленинский, Октябрьский, Советский. Город расположен в уникальном природном ландшафте реки Орь и Урал, Елшанка и Большой Кумак; горы и холмы, сады и парки активно влияют на облик среды, составляют своеобразный природно-экологический каркас. В советский период Орск стал крупным городом-заводом.

Город Орск – это крупный промышленный город. При западных, северо-западных направлениях ветра оказывают влияние факела города Новотроицка: ООО «Уральская сталь», Новотроицкий цементный завод, Завод хромовых соединений. Степень загрязнения города Орска высокая.

Орск – второй город в Оренбургской области по численности населения (около 280 тыс. жителей) и по промышленному значению. Большинство жителей Орска – русские. Орск – самый большой город Восточного Оренбуржья, в силу этого объективно выполняющий административно-обслуживающие функции для соседних городов и районов. Уровень жизни в этих поселениях ниже, что обуславливает миграционный поток в Орск на учебу и работу.

Город Орск является самым крупным производителем промышленной продукции (60% от производства области).

Город Орск относится к числу территорий Оренбургской области с наибольшей антропогенной нагрузкой, где размещены крупные предприятия цветной металлургии, нефтепереработки, машиностроения, энергетики и др. отраслей промышленности. Загрязнение воздуха селитебных территорий города в первую очередь обусловлено отсутствием санитарно-защитных зон (СЗЗ) между предприятиями и жилой застройкой (ОАО «Орскнефтеоргсинтез», ОАО «Комбинат Южуралникель», Орская ТЭЦ—1 ОАО «Оренбургская теплогенерирующая компания», ЗАО «ОМК», ОАО ПО «ОРМЕТО-ЮУМЗ и др. Вторым по приоритетности, наиболее подверженным антропогенному воздействию атмосферных загрязнителей по данным регионального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга является г. Новотроицк. [8,28]

Тел./Факс: 8 (3537) 34-20-20

Адрес электронной почты: [email protected]

Руководитель предприятия:

Генеральный директор Агафонов Сергей Юрьевич, тел. 8 (3537) 34-20-20

Должностное лицо, ответственное за ООС:

Юрисконсульт Гончаров Игорь Владимирович, тел. 8 (3537) 34-28-94

Основной вид деятельности: Монтаж и ремонт металлоконструкций, технологическое обслуживание и хранение собственного автотранспорта.

Правоустанавливающие документы представлены в Приложениях.

Предприятие имеет одну производственную площадку и расположено в северном промышленном районе города Орска.

Предприятие граничит: с севера и запада – зелёные насаждения;

с востока – ОАО «Орскнефтеоргзинтез»;

с юга – МУП «Дорожник».

В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200—03 п. 7.1.11 (новая редакция) нормативная санитарно-защитная зона предприятия принимается равной 300 метрам. Расстояние до ближайшей жилой застройки, жилого дома №1 по улице Достоевского, составляет 320—330 метров.

Между городом и предприятием каких-либо значительных естественных преград, влияющих на распространение вредных выбросов, нет, в связи с этим поправочные коэффициенты для расчёта приземных концентраций, учитывающих рельеф местности, не требуется.

От источников выбросов ООО «Строймонтаж» в атмосферу выделяется 23 ингредиента (в том числе 12 – газообразных и жидких, 11 твердых). Перечень загрязняющих веществ при существующем положении представлен в Приложении.

Выбрасываемые вещества относятся к 1,2,3,4, классам опасности:

– 1 класса опасности – 2 вещества – 0,000462 т/год (0,04%);

– 2 класса опасности – 4 вещества – 0,006530 т/год (0,60%);

– 3 класса опасности – 10 веществ – 0,278573 т/год (25,45%);

– 4 класса опасности – 2 вещества – 0,533920 т/год (48,78%);

– вещества с неустановленным классом опасности – 5 веществ – 0,275134 т/год (25,14%). [1—6]

В результате инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух установлено, что основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу источниками предприятия, являются: углерод оксид, ксилол (смесь изомеров), пыль древесная.

Валовые выбросы загрязняющих веществ при существующем положении рассчитаны с учетом фактической загрузки производственных мощностей предприятия.

Выброс веществ составляет 1,094619 т/год, в том числе твердых- 0,146028 т/год, жидких и газообразных – 0,948591 т/год.

Объем выброса составляет: углерод оксид 0,473971 т/год (43,30% от общего выброса), ксилол (смесь изомеров) 0,140440 т/год (12,83% от общего выброса), пыль древесная 0,104785 т/год (9,57% от общего выброса) и т. д.

Большое влияние на загрязнение атмосферного воздуха оказывают вещества, обладающие эффектом суммации – пятиокись ванадия и диоксид серы; диоксид серы и аэрозоль серной кислоты; диоксид серы и сероводород; диоксид серы и фенол; диоксид серы и фтористый водород.

Вывод по первой главе:

Главная особенность экосистем современных городов заключается в том, что в них нарушено экологическое равновесие. Насчитывается около 2000 загрязнителей атмосферы. Орск – самый большой город Восточного Оренбуржья, где размещены крупные предприятия цветной металлургии, нефтепереработки, машиностроения, энергетики и др. отраслей промышленности.

Основными видами деятельности ООО «Строймонтаж» являются: монтаж и ремонт металлоконструкций, технологическое обслуживание и хранение собственного автотранспорта. Выброс вредных веществ составляет 1,094619 т/год. Bыделение загрязняющих веществ в атмосферный воздух носят эпизодический характер, что обусловлено спецификой производства представленных видов работ.

2.1 Влияние загрязняющих веществ на организм человека

Проявления отрицательного воздействия загрязнения на биосферу разнообразны. Основную тревогу вызывает разрушительное действие загрязнения биосферы на здоровье человека. Характер такого действия может быть самым различным. Это, прежде всего: 1) токсическое действие многих химических веществ, приводящих к острому или хроническому отравлению организма. Многие агрессивные вещества, а также излучения большой интенсивности могут вызвать травматические повреждения органов (кожного покрова, зрения, слуха); 2) аллергическое действие – некоторые вещества, содержащиеся в отходах производства, вызывают изменение чувствительности организма к внешним воздействиям – аллергию; 3) канцерогенное действие: загрязнители – причина раковых заболеваний; 4) мутагенное действие – вещества-загрязнители становятся причине генетической патологии. [18,19]

Говоря об ущербе, наносимом загрязнениями живым организмам, необходимо упомянуть о явлениях синергизма и антагонизма, аккумуляции и интерлимитирующего действия вредных веществ. Эффект синергизма заключается в том, что совместное воздействие разных отходов производства, ухудшающих качество окружающей среды, оказывается более вредным, чем если бы они действовали независимо друг от друга. Например, если концентрация сернистого ангидрида SO2 и канцерогенных веществ в загрязняемой атмосфере увеличится в 2 раза, то опасность, которую они представляют, увеличится намного больше, чем вдвое, поскольку окислы серы ослабляют защитный механизм легких и делают их более восприимчивыми к канцерогенам.

Никель относительно нетоксичен, но если он попадет в воду с меднистым стоком, то его токсичность возрастет в 10 раз. Возможен и обратный эффект, когда совокупное воздействие на биосферу двух или более веществ оказывается менее вредным, чем, действие каждого в отдельности. Такое явление называется антагонизмом. Некоторые живые организмы обладают способностью к аккумуляции определенных химических (главным образом синтетических) и радиоактивных веществ, т.е. к накоплению их в своем теле. Концентрация радиоактивных веществ в некоторых водорослях может быть выше, чем в среде в сотни и тысячи раз. Аккумулируют вредные вещества многие рыбы и птицы. Использование такой рыбы и птицы в пищу опасно для здоровья и жизни населения. Интерлимитирующее действие вредных веществ основано на том, что их концентрация в окружающей среде постоянно изменяется во времени. Оно может в одних случаях ослаблять, а в других – усиливать токсический эффект по сравнению с действием постоянных концентраций.

Последствия загрязнения атмосферы. В человеческий организм вредные вещества могут поступать через дыхательные пути, пищеварительный тракт и кожный покров. Наибольшее значение имеет поступление их через органы дыхания, поэтому загрязнение атмосферы представляет для здоровья человека наибольшую опасность. Вредные вещества, содержащиеся в воздухе, поражают органы дыхания, зрения и обоняния. В воздухе городов постоянно присутствуют канцерогенные вещества, наиболее опасными из которых являются: 3,4-бенз (а) пирен, образующийся при сжигании углеводородов, и алифатические эпоксиды, выделяющиеся из торфяного топлива. Канцерогенными свойствами обладают также многие мелкодисперсные пыли. Весьма опасны для организма волокнистая асбестовая пыль, аэрозоли некоторых тяжелых и редких металлов – свинца, марганца. Многие загрязняющие атмосферный воздух вещества оказывают раздражающее действие на дыхательные пути. Это сернистый и серный ангидриды (SO2, SO3), окислы азота, пары азотной, соляной и серной кислот, сероводород, фосфор и его соединения, а также всевозможная пыль. Систематическое воздействие на организм этих веществ может привести к таким болезням дыхательных путей, как хронический бронхит, эмфизема, астма. [10,16,18,25]

Загрязнения атмосферы часто раздражают слизистые оболочки глаз. В промышленных районах с загрязненной атмосферой в несколько раз увеличивается частота заболеваний конъюнктивитом. Последствия загрязнения гидросферы Находящиеся в загрязненной воде вредные вещества могут поступать в человеческий организм с пищей, воздействовать на кожный покров и слизистые оболочки. Из попадающих в водоемы вредных веществ наибольшую опасность для здоровья представляют примеси некоторых химических веществ. Они могут находиться в воде в очень малых количествах, однако даже небольшое увеличение их концентрации наносит вред организму. Например, массовая концентрация фтора в питьевой воде не должна превышать 1,5 мг/л. В противном случае разрушается зубная эмаль, а при еще большей концентрации может развиться флюороз, поражающий кости человека. Очень токсичны некоторые тяжелые металлы и их соединения, попадающие со сточными водами в водоемы и почву, а потом в пищу или питьевую воду. Уже давно описаны случаи массовых заболеваний, так называемых свинцовых эпидемий, которые проявляются головными болями, нарушением зрения, быстрой утомляемостью, болями в животе и конечностях. Изучение причин таких вспышек показало, что одновременное появление большой группы больных связано с употреблением воды из водопровода, изготовленного из свинцовых труб. К числу других металлов, содержание которых в питьевой воде особенно вредно для человека, относятся: – кадмий, отравление которым вызывает тошноту и размягчение костей; – хром, поражающий кожу – отеки, дерматиты, экземы; – ртуть, острое и хроническое отравление которой проявляется в виде тошноты, воспаления слизистой оболочки полости рта (стоматиты), нарушений ЦНС; – цианиды. [13,19,23]

2.2 Пыль

Вредное воздействие на организм человека оказывают также и не токсические пыли. Характер воздействия на пыли зависит от ряда факторов: формы пылинок, ее дисперсности, химического состава. Дисперсность играет большую роль при гигиенической оценке пыли. Размер пыльных частиц существенно влияет на длительность пребывания их во взвешенном состоянии в воздухе, глубину проникновения в дыхательные пути, физико-химическую активность и другие свойства.

Пыль обладает способностью удерживаться долгое время во взвешенном состоянии. В спокойном воздухе значительно быстро оседают пылинки размером 10 мкм и более. Пылинки размером менее 10 мкм оседают медленно и вместе с вдыхаемым воздухом попадают на слизистую оболочку дыхательных путей и частично оседают там. А пылинки размером до 5 мкм попадают в легкие, Частицы пыли размером менее 0.1 мкм в большей степени удаляются из легких вместе с выдыхаемым воздухом, Более крупные пылинки удаляются медленно и накапливаются в легких, приводя их к поражению. [18]

В развитии патологических изменений в организме человека большое значение имеет как химический состав пыли, так и количество, содержащееся в воздухе. При попадании пыли в легкие развивается заболевание, носящее общее название – пневмокониоз. Сущность данного заболевания заключается в развитии фиброза, то есть в замещении легочной ткани соединительной тканью. В зависимости от характера вдыхаемой пыли различают следующие виды пневмокониоза: силикоз, вызываемый воздействием пыли, содержащей двуокись кремния – SiO2; антракоз – при вдыхании угольных пылей, асбестоз (пыль асбеста); талькоз (пыль талька) и т. п. Наиболее распространенное и тяжелое заболевание – силикоз. Проявляется он не сразу, а через 5—10, порой через 15 лет работы, связанной с вдыханием пыли кремнезема. Тяжесть заболевания еще усугубляется тем, что оно оказывает влияние на организм в целом (нарушение сердечно-сосудистой системы, центральной нервной системы и др.). При длительном вдыхании пыли может наблюдаться также поражение верхних дыхательных путей (катар, бронхит, бронхиальная астма). Пыль, оседая на коже и слизистых оболочках глаз, может вызвать их раздражение и воспалительные процессы (экземы и т.п.). [5,12,19]

2.3 Окись углерода (Угарный газ)

Общий характер действия. Оксид углерода вытесняет кислород из оксигемоглобина (НbО) крови, образуя карбоксигемоглобин (СОНb), содержание кислорода может снижаться с 18—20 до 8% (аноксемия), а разница между содержанием оксигемоглобина в артериальной и венозной крови уменьшается с 6—7 до 2—4%. Способность вытеснить кислород из соединения с гемоглобином объясняется гораздо более высоким сродством последнего к оксиду углерода, чем к кислороду. Кроме того, в присутствии оксида углерода в крови ухудшается способность НbО к диссоциации, и отдача кислорода тканям происходит только при очень низком парциальном давлении его в тканевой среде.

Окись углерода способна оказывать непосредственное токсическое действие на клетки, нарушая тканевое дыхание и уменьшая потребление тканями кислорода. Оксид углерода соединяется не только с гемоглобином, но и с геминовыми ферментами (цитохромами и цитохромоксидазой и с миоглобином), с восстановленной формой пероксидазы, давая соединение, напоминающее карбоксигемоглобин, и с каталазой. Угнетает активность тирозиназы и сукцинатдегидрогеназы в печень, сердце и в мозге. Подтверждением цитотоксического действия оксида углерода являются многочисленные сведения о токсическом эффекте (преимущественно при длительном отравлении малыми концентрациями), когда содержание карбоксигемоглобина не превышает нормального. Особо чувствительны молодые люди и беременные женщины. Тяжело переносят отравление также алкоголики, курящие, лица, страдающие бронхитом и астмой, пневмокониозом и другими болезнями легких, сердечными заболеваниями, нарушениями кровообращения, неврастенией, анемией, диабетом, заболеваниями печени. При резкой анемии возможна смерть даже тогда, когда всего 20% гемоглобина связано с оксидом углерода.

Понижение и повышение температуры воздуха, уменьшение парциального давления кислорода, повышенная физическая нагрузка, шум, вибрация усиливают токсическое действие оксида углерода. С другой стороны, оксид углерода потенцирует токсический эффект инсектицидов, СС14, усугубляет поражение печени, вызванное углеводородами, изменяет характер действия барбитуратов и снижает устойчивость к действию низкой и высокой температуры, интенсивной мышечной работе, гипоксии [1,2,18].

2.4 Серная кислота

Раздражает и прижигает слизистые верхних дыхательных путей, поражает легкие. При попадании на кожу вызывает тяжелые ожоги. Аэрозоль серной кислоты обладает более выраженным токсическим действием, чем диоксид серы.

Острое отравление человека. Раздражающее действие тумана серной кислоты проявляется уже при 1 мг/м3. Обычно серная кислота встречается в воздухе предприятий вместе с диоксидом серы и поэтому почти все описания отравлений относятся к совместному действию этих веществ.

Серная кислота действует на организм человека как разъедающее ткани вещество и общетоксическое средство. Попадание серной кислоты в тело человека в виде жидкости или пара вызывает сильное раздражение и химические ожоги слизистых оболочек дыхательных путей и пищеварительного трата, а также зубов, глаз и кожи. При контакте с кожей серная кислота вызывает интенсивную дегидратацию, в результате чего выделяется значительное количество тепла, что приводит к ожогам первой, второй или третьей степени. Глубина поражения тканей зависит от концентрации кислоты и длительности контакта.

При вдыхании паров серной кислоты появляются следующие симптомы: выделения из носа, чихание, жжение в горле – за которыми следует кашель, нарушения дыхания, иногда сопровождающиеся спазмом голосовых связок, а также жжение в глазах, слезотечение и воспаление слизистой оболочки глаз. Высокие концентрации серной кислоты могут вызывать появление крови в мокроте и выделениях из носа, кровавую рвоту, гастрит и т. д. Часто встречаются повреждения зубов; кислота воздействует главным образом на резцы, что проявляется в виде появления коричневого оттенка, полос на эмали, кариеса, быстрого и безболезненного разрушения коронки зуба. [2,11,18]

2.5 Оксид азота

Распределение в организме и превращения. В верхних дыхательных путях не задерживается, задержка в легких кролика составляла около 80%. За счет последующего образования HNO2 и HNO3 в крови могут накапливаться нитриты. Предполагается возможность образования в организме нитрозаминов.

Диоксид азота сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. Вдыхание ядовитых паров диоксида азота может привести к серьезному отравлению. Диоксид азота вызывает сенсорные, функциональные и патологические эффекты. К сенсорным эффектам можно отнести обонятельные и зрительные реакции организма на воздействие диоксидом азота. Даже при малых концентрациях, составляющих всего 0,23 мг/м3, человек ощущает присутствие этого газа. Эта концентрация является порогом обнаружения диоксида азота. Однако способность организма обнаруживать диоксид азота пропадает после 10 минут вдыхания, но при этом ощущается чувство сухости и першения в горле. Хотя и эти признаки исчезают при продолжительном воздействии газа в концентрации, в 15 раз превышающей порог обнаружения. Таким образом, NO ослабляет обоняние.

Но диоксид азота воздействует не только на обоняние, но и ослабляет ночное зрение – способность глаза адаптироваться к темноте. Этот эффект же наблюдается при концентрации 0,14 мг/м3, что, соответственно, ниже порога обнаружения.

Функциональным эффектом, вызываемым диоксидом азота, является повышенное сопротивление дыхательных путей. Иными словами, NO вызывает увеличение усилий, затрачиваемых на дыхание. Эта реакция наблюдалась у здоровых людей при концентрации NO всего 0,056 мг/м3, что в четыре раза ниже порога обнаружения. А люди с хроническими заболеваниями легких испытывают затрудненность дыхания уже при концентрации 0,038 мг/м3.

У людей, подвергшихся воздействию высоких концентраций диоксида азота, чаще наблюдаются катар верхних дыхательных путей, бронхиты, круп и воспаление легких. Кроме того, диоксид азота сам по себе может стать причиной заболеваний дыхательных путей. Попадая в организм человека, NO при контакте с влагой образует азотистую и азотную кислоты, которые разъедают стенки альвеол легких. При этом стенки альвеол и кровеносных капилляров становятся настолько проницаемыми, что пропускают сыворотку крови в полость легких. В этой жидкости растворяется вдыхаемый воздух, образуя пену, препятствующую дальнейшему газообмену. Возникает отек легких, который зачастую ведет к летальному исходу. Длительное воздействие оксидов азота вызывает расширение клеток в корешках бронхов (тонких разветвлениях воздушных путей альвеол), ухудшение сопротивляемости легких к бактериям, а также расширение альвеол. Некоторые исследователи считают, что в районах с высоким содержанием в атмосфере диоксида азота наблюдается повышенная смертность от сердечных и раковых заболеваний. [18,19]

2.6 Кислотный дождь

В современном промышленном мире избыточная кислотность дождя обусловлена в основном присутствием двух веществ. Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как диоксид серы и различными оксидами азота. Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот – серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Кислотные дожди оказывают многоплановое влияние на окружающую среду. В первую очередь отрицательному воздействию подвергаются водные экосистемы, почва и растительность.

Повышение кислотности приводит к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам.

Почвенные организмы более приспособлены к пониженным значениям рН почвенной влаги, но и они угнетаются возрастающей кислотностью, особенно азотфиксирующие бактерии и грибницы. Среди других нарушений, происходящих в почве вследствие ее подкисления, следует отметить нарушение процессов питания растений, разрушение их корневой системы.

Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария, причем этот фактор долгодействующий, который может проявиться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают елово-пихтовые и дубовые леса. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации (испарение с поверхности листа) и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла (это воздействие можно определить зрительно по побурению листьев и игл).

Многообразно косвенное влияние: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение, нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим изменениям, делающих его менее устойчивым к вредителям – грибам, бактериям, жукам и др.

Воздействию кислотообразующих газов и кислотных осадков подвергаются органические материалы – кожа, бумага, ткани, резина, красители.

Известняк, мел, мрамор, туф, содержащие карбонат кальция, разрушаются под действием кислотных дождей. Металлы под действием кислотных дождей, туманов и рос разрушаются еще быстрее, чем строительные материалы и стекло. Корка образующегося на поверхности железных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисляется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины.

Загрязнение воздуха кислотообразующими выбросами оказывает многообразное вредное влияние и на организм человека.

Вдыхание влажного воздуха, содержащего диоксид серы, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких. Вредно это и для здоровых людей, поскольку SO2 и сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Установлена тесная взаимосвязь между повышением смертности от бронхитов и ростом концентрации диоксида серы в воздухе. [9,19]

2.7 Определение класса опасности предприятия ООО Строймонтаж

Орск – крупный промышленный центр. Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят выбросы ОАО «Комбинат Южуралникель» (цветная металлургия), Южно-Уральского машиностроительного завода (ОАО «ОРМЕТО – ЮУМЗ») (тяжелое машиностроение), ЗАО завод «Синтезспирт» (химическая промышленность), ОАО «Орскнефтеоргсинтез» (нефтехимическая промышленность), ТЭЦ, автомобильный транспорт. Наиболее крупные предприятия расположены в северо-северо-восточной части города.

Класс опасности предприятия – основная (и по сути единственная) в современной отечественной нормативной базе комплексная характеристика экологической опасности предприятия. Выделяется пять классов опасности. Класс опасности определяется в зависимости от величин параметров разбавления по воде и по воздуху. Параметр разбавления представляет собой количество воздуха (или воды), необходимое для того, чтобы концентрации загрязняющих веществ, выделяемых предприятием в соответствующие среды, не превышали величин ПДК. В зависимости от класса опасности предприятия нормируются размеры санитарно-защитной зоны (на практике для особо опасных предприятий 1-го и частично 2-го классов определение размеров СЗЗ проводится с помощью дополнительных исследований) :

От источников выбросов ООО «Строймонтаж» в атмосферу выделяется 23 ингредиента (в том числе 12 – газообразных и жидких, 11 твердых). Перечень загрязняющих веществ при существующем положении представлен в таблице.

Выбрасываемые вещества относятся к 1,2,3,4, классам опасности:

– 1 класса опасности – 2 вещества – 0,000462 т/год (0,04%);

– 2 класса опасности – 4 вещества – 0,006530 т/год (0,60%);

– 3 класса опасности – 10 веществ – 0,278573 т/год (25,45%);

– 4 класса опасности – 2 вещества – 0,533920 т/год (48,78%);

– вещества с неустановленным классом опасности – 5 веществ – 0,275134 т/год (25,14%). [1—7]

В результате инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух установлено, что основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу источниками предприятия, являются: углерод оксид, ксилол (смесь изомеров), пыль древесная.

Валовые выбросы загрязняющих веществ при существующем положении рассчитаны с учетом фактической загрузки производственных мощностей предприятия.

В соответствии с расчётом предприятие относится к 3 категории. [8,5,28]

В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200—03 п. 7.1.11 (новая редакция) нормативная санитарно-защитная зона предприятия принимается равной 300 метрам. Расстояние до ближайшей жилой застройки, жилого дома №1 по улице Достоевского, составляет 320—330 метров.

Между городом и предприятием каких-либо значительных естественных преград, влияющих на распространение вредных выбросов, нет, в связи с этим поправочные коэффициенты для расчёта приземных концентраций, учитывающих рельеф местности, не требуется.

Поправочный коэффициент на рельеф составляет 1.

Таким образом, можно сделать вывод о достаточно сильном влияннии предприятия, относящегося к высокому классу опасности, на сравнительно небольшой территории. Это может свидетельствовать о весьма отрицательном воздействии на окружающую среду города Орска.

2.8 Влияние климатических условий на рассеивание примесей в атмосфере

При постоянных параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы существенно зависит от климатических условий: направления, условий переноса и распространения примесей в атмосфере, интенсивности солнечной радиации, определяющей фотохимические превращения примесей и возникновение вторичных продуктов загрязнения воздуха, количества и продолжительности атмосферных осадков, приводящих к вымыванию примесей из атмосферы. Поэтому снижение загрязнения атмосферы должно осуществляться технологическими средствами с учетом характерных особенностей климатических условий в рассматриваемом районе.

Влияние метеорологических условий проявляется по-разному при холодных и нагретых выбросах из высоких и низких труб. Концентрации примеси в приземном слое атмосферы под факелом дымовых и вентиляционных труб на разных расстояниях от источника выбросов распределяются следующим образом. Вблизи источника при отсутствии низких и особенно неорганизованных выбросов концентрация примеси мала. Она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы. Максимум и характер изменения концентрации с расстоянием зависят от мощности выброса, высоты трубы, температуры и скорости выбрасываемых газов, а также от метеорологических условий. Чем выше источник выбросов, тем больше рассеивается примесь в атмосфере, прежде чем достигнет подстилающей поверхности. Наибольшего значения концентрация обычно достигает на расстоянии от 10 до 40 высот труб. На промышленной площадке загрязнение приземного слоя воздуха может быть повышенным за счет неорганизованных выбросов. [10,12, 23—26]

Рассеивание в атмосфере газообразных примесей и мелкодисперсных твердых частиц (диаметром менее 10 мкм), имеющих незначительную скорость осаждения, подчиняется одним и тем же закономерностям. Для более крупных частиц пыли эта закономерность нарушается, так как скорость их осаждения под действием силы тяжести возрастает.

Поскольку в пылегазоочистных аппаратах крупные частицы улавливаются более эффективно, чем мелкие, в выбросах, прошедших очистку, остаются только мелкие частицы. Их рассеивание в атмосфере рассчитывают так же, как и рассеивание газообразных примесей.

Температурный режим

Рассеивающая способность атмосферы зависит от вертикального распределения температуры и скорости ветра. Если температура с высотой падает, то создаются условия интенсивного турбулентного обмена. Чаще всего неустойчивое состояние атмосферы наблюдается летом в дневное время. При таких условиях у земной поверхности отмечаются большие концентрации и возможны значительные колебания их со временем. Если в приземном слое воздуха температура с высотой растет (инверсия температуры), то рассеивание примесей ослабевает. В случае мощных и длительных приземных инверсий при низких, в частности, неорганизованных выбросах концентрации примесей могут существенно возрастать.

В случае приподнятых инверсий приземные концентрации зависят от высоты расположения источника загрязнения по отношению к их нижней границе. Если источник расположен выше слоя приподнятой инверсии, то примесь к земной поверхности поступает в небольших количествах. Если источник располагается ниже слоя приподнятой инверсии, то основная часть примеси концентрируется вблизи поверхности земли. [10,14—16]

Средние температуры воздуха по месяцам в году приводятся по данным Оренбургского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – среднемесячная характеристика температуры

Лето жаркое, сухое с большим числом солнечных дней. Температура воздуха летом в отдельные дни может подняться до +42 оС, но даже в июле не исключены резкие похолодания. Самым тёплым месяцем в году является июль, среднемесячная температура которого равна +21,5 оС.

Зима ветреная, холодная. Морозы могут достигать -44оС. Среднемесячная температура зимы (январь) составляет – 16,2 оС. Продолжительность зимы 4—5 месяцев.

Весна короткая. Март чисто зимний месяц. В середине апреля сходит снег. Продолжительность залегания снежного покрова в среднем составляет 140 дней. Осенью температура понижается постепенно. В середине сентября отмечаются первые морозы. В ноябре ложится снег.

2.9 Осадки

При туманах концентрация примесей может сильно увеличиться. С туманами связаны смоги, при которых в течение продолжительного времени удерживаются высокие концентрации вредных примесей. Осадки очищают воздух от примесей. После длительных интенсивных осадков высокие концентрации примесей в атмосфере практически не наблюдаются.

Среднее количество осадков за год – 306 мм. Примерно 60—70% годового количества осадков приходится на тёплый период, что несколько сглаживает засушливость климата. Число дней с туманами – 20.

2.10 Роза ветров

Скорость ветра способствует переносу и рассеиванию примесей, так как с усилением ветра возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. При слабом ветре в районе высоких источников выброса концентрации у земли уменьшаются за счет увеличения подъема факела и уноса примеси вверх. Подъем примеси особенно значителен при нагретых выбросах.

При сильном ветре начальный подъем примеси уменьшается, но происходит возрастание скорости переноса примеси на значительные расстояния. Максимальные концентрации примеси обычно наблюдаются при некоторой скорости, которая называется опасной. Опасная скорость ветра зависит от параметров выброса. Для мощных источников выброса с большим перегревом дымовых газов относительно окружающего воздуха, например для тепловых электростанций, она составляет 5—7 м/с. Для источников со сравнительно малым объемом выбросов и низкой температурой газов, например, для предприятий химической промышленности, она близка к 1—2 м/с.

Неустойчивость направления ветра способствует усилению рассеивания по горизонтали, и концентрации у земли уменьшаются.

Таблица 2.2 – повторяемость направления ветра и штилей, годовая, %

Ветер на рассматриваемой территории отличается крайней изменчивостью как по направлению, так и по скоростному режиму. Наибольшее число дней с сильным ветром (более 15 м/с) наблюдается в феврале-марте. Преобладающее направление ветра – западное и юго-западное. Скорость ветра, повторяемость превышения которой по средним многолетним данным составляет 5% – 9 м/с. На направление ветров влияет открытая местность, где правят сухие ветра Казахстана.

2.11 Рельеф местности

На распространение примеси влияют также упорядоченные вертикальные движения, обусловленные неоднородностью подстилающей поверхности. В условиях пересеченной местности на наветренных склонах возникают восходящие, а на подветренных – нисходящие движения, над водоемами летом – нисходящие, а в прибрежных районах – восходящие движения.

При нисходящих потоках приземные концентрации увеличиваются, при восходящих – уменьшаются. В некоторых формах рельефа, например в котловинах, воздух застаивается, что приводит к накоплению вредных веществ вблизи подстилающей поверхности, особенно от низких источников выбросов. В холмистой местности максимумы приземной концентрации примеси обычно больше, чем при отсутствии неровностей рельефа.

Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (А), определяющий условия рассеивания вредных веществ в атмосфере составляет 180. Рельеф участка ровный. Перепад высот не превышает 50 м на 1 км. Коэффициент поправки на рельеф местности составляет 1.

2.11 Фотохимические превращения

Солнечная радиация обусловливает фотохимические реакции в атмосфере и формирование различных вторичных продуктов, обладающих часто более токсичными свойствами, чем вещества, поступающие от источников выбросов. Так, в процессе фотохимических реакций в атмосфере происходит окисление сернистого газа с образованием сульфатных аэрозолей. В результате фотохимического эффекта в ясные солнечные дни в загрязненном воздухе формируется фотохимический смог.

2.12 Городской микроклимат

На рассеивание примесей в условиях города существенно влияют планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, зеленых массивов и водные объекты, образующие как бы разные формы наземных препятствий воздушному потоку и приводящие к возникновению особых метеорологических условий в городе.

В крупных городах формируется свой микроклимат, существенно меняются аэродинамические, радиационные, термические и влажностные характеристики атмосферы. Выделение в городах большого количества тепла, изменение газового и аэрозольного состава воздуха приводят к повышению температуры воздуха и образованию так называемых «островов тепла». Повышение температуры над крупным городом по сравнению с температурой окружающей местности может наблюдаться до высоты в несколько сотен метров.

Учёт влияния метеоусловий

Наблюдения показывают, что даже при постоянных объемах и составах промышленных и транспортных выбросов в результате влияния метеорологических условий уровни загрязнения воздуха могут различаться в несколько раз. Учет этого влияния важен при подготовке документов о качестве атмосферного воздуха, разработке воздухоохранных мероприятий, планировании размещения городов и промышленных объектов, прогнозирования уровня загрязнения.

В связи с этим при оценке эффективности выполнения мероприятий по охране атмосферы недостаточно иметь только сведения о сокращении выбросов. Требуется надежная информация за длительный период о содержании примесей в атмосфере и климатических условиях распространения примесей в атмосфере.

При получении прогнозов неблагоприятных метеорологических условий, юридические лица, имеющие источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, обязаны проводить мероприятия по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух. Эти мероприятия должны быть согласованны с территориальными органами специально уполномоченного федерального органа исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха, обеспечивающими контроль за проведением и эффективностью указанных мероприятий. Мероприятия по регулированию выбросов выполняют в соответствии с прогнозными предупреждениями местных органов Росгидромета. Порядок регулирования выбросов определен РД 52.04.52—85. Методических указаниях «Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях». [2—4,6]

2.4 Гигиеническая оценка антропогенного загрязнения атмосферного воздуха промышленного города Орска

2.4.1. Влияние экологических факторов среды обитания на здоровье населения

Атмосферный воздух является важнейшей и неотъемлемой частью среды обитания человека. Степень его загрязнения относится к числу приоритетных факторов, влияющих на здоровье населения. Слагаемыми качества атмосферного воздуха являются интенсивность загрязнения его выбросами, как от стационарных источников загрязнения (промышленные предприятия), так и передвижных (транспорт). Демографическая политика Оренбургской области направлена на увеличение продолжительности жизни населения, сокращение уровня смертности, рост рождаемости, регулирование внутренней и внешней миграции, сохранение и укрепление здоровья населения, и улучшение на этой основе демографической ситуации. [8,28]

2.4.2 Здравоохранение

По данным ВОЗ в 20% факторы окружающей среды определяют состояние здоровье человека, оказывая непосредственное или провоцирующее влияние. Поэтому снижение негативного воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения является приоритетным направлением любого государства.

Загрязнение окружающей среды различными химическими веществами приводит к ухудшению состояния здоровья населения, которое выражается в изменениях физиологических показателей, сдвигов физического развития, возникновение заболеваний и других эффектах. Это обусловило необходимость проведения интенсивных исследований по гигиенической оценке здоровья с учетом региональных особенностей.

Определенный вклад в увеличение заболеваемости вносят: отсутствие лечебно-профилактического и диетического питания на промышленных предприятиях и сокращение столовых на них, особенно характерна данная проблема для малого и среднего бизнеса.

Сокращение численности населения обусловлено, прежде всего, неблагоприятной динамикой в процессах воспроизводства. Фактором, определяющим демографическую ситуацию, является сохранение отрицательного естественного прироста – результат совокупного действия низкой рождаемости, высокой смертности и неблагоприятной возрастной структуры.

В структуре смертности I место занимают болезни системы кровообращения – 57,9%, II место новообразования – 15,1%, III место —внешние причины – 11,7%.

В структуре первичной заболеваемости населения области, как и в прежние годы, значительный удельный вес занимают болезни органов дыхания, составив в 2015 году 38,6% (как индикатор повышенной антропогенной нагрузки), далее травмы и отравления – 11,73%, болезни мочеполовой системы – 7,15%, болезни кожи и подкожной клетчатки – 6,85%. [18,19]

Уровень загрязнения атмосферного воздуха в значительной мере определяет состояние здоровья населения. Неблагоприятное влияние оказывает значительное загрязнение атмосферного воздуха различными химическими веществами в концентрациях превышающих ПДК или на уровне ПДК и обладающих не только общетоксическим, но и специфическим действием.

Основная работа по определению воздействия факторов среды обитания на здоровье населения в Оренбургской области проводится в промышленных городах области, где антропогенная нагрузка на население значительно выше, чем на сельских территориях.

2.4.3 Демографическая ситуация

Город Орск относятся к числу территорий Оренбургской области с наибольшей антропогенной нагрузкой, где размещены крупные предприятия нефтепереработки, машиностроения, энергетики и др. отраслей промышленности.

Несмотря на положительную динамику сокращения выбросов от стационарных источников наиболее высокая аэрогенная нагрузка на единицу населения и единицу площади выявлена на урбанизированной территориях: г. Орск (105,5 т. на 1км2 и 0,59 т. на 1 жителя).

При этом в городских территориях антропогенная нагрузка формируется за счет загрязнения атмосферного воздуха, то в сельских в основном за счет хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Существующий уровень загрязнения взвешенными веществами в промышленных городах создаёт риск увеличения смертности населения, т.к. на каждые сверхнормативные 10 мкг/м3 концентрации взвешенных веществ в атмосферном воздухе смертность населения увеличивается на 1%. Загрязнение атмосферного воздуха диоксидом азота ведет к увеличению риска заболеваемости нижних дыхательных путей и появлению симптомов со стороны верхних дыхательных путей у населения городов.

Город Орск относится к числу территорий Оренбургской области с наибольшей антропогенной нагрузкой, где размещены крупные предприятия цветной металлургии, нефтепереработки, машиностроения, энергетики и др. отраслей промышленности. Загрязнение воздуха селитебных территорий города в первую очередь обусловлено отсутствием санитарно-защитных зон (СЗЗ) между предприятиями и жилой застройкой (ОАО «Орскнефтеоргсинтез», ОАО «Комбинат Южуралникель», Орская ТЭЦ—1 ОАО «Оренбургская теплогенерирующая компания», ЗАО «ОМК», ОАО ПО «ОРМЕТО-ЮУМЗ и др.); а также исторически сложившейся близкорасположенной агломерацией двух промышленных городов – Орска и Новотроицка, когда при ветрах западного направления выбросы ОАО «Уральская сталь» достигают северных районов г. Орска; работой предприятий на полную мощность, невыполнением природоохранных мероприятий на промышленных предприятиях в полном объеме. [8,28]

Значительное загрязнение атмосферы в зоне дыхания человека связаны с выбросами автотранспорта. В атмосферном воздухе преобладают большое содержание углеводородов, фенола, пыли, а также тяжелых металлов – никеля, меди, кобальта и др.

Таблица 2.4 – Естественное движение численности населения по г. Орску в 2014—2016 годах

В СЗЗ промузла, основным предприятием-загрязнителем атмосферного воздуха в котором является ОАО «Уральская Сталь» – проживает 23 тысячи населения.

Таблица 2.5 – Естественное движение численности населения по г. Новотроицку в 2007—2009 годах

2.9 Воздействие отраслей экономики на окружающую среду

2.9.1 Влияние промышленных предприятий

Основной вклад в загрязнение окружающей среды Оренбургской области вносят предприятия топливно-энергетического, металлургического, химического, машиностроительного, строительного комплексов, автотранспорт, жилищно-коммунальное и сельское хозяйство, вооруженные силы РФ.

От источников выбросов ООО «Строймонтаж» в атмосферу выделяется 23 ингредиента (в том числе 12 – газообразных и жидких, 11 твердых).

В результате инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух установлено, что основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу источниками предприятия, являются: углерод оксид, ксилол (смесь изомеров), пыль древесная.

Валовые выбросы загрязняющих веществ при существующем положении рассчитаны с учетом фактической загрузки производственных мощностей предприятия.

Выброс веществ составляет 1,094619 т/год, в том числе твердых- 0,146028 т/год, жидких и газообразных – 0,948591 т/год.

Объем выброса составляет: углерод оксид 0,473971 т/год (43,30% от общего выброса), ксилол (смесь изомеров) 0,140440 т/год (12,83% от общего выброса), пыль древесная 0,104785 т/год (9,57% от общего выброса) и т. д. [8,28]

Автомобильный транспорт, как источник загрязнения воздушной среды, имеет приоритетное значение, максимально приближен к человеку, выбросы осуществляются в приземном слое не только в непосредственной близости, но и внутри селитебных зон, внутри дворовых территорий городов. Положение усугубляется в связи с ежегодным существенным увеличением количества передвижных источников, а именно автомобильного транспорта.

На 01.01.2015 г. в области зарегистрировано 631 618 единицы автомототранспортных средств, из них автотранспорт: грузовых – 87 706, легковых – 526 615, автобусов – 17 297. Увеличение доли автотранспорта в загрязнении атмосферы связано не только с существенным увеличением количества автомобилей, но и некачественным топливом и использованием устаревших автомобилей. С дизельными двигателями зарегистрировано 22 849 единиц грузовых автомобилей и 450 единиц автобусов.

Выбросы отработавших газов автомобилей представляют собой сложную смесь, в состав которой входят около 200 компонентов, среди которых основную часть составляют: оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, сажа, формальдегид, соединения свинца, бенз (а) пирен.

Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автомобильного транспорта, зарегистрированного на территории Оренбургской области: в 2015 году составил 232,4 тыс. тонн, по предварительным данным Управления Росприроднадзора в 2016 году составил 232,573 тыс. тонн.

Таблица 2.6 – Валовые выбросы от автотранспорта в г. Орск (2015 г.)

Вывод по второй главе.

В человеческий организм вредные вещества могут поступать через дыхательные пути, пищеварительный тракт и кожный покров. Наиболее распространенное и тяжелое заболевание – силикоз. Серная кислота действует на организм человека как разъедающее ткани вещество и общетоксическое средство.

От источников выбросов ООО «Строймонтаж» в атмосферу выделяется 23 ингредиента (в том числе 12 – газообразных и жидких, 11 твердых). В соответствии с расчётом предприятие относится к 3 категории опасности. Можно утверждать о достаточно сильном влияннии предприятия на относительно небольшую территорию. При туманах концентрация примесей может сильно увеличиться.

При получении прогнозов неблагоприятных метеорологических условий, юридические лица, имеющие источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, обязаны проводить мероприятия по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух.

3.1 Стандарты качества воздуха

Стандарты качества воздуха, нормативы выбросов в атмосферу, различные законодательные акты и меры – все они направлены на то, чтобы обеспечить установку на промышленных предприятиях оборудования, позволяющего предотвратить загрязнение окружающей среды. В результате многолетней работы удалось уменьшить опасность загрязнения атмосферы во многих промышленных районах мира. Удалось ограничить количество фотохимических загрязнений.

Одним из многих существенных критериев является пороговая концентрация загрязняющих веществ, при которой происходят первичные негативные воздействия на организм. Наиболее важное значение имеет концентрация, при которой данное загрязнение начинает оказывать отрицательное воздействие на организм человека. Важными являются также продолжительность и частота воздействия, однако развитие и степень тяжести зависит и от других факторов. Для того чтобы причинить вред окружающей среде, необходимо согласованное действие ряда факторов. Чем более предрасполагающими являются параметры окружающей среды, тем вероятность повреждения выше.

3.1.1 Гигиенические нормативы

Оценка уровня загрязнения атмосферы выражается через концентрацию примеси путем сравнения ее с гигиеническими нормативами.

Наиболее распространенными в настоящее время критериями оценки качества природных сред – атмосферного воздуха и вод суши являются предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в названных средах. Нормативы ПДК различных веществ, утвержденные Минздравом России едины для всего государства. В России установлены ПДК для более 600 различных примесей (ГН 2.1.6.1338—03).

Предельно-допустимая концентрация – это максимальная концентрация примеси в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает и не окажет прямого или косвенного влияния на него и на окружающую среду в целом.

В связи с тем, что кратковременные воздействия не обнаруживаемых по запаху вредных веществ могут вызвать функциональные изменения в коре головного мозга и зрительном анализаторе, были введены значения максимальных разовых ПДК, а так же значения средних суточных ПДК. Таким образом, для каждого вещества установлены два норматива.

Предельно-допустимые концентрации веществ, определяемых в атмосферном воздухе на территории Оренбургской области, приведены ниже в таблице 10.

Таблица 3.1 – Предельно-допустимые концентрации (ПДК) определяемых загрязняющих веществ

* 1 – чрезвычайно опасные; 2 – высокоопасные; 3- умеренно опасные;

4 – малоопасные.

Максимально-разовая предельно-допустимая концентрация (ПДК м.р.) – максимальная 20—30 минутная концентрация, при воздействии которой не возникают рефлекторные реакции человека (задержка дыхания, раздражение слизистой оболочки глаз, верхних дыхательных путей и др.);

Среднесуточная предельно-допустимая концентрация (ПДК с.с.) – средняя за сутки концентрация, при воздействии которой не развиваются общетоксичные, мутагенные, концерагенные эффекты при неограниченно длительном вдыхании.

В соответствии с существующими методами оценки уровень загрязнения считается согласно таблице 3.2.

Таблица 3.2 – уровень загрязнения атмосферы в зависимости от соответствующих показателей

С учетом значений ПДК рассчитываются следующие характеристики:

– Степень загрязнения атмосферного воздуха оценивается посредством безмерной величины, называемой индексом загрязнения атмосферы (ИЗА), учитывающий несколько примесей, ИЗА рассчитывают по пяти ингредиентам, вносящим наибольший вклад в загрязнение атмосферы города (допустимая норма ИЗА5=5), при этом учитывается относительное превышение среднесуточной предельно допустимой концентрации и класс опасности каждой из пяти приоритетных примесей.

– наибольшая повторяемость, НП, %, превышения ПДКм. р.: наибольшая повторяемость превышения ПДК любым загрязняющим веществом в воздухе города;

– стандартный индекс, СИ: наибольшая измеренная в городе максимально разовая концентрация любого загрязняющего вещества, деленная на ПДКм. р. – стандартный индекс (СИ) или наибольший единичный индекс загрязнения;

ИЗА рассчитывается по пяти ингредиентам, вносящим наибольший вклад в загрязнение атмосферы города.

Если СИ и НП попадают в разные градации степени загрязнения воздуха, то оценка загрязнения воздуха проводится по наибольшему значению из этих показателей.

3.1.2 Охрана атмосферного воздуха Оренбуржья от загрязнения

Экологический контроль

Экологический контроль – это проверка соблюдения хозяйствующими субъектами, гражданами, государственными органами и органами местного самоуправления требований экологического законодательства.

Экологический контроль является гарантией выполнения природоохранных мероприятий и реализации регулирующих эти мероприятия норм, способом обеспечения законности, необходимым условием привлечения виновных лиц к юридической ответственности.

Задачей государственного экологического контроля является обеспечение выполнения правовых требований по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды от загрязнения всеми государственными органами, предприятиями, организациями и гражданами, которым такие требования адресованы. Государственный контроль носит, таким образом, надведомственный контроль.

ФГУ «Оренбургский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» проводит наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в 5 городах региона (Оренбурге, Орске, Новотроицке, Медногорске, Кувандыке), на 13 стационарных постах, по 14 загрязняющим примесям подразделениями ФГУ – комплексной лаборатории мониторинга окружающей среды г. Оренбурга (КЛМС), лабораторией мониторинга загрязнения атмосферы г. Медногорска (ЛМЗА) и лабораторией мониторинга загрязнения атмосферы г. Орска (ЛМЗА).

Наибольшие выбросы в воздушный бассейн вносят стационарные источники загрязнения предприятий, на их долю приходится 75%.

В структуре выбросов вредных веществ от стационарных источников преобладают газообразные и жидкие выбросы – 93,8% и всего лишь 6,2% – твердые. Из газообразных и жидких: 29,8% составляют выбросы диоксида серы; 49,9% – выбросы оксида углерода; 4,3% – оксиды азота; 5,1% – углеводороды (без летучих органических соединений); 10,9% – прочие, включая летучие органические соединения.

Государственный контроль в сфере природопользования и экологической безопасности

Государственный контроль в Оренбургской области осуществляется следующими органами:

– Орская межрайонная природоохранная прокуратура осуществляет надзор за соблюдением природоохранного законодательства на территории городов Орск, Новотроицк, Медногорск, Кувандык, Гай и Адамовского, Беляевского, Гайского, Домбаровского, Кваркенского, Кувандыкского, Новоорского, Светлинского и Ясненского районов.

– Прокуратурой проводятся плановые и внеплановые проверки, которые осуществляются совместно с территориальными прокурорами, с выездами сотрудников прокуратуры в районы.

– К проведению проверок привлекаются специалисты ГУ «Государственная инспекция по охране окружающей среды Оренбургской области», Управлений Росприроднадзора и Роспотребнадзора Оренбургской области.

– Одним из приоритетных направлений надзорной деятельности природоохранной прокуратуры являлось соблюдение законодательства об атмосферном воздухе.

Управление осуществляет полномочия по 12 направлениям контрольно-надзорной и разрешительной деятельности. В 2010 году постановлениями Правительства РФ от 03.08.2010 №595 и от 13.09.2010 №717 в Росприроднадзор из Ростехнадзора переданы полномочия, касающиеся ограничения негативного техногенного воздействия, в области обращения с отходами производства и потребления и государственной экологической экспертизы.

В 2010 году контрольно-надзорная деятельность Управления Росприроднадзора по Оренбургской области осуществлялась в соответствии с Планом проверок соблюдения требований законодательства РФ в сфере природопользования, утвержденным приказом Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) от 23.12.2009 г. №379 «Об утверждении планов контрольно-надзорной деятельности территориальных органов Росприроднадзора, находящихся на территории Приволжского федерального округа, на 2010 год», с учетом корректировки плана контрольно-надзорной деятельности на 2 полугодие 2010 года; оперативной необходимостью, связанной с аварийными ситуациями; запросами и обращениями граждан; поручениями Росприроднадзора, правоохранительных органов, органов исполнительной власти Оренбургской области.

Государственный контроль в сфере природопользования и экологической безопасности по итогам деятельности Управления Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзор) по Оренбургской области. Основные результаты работы государственных структур по выявлению экологических правонарушений за 2010 год представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Основные результаты работы государственных структур по выявлению экологических правонарушений

В 2015 году принимались более активно такие действенные меры прокурорского реагирования как принесение протестов, привлечение к административной ответственности, направление в суд заявлений.

Основными причинами, приводящими к нарушениям требований действующего законодательства, являются: финансовая нестабильность работы предприятий; значительный процент износа технологического и пылегазоочистного оборудования; низкий процент утилизации попутного нефтяного газа или его полное сжигание на факельных установках.

Проблемным вопросом в сфере обеспечения качества атмосферного воздуха является невыполнение и срыв сроков выполнения предприятиями природоохранных мероприятий.

Контрольно-надзорные мероприятия, проводимые Управлением, направлены на решение следующих задач: выявление, пресечение и профилактика правонарушений, связанных с незаконным и нерациональным использованием природных ресурсов, с негативным воздействием на окружающую среду при осуществлении всех видов природопользования, в том числе экологически опасных, и служат для реализации Стратегической цели Росприроднадзора – обеспечение экологической и экономической безопасности РФ, соблюдение рационального, непрерывного, экологически безопасного природопользования, сохранение всех компонентов окружающей среды от деградации и уничтожения, снижение антропогенного воздействия на окружающую природную среду и уменьшение числа «горячих экологических точек».

В 2015 году организовано и проведено 249 проверок по соблюдению требований законодательства РФ в сфере природопользования и охраны окружающей среды, в том числе: плановых – 147, внеплановых – 102, в ходе которых проверена деятельность 106 хозяйствующих субъектов. Проведено 16 административных расследований, 22 – рейдовые проверки. Проверки организовывались и проводились строго в установленные сроки, в соответствии с утвержденным планом.

Количество хозяйствующих субъектов – «нарушителей», выявленных в результате контрольной деятельности Управления за 2015 год, составляет 80 ед. из 106 проверенных хозяйствующих субъектов (75,5%).

Общее количество хозяйствующих субъектов – «злостных нарушителей» (к которым ранее уже были применены административные меры воздействия государственными инспекторами Управления) составляет 18 ед.

3.2 Экономическое регулирование природоохранной деятельности. Платежи за негативное воздействие на окружающую среду

Федеральный закон «Об охране окружающей среды» закрепил в качестве одного из основных принципов охраны окружающей среды платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде и определил виды негативного воздействия на нее, в том числе выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ, сбросы загрязняющих веществ в водные объекты, загрязнение недр и почв, размещение отходов производства и потребления.

При определении платежей: во-первых, учитывается превышение предприятием допустимых норм воздействия (лимитные и сверхлимитные платежи); во-вторых, платежи за лимитное и сверхлимитное использование природных ресурсов позволяют в определенной мере осуществить стоимостную оценку ресурсной составляющей экологической безопасности; в-третьих, экологические платежи нормируются единой системой законодательных и подзаконных актов и обязательны для каждого предприятия, т.е. для их получения достаточно поднять соответствующую финансовую отчетность предприятия. Поэтому в качестве критериев стоимостной оценки экологической опасности предприятия предлагаются:

1. Суммарные годовые платежи за загрязнение окружающей природной среды в пределах лимита, установленного предприятию.

2. Суммарные годовые сверхлимитные экологические платежи (за сверхлимитное загрязнение, за аварийные и залповые выбросы, экологические штрафы).

3. Суммарные годовые платежи за нормативное использование соответствующих ресурсов.

4. Суммарные годовые платежи за сверхнормативное использование ресурсов.

Соотнеся первый показатель со вторым, а третий с четвертым, можно получить дополнительные поправочные коэффициенты, характеризующие превышение нормативных показателей экологической опасности и ресурсопотребления предприятия уже на основании стоимостных эколого-экономических показателей.

Экологическая безопасность регионального промышленного производства описывается:

– показателями ресурсных балансов региона;

– суммарными и удельными показателями экологической опасности регионального промышленного комплекса;

Плательщиками за негативное воздействие на окружающую среду признаются физические и юридические лица, осуществляющие любые виды деятельности на территории Оренбургской области, в результате которой происходят выбросы, сбросы загрязняющих веществ и образование отходов.

Поступление платежей, налогов и сборов за пользование природными ресурсами и загрязнение окружающей среды за 2015 год представлено в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Поступление платежей, налогов и сборов за загрязнение окружающей среды в Оренбургской области (млн. руб.)

В соответствии с установленным порядком, расчет платы представляется в соответствующие территориальные органы Федеральной службы по надзору в сфере природопользования по местонахождению каждой производственной территории, передвижного объекта негативного воздействия, объекта размещения отходов или по своему местонахождению, в случае, если разрешительная документация выдана в целом на хозяйствующий субъект, непосредственно плательщиком, либо через уполномоченного представителя или направляется по почте.