Оценка загрязнения атмосферного воздуха Мурманской области, Экология

Содержание

Введение

1. Экология и ее проблемы

2. Оценка загрязнения атмосферного воздуха в Мурманской области

2.1. Источники загрязнений воздушных бассейнов

2.2. Характеристика основных загрязняющих веществ

2.3. Аэрозольное загрязнение атмосферы

2.4. Фотохимический туман

2.5. Озоновый слой

2.5.1. Местоположение и функции озонового слоя

2.5.2. Состояние озонового слоя

2.6. Оценка загрязнения атмосферы

3. Глобальные последствия загрязнения атмосферы

Выводы

Список литературы

Выдержка из текста работы

Взаимосвязь экономики иэкологии должна опираться на результаты комплексного анализа всей совокупностипоказателей научно-технического прогресса во всех отраслях рыночной экономики.Комплексный анализ необходим, чтобы четко определить реальные затраты насоздание системы рационального природопользования и природоохраннуюдеятельность в условиях рынка. Целью ресурсосберегающих и природоохранныхмероприятий является повышение жизненного уровня людей, создание максимальнойкомфортности среды их обитания с учетом потенциальных возможностей страны,мировых достижений в области науки и техники, форм территориальной организациипроизводств, уровня социальной производственной и рыночной инфраструктур.

Высокий уровень загрязнения окружающей среды стал угрозой длянаселения промышленных районов, сельскохозяйственных культур и лесногохозяйства. Очень сильно сказывается на комфортности жизни людей загрязнениеатмосферного воздуха. Поэтому требуется последовательно выполнять операционныеи хозяйственные меры по предупреждению загрязнения и развитию оперативногоконтроля за состоянием атмосферного воздуха.

В рамках мониторинга атмосферного воздуха создана системаоценок выбросов промышленных предприятий конкретной сферы, загрязняющихатмосферный воздух отходами своей жизнедеятельности. Среди этих предприятий,отравляющих природную среду, значительный вред атмосфере приносят предприятияжелезнодорожного транспорта, в том числе локомотивные депо. Поэтому комплекснаяоценка загрязнений атмосферного воздуха, создаваемая деятельностьюлокомотивного депо, в рамках мониторинга окружающей среды всегда актуальна последующим причинам.

1) С экологической точки зрения эта оценка позволяет сравнитьпредельно допустимую концентрацию и фактическое содержание вредных веществ ватмосфере, с целью разработки мероприятий по снижению выбросов загрязняющихвеществ в районе расположения локомотивного депо.

2) С экономической точки зрения оптимизация выбросовпозволяет снизить издержки предприятия – локомотивного депо, связанного свыплатой штрафных санкций за превышения предельно допустимой концентрациифактических выбросов в атмосферу.

3) С технологической точки зрения: улучшить технологическийпроцесс деятельности подразделений, входящих в локомотивное депо, тем самымоптимизировать персонал, осуществить экономию затрат на предприятии.

4) С технической точки зрения: перейти на инновационное,более совершенное оборудование, ресурсосберегающее и более экологически чистое.

Исходя из актуальности темы, сформулируем цели и задачиисследования дипломного проекта.

Цель: оценить загрязнение атмосферы, создаваемойдеятельностью локомотивного депо станции Перерва для перехода на эффективнуюэколого-экономическую систему на данном предприятии.

Дляреализации поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Дать теоретические основы оценки выбросов в атмосферузагрязняющих веществ, создаваемых локомотивным депо.

2. Проанализировать и дать оценку загрязнений атмосферноговоздуха, создаваемого деятельностью локомотивного депо станции ПерерваМосковской ж/д.

3. Разработать проект мероприятий по улучшению экологическойобстановки в локомотивном депо станции Перерва и рассчитать эффективностьпредложенных мероприятий.

Методология исследования: в качестве теоретических основ вработе используются труды по экономике и организации природопользования такихавторов, как Н.Н.Лукьянчиков, И.М.Потравный, П.М.Нестеров, А.П.Нестеров; поохране окружающей среды и экологической безопасности на железнодорожномтранспорте — труды Н.И.Зубрева, В.М.Медведева, Н.А.Шарпова, а также СНИПы,методические пособия по расчету выбросов, нормативные правовые акты Российской Федерации в областиприродопользования, охраны окружающей среды и экологических прав человека.

Двадцатыйвек принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-техническогопрогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологическойкатастрофы. Рост населения, интенсификация добычи полезных ископаемых ивыбросов веществ, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природеи отражаются на самом существовании человека. Часть из таких измененийчрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальныеэкологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод,почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утратыотдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов,обезлесения и опустынивания территорий.

Перечисленныепроблемы характерны и для России, занимающей 1/8 часть земной суши.

Масштабывоздействия на окружающую среду достигли таких размеров, что под угрозупоставлена сама жизнь на планете. Особенно опасны антропогенное загрязнениеатмосферного воздуха и его экологические последствия для природных экосистем.Это воздействует и непосредственно на состояние атмосферы (нагревание,изменение влажности) и на физико-химические свойства (изменение состава,увеличение содержания диоксида углерода и различных примесей: метана, озона,фреона, аэрозолей и др.).

Значительнозагрязняют атмосферу автомобильный транспорт, ТЭЦ, предприятия черной ицветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и леснойпромышленности. Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает свыхлопными газами автомобилей, причем их доля в загрязнении воздуха постояннорастет; в России – более 30%, а в США – более 60% от общего выбросазагрязняющих веществ в атмосферу. Подсчитано, что лишь один автомобиль за годвыбрасывает в атмосферу 660-<st1:metricconverter ProductID=«800 кг» w:st=«on»>800 кг</st1:metricconverter> оксида углерода, около <st1:metricconverter ProductID=«200 кг» w:st=«on»>200 кг</st1:metricconverter> несгоревшихуглеводородов и около <st1:metricconverter ProductID=«40 кг» w:st=«on»>40 кг</st1:metricconverter>оксидов азота. В настоящее же время в мире насчитывается более 400 млнавтомобилей.

Основныеисточники загрязнения атмосферного воздуха регионов нашей страны – машины иустановки, использующие серосодержащие угли, нефть, газ. Больше половиныдобываемых в европейской части страны углей содержат свыше 2,5% серы. Поэтомуежегодно в атмосферу в результате промышленной деятельности человека попадаетпримерно 75*106 т окиси серы, 53*106 т окиси и двуокиси азота, 304*106 т окисиуглерода, 88*106 т углеводородов (предельных, альдегидных и пр.).

Хозяйственнаядеятельность людей привела к значительному накоплению в атмосфере некоторых химическихсоединений, что имеет далеко идущие последствия для жизни и окружающей среды.Наиболее очевидный пример – «кислотные дожди», представляющие собойосадки, окислившиеся в результате загрязнения атмосферы.

Причиняемыйкислотными дождями природной среде ущерб убеждает в настоятельной необходимостиборьбы с причинами, его вызывающими. Технические достижения наших дней даютвозможность найти как экологически, так и экономически приемлемые решения этойпроблемы.

Диффузия идругие процессы в атмосфере способствуют тому, что кислота в газообразном видеили в виде взвешенных частиц достигает земной поверхности и в сухую погоду.Многие специалисты по изучению окружающей среды убеждены, что сухие осадкиприводят к таким же разрушительным последствиям, как ядовитый дождь или снег.Они предполагают, что более точное определение «кислотного дождя»должно включать и мокрые, и сухие выпадения.

Известно,аэрозольные частицы уменьшают видимость и разрушают различные материалы.Существуют оригинальные методы анализа, позволяющие установить, что основнымисточником этих частиц является сжигание топлива. В результате сжиганиятоплива выделяется много веществ, включая частицы углерода (если сгораниепроисходит не полностью), диоксид серы, или сернистый газ. Кроме того, высокаятемпература горения способствует реакции атмосферного азота с кислородом, чтоприводит к образованию газообразных оксидов азота. Когда эти газы в атмосфереконтактируют с водой, они образуют мельчайшие капли серной кислоты илигазообразную азотную кислоту. Обе эти кислоты легко растворяются в воде,выпадающей в виде дождя. Если атмосфера относительно сухая, азотная кислота остаетсяв основном в газообразном состоянии, а серная образует мельчайшие частицы,которые иногда попадают на землю с дождем.

Кислотныйдождь может выпадать за сотни километров от источника загрязнения. И где бы этони происходило, выпавшие осадки наносят огромный вред хозяйству. Они могутприводить к изменению кислотности и химических характеристик воды, почвы.

Реконструкциястарых электростанций позволила бы в максимальной степени уменьшить выброс ватмосферу всех загрязняющих веществ, вызывающих кислотные дожди. Она привелабы к снижению выбросов диоксида серы более чем на 80% и оксидов азота более чемна 50%.

Напротяжении последнего десятилетия происходит утончение слоя озона над Землей,что может привести к серьезным последствиям для человечества. Содержание озонав атмосфере не достигает и одной миллионной доли от содержания остальныхгазов, однако именно озон поглощает большую часть солнечной ультрафиолетовойрадиации, не давая ей достигнуть земной поверхности. Ультрафиолет обладаетдостаточной энергией, чтобы разрушать многие органические молекулы, включаяДНК. Он может вызвать рак кожи, катаракту и иммунную недостаточность, а такжеповреждать посевы и морские экосистемы.

Значительныйвред озонному слою приносит соединение, известное под названием хлорфторуглерод.Хлорфторуглеродная проблема стала одной из основных в исследованиях позагрязнению атмосферы. Эти газы служат хладагентами в холодильниках икондиционерах, распылителями для аэрозольных смесей, пенообразующими агентами иочистителями для электронных приборов. Когда-то они рассматривались какидеальные для практического применения химические вещества, поскольку они оченьстабильны и неактивны, а значит, нетоксичны. Как это ни парадоксально, ноименно инертность этих соединений делает их «врагами» стратосферногоозона.

Исследованияпоказали, что хлор быстро разрушает озон. В атмосферу выбрасываются миллионытонн хлорфторуглерода. Если этот процесс будет продолжаться, то приведет кнакоплению хлорфторуглерода в стратосфере в концентрации, достаточной длясерьезных повреждений озонного слоя.

Выбросвредных веществ от стационарных источников в атмосферу в среднем по странедоставляет <st1:metricconverter ProductID=«226 кг» w:st=«on»>226 кг</st1:metricconverter>на человека в год. Большое количество выбросов в Новокуйбышевске <st1:metricconverter ProductID=«2456 кг» w:st=«on»>2456 кг</st1:metricconverter>, Ачинске – 1730,Липецке – 1530, Новокузнецке – <st1:metricconverter ProductID=«1500 кг» w:st=«on»>1500 кг</st1:metricconverter>.

Экономическиерайоны страны весьма значительно различаются по степени загрязнения воздушногобассейна. Наибольшее загрязнение атмосферы испытывают жители Уральского и Восточно- Сибирского экономических районов. Уральский экономический район занимаетпервое место в стране по выбросам твердых веществ, окислов азота, сернойкислоты и свинца. Значительно загрязнены Свердловская и Челябинская области.Восточно — Сибирский экономический район особо выделяется по выбросам окисловсеры, фтористых соединений, хлора. Наиболее сильное воздействие испытываютНорильск, Красноярск, Иркутско — Черемховский промышленный район и Братскийпромышленный узел. Поволжский экономический район занимает первое место встране по выбросам сероуглерода, так как здесь находятся центры нефтяной инефтеперерабатывающей промышленности – Астрахань, Волгоград, Новокуйбышевск,Нижнекамск, Тольятти, Саратов, Казань. В Центральном экономическом районеосновными источниками вредных выбросов в атмосферу являются три крупныеэлектростанции, многочисленные химические предприятия в Москве, Кольчугино,Рязани, что при относительно небольшой площади района обусловливает высокуюплотность выбросов в атмосферу.

На многихпредприятиях химической промышленности, черной и цветной металлургии,энергетики затраты на сооружения по очистке воздуха составляют 20-30%, а нанекоторых достигают 40% от стоимости основных производственных фондов,загрязнение воздуха обходится еще дороже.

Еслирассматривать экономическую эффективность атмосфероохранных мероприятий снароднохозяйственной точки зрения, то, с одной стороны, потребуется увеличениекапитальных и эксплуатационных затрат, а с другой – произойдет прирост чистогодохода и снижение ущерба. Причем этот ущерб может быть снижен и в другихотраслях.

Исключениеущерба необходимо рассматривать как возможные резервы повышения эффективностипроизводства и рациональное природопользование. Осуществление принципа оптимальностив народном хозяйстве становится необходимостью современной экономики страны.Однако в силу недостаточности наших знаний не всегда можно выбрать оптимальныйвариант.

Весьмаважно определить направления оздоровления воздушного бассейна.

В нашейстране из-за ухудшения состояния атмосферного воздуха в городах и промышленныхцентрах снижается комфортность жизни людей, что требует последовательноговыполнения организационных и хозяйственных мер по предупреждению загрязненияи развитию оперативного контроля за состоянием атмосферного воздуха.

Основныеэколого-экономические показатели охраны атмосферного воздуха следующие:

По стационарным источникам:

IV.<span Times New Roman"">

II. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу вгод, тыс. т; в том числе твердых, жидких и газообразных; снижение илиувеличение выброса вредных веществ в атмосферу по сравнению с предыдущимпериодом.

III. Общее количество улавливаемых и обезвреженных вредных веществв год, тыс. т; в том числе твердых, жидких и газообразных.

IV. Из общего количества улавливаемых и обезвреженных веществутилизируются в год, тыс. т.

Приразработке мер по охране атмосферного воздуха преследуется цель максимальносократить и полностью исключить вредные выбросы в воздушный бассейн дляобеспечения хорошего качества воздушного пространства.

Изрезультатов проводимых исследований относительно чистым считается такойвоздух, в котором концентрация вредных примесей не превышает предельнодопустимую концентрацию (ПДК). Этот показатель принимается как нормативкачества воздуха. Минздрав РФ утвердил ПДК для человека более чем на 600 токсинов,которые довольно полно характеризуют экологическую ситуацию.

Напредприятиях промышленности и в непроизводственной сфере при анализеэколого-экономических показателей, характеризующих плановое и фактическоесодержание вредных веществ в атмосфере, ориентируются на то, чтобы выполнялосьсоотношение

<img src="/cache/referats/27565/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> (1)

гдеС – концентрация вредных веществ вприземном слое воздуха;

ПДК– предельно-допустимые концентрации.

Повышениеэффективности природоохранных мероприятий в области защиты воздушного бассейнаот загрязнения токсическими веществами тесно связано с объемом производимойпродукции, техническим и технологическим уровнем производства в промышленностии сельском хозяйстве. Это обстоятельство определяет необходимость осуществлятьприродоохранную деятельность на предприятиях, в регионах и областях по двум основнымнаправлениям: создавать малоотходные и безотходные производства или развиватьпромышленную подготовку сырья к использованию или санитарную очистку отходящихгазов от твердых, газообразных и туманообразных агрессивных примесей.Сложившийся технический и технологический уровень производства продукциитребует усиления природоохранной деятельности.

Локомотивноехозяйство предназначено для ремонта, технического обслуживания и экипировкипоездных и маневровых локомотивов, а также мотор-вагонного подвижного состава.

Ксооружениям и устройствам локомотивного хозяйства относятся основные ремонтныедепо; пункты оборота локомотивов; пункты смены локомотивных бригад; пунктытехнического обслуживания локомотивов; экипировочные устройства (при депо, впунктах оборота и технического обслуживания локомотивов, а в некоторых случаяхна приемоотправочных путях станций); пути для прохода и стоянки локомотивов;устройства для поворота локомотивов (в необходимых случаях); устройстваэнерго-, водо- и теплоснабжения, связи, служебно-технические здания.

Натерритории локомотивного хозяйства также размещаются пути стоянки запасалокомотивов (в период уменьшения размеров движения), пути пожарного ивосстановительного поездов, котельная, электростанция или трансформаторнаяподстанция.

По родусвоей деятельности депо подразделяются на эксплуатационные иэксплуатационно-ремонтные. В эксплуатационном депо с приписным паркоммагистральных локомотивов выполняют внеплановые ремонты по устранению отказовлокомотивов, текущий ремонт локомотивов ТР-1, техническое обслуживание ТО-2,ТО-3 и ТО-4 (обточку колесных пар) и экипировку: осмотр, очистку, снабжениетопливом, смазочными материалами, песком, обтирочными материалами, охлаждающейводой.

Вэксплуатационно-ремонтном депо с приписанным к ним парком локомотивовдополнительно к тем видам ТО и ТР, которые выполняются в эксплуатационном депо,осуществляется текущий ремонт ТР-2 и ТР-3 как для нужд самого депо, так и длядругих предприятий.

На станцияхс пунктом оборота осуществляют техническое обслуживание ТО-2 и экипировкулокомотивов. Для этой цели локомотивное хозяйство имеет устройства длятехнического обслуживания, экипировки и стоянки локомотивов в ожидании подачиих к поездам.

Размещениев пределах дороги депо, пунктов оборота, экипировки и техническогообслуживания локомотивов и пунктов смены бригад устанавливали» на основетехнико-экономического сравнения схем тягового обслуживания.

При этомпробег приписанных к депо локомотивов не должен превышать при электрическойтяге 35 млн локомотиво-км, а при тепловозной – 25 млн локомотиво-км в год.

Потребноечисло стойл депо (рис. 1.1) для каждого вида ремонта и техническогообслуживания ТО-3 локомотивов можно определить по формуле

<img src="/cache/referats/27565/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> (2)

где Sгод – годовой пробег локомотивов, млн локомотиво-км;

<img src="/cache/referats/27565/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027"> – потребность встойлах для данного вида ремонта на 1 млн локомотиво-км в год.

Годовойпробег локомотивов

<img src="/cache/referats/27565/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028"> (3)

где l – длина участка обращения локомотивов, км;

N – число пар поездов, обращающихся на соответствующих участкахв средние сутки максимального месяца;

kнер –коэффициент внутригодовой неравномерности движения.

Потребность в стойлах депо для ремонта и технического обслуживанияТО-3 локомотивов на 1 млн локомотиво-км пробега приведена в табл. 1.1.

Рис. 1.1.Локомотивное депо

1 –мастерские; 2 – цех текущегоремонта ТР-2;

3 – цехтекущего ремонта ТР-1; 4 –административно-бытовой корпус

Таблица 1.1

Тип депо

Число стойл по видам ремонта на 1 млн локомотиво-км в год

Всего стойл (без ТР-3)

ТР-3

ТР-2

ТР-1

ТО-3

Электровозное

0,02

0,03

0,20

0,04

0,27

Тепловозное

0,05

0,03

0,05

0,20

0,28

По полученному расчетом числу стойл устанавливают числосекций депо, каждая из которых имеет три тупиковых или сквозных пути (насквозном пути размещаются два ремонтных стойла).

В комплекс экипировочных устройств входятслужебно-техническое здание, экипировочные позиции со смотровыми канавами,устройства пескоснабжения (пескосушильная установка со складом сухого и сырогопеска), склады масел и дизельного топлива (для тепловозов).

Число позиций для экипировки, технического обслуживаниялокомотивов, смены локомотивных бригад и подготовки локомотивов к поездкеопределяется по формуле

<img src="/cache/referats/27565/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030"> (4)

где Nэк,NTO– число локомотивов,подлежащих соответственно экипировке и техническому обслуживанию в течениесуток;

tэк – время на экипировкуодного локомотива с подготовкой его к поездке (для тепловозов 30 мин, для электровозов25 мин);

tТО–продолжительность технического обслуживания, совмещенного по времени сэкипировкой (для грузовых локомотивов 60 мин);

<img src="/cache/referats/27565/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> – коэффициент, учитывающийнеравномерность поступления локомотивов, равный 1,1 – 1,3.

Полезная длина каждого из экипировочных путей устанавливаетсяиз условия стоянки не менее трех локомотивов: один – на смотровой канаве,другой – перед ней, третий – за канавой. Емкость путей готовых локомотивовпринимается из условия нахождения 10… 12% локомотивов от числа прибывающих засутки.

Все направления защиты воздушного бассейна можно объединить в4 большие группы:

– санитарно-технические: сооружение сверхвысоких дымовыхтруб, установка газопылевого оборудования, герметизация технологического итранспортного оборудования;

– технологические: создание новых технологий, основанных начастично и полностью замкнутых циклах, новых методов подготовки сырья,очищающих его от примесей до вовлечения в производство, замена исходного сырья,замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми, автоматизацияпроизводственных процессов;

– планировочные: создание санитарно-защитных зон вокругпромышленных предприятий, оптимальное расположение промышленных предприятий сучетом розы ветров, вынос наиболее токсичных производств за черту города;рациональная планировка городской застройки, озеленение городов;

– контрольно-запретительные: установление ПДК загрязнителей,ПДВ, запрещение производства отдельных токсичных продуктов, автоматизацияконтроля за выбросами.

В качестве предприятия для анализа и оценки загрязненияатмосферного воздуха рассматривается локомотивное депо станции ПерерваМосковской железной дороги, впредь именуемое Локомотивное депо или предприятие.Локомотивное депо проводит ремонт, техническое обслуживание электропоездовпостоянного тока. На рис. 2.1. приводится карта-схема предприятия и его районарасположения. Цифрами на рис. 2.1 обозначены объекты, расположенные внормативной санитарно-защитной зоне (НС33) предприятия.

Предприятие работает 250 дней в году. Режим работыодносменный. В составе предприятия при существующем положении входят следующиепроизводственные цеха и участки, загрязняющие атмосферный воздух:

·<span Times New Roman"">

Напредприятии имеется маневровый тепловоз.

Рис. 2.1. Карта-схема района расположениялокомотивного депо

В табл. 2.1. представлены графические и метеорологическиехарактеристики размещения предприятия.

Таблица 2.1-Географические и метеорологическиехарактеристики размещения предприятия

Направление

Зоны расположения

Север

<span Times New Roman",«serif»">Парк отдыха

Пустырь

Запад

Железнодорожные пути

Восток

Автомагистраль

Северо-Запад

Промышленное предприятие

Юго-Запад

Промышленное предприятие

Северо-Восток

Селитебная зона

Юго-Восток

Селитебная зона

Повторяемость направления ветра и штилей, %

Штиль

Тв, оС

Город

Москва

Предприятия железнодорожного транспорта в зависимости отсостава входящих в них подразделений осуществляют вредные выбросы в атмосферубольшей или меньшей интенсивности. Выбросы вредных веществ предприятияЛокомотивное депо можно систематизировать следующим образом:

а) выбросытвердых частиц в кузнечных работах (при горении углей);

б) выбросыв атмосферу при ремонтных работах;

в) выбросыв атмосферу при сварке и газовой резке металлов;

г) выбросыпри нанесении лакокрасочных материалов и др.

Учитываем, что большинство локомотивных депо в РоссийскойФедерации разработаны по схожим типовым проектам, в отношении организациитехнологических процессов и технической оснащенности. При выполнениитехнологических процессов происходит загрязнение окружающей среды твердымичастицами и вредными газами. При этом, в расчетных формулах по оценке вредныхвыбросов в атмосферу должны учитываться географические и метеорологическиехарактеристики исследуемого предприятия.

Наиболее значительные выбросы в локомотивном депоосуществляют котельные. Одна