Скачать презентацию Мероприятия по охране и регулированию качества воздушной среды Скачать презентацию Мероприятия по охране и регулированию качества воздушной среды

тема 3 Мероприятия по охране воздуха.pptx

  • Количество слайдов: 57

Мероприятия по охране и регулированию качества воздушной среды города Тема 3 Мероприятия по охране и регулированию качества воздушной среды города Тема 3

3. 1. Строение атмосферы Воздушная оболочка Земли атмосфера является составной частью биосферы и представляет 3. 1. Строение атмосферы Воздушная оболочка Земли атмосфера является составной частью биосферы и представляет собой газообразную среду, вращающуюся вместе с Землей как единое целое. Воздушная оболочка одна из самых «уязвимых» геосфер. Перемещение воздушных потоков носит глобальный характер, а потому проблема загрязнения атмосферы относится к числу самых актуальных задач всего человечества. Характер распространения ингредиентов в атмосфере во многом объясняется ее строением. По вертикали атмосферу обычно делят на 4 слоя (рис. 3. 1): тропосфера (до 12 км), стратосфера (до 60 км), мезосфера (до 82 км), ионосфера. В стратосфере на высоте примерно 36 км от поверхности и выше находится озоновый слой, представляющий собой своеобразную тепловую «подушку» , защищающую все живое на Земле от избыточного космического ультрафиолетового излучения.

Атмосферу условно принято делить на две большие составные части: верхнюю и нижнюю. Наибольший интерес Атмосферу условно принято делить на две большие составные части: верхнюю и нижнюю. Наибольший интерес представляет нижняя часть атмосферы, главным образом тропосфера, поскольку в ней происходят основные метеорологические явления, влияющие на загрязнение атмосферного воздуха. В тропосфере сосредоточена большая часть космической и антропогенной пыли, водяного пара, азота, кислорода и инертных газов. Она практически прозрачна для проходящей через нее коротковолновой солнечной радиации. Вместе с тем содержащиеся в ней водяной пар, углекислый газ и озон ощутимо поглощают тепловое (длинноволновое) излучение нашей планеты, в результате чего тропосфера нагревается. Способность воздушных масс к диффузии, особенно при отсутствии ветра (горизонтальное перемещение), в значительной степени зависит от распределения температуры по высоте. В тропосфере и нижних слоях стратосферы температура воздуха падает примерно на 0, 5 0, 6 °С с каждыми 100 м высоты. Такое распределение температуры носит название прямой стратификации. Повышение температуры воздуха с высотой (обратная стратификация или инверсия температуры в тропосфере) аномальное явление, часто наблюдаемое в промышленных зонах, городах, при крупных, например лесных, пожарах. Инверсия увеличивает вертикальное перемешивание воздушных масс, выносит вредности в более высокие слои тропосферы, распространяя их на большие расстояния. Состав газов нижней части атмосферы неизменный и представляет смесь газов, называемую воздухом. Состав сухого атмосферного воздуха приведен в табл. 3. 1.

Таблица 3. 1. Состав атмосферного воздуха Наименование основных газов Азот Кислород Аргон Углекислый газ Таблица 3. 1. Состав атмосферного воздуха Наименование основных газов Азот Кислород Аргон Углекислый газ Неон Гелий Криптон Ксенон Водород Озон Содержание по объему, % Относительная молекулярная масса, кг/моль 78, 09 20, 95 0, 93 0, 03 1, 8 10 3 5, 2 10 4 1, 0 10 4 8, 0 10 6 5, 0 10 5 1, 0 10 6 28 32 39 44 20 4 83 131 2 48 Примечание. Средняя относительная молекулярная масса сухого воздуха составляет 28, 966 кг/моль. Атмосферу, особенно ее нижнюю часть, загрязняют специфические вредные вещества (микроэлементы), редко встречавшиеся ранее в природных условиях. Это диоксиды серы, азота, углерода, а также сероводород, аммиак, углеводороды и многие другие вещества. Воздух считается чистым, если ни один из микрокомпонентов не присутствует в концентрациях, способных нанести ущерб здоровью человека, животному и растительному мира или вызвать ухудшение эстетического восприятия окружающей среды из за наличия пыли, неприятных запахов или при недостатке солнечного освещения в результате задымленности воздуха. Так как все живое очень медленно адаптируется к этим новым микрокомпонентам, химические вещества служат объективным фактором неблагоприятных воздействий на природную среду и здоровье человека.

3. 2. Источники загрязнения атмосферы городов Загрязнение атмосферного воздуха является самой серьезной экологической проблемой 3. 2. Источники загрязнения атмосферы городов Загрязнение атмосферного воздуха является самой серьезной экологической проблемой современного города. Оно наносит значительный ущерб здоровью горожан, материально техническим объектам (зданиям, сооружениям, промышленному и транспортному оборудованию, коммуникациям), зеленым насаждениям. Загрязнение воздушного бассейна реально тормозит научно технический прогресс в городах, который будет постоянно развиваться по мере повышения требований к чистоте технологий и точности промышленного оборудования. Хотя в результате спада промышленного производства в 90 х годах двадцатого века количество выбросов сократилось примерно на 0, 5 %, оно по прежнему остается очень высоким (табл. 3. 2). Таблица 3. 2. Основные источники загрязнения городов Источники загрязнения Общий объем выбросов, % Транспорт 40 Теплоэлектрические и тепловые системы 26 Промышленные предприятия 32 Промышленность других отраслей 2 Наибольшее количество вредных веществ попадает в атмосферу от транспорта (40% от общего количества выбросов). Другим крупным источником выбросов являются промышленные предприятия, металлургия, нефтепереработка, машиностроение и энергетические предприятия. Доля остальных источников, и в том числе предприятий ЖКХ, не превышает 2 %.

Промышленные предприятия и теплоэлектрические системы Промышленные предприятия по составу и объему загрязнений атмосферы городов Промышленные предприятия и теплоэлектрические системы Промышленные предприятия по составу и объему загрязнений атмосферы городов являются значительным источником загрязнений (более 30%). Учет и регулирование загрязнений от этого комплекса ведут специальные службы (например, муниципальные органы санитарно эпидемиологического надзора). Специалисты градостроители учитывают эти загрязнения в своих расчетах через так называемые фоновые концентрации. Электроэнергетика В настоящее время основная доля энергии производится за счет сжигания или переработки природного органического сырья угля, нефти, газа, торфа и т. п. Характерными выбросами энергетического комплекса являются сернистый газ, оксид углерода, оксиды азота, сажа, а также наиболее токсичные вещества оксид ванадия и бенз(а)пирен, обладающий сильным канцерогенным эффектом. Транспорт Воздействие транспорта и обеспечивающей его функционирование инфраструктуры на окружающую природную среду сопровождается значительным ее загрязнением. В ряду основных видов воздействия транспортно дорожного комплекса России можно отметить загрязнение атмосферного воздуха токсичными компонентами отработанных газов транспортных двигателей, загрязнение водных объектов, почв и транспортный шум. В результате сжигания органического топлива в двигателях транспортных средств в атмосферу поступает значительное (до двухсот наименований) количество вредных веществ соединений свинца, сажи, углеводородов, оксидов углерода, серы и азота. Общий объем выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом в атмосферу нашей страны составляет более 70 % от всех видов транспорта (определяющая доля здесь принадлежит грузовым автомобилям), или около 40 % общего количества антропогенного загрязнения атмосферы.

Отставание в развитии транспортных систем, их экологической защищенности и конкурентоспособности на внутреннем и мировом Отставание в развитии транспортных систем, их экологической защищенности и конкурентоспособности на внутреннем и мировом рынках во многом обусловлено отсутствием системы экологической сертификации, необходимой законодательной и нормативной базы, низким экологическим качеством выпускаемой продукции, необходимых механизмов стимулирования проведения работ по снижению токсичности новых и эксплуатируемых автомобилей. Наиболее серьезным препятствием к внедрению международных стандартов остается использование содержащих свинец присадок к моторным топливам, не позволяющих применять каталитические нейтрализаторы. Серьезную проблему представляет выброс в атмосферный воздух загрязняющих веществ двигателями воздушных судов. Наиболее негативное воздействие они оказывают в районе аэропортов, так как здесь выбрасывается практически половина загрязняющих веществ, прихо дящихся на долю авиации. Основное загрязнение атмосферного воздуха на железных дорогах дают тепловозы. На их долю приходится до 90% выбросов вредных веществ на железнодорожном транспорте. Общий объем выбросов загрязняющих веществ от тепловозов в РФ составляет около 3 млн. т, или 9% суммарного выброса от передвижных источников загрязнения. Вблизи железнодорожных станций, локомотивных депо отмечается значительное превышение концентраций загрязняющих веществ в воздухе. Потоки автомобильного транспорта являются основным источником шума в городах. Они не только создают 80 % всех зон акустического дискомфорта городов, но и определяют максимальное превышение уровней шума над нормативным. Это связано главным образом с тем, что транспортные магистрали проходят в непосредственной близости от жилой застройки.

Жилищно-коммунальное хозяйство Деятельность предприятий, организаций жилищно коммунального хозяйства оказывает негативные влияния на окружающую среду Жилищно-коммунальное хозяйство Деятельность предприятий, организаций жилищно коммунального хозяйства оказывает негативные влияния на окружающую среду в результате: • выбросов в атмосферу от котельных централизованных и децентрализованных систем теплоснабжения; • размещения на свалках (организованных и неорганизованных) бытовых и промышленных отходов; • урбанизации природных территорий. На территории РФ эксплуатируется около 20 тыс. отопительных котельных жилищно коммунального хозяйства с суммарной тепловой мощностью 18 тыс. МВт. Из общего объема потребления топлива 41 % приходится на природный газ, около 47% на твердое топливо; остальные 12% на жидкое и прочие виды топлива (торф, дрова). Традиционно сложилось так, что в коммунальной энергетике используются низкосортные виды топлива, тогда как котельные жилищно коммунального хозяйства находятся в черте города, в густонаселенной местности, и для их работы необходимы высокосортные бессернистые виды топлива. Так, суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями ЖКХ в конце XX столетия составил 625 тыс. т. Из общего количества выбросов 190 тыс. т приходится на долю твердых веществ, 435 тыс. т на долю жидких и газообразных, в том числе диоксида серы 115 тыс. т, оксида углерода 227 тыс. т, оксидов азота 85 тыс. т, углеводородов 3, 1 тыс. т, летучих органических соединений 520 тыс. т. Наиболее отрицательное воздействие на состояние экологической безопасности населения имеют аварии техногенного характера, из которых почти половина приходится на коммунальные системы жизнеобеспечения тепло и энергоснабжение, водоснабжение и канализацию. Ежегодно в РФ предприятия внешнего благоустройства осуществляют вывоз до 120 млн. кубометров твердых бытовых отходов, уборку более 500 млн. м² улиц, площадей и других территорий.

3. 3. Классификация источников загрязнения воздушного бассейна в зависимости от организации выброса вредных веществ 3. 3. Классификация источников загрязнения воздушного бассейна в зависимости от организации выброса вредных веществ Источники загрязнения воздушного бассейна могут быть классифицированы следующим образом: • по типу системы, из которой выбрасываются вредные вещества; • по характеру распространения вредных веществ; • по температуре выбрасываемой газовоздушной смеси; • по режиму работы; • по степени централизации; • по месту выброса загрязненного воздуха в атмосферу. По типу системы, из которой выбрасываются вредные вещества в атмосферу, источники загрязнения подразделяются на технологические и вентиляционные выбросы. Технологические выбросы образуются при продувке оборудования, утечке вредных веществ через щели оборудования и сальники, проведении технологического процесса ( «хвостовые» технологические выбросы). Технологические выбросы имеют высокую концентрацию, и они, как правило, постоянны во времени. Вентиляционные выбросы образуются за счет работы общеобменной (механической или естественной) и местной вытяжной вентиляции. Выбросы общеобменной вентиляции обычно характеризуются малой концентрацией вредных веществ и большим расходом воздуха. Выбросы местной вытяжной вентиляции по своему характеру близки к технологическим выбросам. По характеру распространения вредных веществ в атмосфере технологические и вентиляционные выбросы делятся на высокие и низкие.

Высоким называется такой выброс, при котором на характер распространения примеси не оказывает влияние жилая Высоким называется такой выброс, при котором на характер распространения примеси не оказывает влияние жилая или промышленная застройка. К высоким относятся точечные источники трубы (рис. 3. 2) высотой Нтр более 3, 5 Нзд (Нзд высота здания около трубы). Рис. 3. 2. Высокий выброс Низким называется такой источник, эффективная высота выбросов из которого ниже высоты аэродинамической циркуляционной зоны (зона аэродинамической тени), возникающей над и за зданием (рис. 3. 3). К низким источникам относятся выбросы, высота которых менее 2, 2 Нзд. При низком источнике выброс загрязнений осуществляется в первую очередь в циркуляционную зону, и максимальная концентрация вещества наблюдается в приземной слое атмосферы у источника выброса.

Рис. 3. 3. Низкий выброс При эффективной высоте выброса в пределах 2, 2 Нзд Рис. 3. 3. Низкий выброс При эффективной высоте выброса в пределах 2, 2 Нзд и 3, 5 Нзд имеет место переходная область. Размеры циркуляционной зоны зависят от формы здания. По форме здания классифицируются следующим образом (рис 3. 4):

 • длинные, для которых сторона L, перпендикулярная направлению ветра, больше высота Нзд в • длинные, для которых сторона L, перпендикулярная направлению ветра, больше высота Нзд в 8 10 раз; • короткие, для которых сторона L, перпендикулярная направлению ветра, меньше высоты Нзд в 8 10 раз; • широкие, для которых сторона В, параллельная направлению ветра, больше высоты Нзд в 2, 5 и более раз; • узкие, для которых сторона В, параллельная направлению ветра, меньше высоты Нзд в 2, 5 раза. Высота зоны аэродинамической тени НА (рис. 3. 5) для короткого уз когоздания может быть построена согласно данным табл. 3. 2: х/Нзд НА/Нзд Таблица 3. 2. Высота зоны аэродинамической тени 1 2 3 4 5 6 7 1, 75 1, 9 2, 2 1, 8 1, 6 1, 2 0, 6 8 0, 4 9 0, 2 Рис. 3. 5. Зона аэродинамической тени здания

Эффективной высотой выброса (рис. 3. 6) будет называться такая высота, где на закономерности распространения Эффективной высотой выброса (рис. 3. 6) будет называться такая высота, где на закономерности распространения примесей преобладающее влияние оказывает ветер. На эффективную высоту выброса заметное влияние оказывают температура, скорость воздуха и плотность газо пыле воздушной смеси. Эффективную высоту выброса можно увеличить, применяя для этого специальную насадку (факельный выброс), увеличивающую скорость выбрасываемых газов (рис. 3. 7). выброса

По температуре газо воздушной смеси выбросы можно подразделить на сильно нагретые (разность между температурой По температуре газо воздушной смеси выбросы можно подразделить на сильно нагретые (разность между температурой газо воздушной смеси и температурой окружающего выброс воздуха Δt >300 °С), нагретые (Δt =100 300°С); слабо нагретые (Δt=20 100°С), изотермические (Δt= 0 20 °С) и охлажденные (Δt < 0 °С). Температура газо воздушного выброса обязательно должна учитываться при прогнозировании загрязнения окружающей среды. По режиму работы вентиляционные и технологические выбросы можно подразделить на постоянно действующие с равномерным валовым выбросом, периодические и залповые (мгновенные источники). Для постоянных и равномерных выбросов определяющей является среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, а для периодических и залповых максимально разовая предельно допустимая концентрация. По степени централизации выбросы могут подразделяться на централизованные и децентрализованные (рассредоточенные). При централизованном выбросе (линейном или точечном) газо воздушная смесь выбрасывается в атмосферу от предприятия через ограниченное количество высоких труб. Высокие централизованные выбросы обеспечивают чистоту воздуха на промышленной площадке и хорошее рассеивание примеси в высоких слоях атмосферы. При децентрализованных выбросах почти от каждого технологического оборудования устраивается самостоятельный технологический или вентиляционный выброс. Обычно децентрализованные выбросы низкие, загрязняющие нижний слой атмосферы. По месту выброса загрязненного воздуха источники могут быть стационарными и нестационарными, например автотранспорт. Организованные выбросы (постоянно действующие, централизованные, стационарные) поддаются очистке и контролю. Неорганизованные выбросы обычно не очищают, и контроль их затруднителен.

3. 4. Физико-химические процессы изменения состояния загрязнений в атмосфере Высокие концентрации и миграция примесей 3. 4. Физико-химические процессы изменения состояния загрязнений в атмосфере Высокие концентрации и миграция примесей в атмосферном воздухе стимулируют их взаимодействие с образованием более токсичных соединений (смога, кислот) или приводят к таким явлениям, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя. Смог сильное загрязнение приземного слоя воздуха, как правило, в крупных городах и промышленных районах, вызванное выбросами химических веществ и происходящими с ними в атмосфере физико химическими процессами. Одним из условий образования некоторых видов смога являются неблагоприятные погодные условия низкая температура и повышенная влажность воздуха. В зависимости от механизма образования различают несколько типов смога: лондонского типа, ледяной, электростатический, фотохи мический. Смог лондонского типа - это сочетание газообразных загрязнителей (в основном оксидов серы и азота), пылевых частиц и тумана. За счет образующихся кислот смог вызывает раздражение и заболевание верхних дыхательных путей и бронхов. Такого типа смог наблюдался лишь в осенне зимнее время (с октября по февраль), когда резко ухудшалось самочувствие людей и возрастало число простудных заболеваний. Ледяной смог аляскинского типа - загрязнение воздуха, характеризующееся сочетанием газообразных загрязнителей, пылевых частиц и кристаллов льда, возникающих при охлаждении частиц тумана. Электростатическим смогом называют атмосферное статическое электричество, возникающее вследствие скопления электрических зарядов на пылевых частицах в атмосфере. Смог весьма токсичен, так как его составляющие обычно находятся в пределах: 03 60 75%, ПАН, Н 202, альдегиды и другие вещества 25 40%.

Для образования смога в атмосфере в солнечную погоду необходимо наличие оксидов азота и углеводородов. Для образования смога в атмосфере в солнечную погоду необходимо наличие оксидов азота и углеводородов. Распределение фотохимического смога по времени суток неравномерно с максимальной концентрацией в дневное время, а его воздействие на человека и растительность показано в табл. 3. 3. В России принято выражать концентрации газообразных примесей в мг/м 3, а за рубежом в частях на миллион (млн 1, ррт). Таблица. 3. 3. Воздействие фотохимических оксидантов на человека и растительность Концентрация оксидантов Экспозиция, час Эффект воздействия мг/м 3 100 млн ¹ 0, 05 4 Повреждение растительности 200 0, 1 Раздражение глаз 250 0, 13 24 Обострение респираторных заболеваний

Впервые фотохимические смоги были обнаружены в 40 х годах XX века в Лос Анджелесе. Впервые фотохимические смоги были обнаружены в 40 х годах XX века в Лос Анджелесе. Кислотные дожди это атмосферные осадки в виде дождя или снега, содержащие соединения серы, азота, а также имеющие пониженную р. Н среды. Их выпадение связано с антропогенным загрязнением атмосферы. Кислотные дожди известны еще с 70 х годов XIX века, однако проблема с ними возникла в 70 е годы прошлого столетия. Источниками кислотных дождей служат газы, содержащие серу и азот. Наиболее активные из них: S 02, Н 2 S, N 0, NO 2. Сернистые кислотные дожди возникают вследствие неравномерного распределения этих газов в атмосфере. Например, концентрации 802 (мкг/м 3) обычно таковы: в городе 50 1000, на территории около города в радиусе около 50 км 10 50, в радиусе около 150 км 0, 1 2, над океаном 0, 1. Источниками поступления соединений серы в атмосферу являются естественные источники (вулканическая деятельность, действия микроорганизмов и др. ) в количестве 30 40% от общего объема сернистых выбросов и антропогенные (ТЭС, промышленность). В среднем в атмосферу поступает до 100 миллионов тонн серы в год. Концентрации соединений азота в нижних слоях атмосферы составляют: в городе 10 100 мкг/м 3, на пригородной территории в радиусе 50 км 0, 25 2, 5 мкг/м 3, над океаном 0, 25 мкг/м 3. Основную долю азотистых кислотных дождей дают оксиды азота N 0 и NO 2. Источники поступления соединений азота в атмосферу делятся на естественные (почвенная эмиссия, грозовые разряды, горение биомассы и др. ), составляющие 60 65 % от общего объема азотистых выбросов, и антропогенные (ТЭС, автотранспорт, промышленность). В среднем в атмосферу поступает до 55 млн. тонн азота в год. Серная и азотная кислоты поступают в атмосферу также в виде тумана и паров от промышленных предприятий и автотранспорта. В городах в нижних слоях атмосферы их концентрация достигает 2 мкг/м 3.

Соединения серы и азота, попавшие в атмосферу, вступают в химическую реакцию не сразу, сохраняя Соединения серы и азота, попавшие в атмосферу, вступают в химическую реакцию не сразу, сохраняя свои свойства в течение 2 10 суток. За это время они могут вместе с атмосферным воздухом преодолеть расстояния 1000 2000 км и лишь после этого выпадают с осадками на земную поверхность. Различают два вида седиментации кислоты: влажную и сухую. Влажная седиментация это выпадение кислот, растворенных в капельной влаге, она возникает при влажности воздуха 100, 5%. Сухая седиментация реализуется в тех случаях, когда кислоты присутствуют в атмосфере в виде капель диаметром около 0, 1 мкм. Скорость седиментации в этом случае весьма мала, и капли могут преодолевать большие расстояния (следы серной кислоты обнаружены даже на Северном полюсе). Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека. Прямое воздействие обычно не представляет опасности, так концентрация кислот в атмосферном воздухе не превышает 0, 1 мг/м 3, то есть находится на уровне ПДК (для Н 2 S 04 ПДКСС=0, 1 мг/м 3 и ПДКМР=0, 3 мг/м 3). Прямое воздействие опасно для металлоконструкций (коррозия со скоростью до 10 мкм/год), зданий, памятников и особенно изделий из песчаника и известняка в связи с разрушением содержавшегося в них карбоната кальция. Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при попадании в водоемы и почву, что приводит к уменьшению р. Н (водородному показателю) и повышению кислотности воды. От величины р. Н воды зависит растворимость алюминия и тяжелых металлов в ней и, следовательно, их накопление в корнеплодах, а затем и в организме человека. При изменении р. Н воды меняется структура почвы и снижается ее плодородие. Снижение р. Н питьевой воды способствует поступлению в организм человека указанных выше металлов и их соединений. Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в тепловом балансе Земли. На долю солнечной радиации приходится основная часть поступающей в биосферу теплоты (табл. 3. 4).

Таблица 3. 4. Поступление теплоты в окружающее пространство Земли Теплота Солнечная радиация Естественные источники Таблица 3. 4. Поступление теплоты в окружающее пространство Земли Теплота Солнечная радиация Естественные источники Антропогенные источники Количество Дж/год 25 1023 37, 5 1020 4, 2 1020 % 99, 8 0, 18 0. 02 Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая длительное время находилась на уровне около +15°С. Расчеты показывают, что при отсутствии атмосферы средняя температура биосферы составляла бы приблизительно 15°С. Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне излучений, а отраженная от земной поверхности в инфракрасном (ИК). Поэтому доля отраженной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества многоатомных мини газов (СО 2, Н 20, СН 4, 03 и др. ) и пыли в ее составе. Чем выше концентрация мини газов и пыли в атмосфере, тем меньше отраженной солнечной радиации уходит в космическое пространство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет парникового эффекта. ИК излучение поглощается метаном, фреонами, озоном, диоксидом азота в диапазоне длины волн 1 9 мкм, а парами воды и углекислым газом при длине волн 12 мкм и более. В последние годы наметилась тенденция к значительному росту концентрации углекислого газа (СО 2), происходящему вследствие уменьшения биомассы организмов в биосфере Земли и увеличения техногенных поступлений в атмосферу (табл. 3. 5). Аналогично данным табл. 3. 5 изменяются в атмосфере концентрации метана (СН 4), диоксида азота (N 02), озона (03) и других газов.

Таблица 3. 5. Содержание CO 2 в атмосфере Земли Годы концентрация, млн 1 1900 Таблица 3. 5. Содержание CO 2 в атмосфере Земли Годы концентрация, млн 1 1900 290 1970 321 1980 335 1990 360 2000 380 2030 450 600 2050 700 750 Источниками техногенных парниковых газов являются: теплоэнергетика, промышленность и автотранспорт С 02, N 02; химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства СН 4; неисправное холодильное оборудование, бытовая химия фреоны: ССI 3, F 2, ССI 2 Р 2; автотранспорт, ТЭС, промышленность N 0, N 02. В результате парникового эффекта в биосферу дополнительно поступает теплота порядка 70 • 1020 Дж/год, при этом на долю отдельных газов приходится: СО 2, 50 %, фреонов 15 %, 03 5 %, СН 4 20 %, N 02, 10%. Доля парникового эффекта в нагреве биосферы в 16, 6 раза превосходит доли других источников антропогенного поступления теплоты. Рост концентраций минигазов в атмосфере и, как следствие, повышение доли теплоты ИК излучения, задерживаемой атмосферой, неизбежно сопровождается ростом температуры поверхности Земли. В период с 1880 по 1940 годы средняя температура в северном полушарии возросла на 0, 4 С, а до 2030 года она может повыситься еще на 1, 5 4, 5 С. Это весьма опасно для островных стран и территорий, расположенных ниже уровня моря. Есть прогнозы, что к 2050 году уровень моря может повыситься на 25 40 см, а к 2100 году на 2 м, что приведет к затоплению 5 млн. кв. км. суши, то есть 3 % суши и 30 % всех урожайных земель планеты.

Парниковый эффект в атмосфере довольно распространенное явление и на региональном уровне. Антропогенные источники теплоты Парниковый эффект в атмосфере довольно распространенное явление и на региональном уровне. Антропогенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность), сконцентрированные в промышленных центрах, создают около городов пространства радиусом 50 км и более с повышенными на 1 5°С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городами хорошо просматриваются из космического пространства. Они разрушаются лишь при интенсивных движениях больших масс атмосферного воздуха. Техногенные загрязнения атмосферы не ограничиваются приземной зоной. Определенная часть примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют собой источник канцерогенной опасности для человека, стимулируют глазные заболевания. Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора и азота, источниками поступления которых могут быть вулканические газы, технологии с применением фреонов, атомные взрывы, самолеты и ракеты, содержащие в выхлопных газах такие соединения. Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, продолжительность жизни которых достигает 100 лет. Источниками поступления фреонов являются технологии с использованием фреонов; бытовые баллончики для распыления различных веществ и т. п. По оценочным данным, техногенное разрушение озонового слоя к 2050 году ожидается в пределах 10%. Заметим, что один запуск космической системы, например «Шаттл» , сопровождается разрушением около 0, 3 % озона, что составляет почти 1 107 тонн.

3. 5. Мероприятия по предупреждению загрязнения атмосферы Основными мероприятиями, которые могут предотвратить или уменьшить 3. 5. Мероприятия по предупреждению загрязнения атмосферы Основными мероприятиями, которые могут предотвратить или уменьшить загрязнение атмосферы, могут быть: • технологические; • градостроительные; • рассеивание выбросов; • очистка выбросов. Рассматриваемые мероприятия по своей сути могут быть активными, изменяющими поток вредных веществ источника загрязнений или условия выброса, и пассивными, не оказывающими непосредственного воздействия на источник выбросов вредных веществ. Активный метод осуществление технологических мероприятий, полностью или частично исключающих поступление вредных продуктов в атмосферу, водоемы и почвы, очистка производственных выбросов и их рассеивание. При неэффективности активных методов возникает необходимость выполнения пассивных методов. Пассивный метод создание санитарно защитных зон, зонирование территорий городов и групповых систем расселения по условиям возможности размещения в них производств с различными классами по санитарной классификации. При этом необходимо определять фоновое загрязнение атмосферы; учитывать метеорологический потенциал загрязнения воздушного бассейна; выявлять природные условия, способствующие накоплению или рассеиванию выбросов; учитывать требования по условиям санитарного зонирования территории. Суть технологических мероприятий состоит в том, что, изменяя технологический процесс различных производств (в том числе используя экологически чистые материалы), можно исключить или уменьшить поступление вредных веществ в окружающую среду. Технологические мероприятия наиболее эффективны и должны рассматриваться как основные при защите атмосферы от загрязнений.

Основа градостроительных мероприятий это осуществление комплексных проектно планировочных работ, обеспечивающих формирование оптимальной городской среды Основа градостроительных мероприятий это осуществление комплексных проектно планировочных работ, обеспечивающих формирование оптимальной городской среды и уменьшение антропогенных нагрузок на прилегающие к городу территории. Мероприятия по рассеиванию выбросов направлены на интенсивное разбавление окружающим воздухом потока вредных веществ и достижение концентрации этих веществ на рассматриваемой территории не выше допустимой. Очистку выбросов от пыли, паров или газов применяют в том случае, когда другие мероприятия оказываются малоэффективными или дорогостоящими. 3. 5. 1. Технологические мероприятия К технологическим мероприятиям в первую очередь следует отнести: • создание замкнутых технологических процессов, исключающих выброс в атмосферу вредных веществ, на конечных или промежуточных стадиях производства (полная или частичная рециркуляция газов при вентиляции помещений, при сжигании топлива и т. д. ); • организация производственного цикла по принципу «безотходной технологии» (использование хвостовых и промежуточных газов как вторичное сырье, например сернистых газов для получения серной кислоты); • замена вредных (токсичных) исходных продуктов или технологий на безвредные (твердое топливо на газовое, пламенный нагрев материалов на электрический, применение катализаторов в процессах сжигания, замена сухих способов переработки пылящих материалов на способы с применением жидкостей); • герметизация технологического оборудования и устройств для перемещения исходных и готовых продуктов производства (конвейеры, пневматический транспорт и т. п. ); • каталитическое дожигание продуктов сгорания органического топлива, например использование каталитического нейтрализатора для двигателя внутреннего сгорания.

Технологические мероприятия по защите окружающей природной среды хорошо иллюстрируются на примере автомобильных двигателей. Здесь Технологические мероприятия по защите окружающей природной среды хорошо иллюстрируются на примере автомобильных двигателей. Здесь возможно применение практически всех рассматриваемых выше вариантов: • замена карбюраторов инжекторами, улучшающими смесеобразование бензина и воздуха для более полного сгорания топлива; • добавка к бензину и дизельному топливу присадок, уменьшающих образование некоторых токсичных компонентов (оксида углерода, углеводородов, альдегидов, сажи и др. ); замена бензина на газ, спирт, водород; • замена автомобилей с двигателями внутреннего сгорания на электромобили. 3. 5. 2. Градостроительные мероприятия Охрана и улучшение окружающей среды являются основной частью проектно планировочных работ на всех стадиях проектирования: • генеральная схема расселения в масштабе страны; • региональные и районные схемы расселения; • генеральный план города; • проекты детальной планировки; • рабочие проекты отдельных элементов города. В районной планировке рекомендации по охране окружающей среды направлены на сохранение нормальной эволюции природной среды при размещении городов и промышленных объектов. На этой стадии проектирования ярко выражен территориальный подход к природоохранным мероприятиям. На стадии разработки генеральных планов городов рекомендации по охране окружающей среды направлены на проведение комплекса санитарно гигиенических, технологических, биологических и планировочных мероприятий, обеспечивающих формирование оптимальной окружающей человека городской среды и уменьшение антропогенных нагрузок на прилегающие к городу территории.

Планировочные мероприятия должны включать в себя все аспекты градостроительной деятельности на территории города: • Планировочные мероприятия должны включать в себя все аспекты градостроительной деятельности на территории города: • формирование планировочной структуры города в целом; • функциональное зонирование территории города с учетом экологических требований и создание, в том числе, санитарно защитных зон; • транспортная инфраструктура города; • комплексное инженерное благоустройство. Раздел охраны окружающей среды в составе проекта детальной планировки аналогичен соответствующему разделу генерального плана города со следующими дополнительными графическими материалами: • схемы прилегающих районов; • опорный план и схема санитарно гигиенических ограничений; • схема инженерной подготовки; • схема вертикальной планировки; • схема сетей магистральных улиц и дорог; • схема подземных инженерных сетей. Содержание раздела должно соответствовать трем основным этапам проектирования. 1. Анализ данных исходного состояния окружающей среды и определение требований по ее охране и улучшению. 2. Разработка комплекса архитектурно планировочных и инженерно технических мероприятий, направленных на улучшение и охрану окружающей среды. 3. Оценка и прогноз изменения окружающей среды при реализации проектного решения. При этом необходимо учитывать следующие факторы: загрязненность приземного слоя атмосферы; шумовой режим уличной сети;

 • аэрационный и тепло радиационный режимы жилой территории; • инсоляцию и возможный перегрев • аэрационный и тепло радиационный режимы жилой территории; • инсоляцию и возможный перегрев зданий; • условия снеговых заносов территории. На основе пофакторной оценки, результаты которой изображаются на схемах (картах), необходимо разработать следующие сводные схемы (карты): • Сводная схема санитарно гигиенических ограничений на проектируемой территории (М 1 : 2000); • Сводная схема архитектурно планировочных и инженерно строительных мероприятий, ориентированных на охрану и улучшение окружающей среды жилой застройки; • Сводные схемы санитарно гигиенической оценки состояния окружающей среды проектируемого жилого района на расчетный срок. Санитарно-защитные зоны В процессе формирования состава и размещения промышленных зон и транспортных магистралей необходимо по возможности исключать отрицательное воздействие промышленных предприятий, транспорта, генераторов тепловой и электрической энергии на атмосферу, воду и почву, прилегающие территории. Кроме того, следует обеспечивать благоприятные условия жизни и производственной деятельности человека, сохранения существующих природных элементов: рек, водоемов, рельефа, зеленых массивов и т. д. Важнейшими инструментами градостроительных мероприятий являются санитарно защитные зоны и санитарные разрывы. Санитарно-защитная зона (СЗЗ) это пространство от источника воздействия на среду обитания и здоровье человека до границы жилой застройки, ландшафтно рекреационной зоны, зоны отдыха или курорта, где происходит нейтрализация воздействия вредных факторов до требуемых гигиенических нормативов.

Для автомагистралей, линий железнодорожного транспорта, метрополитена и воздушных линий электропередач устанавливаются санитарные разрывы. Санитарный Для автомагистралей, линий железнодорожного транспорта, метрополитена и воздушных линий электропередач устанавливаются санитарные разрывы. Санитарный разрыв определяется минимальным расстоянием от источника вредного воздействия до границы жилой застройки, ландшафтно рекреационной зоны, зоны отдыха, курорта. Санитарный разрыв имеет режим СЗЗ, но не требует разработки проекта его организации. Величина разрыва устанавливается в каждом конкретном случае на основании расчетов рассеивания загрязнений атмосферного воздуха и воздействия физических факторов (шум, вибрация, электромагнитные излучения и др. ). Санитарные разрывы для магистральных трубопроводов углеводородного сырья и компрессорных установок (санитарные полосы отчуждения) должны учитывать степень взрывной и пожарной опасности при аварийных ситуациях, а также вид поселений. Источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека (загрязнение атмосферного воздуха и неблагоприятное воздействие физических факторов) являются объекты, для которых уровни создаваемого загрязнения за пределами промышленной площадки превышают ПДК (ПДУ) и/или их вклад в загрязнение территорий жилых зон превышает 0, 1 ПДК. Границей жилой застройки является линия, ограничивающая размещение жилых зданий, строений, наземных сооружений и отстоящая от красной линии на расстояние, которое определяется градостроительными нормативами. Красная линия отделяет территорию улично дорожной сети от остальной территории города. Здания и сооружения не должны выступать за пределы красных линий в сторону улицы или площади. Ширина санитарно защитной зоны устанавливается с учет тарной классификации предприятий, результатов расчетов ожидаемого загрязнения атмосферного воздуха и уровней физических воздействий, а для действующих предприятий еще и результатов натурных исследований.

Для объектов, отдельных зданий и сооружений с технологическими процессами, являющимися источниками воздействия обитания и Для объектов, отдельных зданий и сооружений с технологическими процессами, являющимися источниками воздействия обитания и здоровье человека, в зависимости от мощности, эксплуатации, характера и количества выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ, создаваемого шума, вибрации вредных физических факторов, а также с учетом предусматриваемых мер по уменьшению неблагоприятного влияния их на среду ( и здоровье человека, в соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов устанавливаются он размеры санитарно защитных зон: • предприятия первого класса 1000 м; • предприятия второго класса 500 м; • предприятия третьего класса 300 м; • предприятия четвертого класса 100 м; • предприятия пятого класса 50 м. Для групп промышленных предприятий или промышленного узла устанавливается единая санитарно защитная зона с учетом суммарных выбросов и физического воздействия всех источников, результатов годичного цикла натурных наблюдений для дейсвующих предприятий. В зависимости от характеристики выбросов для предприятии, по которым ведущим для установления СЗЗ фактором является химическое загрязнение атмосферы, размер СЗЗ устанавливается от границы промплощадки или от источника выбросов загрязняющих веществ. Санитарно защитная зона устанавливается от границы территории промышленной площадки в следующих случаях: • при наличии организованных и неорганизованных источников выбросов от технологического оборудования на открытых площадках; • в случае организации производства с источниками, рассредоточенными по территории предприятия; • при наличии наземных и низких источников, холодных выбросов средней высоты.

Санитарно защитная зона устанавливается от источника загрязнения окружающей среды только в случае наличия высокого Санитарно защитная зона устанавливается от источника загрязнения окружающей среды только в случае наличия высокого источника нагретого выброса. Проблемы, связанные с развитием автомобильного транспорта в городах, требуют строгого соблюдения градостроительных норм при проектировании и реконструкции территорий. Расстояния от автостоянок и гаражей стоянок до зданий различного назначения следует принимать не менее приведенных в табл. 3. 6. Таблица 3. 6. Расстояния от сооружений для хранения легкового автотранспорта до объектов застройки Объекты, до которых исчисляется расстояние Фасады жилых домов и торцы с окнами Торцы жилых домов без окон Школы, детские учреждения, техникумы, площадки отдыха, игр и спорта Лечебные учреждения стационарного типа, открытые спортивные сооружения, места отдыха населения (сады, скверы, парки) Расстояние, м Автостоянки (открытые площадки, паркинги) и наземные гаражи стоянки вместимостью, машино мест 10 и 11 50 51 100 101 300 свыше менее 300 10 15 25 35 50 10 20 10 50 15 50 25 50 35 50 25 50

Расстояния от наземных гаражей стоянок и автостоянок принимаются до границ участков школ, детских учреждений, Расстояния от наземных гаражей стоянок и автостоянок принимаются до границ участков школ, детских учреждений, лечебно профилактических учреждений стационарного типа, объектов социального назначения, площадок отдыха, детских игровых площадок. Для наземных гаражей стоянок со сплошным стеновым ограждением указанные в табл. 3. 6 расстояния допускается сокращать на 25 % при отсутствии в них открывающихся окон, а также въездов выездов, ориентированных в сторону жилых домов, территорий ЛПУ стационарного типа, объектов социального обеспечения, детских дошкольных учреждений, школ и других учебных заведений. На придомовой территории допускается размещение открытых автостоянок: паркингов вместимостью до 50 машино мест и гаражей стоянок и паркингов со сплошным стеновым ограждением для хранения автомобилей вместимостью до 100 машино мест, при соблюдении нормативных требований обеспеченности придомовых территорий элементами благоустройства по площади и наименованиям. Въезды выезды из гаражей, расположенных на территории жилой застройки, вместимостью свыше 100 машино мест должны быть организованы на улично дорожную сеть населенного пункта с исключением движения автотранспорта по внутридворовым проездам, парковым дорогам, велосипедным дорожкам. Наземные гаражи стоянки вместимостью свыше 500 машино мест следует размещать на территориях промышленных, коммунально складских зон и территориях санитарно защитных зон. Для подземных, полуподземных гаражей стоянок регламентируется только расстояние от въезда выезда и от вентиляционных шахт. Расстояние до территории школ, детских дошкольных учреждений, лечебно профилактических учреждений, фасадов жилых домов, площадок отдыха и др. должно составлять не менее 15 метров.

Расстояние от проездов автотранспорта из гаражей всех типов и открытых автостоянок для нормируемых объектов Расстояние от проездов автотранспорта из гаражей всех типов и открытых автостоянок для нормируемых объектов должно быть не менее 7 метров. Вентиляционные выбросы от подземных гаражей стоянок, расположенных под жилыми и общественным зданиями, должны быть организованы на 1, 5 м выше конька крыши самой высокой части здания. На эксплуатируемой кровле подземного гаража стоянки допускается размещать площадки отдыха, детские, спортивные, игровые и др. сооружения, на расстоянии 15 м от вентиляционных шахт, въездов выездов, проездов, при условии озеленения эксплуатируемой кровли и обеспечении ПДК в устье выброса в атмосферу. Размеры территории наземного гаража стоянки должны соответствовать габаритам застройки для исключения использования прилегающей территории под автостоянку. От наземных гаражей стоянок до прилегающей к объектам нормирования озелененной территории устанавливается санитарный разрыв. Расстояние от территорий подземных гаражей стоянок не лимитируется. Требования, отнесенные к подземным гаражам, распространяются и на размещение обвалованных гаражей стоянок. Для предприятий, где производятся работы с применением радиоактивных веществ, размер санитарно защитной зоны определяется в соответствии с санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений, утвержденными в установленном порядке. При размещении таких производств, как нефтехимическое и производство синтетического каучука с большими запасами сырья и готовой продукции, помимо санитарных должны учитываться также и противопожарные требования, а также требования по предупреждению взрывов. В соответствии с этими требованиями перечисленные производства необходимо удалять от жилых и общественных зданий на расстояние до 4 5 км.

Несколько десятилетий назад появились производства, изменившие понятие санитарно защитных зон. Потребовалось предохранять не окружающие Несколько десятилетий назад появились производства, изменившие понятие санитарно защитных зон. Потребовалось предохранять не окружающие объекты, в том числе жилые и общественные здания, от влияния этих промышленных предприятий, а сами промышленные предприятия от вредного воздействия на них окружающих объектов. Отсюда появилось понятие так называемых «обратных защитных зон» , необходимых для таких производств, как изготовление точной аппаратуры, счетных машин, электронной техники, то есть производств, чувствительных к пыли, шуму, вибрации и т. п. Вокруг предприятий такого рода требуется создавать защитную зону в 50, 200 или 400 м, а от котельных и дымящихся объектов не менее 3 км. Предприятия целесообразно располагать среди массивов зелени. Для таких производств очень жесткими являются требования к транспортным сооружениям: от магистральных железных дорог, а также подъездных дорог с интенсивным движением при неэлектрифицированной тяге требуется расстояние не менее 0, 5 1 км, при электрифицированной тяге 0, 3 км, от автомобильных дорог 0, 3 км, а от магистралей общего пользования до 1 км. Размеры санитарно защитных зон могут быть изменены для предприятий I и II классов по решению главного государственного санитарного врача РФ или его заместителя, для предприятий III, IV и V классов по решению главного государственного санитарного врача субъекта РФ или его заместителя. Размеры санитарно защитной зоны могут быть уменьшены в следующих случаях: • при объективном доказательстве достижения стабильного уровня техногенного воздействия на границе СЗЗ и за ее пределами в рамках и ниже нормативных требований по материалам систематических (не менее чем годовых) лабораторных наблюдений за состоянием загрязнения воздушной среды (для вновь размещаемых предприятий возможен учет лабораторных данных объектов аналогов); • при подтверждении замерами снижения уровней шума и дру гихфизических факторов в пределах жилой застройки ниже гигиенических нормативов;

 • при уменьшении мощности, изменении состава, перепрофилировании предприятия и связанным с этим изменением • при уменьшении мощности, изменении состава, перепрофилировании предприятия и связанным с этим изменением класса опасности. Не допускается сокращение величины санитарно защитной зоны для действующих предприятий на основании данных, полученных только расчетным путем. Размер санитарно защитной зоны должен быть увеличен по сравнению с классификацией при невозможности обеспечения современными техническими и технологическими средствами нормативных уровней по любому фактору воздействия, полученных расчетным путем и/или по результатам лабораторного контроля. Проектирование санитарно-защитных зон Санитарно защитные зоны промышленных предприятий должны быть благоустроенными участками городской территории, так как входят составной частью в окружающий ландшафт. Для их размещения рекомендуется использовать участки с имеющимися зелеными насаждениями, водоемами, местность с рельефом, неблагоприятным для застройки и т. п. Планировочная организация этих зон должна быть увязана с планировкой и застройкой как самого промышленного района, так и других прилегающих районов города. Планировочная организация санитарно защитных зон может состоять из 4 основных участков: • припромышленного защитного озеленения (10 50% общей площади СЗЗ); • территорий защитного озеленения со стороны поселений (20 60% общей площади СЗЗ); • планировочного использования (10 45 %); • сельскохозяйственного использования (для СЗЗ глубиной более 10 км). Санитарно защитные зоны занимают значительные территории. В связи с этим в санитарно защитной зоне возможно размещение ряда объектов, в том числе предприятий меньшего класса вредности.

Для санитарно защитных зон с началом отсчета не от границы предприятия, а от здания Для санитарно защитных зон с началом отсчета не от границы предприятия, а от здания или сооружения, выделяющих вредности, в этом разрыве уже может располагаться часть территории самого предприятия, с объектами меньшего класса вредности или объектами, не выделяющими вредностей. В этих условиях границы предприятия могут подойти почти к самой территории жилой застройки. Между предприятиями санитарные разрывы не регламентируются, за исключением предприятий пищевой промышленности, доя которых зоны до других предприятий принимаются как до жилых и общественных зданий. В пределах санитарно защитной зоны могут находиться пожарные депо, гаражи, прачечные, магазины, научно исследовательские лаборатории, склады, здания по обслуживанию рабочих и другие объекты, непосредственно связанные с промышленными предприятиями данного района. Объекты, которые нельзя размещать в санитарно защитных зонах, указаны в действующих нормах. К ним относятся стадионы, скверы общего пользования, парки, детские, лечебно оздоровительные учреждения и т. п. Однако использование территории санитарно защитной зоны должно иметь разумные пределы, чтобы вовсе не исключить ее положительных качеств. Учитывая, что на территории зоны могут располагаться не только другие объекты, но и части основного предприятия, можно считать, что использование территории зоны, как правило, не должно превышать 50% ее площади. Во всех случаях необходимо оставлять сплошную полосу озеленения шириной не менее 50 м. Территория санитарно защитной зоны должна быть благоустроена и озеленена по проекту благоустройства, разрабатываемому одновременно с проектом строительства и реконструкции предприятия. В пределах санитарно защитной зоны промышленных предприятий 5 и 4 классов вредности размещаются, как правило, часть территории самого предприятия, заводские административные и общественные здания, улица, стоянки для общественного и личного транспорта. Озеленение здесь носит декоративный характер.

В пределах санитарно защитной зоны промышленных предприятий 3 и 2 классов вредности может быть В пределах санитарно защитной зоны промышленных предприятий 3 и 2 классов вредности может быть размещена не только часть территории самого предприятия и его предпроизводственная зона, но и предприятия или отдельные цеха меньшего класса вредности. В таких случаях предпроизводственную зону озеленяют в виде декоративных посадок, а между промышленными предприятиями различных классов вредности или этими предприятиями в предпроизводственной зоне создают защитные зеленые насаждения шириной 50 м. В отдельных случаях (при сильном загрязнении окружающей среды) суммарную ширину этих посадок рекомендуется увеличить до 100 или 200 м. При озеленении территории санитарно защитных зон древесные насаждения рекомендуется располагать со стороны жилой застройки, занимая не менее 40% территории от границы поселений до ограды предприятия. При ширине зоны до 100 м ширина зеленой полосы не должна быть менее 20 м. Во всех случаях при наличии в санитарно защитной зоне зданий и сооружений следует оставлять свободную от застройки хорошо озелененную полосу в виде бульвара шириной не менее 50 м. При озеленении санитарно защитных зон предприятий высокого класса вредности защитные полосы из древесных насаждений следует располагать на расстоянии не менее 400 500 м от мест выделения производственных вредностей. Степень озеленения может быть поднята на 20%, а на территориях с большой плотностью застройки и с большим коэффициентом использования территории до 10%. При озеленении территории промышленного района учитываются условия производства на предприятиях, характер выделяемых производственных вредностей и климатический пояс. Озеленение не допускается, если оно может отрицательно влиять на производственный процесс предприятия. Так, в зоне расположения объектов с точными процессами производства, а также воздуходувных, компрессорных и машиностроительных станций запрещается озеленять территории породами древесных насаждений, выделяющих при цветении хлопья, волокнистые вещества и семена. Необходимо также учитывать, что в пределах установленных противопожарных разрывов не допускается посадка деревьев хвойных пород.

Планировка, конструкция и ассортимент защитных древесно кустарниковых полос должны определяться с учетом их назначения. Планировка, конструкция и ассортимент защитных древесно кустарниковых полос должны определяться с учетом их назначения. Например, для поглощения и отражения шума создается высокая из мелколистных деревьев и кустарников защитная полоса с поперечным сечением в виде трапеции, а для защиты от пыли высокая, плотная, прямоугольного поперечного сечения полоса. Шумозащитную систему зеленых насаждений рекомендуется создавать из нескольких защитных зеленых полос шириной 10 25 м с газоном между ними. Поглощение шума более ощутимо, если зеленые насаждения расположить ступенчатообразно, со стороны источника шума низкие посадки, а далее от него высокие. Зеленые насаждения могут быть эффективным средством борьбы с шумом только при правильном их размещении. Известны случаи, когда неправильно размещенные зеленые насаждения не снижают, а увеличивают шум. Например, шум, проникающий из цеха в пространство между зданиями и плотной древесно кустарниковой посадкой, резко усиливается. Рассеять звуковую энергию и ослабить шум можно редкой посадкой на газоне или созданием разрывов в плотной посадке. Санитарно защитная зона вокруг промышленных предприятий 1 класса вредности может быть организована аналогично таким зонам вокруг предприятий 2 и 3 классов с устройством больших озелененных участков шириной от 300 м до нескольких километров между различными предприятиями и территорией поселений в зависимости от степени загрязнения окружающей среды. На планировку и озеленение санитарно защитных зон предприятий влияют не только ширина зоны, местонахождение источников загрязнения воздуха, но и характер выделяемых вредных выбросов. Попадающие в атмосферу вредные вещества (газы, аэрозоли), неприятные запахи по разному распространяются и движутся в атмосфере.

Движение газов и аэрозолей в атмосфере зависит от их плотности. Выделяемые предприятием в атмосферу Движение газов и аэрозолей в атмосфере зависит от их плотности. Выделяемые предприятием в атмосферу газы и аэрозоли можно разделить следующим образом: • легкие газы с плотностью значительно ниже плотности воздуха; • нейтральные газы с плотностью, близкой к плотности воздуха; • тяжелые газы с плотностью значительно выше плотности воздуха; • аэрозоли в виде дыма размером до 0, 1 мкм; • аэрозоли в виде тумана и пыли размером более 1 мкм. Легкие газы, выходящие из труб, поднимаются и распространяются в верхних слоях атмосферы, однако при наличии инверсии они могут достичь и поверхности земли. Нейтральные газы и аэрозоли в виде дыма обычно распространяются по всей зоне загрязнения: часть их поднимается в верхние слои атмосферы, а другая достигает земли. Тяжелые газы, аэрозоли в виде тумана и пыли выпадают на землю близко от источника и распространяются у поверхности земли по направлению ветра. Зная особенности распространения поступивших в атмосферу производственных вредностей, можно определить вид зеленых насаждений, их состав и планировку. Санитарно защитная зона предприятий, которые выделяют в атмосферу только легкие газы, может быть решена в виде лугопарка. Однако, учитывая, что в отдельных случаях, например во время инверсии, воздух над поверхностью земли может быть загрязнен, целесообразно перед жилой территорией дополнительно запроектировать и обустроить высокую, густую защитную зеленую полосу шириной не менее 50 м, которая бы живописно сочеталась с другими лугопарковыми насаждениями санитарно защитной зоны. Для санитарно защитной зоны предприятий, выделяющих в атмосферу нейтральные газы и аэрозоли в виде дыма, следует планировать такие зеленые насаждения, которые способствовали бы быстрому рассеиванию вредностей. В санитарно защитной зоне предприятий такого типа нецелесообразны сплошные лесные массивы, они незначительно рассеивают газы и препятствуют оседанию аэрозолей.

В лесном массиве из за плохого проветривания накопившиеся вредности пагубно влияют на деревья и В лесном массиве из за плохого проветривания накопившиеся вредности пагубно влияют на деревья и кустарники. Поэтому в таких санитарно защитных зонах необходимо создать систему защитных полос, которые увеличивали бы турбулентность воздуха и тем самым лучше рассеивали газы и запахи. В санитарно защитной зоне предприятий, которые выделяют в атмосферу тяжелые газы, аэрозоли в виде тумана и пыли, необходимы такие насаждения, которые задерживали бы оседающие на землю вредности и препятствовали их дальнейшему распространении. Поэтому в санитарно защитной зоне такого типа целесообразнее создавать систему защитных полос, которые лучше, чем массив, задерживают капельные и пылевые аэрозоли. Кроме того, такие полосы насаждений обходятся дешевле, чем массив. В санитарно защитной зоне предприятий, являющихся только источниками шума, целесообразны зеленые насаждения в виде лесопарка. Планировочная организация озеленения санитарно защитных зон зависит от класса вредности, их количества, закономерностей движения вредностей в атмосфере, от природных и климатических особенностей местности, градостроительных, архитектурных и экономических требований и местных традиций озеленения. Проектируя в санитарно защитной зоне зеленые насаждения в виде защитных полос, важно правильно выбрать конструкцию полос, параметры их элементов и рационально разместить их на территории. Основными элементами защитной полосы являются поперечное сечение полосы, ее высота, ширина и ажурность, оказывающие непосредственное влияние на характер движения воздушных потоков. Специальные исследования показали, что наибольшее перемешивание воздушных потоков дает прямоугольная форма, меньшее треугольная. Поэтому для полос санитарно защитных зон, задача которых способствовать рассеиванию и перемешиванию выбросов с верхними слоями атмосферы, наиболее подходит прямоугольная форма поперечных сечений, а для полос, предназначенных для осаждения аэрозолей в виде тумана и пыли, треугольная.

Эффективность влияния полосы зеленых насаждений на движущуюся воздушную массу зависит также и от ее Эффективность влияния полосы зеленых насаждений на движущуюся воздушную массу зависит также и от ее высоты (Н). Чем выше полоса зеленых насаждений, тем дальше и значительнее распространяется ее влияние на верхние слои воздуха. Исследованиями установлено, что плотная полоса насаждений поднимает движущуюся воздушную массу на высоту, которая соответствует восьмикратной высоте полосы и более. Ширина защитных полос должна обеспечивать хорошее их проветривание. Полосы должны быть эффективны не только летом, но и зимой, при безлиственном состоянии деревьев. Ширина плотных непродуваемых полос составляет 22 25 м и включает 7 8 рядов деревьев и кустарников с расстоянием в рядах между деревьями от 1 до 3 м. Ширина ажурных полос должна составлять 26 32 м и состоять из 7 10 рядов деревьев и кустарников с расстоянием в рядах между деревьями 4 12 м и более. Просветы в ажурной полосе не должны быть более 35% площади поперечного сечения полосы. Расстояние между плотными, непродуваемыми полосами, предназначенными для рассеивания легких и нейтральных газов в санитарно защитной зоне, должно быть значительно меньшим, чем между ажурными полосами, которые способствуют быстрому осаждению аэрозолей в виде тумана и пыли. Густые полосы как мощные турбулентные смесители эффективны лишь в том случае, когда они находятся на значительном расстоянии друг от друга и не попадают в зону взаимного влияния. Крайние защитные полосы в санитарно защитной зоне предприятий, загрязняющих воздух пылью, должны находиться ближе к производственным зданиям, а защитные полосы предприятий, выделяющих в атмосферу газы и жидкие аэрозоли, должны быть удалены на (8 10) Н от производственных зданий. Крайнюю защитную полосу у жилого района в санитарно защитных зонах всех типов рекомендуется делать плотной, непродуваемой конструкции, шириной 20 25 м.

Защитные полосы целесообразно размещать перпендикулярно к направлению преобладающих ветров. Наблюдениями установлено, что отклонение направления Защитные полосы целесообразно размещать перпендикулярно к направлению преобладающих ветров. Наблюдениями установлено, что отклонение направления ветра в пределах 30 45° мало отражается на защитном влиянии полосы. Иногда в пределах санитарно защитной зоны предприятия находятся естественные лесные массивы, в которых, возможно, скапливается значительное количество газов и жидких аэрозолей. Для сохранения зеленых насаждений и обеспечения условий для их роста целесообразно создавать в лесу специальные аэрационные коридоры. Ширина таких коридоров должна составлять не менее 2 Н, а их направление по возможности совпадать с направлением ветров, господствующих в вегетационное время года. При размещении в санитарно защитной зоне зеленых насаждений необходимо учитывать допустимые нормы приближения их к электро установкам, линиям электропередачи, воздушным линиям связи, к зданиям и сооружениям. Зеленые насаждения около пересечения автомобильных и железных дорог следует размещать так, чтобы сохранить видимость дорог. Для этого необходимо обеспечить боковую видимость не менее 50 м вправо и влево от пересечения или переезда. Планировочное и композиционное решение зеленых насаждений необходимо увязывать с застройкой и окружающим ландшафтом. Защитные полосы не следует проектировать прямыми параллельными рядами. Композиция их должна быть свободной, иметь вид естественных насаждений, а направление полос по возможности следует сочетать с рельефом и топографией местности. Архитектурно композиционное решение защитных полос должно создаваться главным образом с использованием их живописных свободных очертаний и членений, с нарушением прямолинейности, однообразия и монотонности путем создания зрительных контрастов, а также повышения красочности насаждений на отдельных участках полосы и в отдельных точках опушек. Наиболее эффектны контрастные группы, крупные участки полосы из деревьев и кустарников, отличающиеся составом пород, высотой, цветом листвы.

Чтобы защитные полосы имели более естественный вид и лучше гармонировали с окружающей средой, целесообразно Чтобы защитные полосы имели более естественный вид и лучше гармонировали с окружающей средой, целесообразно на фоне полосы выдвигать вперед отдельные деревья или небольшие группы ажурных деревьев и кустарников. Для небольших групп и отдельно стоящих деревьев следует выбирать преимущественно те же виды высоких деревьев, которые используются в полосе. Иногда можно использовать и другие породы с учетом их экологических свойств. Важным композиционным вопросом является правильное решение опушек, обращенных к дорогам и другим видовым точкам. Собрание светлых и темных очертаний и выделяющихся красочных пятен, соответствующих сезонам, контурное разнообразие на опушке полосы, создаваемое выпуклыми и вогнутыми формами зеленых насаждений и обеспечивающее игру светотеней на газоне, создают интересные виды и оживляют опушки. Хорошо видимые концы полос, их края у дорог, дорожек можно оформить декоративными деревьями и кустарниками различной высоты, окраски листьев, с яркими цветами и плодами. Комплексное проектирование санитарно защитных зон с учетом аэродинамических и архитектурно композиционных требований не только даст большой санитарно гигиенический эффект, но также позволит с введением совершенной технологии и эффективных улавливающих установок без больших дополнительных затрат превратить санитарно защитные зоны в прекрасные парки или разместить среди зелени новые жилые кварталы. 3. 5. 3. Рассеивание выбросов основано на теории турбулентного перемещения потоков воздуха и газа. Для построения физической модели процесса рассеивания необходимо ввести понятие струйных течений (рис. 3. 8). Будем называть струйным течением или просто струей относительно узкий поток воздуха с расширяющимися границами. В зависимости от режима движения струи могут быть ламинарными и турбулентными.

Рис. 3. 8. Классификация струйных течений Рис. 3. 8. Классификация струйных течений

По степени стеснения струи могут быть свободными и стесненными. Свободная струя не испытывает на По степени стеснения струи могут быть свободными и стесненными. Свободная струя не испытывает на себе влияние ограждающих ее конструкций. Полуограниченная струя распространяется вдоль какой либо плоскости. Стесненная струя распространяется в помещении (пространстве), в котором ограждения или обратные потоки воздуха влияют на ее формирование. Полуограниченные струи также называют настилающими струями. Вентиляционной струей называется струя, образованная принудительным истечением воздуха из отверстия. Приточные струи всегда бывают затопленными, так как истекают в среду с близкими физическими свойствами. Вентиляционные струи по степени нагретости (охлажденности) подразделяются на изотермические и неизотермические. В изотермических струях температура воздуха на истечении равна температуре окружающего воздуха. В неизотермических струях, нагретых или охлажденных, температура воздуха на истечении не равна температуре окружающей среды. Струи, образующиеся над источником теплоты, называются конвективными струями. Вентиляционные и тепловые струи, в зависимости от геометрической формы отверстия или источника теплоты, могут быть компактными, прямоугольными и плоскими. В компактных струях формой воздуховыпускного отверстия или источника теплоты является круг, квадрат или прямоугольник с соотношением сторон 1: 2 1: 3, в прямоугольных струях прямоугольник с большим соотношением сторон, в плоских струях очень вытянутый прямоугольник, в котором ширина пренебрежимо мала по отношению к длине. Рассмотрим основные закономерности прямоточных вентиляционных струй. Используем цилиндрическую систему координат, поместив ее начало в центр выходного отверстия и направив абсциссу вдоль оси симметрии, а радиус нормально к ней (рис. 3. 9). Струя, истекая из отверстия, стремится сохранить направление и величину скорости истечения.

Вследствие перемешивания с окружающим воздухом границы струи постепенно расширяются, она тормозится, количество воздуха от Вследствие перемешивания с окружающим воздухом границы струи постепенно расширяются, она тормозится, количество воздуха от сечения к сечению возрастает. В поперечных сечениях струи устанавливаются характерные профили скоростей и температур (концентраций) с максимальным значением на оси и постепенным уменьшением к границе струи. Рис. 3. 9. Схема приточной компактной струи В приточной струе различают начальный, переходный и основной участки. Начальный участок струи характеризуется постоянством осевой скорости. На основном участке скорость в любой точке меньше скорости истечения, а характер турбулентности постоянен. Переходный участок незначителен по длине, поэтому им, как правило, пренебрегают. Та часть струи, в которой скорость остается равной скорости истечения, называется ядром постоянных скоростей.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) это норматив выброса вредного вещества и микроорганизмов в атмосферный воздух Предельно допустимый выброс (ПДВ) это норматив выброса вредного вещества и микроорганизмов в атмосферный воздух для стационарного источника загрязнения с учетом фонового загрязнения воздуха при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества воздуха поселений, предельно допустимых нагрузок на экологические системы. Классификация пылеуловителей. Аппараты для очистки воздуха от пыли по своему назначению подразделяются на воздушные фильтры и пылеуловители. Первые служат для очистки воздуха, подаваемого в помещение, вторые для санитарной очистки воздуха перед его выбросом в атмосферу. Воздушные фильтры по эффективности очистки классифицируют по классам (табл. 3. 7). По конструктивным особенностям воздушные фильтры бывают смоченные пористые (ячейковые и рулонные), сухие пористые (ячейковые, панельные, рулонные) и электрические (агрегатные, тумбочные). Таблица 3. 7. Классификация воздушных фильтров Класс фильтров I II III Эффективно улавливаемые пылевые частицы Всех размеров Более 1 мкм От 10 до 50 мкм Нижние пределы эффективности по массе, % 99 85 60 Пылеуловители согласно делятся на две основные категории: аппараты без применения жидкости (сухие пылеуловители) и аппараты с применением жидкости (мокрые пылеуловители). Сухие пылеуловители делятся на гравитационные, инерционные, фильтрационные и электрические. Гравитационные пылеуловители представляют собой пылеосадочные камеры, в которых осаждение частиц происходит под действием силы тяжести.

Существуют два типа таких камер: полые и полочные. Полки в камерах устанавливают с целью Существуют два типа таких камер: полые и полочные. Полки в камерах устанавливают с целью осаждения мелких частиц пыли. В инерционных пылеуловителях выделение частиц из газового потока происходит под действием сил инерции, возникающих вследствие изменения направления или скорости движения газа. Они делятся на три подгруппы: жалюзийные (пластинчатые или конические), циклонные (возвратно поточные, прямоточные и вихревые), ротационные. Фильтрационные пылеуловители это устройства, в которых выделение частиц пыли из газового потока происходит вследствие его прохода через слои пористого материала. Эта группа состоит из следующих подгрупп: тканевые фильтры (каркасные и рукавные), волокнистые (рукавные, панельные, ячейковые), зернистые (насыпные, жесткие), сетчатые (ячейковые, барабанные). Электрофильтры действуют на основе передачи частицам пыли электрического заряда с последующим их осаждением на осадительных электродах. Электрофильтры делятся на однозонные и двухзонные с осадительными электродами в виде пластин (пластинчатые) и трубок (трубчатые). Пылеулавливающие средства с применением жидкости можно объединить в три группы: инерционные, фильтрационные и электрические, В группу инерционных мокрых пылеуловителей входят циклоны с водяной пленкой, скрубберы и ударные аппараты. К циклонам с водяной пленкой относятся циклоны типа ЦВП, центробежные скрубберы, скоростные промыватели СИОТ. К подгруппе скрубберов следует отнести камеры с разбрызгивающими форсунками, полые и заполненные слоями насадки из реек, дисков, колец. В эту подгруппу входят также скрубберы с трубой Вентури под названием турбулентных промывателей, коагуляционных мокрых пылеуловителей и эжекторных скрубберов. В подгруппу ударных инерционных мокрых аппаратов входят различного типа аппараты с импеллерами (направляющими лопастями) и самооборотом орошаемой воды: ротоклоны, пылеуловители с воздушным каналом (ПМВК).

К группе мокрых фильтрационных аппаратов относятся различные пенные пылеуловители с переливной или провальной решетками К группе мокрых фильтрационных аппаратов относятся различные пенные пылеуловители с переливной или провальной решетками (ПГС и ПГМ), барботажные пылеуловители. Мокрые электрофильтры классифицируются так же, как и сухие, и они отличаются от последних только применением воды в виде пленки на осадительных электродах. Пылеулавливатели можно подразделить также в зависимости от эффективности их работы. По этому признаку согласно устанавливается пять классов пылеулавливающих аппаратов (табл. 3. 8). Таблица 3. 8. Классификация пылеуловителей 10 40 40 120 80 99 99 99, 9 95 99, 9 V 20 I I Более 99 более 120 10 40 II 92 99 II 1 10 Ш 45 92 III 1 10 IV IV 8 80 99 IV III 4 менее 1 Максимальная степень очистки, % V II 2 80 Группы пыли по дисперсности Медианный диаметр частиц, мкм I 0, 3 более 99, 9 более 120 Класс сепаратора Минимальный размер эффективно улавливаемых частиц, мкм

Степень (коэффициент) очистки в пылеосадительных камерах в значительной мере определяется временем пребывания частицы пыли Степень (коэффициент) очистки в пылеосадительных камерах в значительной мере определяется временем пребывания частицы пыли в аппарате. В наиболее неблагоприятных условиях находятся частицы под потолком камеры, которым для осаждения нужно пройти наибольший путь (рис. 3. 15). Расчет циклонов (рис. 3. 16) сводится к выбору его типа, размера, степени очистки и аэродинамическогосопротивления. Методы расчета эффективности очистки воздуха в циклонах очень многочисленны и разнообразны.

Наиболее достоверными на сегодня являются те методы, в основу которых положены экспериментальные данные по Наиболее достоверными на сегодня являются те методы, в основу которых положены экспериментальные данные по фракционной степени очистки. Пыль при прохождении через пористые фильтры (рис. 3. 17) задерживается в них в результате действия ситового эффекта, зацепления, сил инерции, диффузии, гравитационных и электрических сил. Ситовой эффект крайне редкое явление и наблюдается только тогда, когда размер осаждаемых частиц больше размера пор. Пористые фильтры обычно многослойны. Проектирование мокрых пылеулавливателей (рис. 3. 18) можно вести на основе энергетического метода расчета. Суть этого метода состоит в том, что эффективность работы мокрых аппаратов определяется в первую очередь затратами энергии на процесс очистки воздуха от пыли.

Рис. 3. 18. Схема мокрого пылеуловителя (полого форсуночного скруббера): 1 входной патрубок, 2 выходной Рис. 3. 18. Схема мокрого пылеуловителя (полого форсуночного скруббера): 1 входной патрубок, 2 выходной патрубок, 3 подвод орошаемой жидкости, 4 форсунка, 5 каплеуловитель Осаждение пыли в электрическом поле основано на движении отрицательно заряженных ионов к положительному электроду. Такое движение возможно под действием коронного разряда, возникающего в неоднородном электрическом поле у поверхности коронирующих электродов. Частицы пыли поглощают ионы, приобретают заряд и движутся к осадительному электроду. Так как даже малые по массе частицы могут приобретать большие электрические заряды, то силы электрического поля во много раз могут превышать инерционные, центробежные и гравитационные силы.

Промышленные электрофильтры работают при напряжениях 50 60 к. В. Интенсификация способов сепарации пыли из Промышленные электрофильтры работают при напряжениях 50 60 к. В. Интенсификация способов сепарации пыли из воздушных потоков обеспечивается в основном укрупнением частиц пыли за счет их коагуляции и увеличением сил адгезии. Коагуляцией аэрозолей называется процесс слипания или слияния аэрозольных частиц при соприкосновении друг с другом. Слипание происходит под действием поверхностных сил, главными из которых являются молекулярные вандерваальсовы силы и силы электрического притяжения. В процессе коагуляции образуются крупные агрегаты, седиментирующиеся под действием сил тяжести. Коагуляцию можно разделить на естественную, происходящую за счет диффузии, и искусственную, вызываемую увеличением столкновений между частицами нагреванием аэрозоля, турбулизацией потока, использованием магнитных и электрических полей, а также добавкой различных примесей. Применительно к пылеулавливанию интерес представляет искусственная коагуляция в магнитном и акустическом полях. Вещества и пыли, из них образующиеся, по магнитным свойствам можно разделить на три группы: диамагнетики (металлы: цинк, золото, ртуть и др. , неметалы: кремний, фосфор, сера и др. ), обладающие отрицательной магнитной восприимчивостью; парамагнетики (палладий, платина и др. ); ферромагнетики (железо, никель, кобальт и их сплавы). Магнитная коагуляция может образовывать агрегаты ферромагнитных частиц, достигающих длины 10 50 мм. Акустическая коагуляция осуществляется при воздействии на запыленный газ упругих колебаний звуковой или ультразвуковой частоты. Эти колебания вызывают движение частиц пыли и большое число их столкновений, процесс коагуляции происходит при силе звука не менее 145 150 д. Б и частоте 2 50 к. Гц. Скорость пылегазового потока не должна превышать критическую скорость, определяемую силами сцепления в данной неоднородной системе, иначе агрегаты скоагулированных частиц разрушатся вновь.

Акустическую коагуляцию проводят для пылегазового потока с концентрацией от 0, 2 до 230 г/м Акустическую коагуляцию проводят для пылегазового потока с концентрацией от 0, 2 до 230 г/м 3. При меньшей концентрации коагуляцию нецелесообразно проводить, а при большей возможно затухание звука и большая потеря звуковой энергии. Смачивание поверхностей, предназначенных для осаждения пыли, и увеличение тем самым силы адгезии (эффекта зацепления) частиц значительно интенсифицирует работу пылеуловителей. В мокрых пылеуловителях обычно применяют чистую воду или воду с добавкой поверхностно активных веществ для уменьшения поверхностного натяжения воды. Очистка выбросов от паров и газов Методы очистки вентиляционных и технологических выбросов от вредных газообразных и паровых примесей зависят от свойств самих примесей, их концентраций, от санитарно гигиенических, градостроительных и других требований. Наибольшее применение для указанных целей нашли абсорбционный и адсорбционный методы, ионообменная очистка, термическое дожигание. Абсорбционный метод очистки воздуха от газообразных примесей основан на избирательном поглощении, как правило, всем объемом жидкого вещества, одного или нескольких компонентов из газовой смеси. Различают физическую абсорбцию и хемосорбцию. При физической абсорбции молекулы абсорбата (извлекаемого газа) не вступают в химическую реакцию с молекулами абсорбента (жидкий поглотитель). При хемосорбции молекулы абсорбента и абсорбата образуют новое химическое соединение. В качестве абсорбента может быть использована любая жидкость, но обычно при физической абсорбции применяют воду, а при химической растворы аммиака, карбоната натрия, калия и т. д.

Физическая абсорбция в большинстве случаев обратима. На этом свойстве абсорбционных процессов основано выделение поглощаемого Физическая абсорбция в большинстве случаев обратима. На этом свойстве абсорбционных процессов основано выделение поглощаемого газа или пара из раствора десорбция. Процесс перехода вещества из одной фазы в другую (массопередача) протекает до тех пор, пока между фазами при определенных условиях не установится состояние подвижного равновесия, то есть такого состояния, когда из абсорбата в абсорбент переходит столько вещества (абсорбция), сколько из абсорбента в абсорбат (десорбция). Аппараты для осуществления абсорбционных процессов называются абсорберами (рис. 3. 20). Так как абсорбция протекает на поверхности раздела фаз, то абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между жидкостью и газом. По способу образования этой поверхности аппараты для проведения абсорбционных процессов разделяют на следующие группы: поверхностные и пленочные; насадочные; барботажные (тарельчатые); распыляющие. Рис. 3. 20. Схема турбулентно контактного абсорбера: I входной патрубок; 2 выходной патрубок; 3 корпус: 4 - подвижная насадка; 5 - насос

При расчете абсорбера заданными обычно бывают расход газа, его начальная и конечная концентрации или При расчете абсорбера заданными обычно бывают расход газа, его начальная и конечная концентрации или степень извлечения (очистки) газа, начальная концентрация абсорбента. Аэродинамическое сопротивление абсорбера зависит от конструктивных особенностей аппарата, аэродинамического режима его работы, связанного со скоростью газа. Адсорбционный метод это процесс избирательного поглощения из жидкости (газа) одного или нескольких компонентов, как правило, поверхностью твердого тела (адсорбентом). Адсорбция является поверхностным процессом и поэтому завершается в доли секунды. По аналогии с абсорбцией адсорбция может быть физической и химической. Физическая адсорбция вследствие своей обратимости нашла применение главным образом для улавливания и возвращения (десорбция) в производство паров органических растворителей. В качестве адсорбентов используют следующие пористые материалы: активные (активированные) угли, силикагели, алюмогели, цеолиты (молекулярные сита). Явление адсорбции осуществляется в результате притяжения между молекулами адсорбента и адсорбата на границе раздела соприкасающихся фаз. Внутри каждой фазы молекулы испытывают практически одинаковую силу притяжения друг к другу, а на границе раздела фаз силовые поля не уравновешены и на молекулы адсорбата влияют силы притяжения молекул носителя и адсорбента. В результате такого взаимодействия возникает результирующая сила, направленная к поверхности адсорбента, и происходит процесс перехода молекул адсорбата из газовой фазы в поверхностный слой адсорбента. Количество газа, адсорбируемого определенным количеством данного адсорбента, зависит от вида газа и от условий протекания процесса, в первую очередь от давления газа и его температуры. Влияние давления газа на его адсорбируемое количество можно изобразить кривыми, называемыми изотермами адсорбции.

Изотермы адсорбции определяются опытным путем. Вид изотермы адсорбции зависит от многих факторов, главными из Изотермы адсорбции определяются опытным путем. Вид изотермы адсорбции зависит от многих факторов, главными из которых являются: удельная поверхность адсорбента, структура адсорбента, свойства поглощаемого вещества, температура процесса и т. д. Адсорбция сопровождается уменьшением парциального давления пара (газа) поглощаемого вещества и выделением теплоты, поэтому количество поглощаемого вещества возрастает с повышением давления и понижением температуры процесса. Характер и скорость протекания процесса адсорбации зависит от того, проводится процесс периодически или непрерывно, так как в первом случае слой адсорбента будет неподвижным, а во втором движущимся. В зависимости от характера процесса адсорбции, применяемые для этих целей аппараты (адсорберы) подразделяются на адсорберы с неподвижным слоем поглотителя и адсорберы с движущимся или кипящим слоем поглотителя (рис. 3. 21).

В адсорберах с неподвижным слоем поглотителя процесс извлечения адсорбата из газовоздушной смеси обычно проводят В адсорберах с неподвижным слоем поглотителя процесс извлечения адсорбата из газовоздушной смеси обычно проводят в четыре стадии: собственно адсорбция, десорбция, сушка поглотителя и охлаждение поглотителя. Принцип работы адсорберов с движущимся или кипящим слоем поглотителя аналогичен абсорбционным аппаратам. Важным и неотъемлемым от процесса адсорбции, проводимого в замкнутом цикле, является десорбция извлечение адсорбированного вещества из твердого поглотителя. Основными методами десорбции являются: • вытеснение из адсорбента поглощенных компонентов с помощью агентов, обладающих более высокой адсорбционной способностью, чем поглощенные компоненты; • испарение поглощенных компонентов путем нагрева слоя адсорбента. При расчете десорбции определяют, как правило, на основании опытных данных продолжительность процесса (для аппаратов периодического действия) и расход десорбирующего агента (водяного пара, воздуха и т. п. ). Ионообменная очистка. Для очистки вентиляционных выбросов от газов с полярными молекулами применяются иониты. По своей физико химической сути этот процесс близок к абсорбции. Иониты представляют собой нерастворимые твердые вещества, способные обменивать содержащиеся в них ионы на другие ионы, присутствующие в другой жидкой или газообразной фазе. Формула ионитов может быть представлена в виде: НR, RОН (R означает полимерное состояние вещества). Иониты могут быть естественными алюмосиликаты (глины), и искусственными ионообменные смолы. Иониты используются в виде зерен с гранулами различной формы. Ионообменная очистка газов осуществляется в аппаратах двух типов: аппараты с кипящим слоем или аппараты со слоевым фильтром. В первых аппаратах применяют иониты в виде зерен размером 0, 2 2, 0 мм, во вторых в виде волокнистого материала с диаметром волокон от 5 до 35 мкм. Аппаратурное оформление процессов ионообменной очистки вентиляционных выбросов во многом аналогично оформлению других сорбционных процессов — адсорбции, абсорбции, десорбции и т. п.

Ионообменная очистка высокоэффективна, может происходить в присутствии водяных паров, иметь высокую емкость по улавливаемому Ионообменная очистка высокоэффективна, может происходить в присутствии водяных паров, иметь высокую емкость по улавливаемому компоненту. Однако эффективность очистки значительно снижается при повышении температуры газа и увеличении его запыленности. Термическая очистка (термический метод обезвреживания) широко применяется для очистки вентиляционных и газообразных технологических выбросов от паров цианистой и синильной кислот, оксида углерода, водорода, органических растворителей (толуол, бензин, бензол и т. д. ). Термический метод обезвреживания может быть прямым, когда загрязняющее вещество сгорает в пламени при высоких (1000 1500 °С) температурах, и косвенным, когда при температурах 150 250 °С в присутствии катализаторов происходит окисление загрязнителя и его восстановление до нетоксичных составляющих. Возможно также применение термосорбционной очистки газов термического метода обезвреживания выбросов в атмосферу с сорбированием несжигаемых компонентов в очищаемых газах.