Лекции по экологическим проблемам мира

Подождите немного. Документ загружается.

Обычно количество поллютантов убывает в степенной зависимости от

расстояния от источника выбросов. Вблизи от импактного (локального) ис-

точника загрязнения выделяют обычно от трех до пяти зон с повышенным

(по сравнению с фоновым) уровнем содержания тяжелых металлов и других

загрязнителей. Поскольку при устойчивом направлении ветров выбросы в

атмосферу от ряда источников загрязнения объединяются в общий шлейф, то

в нем, во-первых, сглаживаются особенности отдельных источников, и, во-

вторых, образуются вторичные продукты трансформации загрязнений (про-

дукты их превращения). Поэтому при крупномасштабных рассеиваниях вы-

бросов от антропогенных источников в атмосфере находятся как первичные,

так и вторичные загрязнители.

Атмосферные выбросы чаще всего представляют собой аэрозоли, т.е.

коллоидные системы. Одной из основных особенностей коллоидов является

их гетерогенность, т.е. они состоят не менее чем из двух фаз: частиц разме-

ром 0,1-1 мкм (дисперсная фаза) и среды, в которой они находятся (диспер-

сионной среды). Коллоидные системы способны к сорбции - концентрирова-

нию различных веществ. В результате осаждения большого числа аэрозолей

в черте городов в их почвах и растительности повышены концентрации мно-

гих химических элементов, в первую очередь металлов. Так, в относительно

небольшом городе Новороссийске (менее 500 тыс. жителей)), где практиче-

ски отсутствуют металлургические предприятия, превышение содержания в

почвах металлов по отношению к фоновому уровню составляет на 1 км :

сурьмы -61т, цинка - 33 т, свинца - 28 т, меди -7 т, селена -1т, молибдена

-0,1 т, серебра - 0,03 т.

Основные загрязнители атмосферного воздуха

Оксид углерода (СО) образуется при неполном сгорании органического

топлива (каменного угля, нефти, торфа, газа), а также различных технологи-

ческих процессах в металлургии, на нефтеперегонных заводах, при работе

двигателей внутреннего сгорания. Концентрация более 4% смертельна для

человека. Токсичность связана с тем, что, попадая в кровь, лишает эритроци-

ты способности транспортировать кислород. Кроме того, последствием за-

грязнения оксидом углерода является нарушение теплового баланса верхних

слоев атмосферы.

Диоксид углерода (СОг) является продуктом сгорания органического

топлива в различных отраслях промышленности. Увеличение содержания уг-

лерода в атмосфере приводит к повышению ее температуры вследствие так

называемого парникового эффекта.

Оксиды азота (NO, N2O, NO2, N2O3, N2O5) образуются при работе дви-

гателей внутреннего сгорания, реактивных двигателей, домен, предприятий

химической промышленности. Оксиды азота входят в состав смога, вызыва-

ют респираторные заболевания и бронхит, способствуют чрезмерному росту

водной растительности, что ведет к ухудшению качества воды. Одним из ос-

новных неблагоприятных последствий выделения оксидов азота в атмосферу

является выпадение кислотных дождей.

Соединения серы (сернистый газ SO2, серный ангидрид SO3, сероводо-

род H

S) крайне токсичны, особенно сероводород. Попадают в воздух с вы-

бросами металлургических, химических, нефтехимических предприятий,

ТЭС, коксохимических и цементных заводов. Диоксид серы - SO2 выделяет-

ся при сгорании серосодержащего органического топлива, содержится в вы-

хлопных газах двигателей внутреннего сгорания. Участвует в образовании

смога, приводит к обострению респираторных заболеваний у человека, по-

вреждению древесных насаждений.

Соединения хлора и фтора образуются при работе кондиционеров, хо-

лодильных установок, использовании аэрозольных баллончиков, пластико-

вых упаковок. Многие из них разлагаются в стратосфере на высоте 20-30 км

с выделением молекул хлора и фтора, которые разрушают озоновый экран,

открывая тем самым доступ к поверхности Земли губительным для живых

организмов ультрафиолетовым лучам.

Хотя основными по объему загрязнителями почвы, воды, воздуха яв-

ляются неорганические вещества (СО, СО2, NO

, пыль, HF), наиболее опасны

для биоты искусственно синтезированные органические соединения. Так,

альдегиды даже в малых концентрациях оказывают раздражающее воздейст-

вие на органы зрения и обоняния, являются наркотиками, разрушающими

нервную систему. Нервную систему поражают также фенольные соединения

и органические сульфиды.

Вредные углеводороды - парафины, нафтены, бенз(а)пирен, этилен -

содержатся в парах топлива, выбрасываемых двигателями внутреннего сго-

рания. Они также являются причиной образования фотохимических смогов в

городах, многие являются канцерогенами.

Диоксины. Под этим названием объединены несколько десятков групп

веществ, включающих трициклические кислородсодержащие ксенобиотики,

а также семейство бифенилов, не содержащих атомы кислорода. Наиболее

опасным является 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин (ТХДД). При нор-

мальных условиях он представляет собой бесцветные кристаллы без запаха, с

температурой плавления 320 С, растворимостью в воде 0,001%, в ацетоне

0,2%. Период полураспада в почве составляет 12 лет.

Симптомы отравления диоксинами - поражения кожи, воспаление

сальных желез, появление угрей и незаживающих фурункулов, так называе-

мое «хлоракне». Диоксины приводят к подавлению общего иммунитета.

Причем, практически не выводятся из организма и постоянно накапливаются.

Так, например, в мясе рыбы содержание диоксинов может оказаться пример-

но в 100000 раз выше, чем в воде. Опыты на животных показали, что даже

сверхмалые дозы диоксинов приводят к рождению потомства с пониженной

обучаемостью и повышенной агрессивностью. Причем анализ на диоксины

крайне дорог - от 100 тыс. долларов.

Термин «диоксины» обычно связывался с трагедиями во Вьетнаме и

Севезо (Италия) жители которых впервые испытали их смертоносное дейст-

вие. В последнее время стали известны и другие крупные аварии, в ходе од-

ной из которых фенолы попали в водоснабжение г. Уфы (в воде были обна-

ружены диоксины как продукты хлорирования фенолов).

Наиболее крупный источник диоксинов - химическая промышлен-

ность, особенно хлорные производства. Другим их поставщиком является

металлургия с ее коксохимическим и плавильным производством, когда в пе-

чи попадает всякого рода пластиковый мусор, содержащий хлорированные

полимеры. Любая органика, в которой есть хлор, или бром, при горении спо-

собна образовывать диоксины. Только очень жесткие режимы сжигания мо-

гут их уничтожить. Поэтому с полной уверенностью можно сказать, что все

угольные тепловые электростанции, все коксовые батареи, все мусоросжига-

тельные печи и горящие свалки являются поставщиками диоксинов в при-

родную среду. Условия их образования - температура 600-700 С и избыток

кислорода (8%).

Еще одним существенным компонентом атмосферных загрязнений яв-

ляется пыль. Образуется при добыче, переработке и транспортировке полез-

ных ископаемых, переработке сыпучих материалов, многих технологических

процессах в различных отраслях промышленности, ветровой эрозии.

Последствия загрязнения пылью следующие.

1. Воздух, загрязненный пылью, вызывает пневмокониоз и пылевой

бронхит.

2. Потеря ценного сырья. Так, при транспортировке цемента в желез-

нодорожных вагонах в среднем теряется содержимое каждого 20-го вагона. В

трубы крупного металлургического завода вылетает до 40 т чистого железа в

сутки.

3. Загрязнение водоемов.

4. Загрязнение атмосферы (может привести к похолоданию, ухудше-

нию условий фотосинтеза растений).

5. Понижение альбедо (отражательной способности) ледников Арк-

тики и Антарктиды (может привести к их таянию).

Фосфаты. Выделяются при производстве химических моющих средств,

удобрений, на животноводческих фермах. Попадая в водоемы, вызывают ги-

бель рыбы.

В числе тяжелых металлов наиболее часто окружающую среду загряз-

няют свинец, кадмий, ртуть. Кроме того, к данной группе загрязнений отно-

сятся мышьяк, хром, медь, никель, цинк, селен, ванадий.

Атмосферный воздух имеет способность к самоочищению. Это проис-

ходит при вымывании аэрозолей осадками, турбулентном перемешивании

приземного слоя воздуха, отложении загрязняющих веществ на поверхности

земли и т.д. Однако под натиском антропогенных загрязнений самоочищение

воздуха не компенсирует его массированное загрязнение и воздух уже не в

полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспе-

чивающие функции.

К основным источникам загрязнения атмосферы антропогенного про-

исхождения относятся: промышленные предприятия, транспорт, теплоэнер-

гетика, установки для отопления жилищ, сельское хозяйство. Источники за-

грязнения делятся на стационарные и передвижные.

Основную массу загрязнений воздуха составляют выбросы от сжигания

энергоносителей (порядка 75%). Ежегодно в мире сжигается около 10 млрд. т

топлива. При этом расходуется 20 млрд. т кислорода, образуется 22 млрд. т

диоксида углерода.

Огромный отрицательный «вклад» в состояние атмосферы вносит ав-

тотранспорт (см. табл. 2). На его долю приходится 60% суммарных общеми-

ровых выбросов оксида углерода, 40% - углеводородов. В непромышленных

регионах на них приходится основной объем всех техногенных выбросов.

Например, в Черновицкой области на долю автотранспорта приходится 85%

выбросов, в Закарпатской - 84%, Волынской и Одесской - 77%, в Крыму -

76%), в Черниговской области - 74%, Херсонской - 73%, Николаевской и

Тернопольской - 66%. Там, где применяется этилированный бензин (т.е. в

бензин добавляется тетраэтилсвинец для улучшения «октанового числа»), на

50-100 м по обе стороны автотрасс имеет место отравление воздуха и почвы

свинцом (превышение ПДК в 3-5 раз). К настоящему моменту в выхлопных

газах автомобилей идентифицировано около 400 канцерогенных «микроин-

гридиентов». Т.е. один автомобиль выбрасывает в приземный слой 200-300

кг/год вредных веществ, а все виды автотранспорта в Украине - 3-4 млн

тонн/год!

Кроме того, для сжигания 1 кг бензина автомобиль потребляет около

2500 л кислорода из воздуха. Еще одна беда: из камеры карбюратора за сутки

испаряется до 10 г бензина, даже когда автомобиль стоит в гараже или на

стоянке. А теперь все эти цифры умножим на 12000 км - таков средний про-

бег автомобиля в год. А затем - на число автомобилей, мотоциклов, тракто-

ров в мире (их находится в эксплуатации уже около миллиарда).

Но это не единственная экологическая опасность, исходящая от авто-

транспорта. Гораздо менее известен (но от этого не менее опасен) тот факт,

что у 90% легкового и грузового автомобильного (а также ж/д) транспорта

трущиеся поверхности тормозных колодок содержат асбест. Тормозные ко-

лодки меняют в среднем раз в год. В каждой колодке - 500 г асбеста, кото-

рый за год стирается на 50%, т.е. переходит в воздух в виде крайне токсичной

асбестовой пыли, вызывающей рак лёгких (имеет ПДК = 0,15 мг/м ). В Ук-

раину ввозится за год из-за рубежа около трех миллионов пар асбестовых

тормозных колодок. Теперь считайте: 3 млн х 0,25 кг х 2 = 3000 тонн/год ас-

бестовой пыли в наши лёгкие! В то же время в Украине разработаны и вы-

пускаются безасбестовые барабанные тормозные колодки; они имеют высо-

кую тормозную эффективность, малый равномерный износ барабана и дли-

тельный срок эксплуатации (до 80 тыс. км).

В развитых странах мира существует очень жесткое нормирование

«автовыбросов» (например, введенные в Европе в 1996 г. нормы «Евро-2»,

заставили автозаводы не только оснастить свои автомобили патронами-

поглотителями или «дожигателями» выхлопных газов, но и усовершенство-

вать весь цикл сжигания моторного топлива). В Украине законодательные

вопросы экологии автомобиля урегулированы недостаточно, т.к. «разброса-

ны» по нескольким Законам: «Про охорону навколишнього природного сере-

довища», «Про транспорт», «Про дорожнш Рух», а также в Кодексе админи-

стративных правонарушений (КОАП) и «Правилах дорожного движения».

Кстати, при обсуждении загрязнения атмосферы автотранспортом, час-

то от внимания экологов «ускользает» авиатранспорт. А ведь только за один

рейс, например Киев-Нью-Йорк, «Боинг» выжигает из атмосферы несколько

тонн кислорода, выбрасывая в атмосферу около двух тонн СОг , не говоря

уже о значительных количествах NO

и С

Загрязнение воздуха стало значительной социальной и экономической

проблемой многих развитых стран, особенно для больших городов, промыш-

ленных агломераций. В городах загрязненность воздуха в настоящее время в

15 раз выше, чем над океаном. В промышленных городах может выпадать

более 1 кг пыли и сажи на 1 м площади за год. Известно, что смертность в

городах с высокими уровнями загрязнения воздуха превышает аналогичные

показатели в относительно более чистых населенных пунктах на 15-20%.

Последствия загрязнения атмосферы

Кислотные дожди, смоги

В результате взаимодействия оксидов серы и азота с водяными парами

атмосферного воздуха образуются мельчайшие капельки разбавленных сер-

ной и азотной кислот, которые могут переноситься на большие расстояния

ветром в виде кислотного дождя и тумана и потом выпадать на землю.

Вредное воздействие кислотных дождей на окружающую среду заклю-

чается в следующем:

- деградация и гибель лесов, снижение урожайности сельскохозяйст-

венных культур;

- снижение рН водоемов, в результате чего погибают многие виды гид-

робионтов;

- вымывание из почвы кальция, магния, калия, что приводит к деграда-

ции флоры и фауны;

- разрушение памятников архитектуры, жилых домов, построек из

мрамора и известняка;

- ухудшение здоровья людей вследствие раздражения слизистых обо-

лочек верхних дыхательных путей, глаз;

- увеличение растворимости некоторых тяжелых металлов в питьевой

воде, в результате они могут в больших количествах попасть в организм че-

ловека.

Кислотные дожди выпадают на значительном расстоянии от источни-

ков выбросов кислых газов - свыше 50 км. Оксиды азота и серы, попавшие в

окружающую среду на территории Украины, могут выпадать в виде кислот-

ных дождей в Румынии, Польше, Венгрии, Молдавии и других европейских

странах. Конечно, имеет место и обратный процесс. Единственный пример.

За последние 25 лет мраморные сооружения Рима повреждены больше, чем

за предыдущие 2,5 тыс. лет.

Кроме кислотных дождей, негативное влияние кислых газов на атмо-

сферу выражается в образовании смога. Смог - это аэрозоль, состоящий из

дыма, тумана, пыли и вредных газообразных веществ (англ. smoke - дым, ко-

поть, туман). Виновниками городского смога часто бывают пожары в близ-

лежащих лесах или торфяниках. Различают 2 типа смога - лондонский или

«черный» смог и фотохимический или «белый» смог.

«Черный» смог образуется в промышленных городах, расположенных

во влажном климате, где в безветренную погоду часто наблюдаются туманы.

«Черный» смог включает частички угля, нефти, выхлопные газы. В 1952 г от

смога, севшего на Лондон, погибло около 4 000 человек.

«Белый» смог возникает в результате фотохимических реакций при оп-

ределенных физико-географических условиях: наличии в атмосфере высокой

концентрации загрязнителей (оксидов азота, углеводородов, озона), интен-

сивной солнечной радиации и безветрии. Основным источником его возник-

новения являются выхлопные газы автомобилей. Фотохимический смог ха-

рактерен, например, для Лос-Анджелеса, где он наблюдается порядка 270

дней в году. Город расположен в низине, окружен со всех сторон холмами.

Белый смог отмечен в Нью-Йорке, Сеуле (Корея), Париже, Афинах, Токио.

По своему физиологическому воздействию на человеческий организм

смог крайне опасен, особенно для дыхательной и кровеносной систем, часто

служит причиной преждевременной смерти городских жителей с ослаблен-

ным здоровьем.

Озоновые дыры

Озон содержится во всех слоях атмосферы, но максимальное его коли-

чество находится на высоте 20-50 км. Образование озона - это фотохимиче-

ский процесс с использованием энергии света. Образование Оз инициируется

УФ-излучением при длинах волн менее 242 нм. Атомарный кислород (О)

может затем взаимодействовать с молекулярным кислородом (О2): O2 + О =

Общеизвестно, что озоновый слой служит защитным экраном, препят-

ствующим проникновению на поверхность планеты жесткого УФ излучения,

губительного для живых организмов. Жесткое ультрафиолетовое излучение

(длина волны менее 0,32 мкм) после прохождения сквозь трехмиллиметро-

вый озоновый экран уменьшается в 10 раз. Таким образом, защитная роль

слоя озона огромна: до поверхности Земли доходит только мягкое ультра-

фиолетовое излучение. Даже оно может приводить к временной потере зре-

ния на заснеженных равнинах и в горах. А 1 бэр жесткого УФ-излучения вы-

зывает в организме большие изменения, чем рентгеновское и гамма-

излучение. Следствием воздействия жесткого излучения может быть рак ко-

жи, разрушение красных кровяных телец (рак крови), ослабление иммунной

системы, поражение сетчатки глаза (катаракта). Наибольшую опасность оно

представляет для наследственности человека.

Разрушение озонового слоя происходит за счет реакций с озоноразру-

шающими веществами. Такие вещества могут иметь естественный источник

(например, оксиды азота), но большая их часть имеет антропогенное проис-

хождение. Это фреоны или фторхлорметаны, которые используют как хла-

доагенты, для аэрозольного наполнения баллончиков. Пары фреонов очень

стойки и могут находиться в атмосфере до 80 лет. Под действием УФ излу-

чения их молекулы распадаются, образуя атомарные хлор и фтор, под дейст-

вием которых идет реакция разложения озона. За последние десятилетия в

стратосфере концентрация озоноразрушающих соединений возросла в 2-4

раза, что приводит к образованию так называемых «озоновых дыр».

Озоновая дыра - это уменьшение содержания озона в озоновом слое на

40-50%. Впервые это явление отметил английский ученый Д.К. Фарман над

Антарктидой в 1986 г. антарктической весной (август-октябрь).

В Украине ведутся наблюдения за содержанием озона в атмосфере. У

нас есть 6 озонометрических станций, расположенных в Киеве, Борисполе,

Богуславе, Одессе, Львове, в Крыму (Карагадская обсерватория). Фиксирует-

ся среднесуточное отклонение значений общего содержания озона от клима-

тических норм.

В 1986 г ратифицирована Венская конвенция о сохранении озонового

слоя. Участники конвенции взяли обязательства до 2000 г на 50% сократить

использование фреонов, а потом и вовсе отказаться от них, заменив безопас-

ными соединениями. В 1988 г Украина подписала и ратифицировала «Мон-

реальский протокол о веществах, разрушающих озоновый слой». За счет

средств Глобального экологического фонда и Международного банка рекон-

струкции и развития Украина получает помощь на приобретение озонобезо-

пасного оборудования.

Известные ученые из Европы и США считают, что в озоновых «дырах»

повинны не только фреоны, а и продукты сгорания ракетного топлива.

Между прочим, в отличие от фреонов, распыляемых вблизи поверхно-

сти земли, озоноразрушающие вещества ракетного топлива «доставляются»

ракетой прямо к месту нахождения озонового слоя. Так, было подсчитано,

что 100 последовательных (т.е. один за другим) запусков американского кос-

мического челнока "SHUTTLE" (или российского "Протона") необратимо

разрушат озоновый слой Земли.

«Парниковый эффект». Как известно, ряд наиболее развитых и разви-

вающихся стран мира в декабре этого года в г. Копенгаген пытались вырабо-

тать новый международный договор на смену Киотскому протоколу (срок

действия которого завершается в 2012 г), регулирующий промышленные вы-

бросы углекислоты в атмосферу. Киотский протокол к Рамочной конвенции

ООН об изменении климата был подписан главами развитых стран в конце

1997 г. Его задача - значительно (например, для ЕС - на 8%) сократить про-

мышленные выбросы СОг к 2010 году по сравнению с 1990-м. Это ограниче-

ние может замедлить темпы роста мировой экономики примерно на 1% в год.

В дальнейшем, на втором этапе действия протокола, который начнется после

2012 г, следует добиться снижения выбросов СОг примерно наполовину. Со-

гласно этому документу, высокоразвитые страны могут купить у других

стран квоты на определенное количество выбросов. По оценкам междуна-

родных экспертов, цена на «квотную» тонну выбросов СОг в настоящее вре-

мя может составить 20 долларов. Кроме того, передовые державы могут за-

рабатывать право на перепроизводство углекислого газа, финансируя пере-

ход на современные технологии других стран. Чем сильнее отстает страна,

тем выгоднее ее развивать. Чтобы сократить выбросы СОг на одну тонну, в

России нужно потратить $20, в Украине - $7, в ЕС - $270, а в Японии - $600!

Особенность протокола - предусмотренное в нем неравенство сторон. Труд-

нее всего придется мировым лидерам, а выбросы Китая и Индии пока регу-

лировать даже не собираются. США (37% мировых выбросов), а также Авст-

ралия отказались от ратификации протокола. Украина, кстати, выбрасывает

всего 40 млн. тонн СОг в год, поэтому её не обязывают эту цифру сокращать.

Как уменьшить выбросы углекислоты? Обычный ответ - высаживая

растения. Увы, стабильная экосистема поглощает столько же СОг, сколько

выделяет. Когда дрова сжигают, а органика в лесной почве деградирует, в

атмосферу возвращается вся связанная лесом углекислота. Что же может по-

мочь? Изменение технологий. Вот некоторые из решений. Отработанный

путь - совершенствовать сжигание топлива, повышать КПД тепловых ма-

шин, экономить энергию. Перейти с органического топлива на водородное:

сжигать водород, получая в выбросах чистую воду.

Можно также форсировать переход к иным источникам энергии: атом-

ной, термоядерной, солнечной, геотермальной, ветровой и т. д. Все реальные

альтернативы энергии, извлекаемой из ископаемого топлива, имеют свои не-

достатки, но развивать их все равно нужно.

Можно изменить структуру энергопотребления. Замечательный факт:

распространение практики виртуальных офисов в США заметно сократило

расход горючего для поездок на работу! Будем надеяться на новые эффекты

от прогресса информационных технологий.

Необходимо остановить эрозию почв. Для этого нужно перестроить

мышление каждого землепользователя, переключив его эгоизм с ближних

целей (получить сейчас) на дальние (устойчиво получать в будущем). Об

этом легко рассуждать, сидя в удобных креслах, но это нелегко претворять в

жизнь, страдая от голода.

А можно ли сдвинуть экологический баланс в другую сторону? Да,

обеспечив накопление неразложившейся органики - например, выращивать

леса, вырубать их и заполнять древесиной заброшенные шахты. Но вектор

нашего развития направлен противоположно: мы извлекаем органику из зем-

ной коры, а не прячем ее там! В США разрабатывается идея закачки в шахты

сжиженной углекислоты. Но опять же, чтобы получить требуемую для сжи-

жения СОг энергию, надо сжигать на 30% больше топлива. Замкнутый

круг...

Еще один путь уменьшения содержания углекислого газа состоит в ус-

корении его связывания в известняк, карбонат кальция. Эту функцию без ус-

тали выполняют моллюски, рифообразующие кораллы, фораминиферы, кок-

колитофориды (группа водорослей) и другие существа с известковыми рако-

винами и скелетами. Увы, повышение кислотности Мирового океана препят-

ствует их деятельности. Тут бы им и помочь! Но где без значительных затрат

энергии (требующих увеличения выбросов углекислоты) взять достаточное

количество солей кальция?

В итоге остаются «скучные» меры, к которым, собственно, и призывает

Киотский протокол.

Методы очистки газовых выбросов

Все методы очистки делятся на 3 группы:

- механические;

- физико-химические;

- химические.

Выбор метода, а, следовательно, и конструкции аппарата очистки, за-

висит от состава и количества выбросов.

Механические методы применяются для очистки вентиляционных вы-

бросов от пыли. При выборе системы пылеулавливания учитывают ряд фак-

торов: концентрацию пыли, размер частиц, скорость газового потока, физи-

ко-химические особенности пыли, наличие или отсутствие водяных паров.

Существует 2 основных вида механических методов пылеулавливания:

сухое и мокрое. При этом используются аппараты (сепараторы) трех типов:

сухие и мокрые пылеуловители, пористые фильтры, электрофильтры.

Сухое пылеулавливание позволяет возвратить в производство выде-

ленную пыль, обеспечить безотходность процесса. Но оно не обеспечивает

высокую степень очистки при низком содержании пыли в газовоздушной

смеси (эффективность пылеулавливания порядка 80%). Сухое пылеулавлива-

ние осуществляется в пылеосадительных камерах, циклонах, батарейных ци-

клонах, инерционных пылеуловителях, вихревых пылеуловителях, пористых

фильтрах (тканевых, зернистых), электрофильтрах (рис. 6).

Мокрое пылеулавливание более эффективно, чем сухое (характеризу-

ется более высокой степенью очистки до 90% и выше, возможностью удале-

ния частиц размером менее 0,1 мкм, совмещением удаления частиц с улавли-

ванием газообразных компонентов). Недостатком мокрого пылеулавливания

является необходимость переработки шлама. Для мокрого пылеулавливания

используются оросительные устройства, полые и насадочные скрубберы, та-

рельчатые газопромыватели (барботажные, пенные), ударно-инерционные

пылеуловители (скрубберы Вентури) (рис. 7).

К физико-химическим методам относятся:

- абсорбция - газ непосредственно контактирует с жидкостью, погло-

щающей токсичные или ценные примеси (жидкость может дробиться в мел-

кие капли, стекать пленкой по насадке и т.д.);

- адсорбция - использование твердых поглотителей (активированного

угля, силикагеля, алюмогеля, цеолитов), поглощение за счет межмолекуляр-

ных сил (рис. 8).

Различают также абсорбцию физическую (растворение газа в жидко-

сти) и химическую - хемосорбцию (основанную на реакции газа с раство-

ром). Например, для связывания оксидов азота и диоксида углерода исполь-

зуют водные растворы гидроксида натрия, соды, гидроксида калия, поташа.

Известковый метод основан на применении раствора Са(ОН)2 и др.

В качестве химических методов используются также каталитическая и

термическая очистки, в т.ч. прямое (нефтехимия) и каталитическое дожига-

ние.

Для защиты атмосферы разработана законодательно-нормативная база

- законы, правовые нормы, стандарты, различные постановления, норматив-

но-методические документы и т.д. В 1992 г в Украине принят Закон «Об ох-

ране атмосферного воздуха», который направлен на сохранение и восстанов-

ление его естественного состояния, обеспечение экологической безопасности

и предотвращение его вредного воздействия на здоровье людей и окружаю-

щую природную среду. В 2001 г в закон внесены изменения, направленные

на установление нормативов ПДВ с учетом экономической целесообразно-

сти, уровня технологических процессов, технического состояния производст-

венного оборудования, газоочистных установок.

Интересно, что первый закон об охране воздуха принят в 14 веке в Анг-

лии королем Эдуардом I, который запретил использовать некоторые сорта

углей для отопления жилищ.

В настоящее время действуют различные международные протоколы

об ограничении выбросов серы (Хельсинки, 1985), оксидов азота (София,

1988), летучих органических веществ (Женева, 1991), о трансграничном за-

грязнении воздуха (Женева, 1979).

Водные ресурсы и их охрана

Характеристика водных ресурсов и водопотребления

Прежде всего, напомню, что Мировой океан покрывает более 70% по-

верхности Земли. Можно легко согласиться с утверждением Артура Кларка:

«Как неуместно назвали эту планету Земля, если совершенно очевидно - это

Океан». Общие запасы воды составляют 1,39x10 км . Количество пресной

воды - 35x10 км или 2% от общего количества водных ресурсов, и только

1% всей пресной воды находится в жидком состоянии (реки, пресные озера,

подземные воды). Основное количество пресной воды сосредоточено во

льдах Антарктиды, Арктики и Гренландии, горных ледниках, айсбергах.

Большие запасы воды содержатся в недрах Земли в связанном состоянии (в

виде минералов) - 1,3x10 км , то есть примерно столько же, сколько в Ми-

ровом океане.

Основным источником водоснабжения является речной сток. Первое

место по объему речного стока в мире занимает Амазонка (Бразилия), ее реч-

ной сток равен 9 900 млрд. м в год. Речной сток Украины составляет в сред-

нем 85 млрд. м , в сухие годы - до 50 млрд. м в год. По территории страны

он распределен неравномерно: 70% приходится на Юго-Западный экономи-

ческий район, где живет 40% населения; 30% приходится на Донецко-

Приднепровский и Южный экономический районы, где живет 60% населе-

ния; в этом регионе ощущается острый дефицит воды.

По запасам местных водных ресурсов (1 тыс. м воды на 1 чел.) Украи-

на относится к наименее обеспеченным странам Европы. % потенциальных

ресурсов речных вод - транзитный речной сток (Днепр, Дунай, Днестр, Зап.

Буг). Всего в Украине около 63 тыс. рек общей длиной 206 тыс. км, около 20