Источники загрязнения атмосферы
Загрязнение атмосферы происходит от двух видов источников: естественных и антропогенных. Классификация источников загрязнения атмосферного воздуха показана на рис. 2.
Рис. 2. Классификация источников загрязнения воздуха
К естественным загрязнениям относятся: пыль растительного, вулканического и космического происхождения; пыль от эрозии почвы; туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров; испарения различных биологических сред и т. п. Уровень загрязнения атмосферы от естественных источников является природным фоном загрязнения и незначительно изменяется со временем.
Антропогенные загрязнения отличаются большим многообразием видов и количеством источников. Самыми распространенными источниками загрязнения атмосферы являются машиностроительные предприятия (литейные, термические, прокатные, кузнечно-прессовые, сварочные, гальванические и лакокрасочные цехи), энергетические установки, автотранспорт, ракетные двигатели, топки, котельные, сельское хозяйство, добывающие отрасли и др. Самыми распространенными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода CO, двуокись углерода СО2 и серы SO2, оксиды азота NОх, летучие углеводороды, пыль; различные заводы выбрасывают пары кислот, щелочей, органических растворителей, ртути и т. п.
Литейные цехи содержат в основном электродуговые и индукционные печи и другое оборудование. Это наиболее крупные источники пылегазовыделения. Например, при производстве одной тонны чугунных отливок образуются:
до 300 кг CO, 1−2 кг SO2, до 50 кг пыли, оксиды азота, аммиак, фенолы и другие вредные химические вещества (ВХВ).
Термические цехи оборудованы нагревательными печами на жидком и газообразном топливе. Вентиляционный воздух из этих цехов содержит: пары масла, аммиака, цианистого водорода и других вредных веществ. Из дробеструйных камер после очистки металла от окалины с отходящим газом выбрасывается до 10 г/м3 твердых частиц.
Сварочные, прокатные и кузнечно-прессовые цехи при обработке металла выделяют много пыли, тумана кислот и масел, токсичные газы. При сварке образуется мелкодисперсная пыль, до 99 % состоящая из субмикронных частиц.
Для удаления окалины с поверхности горячекатанной полосы применяют травление в серной и соляной кислотах. При этом среднее содержание кислоты в удаляемом воздухе достигает 3 г/м3. Газовая и плазменная резка металлов сопровождается выделением мелкодисперсной пыли, CO, NOх.
Гальванические цехи и цехи механической обработки металлов используют при травлении растворы серной, соляной, азотной и плавиковой (НF) кислот. При воронении в воздух выделяются особо токсичные пары цианистых солей, хромовой и азотной кислот и др.
Лакокрасочные цехи и цехи по производству неметаллических изделий из стеклопластика, пластмасс, полимеров и при нанесении краски на поверхности изделий значительно загрязняют окружающую среду. В этом случае в атмосферу с выбрасываемым воздухом поступают пары растворителей, красок, SO2, CO, H2S, пары бензина, толуола, ксилола, пыль и др. Особенно много вредных веществ выделяется при производстве пластмасс, синтетических волокон и т.п.
Выбросы энергетических установок ТЭЦ, котельных, автотранспорта и
других транспортных средств определяются видом используемого топлива и режимами работы агрегатов. При сжигании органического топлива образуется CO2 и водяной пар. Но в атмосферу с ними поступают и примеси топлива, продукты неполного сгорания топлива: оксид углерода, сажа, углеводороды, бенз(а)пирен С20Н12, зола, оксиды серы, азота, свинца PbO, а также урана и тория. Например, ТЭЦ мощностью 2,5 млн. кВт за сутки расходует около 20 тыс.т угля и выбрасывает в атмосферу до 700 т SO2 и SO3, 200 т оксидов азота, около 200 т твердых частиц (зола, сажа, пыль).
Автотранспорт выбрасывает нетоксичные (N2, O2, H2O (пары), СО2, Н2) и токсичные вредные вещества (NОx, CnHm, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен, свинец при использовании этилированного бензина).
Вредные вещества, выделяемые в атмосферу, можно разделить на следующие группы:
− твердые частицы (пыль) и аэрозоли;
− кислые компоненты H2S, SO2, SO3, CO2, оксиды азота, галогены и их соединения;
− фосфор и его соединения;
− аммиак и другие азотные соединения;
− ртуть, другие металлы и их соединения;
− летучие растворители.
В атомной и некоторых других отраслях промышленности имеют место выбросы радиоактивных веществ.