2.5 Оксид азота

Распределение в организме и превращения. В верхних дыхательных путях не задерживается, задержка в легких кролика составляла около 80%. За счет последующего образования HNO2 и HNO3 в крови могут накапливаться нитриты. Предполагается возможность образования в организме нитрозаминов.

Диоксид азота сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. Вдыхание ядовитых паров диоксида азота может привести к серьезному отравлению. Диоксид азота вызывает сенсорные, функциональные и патологические эффекты. К сенсорным эффектам можно отнести обонятельные и зрительные реакции организма на воздействие диоксидом азота. Даже при малых концентрациях, составляющих всего 0,23 мг/м3, человек ощущает присутствие этого газа. Эта концентрация является порогом обнаружения диоксида азота. Однако способность организма обнаруживать диоксид азота пропадает после 10 минут вдыхания, но при этом ощущается чувство сухости и першения в горле. Хотя и эти признаки исчезают при продолжительном воздействии газа в концентрации, в 15 раз превышающей порог обнаружения. Таким образом, NO ослабляет обоняние.

Но диоксид азота воздействует не только на обоняние, но и ослабляет ночное зрение – способность глаза адаптироваться к темноте. Этот эффект же наблюдается при концентрации 0,14 мг/м3, что, соответственно, ниже порога обнаружения.

Функциональным эффектом, вызываемым диоксидом азота, является повышенное сопротивление дыхательных путей. Иными словами, NO вызывает увеличение усилий, затрачиваемых на дыхание. Эта реакция наблюдалась у здоровых людей при концентрации NO всего 0,056 мг/м3, что в четыре раза ниже порога обнаружения. А люди с хроническими заболеваниями легких испытывают затрудненность дыхания уже при концентрации 0,038 мг/м3.

У людей, подвергшихся воздействию высоких концентраций диоксида азота, чаще наблюдаются катар верхних дыхательных путей, бронхиты, круп и воспаление легких. Кроме того, диоксид азота сам по себе может стать причиной заболеваний дыхательных путей. Попадая в организм человека, NO при контакте с влагой образует азотистую и азотную кислоты, которые разъедают стенки альвеол легких. При этом стенки альвеол и кровеносных капилляров становятся настолько проницаемыми, что пропускают сыворотку крови в полость легких. В этой жидкости растворяется вдыхаемый воздух, образуя пену, препятствующую дальнейшему газообмену. Возникает отек легких, который зачастую ведет к летальному исходу. Длительное воздействие оксидов азота вызывает расширение клеток в корешках бронхов (тонких разветвлениях воздушных путей альвеол), ухудшение сопротивляемости легких к бактериям, а также расширение альвеол. Некоторые исследователи считают, что в районах с высоким содержанием в атмосфере диоксида азота наблюдается повышенная смертность от сердечных и раковых заболеваний. [18,19]

2.6 Кислотный дождь

В современном промышленном мире избыточная кислотность дождя обусловлена в основном присутствием двух веществ. Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как диоксид серы и различными оксидами азота. Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот – серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Кислотные дожди оказывают многоплановое влияние на окружающую среду. В первую очередь отрицательному воздействию подвергаются водные экосистемы, почва и растительность.

Повышение кислотности приводит к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам.

Почвенные организмы более приспособлены к пониженным значениям рН почвенной влаги, но и они угнетаются возрастающей кислотностью, особенно азотфиксирующие бактерии и грибницы. Среди других нарушений, происходящих в почве вследствие ее подкисления, следует отметить нарушение процессов питания растений, разрушение их корневой системы.

Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария, причем этот фактор долгодействующий, который может проявиться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают елово-пихтовые и дубовые леса. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации (испарение с поверхности листа) и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла (это воздействие можно определить зрительно по побурению листьев и игл).

Многообразно косвенное влияние: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение, нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим изменениям, делающих его менее устойчивым к вредителям – грибам, бактериям, жукам и др.

Воздействию кислотообразующих газов и кислотных осадков подвергаются органические материалы – кожа, бумага, ткани, резина, красители.

Известняк, мел, мрамор, туф, содержащие карбонат кальция, разрушаются под действием кислотных дождей. Металлы под действием кислотных дождей, туманов и рос разрушаются еще быстрее, чем строительные материалы и стекло. Корка образующегося на поверхности железных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисляется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины.

Загрязнение воздуха кислотообразующими выбросами оказывает многообразное вредное влияние и на организм человека.

Вдыхание влажного воздуха, содержащего диоксид серы, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких. Вредно это и для здоровых людей, поскольку SO2 и сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Установлена тесная взаимосвязь между повышением смертности от бронхитов и ростом концентрации диоксида серы в воздухе. [9,19]

2.7 Определение класса опасности предприятия ООО Строймонтаж

Орск – крупный промышленный центр. Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят выбросы ОАО «Комбинат Южуралникель» (цветная металлургия), Южно-Уральского машиностроительного завода (ОАО «ОРМЕТО – ЮУМЗ») (тяжелое машиностроение), ЗАО завод «Синтезспирт» (химическая промышленность), ОАО «Орскнефтеоргсинтез» (нефтехимическая промышленность), ТЭЦ, автомобильный транспорт. Наиболее крупные предприятия расположены в северо-северо-восточной части города.

Класс опасности предприятия – основная (и по сути единственная) в современной отечественной нормативной базе комплексная характеристика экологической опасности предприятия. Выделяется пять классов опасности. Класс опасности определяется в зависимости от величин параметров разбавления по воде и по воздуху. Параметр разбавления представляет собой количество воздуха (или воды), необходимое для того, чтобы концентрации загрязняющих веществ, выделяемых предприятием в соответствующие среды, не превышали величин ПДК. В зависимости от класса опасности предприятия нормируются размеры санитарно-защитной зоны (на практике для особо опасных предприятий 1-го и частично 2-го классов определение размеров СЗЗ проводится с помощью дополнительных исследований) :

От источников выбросов ООО «Строймонтаж» в атмосферу выделяется 23 ингредиента (в том числе 12 – газообразных и жидких, 11 твердых). Перечень загрязняющих веществ при существующем положении представлен в таблице.

Выбрасываемые вещества относятся к 1,2,3,4, классам опасности:

– 1 класса опасности – 2 вещества – 0,000462 т/год (0,04%);

– 2 класса опасности – 4 вещества – 0,006530 т/год (0,60%);

– 3 класса опасности – 10 веществ – 0,278573 т/год (25,45%);

– 4 класса опасности – 2 вещества – 0,533920 т/год (48,78%);

– вещества с неустановленным классом опасности – 5 веществ – 0,275134 т/год (25,14%). [1—7]

В результате инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух установлено, что основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу источниками предприятия, являются: углерод оксид, ксилол (смесь изомеров), пыль древесная.

Валовые выбросы загрязняющих веществ при существующем положении рассчитаны с учетом фактической загрузки производственных мощностей предприятия.

В соответствии с расчётом предприятие относится к 3 категории. [8,5,28]

В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200—03 п. 7.1.11 (новая редакция) нормативная санитарно-защитная зона предприятия принимается равной 300 метрам. Расстояние до ближайшей жилой застройки, жилого дома №1 по улице Достоевского, составляет 320—330 метров.

Между городом и предприятием каких-либо значительных естественных преград, влияющих на распространение вредных выбросов, нет, в связи с этим поправочные коэффициенты для расчёта приземных концентраций, учитывающих рельеф местности, не требуется.

Поправочный коэффициент на рельеф составляет 1.

Таким образом, можно сделать вывод о достаточно сильном влияннии предприятия, относящегося к высокому классу опасности, на сравнительно небольшой территории. Это может свидетельствовать о весьма отрицательном воздействии на окружающую среду города Орска.

2.8 Влияние климатических условий на рассеивание примесей в атмосфере

При постоянных параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы существенно зависит от климатических условий: направления, условий переноса и распространения примесей в атмосфере, интенсивности солнечной радиации, определяющей фотохимические превращения примесей и возникновение вторичных продуктов загрязнения воздуха, количества и продолжительности атмосферных осадков, приводящих к вымыванию примесей из атмосферы. Поэтому снижение загрязнения атмосферы должно осуществляться технологическими средствами с учетом характерных особенностей климатических условий в рассматриваемом районе.

Влияние метеорологических условий проявляется по-разному при холодных и нагретых выбросах из высоких и низких труб. Концентрации примеси в приземном слое атмосферы под факелом дымовых и вентиляционных труб на разных расстояниях от источника выбросов распределяются следующим образом. Вблизи источника при отсутствии низких и особенно неорганизованных выбросов концентрация примеси мала. Она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы. Максимум и характер изменения концентрации с расстоянием зависят от мощности выброса, высоты трубы, температуры и скорости выбрасываемых газов, а также от метеорологических условий. Чем выше источник выбросов, тем больше рассеивается примесь в атмосфере, прежде чем достигнет подстилающей поверхности. Наибольшего значения концентрация обычно достигает на расстоянии от 10 до 40 высот труб. На промышленной площадке загрязнение приземного слоя воздуха может быть повышенным за счет неорганизованных выбросов. [10,12, 23—26]

Рассеивание в атмосфере газообразных примесей и мелкодисперсных твердых частиц (диаметром менее 10 мкм), имеющих незначительную скорость осаждения, подчиняется одним и тем же закономерностям. Для более крупных частиц пыли эта закономерность нарушается, так как скорость их осаждения под действием силы тяжести возрастает.

Поскольку в пылегазоочистных аппаратах крупные частицы улавливаются более эффективно, чем мелкие, в выбросах, прошедших очистку, остаются только мелкие частицы. Их рассеивание в атмосфере рассчитывают так же, как и рассеивание газообразных примесей.

Температурный режим

Рассеивающая способность атмосферы зависит от вертикального распределения температуры и скорости ветра. Если температура с высотой падает, то создаются условия интенсивного турбулентного обмена. Чаще всего неустойчивое состояние атмосферы наблюдается летом в дневное время. При таких условиях у земной поверхности отмечаются большие концентрации и возможны значительные колебания их со временем. Если в приземном слое воздуха температура с высотой растет (инверсия температуры), то рассеивание примесей ослабевает. В случае мощных и длительных приземных инверсий при низких, в частности, неорганизованных выбросах концентрации примесей могут существенно возрастать.