Загрязнение атмосферы

Загрязнение атмосферы — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.

Основные  загрязнители атмосферного воздуха:

• Оксид углерода
• Оксиды азота
• Диоксид серы
• Углеводороды
• Альдегиды
• Тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr)
• Аммиак
• Атмосферная пыль
• Радиоактивные изотопы

Окись углерода (СО) – бесцветный газ, не имеющий запаха, известен также под названием «угарный газ». Образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти) в условиях недостатка кислорода и при низкой температуре. При этом 65% от всех выбросов приходится на транспорт, 21% - на мелких потребителей и бытовой сектор, а 14% - на промышленность^{[источник не указан 146 дней]}. При вдыхании угарный газ за счёт имеющейся в его молекуле двойной связи образует прочные комплексные соединения с гемоглобином крови человека и тем самым блокирует поступление кислорода в кровь.

Двуокись  углерода (СО₂) – или углекислый газ, - бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом, продукт полного окисления углерода. Является одним из парниковых газов.

Двуокись  серы (SO₂) (диоксид серы, сернистый ангидрид) - бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, в основном угля, а также при переработке сернистых руд. Он, в первую очередь, участвует в формировании кислотных дождей. Общемировой выброс SO₂ оценивается в 190 млн. тонн в год. Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем – к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания.

Окислы  азота (оксид и диоксид азота) – газообразные вещества: монооксид азота NO и диоксид азота NO₂ объединяются одной общей формулой NO_х . При всех процессах горения образуются окислы азота, причем большей частью в виде оксида. Чем выше температура сгорания, тем интенсивнее идет образование окислов азота. Другим источником окислов азота являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 65 млн. тонн в год. От общего количества выбрасываемых в атмосферу оксидов азота на транспорт приходится 55%, на энергетику – 28%, на промышленные предприятия – 14%, на мелких потребителей и бытовой сектор – 3%.

Озон (О₃) – газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей. В нижнем атмосферном слое озон образуется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.

Углеводороды – химические соединения углерода и водорода. К ним относят тысячи различных загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в несгоревшем бензине, жидкостях, применяемых в химчистке, примышленных растворителях и т.д.

Свинец (Pb ) – серебристо-серый металл, токсичный в любой известной форме. Широко используется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и т.п. Около 60% мировой добычи свинца ежегодно расходуется для производства кислотных аккумуляторов. Однако основным источником (около 80%) загрязнения атмосферы соединениями свинца являются выхлопные газы транспортных средств, в которых используется этилированный бензин.

Промышленные  пыли в зависимости от механизма  их образования подразделяются на следующие 4 класса:

• механическая пыль – образуется в результате измельчения продукта в ходе технологического процесса;
• возгоны – образуются в результате объёмной конденсации паров веществ при охлаждении газа, пропускаемого через технологический аппарат, установку или агрегат;
• летучая зола – содержащийся в дымовом газе во взвешенном состоянии несгораемый остаток топлива, образуется из его минеральных примесей при горении;
• промышленная сажа – входящий в состав промышленного выброса твёрдый высокодисперсный углерод, образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Основными источниками антропогенных аэрозольных  загрязнений воздуха являются теплоэлектростанции (ТЭС), потребляющие уголь. Сжигание каменного угля, производство цемента и выплавка чугуна дают суммарный выброс пыли в атмосферу, равный 170 млн. тонн в год.

Все возрастающее потребление человеком  энергии не проходит бесследно ни для окружающей среды, ни для нас  самих. При сжигании даже минимального количества ископаемых видов топлива  в атмосферу выделяются газы и  вещества, отрицательно воздействующие на экологию планеты. А неэффективное  использование энергии ускоряет как истощение ресурсов, так и  загрязнение окружающей среды. Поскольку  современная цивилизация не может  отказаться от выработки и потребления  энергии, единственным выходом является ее рациональное использование, основанное на экономии энергоресурсов и внедрении  энергоэффективных технологий.

Доказано, что использование ресурсо- и энергосберегающих технологий требует меньших затрат, чем строительство новых источников тепловой мощности. Например, на производство 1 т условного топлива требуется в 3-4 раза больше инвестиций, чем на его сбережение, так как месторождения газа, нефти и угля зачастую находятся в суровых, труднодоступных районах, отдаленных от потребителей тепла и электроэнергии.

Основным  источником теплопотерь и вредных выбросов в нашей стране являются конечные потребители энергии – жилые, общественные и производственные здания. На их отопление расходуется более 40% всех топливно-энергетических ресурсов страны. Причем значительная доля энергопотребления приходится на жилищно-коммунальный сектор и превышает соответствующие показатели европейских стран более чем в два раза. Одной из основных причин такого положения дел является неэффективное использование энергии.

Эффективность потребления тепла зданиями зависит  от многих факторов. В первую очередь, к ним относятся объемно-планировочные  и строительные решения, то есть виды остекления, уровень теплозащиты  наружных ограждений и здания в целом. Другим немаловажным фактором является степень регулируемости систем отопления.

Решение проблемы энергосбережения в строительном секторе возможно только при использовании  комплексного подхода, включающего  снижение теплопотерь как за счет качественной тепловой защиты отапливаемых зданий, так и за счет снижения транспортных потерь на пути от производителя к потребителю энергии. Только разработок и усовершенствования строительной нормативной базы недостаточно, необходим также строгий энергоаудит (обследование зданий) на предмет выполнения этих норм.

В соответствии с Законом Российской Федерации “Об энергосбережении”, принятым в 1996 году, обязательному энергетическому  обследованию подлежат предприятия  и учреждения, в том числе и  жилые и общественные здания, потребляющие более 6000 т условного топлива  в год (Федеральный закон “Об  энергосбережении” № 28 от 03.04.1996 г., ГОСТ Р 51379-99 “Энергосбережение. Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов”). 

Официальным документом, подтверждающим факт обследования, является энергетический паспорт. На федеральном  уровне форма энергетического паспорта здания была утверждена в 2000 г. и опубликована в своде правил. Впервые паспорт здания включили в московские нормы МГСН 2.01-94. Энергообследование с оформлением энергетического паспорта может проводить либо организация, оказывающая услуги в области энергоаудита (с лицензией Госэнергонадзора, аккредитованная его региональным органом), либо специалисты этого регионального органа. 

Обязательные  обследования проводятся один раз в  пять лет силами УГЭН на основе утвержденных 25 марта 1998 г. Минтопэнерго России “Правил  проведения энергетических обследований организаций”. Энергоаудит может проводиться и на добровольной основе, с согласия и по заявкам предприятий и организаций.

Однако, как выяснилось, в настоящее время  энергетические обследования зданий с  приборным замером фактических  теплопотерь и составлением энергетических паспортов проводятся редко. Это дает возможность строительным и проектным организациям переложить свои недоработки по соответствию нормативных теплопотерь зданий на плечи их собственников и фактически обойти нормативные требования.

По  мнению специалистов Технологического института энергетических обследований, диагностики и неразрушающего контроля “ВЕМО”, объекты ЖКХ требуют  постоянного или выборочного  контроля, диагностики технического состояния и определения теплотехнических характеристик.

А перед разработкой проекта утепления  фасадов эксплуатирующихся и восстанавливаемых зданий необходимо проводить обязательное комплексное тепловизионное обследование ограждающих конструкций с целью определения их реального сопротивления теплопередаче как в целом по зданию, так и его отдельных зон.

Тепловизионная съемка является одним из видов теплотехнического испытания здания. С помощью тепловизора (телекамеры, снимающей объект в инфракрасном спектре излучения) получают “тепловую” картинку, которая показывает распределение температуры на поверхности объекта. После компьютерной обработки данных оценивается общий температурный режим, определяются слабые места и выдаются рекомендации по устранению дефектов.

Особенно  жалкое зрелище на “тепловых” картинках  представляют собой панельные дома постройки 50-70 годов. По оценкам специалистов, именно эти здания вносят самый большой (разумеется, отрицательный) вклад в  российскую статистику теплопотерь в жилом фонде. Так, опыт инструментальных энергетических обследований домов этого типа в Санкт-Петербурге показал повышенное (более чем в 2 раза) удельное потребление тепловой энергии. То есть налицо и отсутствие энергоэффективности, и, как следствие, прямое негативное воздействие на окружающую среду посредством неконтролируемых и все увеличивающихся выбросов СО2.

По  результатам энергоаудита зданий северной столицы был определен суммарный потенциал энергосбережения. В случае комплексного подхода к решению проблемы теплоснабжения и теплопотерь он составит от 12,8 до 22 тысяч ГВтч в год, что в пересчете на природный газ 1358,7 – 2335,4 млн. м3 или в денежном выражении стоимости этого объема природного газа – от 20,5 до 35,3 млн. USD.

Проведение  энергетических обследований становится, таким образом, одним из необходимых  этапов решения проблемы энергосбережения. К сожалению, до сих пор не все  домовладельцы оценили важность исследований и фиксации энергетических показателей в паспорте здания.

Поэтому, ввиду необязательности энергоаудита для большинства организаций, одной из задач Госэнергонадзора является создание благоприятных условия для увеличения числа энергообследований на добровольной основе. Ведь главная цель подготовки энергетического паспорта – поэтапная работа по созданию энергетического баланса жилищного фонда, контроль за потреблением энергетических ресурсов и определение мероприятий по экономии энергии, что, в конечном счете, выгодно в первую очередь самому домовладельцу.

Как отмечается экспертами института “ВЕМО”, следующим после обследования, но не менее важным и необходимым, фактором для увеличения энергоэффективности является улучшение теплоизоляционных характеристик зданий за счет качественных современных утеплителей, позволяющих повысить теплосопротивление ограждающих конструкций строящихся или реконструируемых домов.

В качестве успешного примера можно  привести реализованный в рамках Программы реконструкции ветхого  жилого фонда проект модернизации пятиэтажного жилого дома в Санкт-Петербурге. Мониторинг, проведенный компанией Карл Бро, показал, что потребление тепловой энергии в отремонтированном и утепленном доме ниже примерно на 35-40% по сравнению с аналогичным не реконструированным зданием.