Оценка загрязнения атмосферного воздуха создаваемого деятельностью локомотивного депо станции Перерва

Взаимосвязь экономики и экологии должна опираться на результаты комплексного анализа всей совокупности показателей научно-технического прогресса во всех отраслях рыночной экономики. Комплексный анализ необходим, чтобы четко определить реальные затраты на создание системы рационального природопользования и природоохранную деятельность в условиях рынка. Целью ресурсосберегающих и природоохранных мероприятий является повышение жизненного уровня людей, создание максимальной комфортности среды их обитания с учетом потенциальных возможностей страны, мировых достижений в области науки и техники, форм территориальной организации производств, уровня социальной производственной и рыночной инфраструктур.

Высокий уровень загрязнения окружающей среды стал угрозой для населения промышленных районов, сельскохозяйственных культур и лесного хозяйства. Очень сильно сказывается на комфортности жизни людей загрязнение атмосферного воздуха. Поэтому требуется последовательно выполнять операционные и хозяйственные меры по предупреждению загрязнения и развитию оперативного контроля за состоянием атмосферного воздуха.

В рамках мониторинга атмосферного воздуха создана система оценок выбросов промышленных предприятий конкретной сферы, загрязняющих атмосферный воздух отходами своей жизнедеятельности. Среди этих предприятий, отравляющих природную среду, значительный вред атмосфере приносят предприятия железнодорожного транспорта, в том числе локомотивные депо. Поэтому комплексная оценка загрязнений атмосферного воздуха, создаваемая деятельностью локомотивного депо, в рамках мониторинга окружающей среды всегда актуальна по следующим причинам.

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

2) С экономической точки зрения оптимизация выбросов позволяет снизить издержки предприятия – локомотивного депо, связанного с выплатой штрафных санкций за превышения предельно допустимой концентрации фактических выбросов в атмосферу.

3) С технологической точки зрения: улучшить технологический процесс деятельности подразделений, входящих в локомотивное депо, тем самым оптимизировать 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 задачи исследования дипломного проекта.

Цель: оценить загрязнение атмосферы, создаваемой деятельностью локомотивного депо станции Перерва для перехода на эффективную эколого-экономическую систему на данном предприятии.

Для реализации поставленной цели решаются следующие задачи:

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

2. Проанализировать и дать оценку загрязнений атмосферного воздуха, создаваемого деятельностью локомотивного депо станции Перерва Московской ж/д.

3. Разработать проект мероприятий по улучшению экологической обстановки в локомотивном депо станции Перерва и рассчитать эффективность предложенных мероприятий.

Методология исследования: в качестве теоретических основ в работе используются труды по экономике и организации природопользования таких авторов, как Н.Н.Лукьянчиков, И.М.Потравный, П.М.Нестеров, А.П.Нестеров; по охране окружающей среды и экологической безопасности на железнодорожном транспорте - труды Н.И.Зубрева, В.М.Медведева, Н.А.Шарпова, а также СНИПы, методические пособия по расчету выбросов, нормативные правовые акты Российской Федерации в области природопользования, охраны окружающей среды и экологических прав человека.

1. Теоретические основы оценки выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, создаваемых локомотивным депо

1.1. Охрана атмосферного воздуха при обострении кризисных ситуаций в эколого-экономической системе

Двадцатый век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи полезных ископаемых и выбросов веществ, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.

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

Масштабы воздействия на окружающую среду достигли таких размеров, что под угрозу поставлена сама жизнь на планете. Особенно опасны антропогенное загрязнение атмосферного 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.).

Значительно загрязняют атмосферу автомобильный транспорт, ТЭЦ, предприятия черной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и лесной промышленности. Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причем их доля в загрязнении воздуха постоянно растет; в России – более 30%, а в США – более 60% от общего выброса загрязняющих веществ в атмосферу. Подсчитано, что лишь один автомобиль за год выбрасывает в атмосферу 660-800 кг оксида углерода, около 200 кг несгоревших углеводородов и около 40 кг оксидов азота. В настоящее же время в мире насчитывается более 400 млн автомобилей.

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха регионов нашей страны – машины и установки, использующие серосодержащие угли, нефть, газ. Больше половины добываемых в европейской части страны углей содержат свыше 2,5% серы. Поэтому ежегодно в атмосферу в результате промышленной деятельности человека попадает примерно 75*106 т окиси серы, 53*106 т окиси и двуокиси азота, 304*106 т окиси углерода, 88*106 т углеводородов (предельных, альдегидных и пр.).

Хозяйственная деятельность людей привела к значительному накоплению в атмосфере некоторых химических соединений, что имеет далеко идущие последствия для жизни и окружающей среды. Наиболее очевидный пример – "кислотные дожди", представляющие собой осадки, окислившиеся в результате загрязнения атмосферы.

Причиняемый кислотными дождями природной среде ущерб убеждает в настоятельной необходимости борьбы с причинами, его вызывающими. Технические достижения наших дней дают возможность найти как экологически, так и экономически приемлемые решения этой проблемы.

Диффузия и другие процессы в атмосфере способствуют тому, что кислота в газообразном виде или в виде взвешенных частиц достигает земной поверхности и в сухую погоду. Многие специалисты по изучению окружающей среды убеждены, что сухие осадки приводят 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 основным источником этих частиц является сжигание топлива. В результате сжигания топлива выделяется много веществ, включая частицы углерода (если сгорание происходит не полностью), диоксид серы, или сернистый газ. Кроме того, высокая температура горения способствует реакции атмосферного азота с кислородом, что приводит к образованию газообразных оксидов азота. Когда эти газы в атмосфере контактируют с водой, они образуют мельчайшие капли серной кислоты или газообразную азотную кислоту. Обе эти кислоты легко растворяются в воде, выпадающей в виде дождя. Если атмосфера относительно сухая, азотная кислота остается в основном в газообразном состоянии, а серная образует мельчайшие частицы, которые иногда попадают на землю с дождем.

Кислотный дождь может выпадать за сотни километров от источника загрязнения. И где бы это ни происходило, выпавшие осадки наносят огромный вред хозяйству. Они могут приводить к изменению кислотности и химических характеристик воды, почвы.

Реконструкция старых электростанций позволила бы в максимальной степени уменьшить выброс в атмосферу всех загрязняющих веществ, вызывающих кислотные дожди. Она привела бы к снижению выбросов диоксида серы более чем на 80% и оксидов азота более чем на 50%.

На протяжении последнего десятилетия происходит утончение слоя озона над Землей, что может привести к серьезным последствиям для человечества. Содержание озона в атмосфере не достигает и одной миллионной доли от содержания остальных газов, однако именно озон поглощает большую часть солнечной ультрафиолетовой радиации, не давая ей достигнуть земной поверхности. Ультрафиолет обладает достаточной энергией, чтобы разрушать многие органические молекулы, включая ДНК. Он может вызвать рак кожи, катаракту и иммунную недостаточность, а также повреждать посевы и морские экосистемы.

Значительный вред озонному слою приносит соединение, известное под названием хлорфторуглерод. Хлорфторуглеродная проблема стала одной из основных в исследованиях по загрязнению атмосферы. Эти газы служат хладагентами в холодильниках и кондиционерах, распылителями для аэрозольных смесей, пенообразующими агентами и очистителями для электронных приборов. Когда-то они рассматривались как идеальные для практического применения химические вещества, поскольку они очень стабильны и неактивны, а значит, нетоксичны. Как это ни парадоксально, но именно инертность этих соединений делает их "врагами" стратосферного озона.

Исследования показали, что хлор быстро разрушает озон. В атмосферу выбрасываются миллионы тонн хлорфторуглерода. Если этот процесс будет продолжаться, то приведет к накоплению хлорфторуглерода в стратосфере в концентрации, достаточной для серьезных повреждений озонного слоя.

Выброс вредных веществ от стационарных источников в атмосферу в среднем по стране доставляет 226 кг на человека в год. Большое количество выбросов в Новокуйбышевске 2456 кг, Ачинске – 1730, Липецке – 1530, Новокузнецке – 1500 кг.

Экономические районы страны весьма значительно различаются по степени загрязнения воздушного бассейна. Наибольшее загрязнение атмосферы испытывают жители Уральского и Восточно - Сибирского экономических районов. Уральский экономический район занимает первое место в стране по выбросам твердых веществ, окислов азота, серной кислоты и свинца. Значительно загрязнены Свердловская и Челябинская области. Восточно - Сибирский экономический район особо выделяется по выбросам окислов серы, фтористых соединений, хлора. Наиболее сильное воздействие испытывают Норильск, Красноярск, Иркутско - Черемховский промышленный район и Братский промышленный узел. Поволжский экономический район занимает первое место в стране по выбросам сероуглерода, так как здесь находятся центры нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности – Астрахань, Волгоград, Новокуйбышевск, Нижнекамск, Тольятти, Саратов, Казань. В Центральном экономическом районе основными источниками вредных выбросов в атмосферу являются три крупные электростанции, многочисленные химические предприятия в Москве, Кольчугино, Рязани, что при относительно небольшой площади района обусловливает высокую плотность выбросов в атмосферу.

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

Если рассматривать экономическую эффективность атмосфероохранных мероприятий с народнохозяйственной точки зрения, то, с одной стороны, потребуется увеличение капитальных и эксплуатационных затрат, а с другой – произойдет прирост чистого дохода и снижение ущерба. Причем этот ущерб может быть снижен и в других отраслях.

Исключение ущерба необходимо рассматривать как возможные резервы повышения эффективности производства и рациональное природопользование. Осуществление принципа оптимальности в народном хозяйстве становится необходимостью современной экономики страны. Однако в силу недостаточности наших знаний не всегда можно выбрать оптимальный вариант.

Весьма важно определить направления оздоровления воздушного бассейна.

В нашей стране из-за ухудшения состояния атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах снижается комфортность жизни людей, что требует последовательного выполнения организационных и хозяйственных мер по предупреждению загрязнения и развитию оперативного контроля за состоянием атмосферного воздуха.

Основные эколого-экономические показатели охраны атмосферного воздуха следующие:

По стационарным источникам:

Общее количество вредных веществ, отходящих от всех источников загрязнения в год, тыс. т; в том числе твердых; жидких и газообразных (всего и по видам).

II. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу в год, тыс. т; в том числе твердых, жидких и газообразных; снижение или увеличение выброса вредных веществ в атмосферу по сравнению с предыдущим периодом.

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

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

При разработке мер по охране атмосферного воздуха преследуется цель максимально сократить и полностью исключить вредные выбросы в воздушный бассейн для обеспечения хорошего качества воздушного пространства.

Из результатов проводимых исследований относительно чистым считается такой воздух, в котором концентрация вредных примесей не превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК). Этот показатель принимается как норматив качества воздуха. Минздрав РФ утвердил ПДК для человека более чем на 600 токсинов, которые довольно полно характеризуют экологическую ситуацию.

На предприятиях промышленности и в непроизводственной сфере при анализе эколого-экономических показателей, характеризующих плановое и фактическое содержание вредных веществ в атмосфере, ориентируются на то, чтобы выполнялось соотношение

, (1)

где С – концентрация вредных веществ в приземном слое воздуха;

ПДК – предельно-допустимые концентрации.

Повышение эффективности природоохранных мероприятий в области защиты воздушного бассейна от загрязнения токсическими веществами тесно связано с объемом производимой продукции, техническим и технологическим уровнем производства в промышленности и сельском хозяйстве. Это обстоятельство определяет необходимость осуществлять природоохранную деятельность на предприятиях, в регионах и областях по двум основным направлениям: создавать малоотходные и безотходные производства или развивать промышленную подготовку сырья к использованию или санитарную очистку отходящих газов от твердых, газообразных и туманообразных агрессивных примесей. Сложившийся технический и технологический уровень производства продукции требует усиления природоохранной деятельности.