Основными путями снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы служат: разработка и внедрение очистных фильтров на предприятиях, использование экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение городов и поселков.
Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Промышленные выбросы в атмосферу очищаются путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Такими способами улавливаются пыль, копоть, пары и газы.
Эффективность работы очистных сооружений зависит от физико-химических свойств загрязнителей и от совершенства применяемых методов и аппаратов. При грубой очистке промышленных выбросов устраняется от 70 до 84% загрязнителей, при средней очистке - до 95 - 98% и при тонкой - 99% и выше.
Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогорского металлургического комбината обеспечивает санитарную очистку и получение дополнительно многих тысяч тонн дешевой серной кислоты. На Ангарском цементном заводе очистными сооружениями улавливается до 98% выбросов цементной пыли, а фильтрами соседнего алюминиевого завода — 98% ранее терявшегося фтора, что дает 300 тыс., долларов прибыли в год.
Безотходная технология производства. Решить проблему охраны атмосферы только с помощью очистных сооружений невозможно. Необходимо применение комплекса мероприятий и прежде все го внедрение в промышленную практику безотходных технологий.
Безотходная технология эффективна в том случае, если она строится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отходы одного звена в экосистеме используются другими звеньями. Цикличное безотходное промышленное производство, сопоставимое с циклическими процессами в биосфере, — это будущее промышленности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды.
Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения — переход на новые экологически безопасные источники энергии. Например, строительство электростанций, использующих энергию приливов и отливов, тепло недр, применение гелиоустановок и ветряных двигателей для получения электроэнергии. В 1980-е годы перспектив НЫМ источником энергии считались атомные электростанции (АЭС). После чернобыльской катастрофы число сторонников широкого использования атомной энергии уменьшилось. Эта авария показала, что атомные электростанции требуют повышенного внимания к системам их безопасности. Альтернативным источником энергии академик А. Л. Яншин, например, считает газ, которого в России в перспективе можно добывать около 300 трлн. кубометров.
Защита воздуха от выхлопных газов автомобилей. Частные решения этой проблемы — установка фильтров для очистки выхлопных газов и дожигающих углеводороды устройств, замена содержащих свинец антидетонаторных добавок, такая организация движения транспорта, которая уменьшает и исключает частую смену ре жимов работы двигателей: создание дорожных развязок, расширение дорожного полотна, строительство переходов и т. д. Кардинально проблема может быть решена при замене двигателей внутренне го сгорания на электрические. Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предлагается замена бензина другими видами горючего, например смесью различных спиртов. Перспективны газобаллонные автомобили.
Озеленение городов и промышленных центров. Зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листьях деревьев и кустарников оседает до 72% взвешенных в воздухе частиц пыли и до 60% диоксида серы. Поэтому в парках, скверах и садах в воздухе содержится пыли в десятки раз меньше, чем на открытых улицах и площадях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в значительной мере регулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, приносящий огромный вред здоровью людей.
Архитектура и планировка жилых массивов. В улучшении воздушной среды городов и поселков большое значение имеют архитектурные и планировочные мероприятия. Структура планировки должна способствовать улучшению микроклимата и защите воздушного бассейна. Необходимо учитывать основные источники загрязнения окружающей среды — промышленные объекты и установки, автомобильные дороги, аэропорты и аэродромы, железные дороги, телецентры, ретрансляторы, радиостанции, электростанции, ЛЭП, дискомфортные природно-климатические условия, организацию очистки и утилизацию отходов и т. д. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны отделяться от жилых кварталов буферной зоной, состоящей из зеленых насаждений. Следует учитывать направление основных ветров (розы ветров), рельеф местности и наличие водоемов. Лучше располагать жилые кварталы с подветренной стороны и на возвышенных участках.
В зависимости от вредности выбрасываемых в атмосферу веществ и степени их очистки в ходе технологического процесса промышленные предприятия делятся на пять классов. Для предприятий первого класса устанавливается санитарнозащитная зона шириной 1000 м, второго — 500, третьего — 300, четвертого — 100 и пятого — 50 м.
В зоне допускается расположение пожарных депо, бань, прачечных, гаражей, складов, административно-служебных зданий, торговых помещений и т. д., но не жилых домов.
Правовые основы охраны атмосферы
Рациональное использование атмосферы определяется законодательными и нормативными правовыми актами. В них регламентируются условия и ограничения при различных видах производственной деятельности людей, которые сводят к минимуму вероятность загрязнения атмосферы.
Основными законодательными и нормативными правовыми актами природоохранной деятельности служат:
• Воздушный кодекс Российской Федерации, в котором особые требования предъявляются к состоянию полетной техники в части снижения загрязнения атмосферы;
• Федеральный закон «Об уничтожении химического оружия» — устанавливает правовые основы проведения комплекса работ по обеспечению защиты окружающей среды, в том числе атмосферы, при наземных способах уничтожения химических веществ;
• Уголовный кодекс (1997)— имеет ряд статей, касающихся атомной промышленности, содержит определение «экологические преступления»;
• Федеральный закон «О радиационной безопасности населения». В целях его реализации Правительством РФ был принят ряд постановлений, предотвращающих загрязнение атмосферы и касающихся правил размещения радиоактивных веществ и радиоактивных от ходов, их хранения и перевозки;
• Федеральный закон «Об использовании атомной энергии». В феврале 1997 г. в него внесены изменения и дополнения;
• В России утвержден ряд ГОСТов, которые регламентируют нормы выбросов в атмосферу, рекомендуют методы измерений содержания в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, правила размещения пунктов наблюдения, состав, частоту и программы наблюдений. Разработан ГОСТ терминов и определений, имеющих отношение к охране атмосферного воздуха, к составу загрязняющих веществ по токсичности.
Основными документами, регулирующими охрану и рациональное использование атмосферного воздуха, служат ГОСТы ряда «Ох рана природы. Атмосфера»:
- Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и углеводородов в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями;
- Нормы и методы измерений дымности отработанных газов тракторных и комбайновых дизелей;
- Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;
- Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями;
- Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;
- Инструкция о порядке рассмотрения, согласования и экспертизы воздухоохранных мероприятий и выдаче разрешений на выброс загрязняющих веществ в атмосферу.
Кроме общегосударственной нормативной базы, регулирующей глобальные вопросы охраны атмосферы и ее рациональное использование, государственное природопользование регулируется также в каждом субъекте Федерации. Это обеспечивается нормативными документами на уровне области или республики Российской Федерации сопровождается соответствующими санкциями и экономическими р Рациональное природопользование контролируется государственными комитетами экологии и природных ресурсов, комитетами по геологии и использованию недр, территориальными комитетами государственного мониторинга геологической среды.
Важным элементом рационального использования атмосферы и охраны ее от загрязнения является система слежения (мониторинг) за составом и качеством атмосферного воздуха.
Мониторинг качества и степени загрязнения атмосферы.
В состав сети наблюдений за радиоактивным загрязнением окружающей природной среды входит около 1,5 тыс. гидрометеостанций и постов, на которых производятся следующие измерения:
мощности экспозиционной дозы гамма-излучения на местности — 1,4 тыс., пунктов; количества выпадений радиоактивных аэрозолей из атмосферы — 0,5 тыс., пунктов; концентрации аэрозолей в приземном слое атмосферы — более 50 пунктов. На 30 пунктах делаются наблюдения за содержанием трития в атмосферных осадках, на 82- стронция-90 и других долгоживущих радионуклидов в водах суши и морей. Оперативными группами проводятся маршрутные и экспедиционные обследования радиационной обстановки в районах, прилегающих к радиационно-опасным объектам. При этом осуществляются аэрограмм-спектрометрические съемки. Система была введена после аварии на Чернобыльской АЭС и показала большую эффективность.
Контроль радиационной обстановки осуществляется путем непосредственного измерения экспозиционной дозы гамма-излучения на местности, анализа проб атмосферных выпадений и аэрозолей, а также с помощью отбора и анализа проб атмосферных осадков, поверхностных вод суши, морской воды.
Сеть мониторинга качества атмосферного воздуха создана и осуществляется в системе организаций Росгидромета. Она включает 260 городов России. Регулярные наблюдения за качеством атмосферного воздуха проводятся на 710 станциях. Контрольно-наблюдательная сеть других ведомств включает еще 50 станций. В составе Государственной службы наблюдения за состоянием атмосферного воздуха действуют также специализированные подсистемы мониторинга, в частности станции в биосферных заповедниках, в местах трансграничного переноса загрязняющих воздух веществ.
Особую роль выполняют контрольные замеры, осуществляемые в рамках совместной программы наблюдений и оценки распространения загрязнителей воздуха на большие расстояния в Европе (Программа ЕМЕП). По программе работают страны, подписавшие Конвенцию о трансграничном загрязнении воздуха на большие рас стояния.
Некоторые наблюдательные станции, действующие в составе подсистем мониторинга, включены в состав международных систем наблюдения, например станции мониторинга фонового загряз нения атмосферы.
На «фоновых» станциях и в биосферных заповедниках обязательным является определение следующих химических веществ в воздухе:
взвешенные частицы (аэрозоли), диоксид серы, озон, оксиды углерода, оксиды азота, углеводороды, бенз(а)пирен, хлорорганические со единения (ДЦТ и др.), тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий, мышьяк), фреоны. В атмосферных осадках дополнительно определяют биогенные элементы (азот, фосфор), радионуклиды (Израэль, 1984).
Мониторинг важнейших компонентов атмосферы, кроме того, осуществляется в составе глобальных международных наблюдательных сетей. Состав наблюдаемых компонентов и количество пунктов наблюдения таковы: определение озона — 130 наземных станций, искусственный спутник Земли «Метеор» с озонометрической аппаратурой, определение оптической плотности аэрозоля 10 станций, оценка атмосферно-электрических характеристик — З станции.
Создана соответствующая подсистема мониторинга для оценки современного состояния и прогноза содержания парниковых газов в атмосфере (СО2, СН4 хлорфторуглеводородов).