Глава 3. Источники загрязнения атмосферы

3.1. Источники техногенного загрязнения

Существуют различные варианты классификации источников техногенного загрязнения атмосферы. Главным образом, источники выбросов подразделяют на стационарные и передвижные.

Стационарные источники, в свою очередь, разделяются на источники с организованным выбросом, от которых загрязняющие вещества в составе отходящего газа поступают в атмосферу через систему газоотходов, и источники с неорганизованным выбросом, от которых выбросы поступают в воздушную среду в виде ненаправленных потоков пыли и газа в результате нарушения герметичности или отсутствия укрытий технологического оборудования.

Под передвижными источниками выбросов, как правило, понимают различного рода транспортные средства.

Общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в 2018 г. по данным Росприроднадзора составил 32327 тыс. т. Эмиссии от различных стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха, в том числе объектов транспортной инфраструктуры, составляют 52,8 % (17068 тыс. т). Одним из основных источников загрязнения атмосферы на территории страны является автомобильный транспорт (передвижные источники), на долю которого приходится 46,7 % суммарного выброса загрязняющих веществ (15108 тыс. т) [10].

Автомобильный транспорт. В структуре выбросов транспортного комплекса страны на долю автомобильного транспорта приходится более 90 % суммарного объема (без учета трубопроводного транспорта).

Автомобильный парк в России насчитывает около 54,2 млн. единиц, в том, в том числе 46,9 млн. – легковых, 6,4 млн. – грузовых и 0,9 млн. – автобусов. За последние 25 лет в стране отмечалась устойчивая тенденция к росту численности автотранспортных средств (АТС). Около половины транспортных средств по всем категориям находятся в эксплуатации свыше 10 лет. При этом отмечается изменение структуры автомобильного парка, в котором все большее место занимают импортные АТС с более высокими техническими, а также улучшенными экологическими характеристиками (экологические классы Евро-4 и Евро-5). Улучшается качество используемого моторного топлива. Основная масса (около 80 %) вредных веществ выбрасывается автотранспортом на территориях населенных пунктов. Автотранспорт – лидер в загрязнении атмосферного воздуха на городских территориях [16].

В инфраструктуре транспортной отрасли насчитывается несколько тысяч крупных и средних автотранспортных предприятий, и организаций, занятых пассажирскими и грузовыми перевозками. В большом количестве появились коммерческие транспортные организации небольшой мощности. Все эти организации осуществляют не только автомобильные перевозки, но и техническое обслуживание, а также ремонт автомобилей. Такие организации являются дополнительными источниками негативного воздействия на окружающую среду.

Специфика передвижных источников загрязнения (автомобилей) состоит в:

• высоких темпах роста численности АТС;

• их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения);

• непосредственной близости к жилым, общественным и производственным зданиям (автомобили заполняют все местные проезды и дворы);

• более высокой токсичности выбросов АТС по сравнению с выбросами стационарных источников;

• сложности технической реализации средств защиты от загрязнения на передвижных источниках;

• низком расположении источника загрязнения от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей и слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и выбросами стационарных источников транспорта.

Железнодорожный транспорт. В России рабочий парк груженых железнодорожных вагонов (в среднем в сутки) составляет примерно 417 тыс. ед., рабочий парк пассажирских вагонов – 23,3 тыс. ед. По железным дорогам общего пользования в Российской Федерации перевозится порядка 1384 млн. т грузов и отправляется 1121 млн. чел пассажиров, по железнодорожным путям организаций (промышленный железнодорожный транспорт) перевозится около 3 млрд. т. грузов.

Несмотря на высокий грузо- и пассажирооборот, загрязнение атмосферного воздуха железнодорожным транспортом в целом значительно меньше по сравнению с автомобильным. Основная причина этого состоит в том, что более 85 % грузов и 80 % пассажиров перевозятся посредством электрической тяги, а наибольшая доля загрязняющих веществ поступает от стационарных источников железнодорожного транспорта.

Среди передвижных источников выбросов в атмосферу выделяются:

• магистральные и маневровые локомотивы, притрассовый автотранспорт, строительные, путевые и ремонтные машины (выбросы отработавших газов);

• пассажирские вагоны с печным отоплением (выделение продуктов сжигания каменного угля);

• вагоны с токсичными и пылящими грузами, нефтепродуктами (поступление загрязняющих веществ при перевозке и перегрузке);

• рефрижераторные секции и вагоны (выбросы от автономных дизелей, обеспечивающих работу холодильных установок) [18].

Воздушный транспорт. В России насчитывается 7 тыс. ед. гражданских воздушных судов. Посредством воздушного транспорта перевозится порядка 1,3 млн. т грузов и 107,8 млн. чел. пассажиров.

Как источник воздействия на атмосферу воздушный транспорт имеет ряд отличительных особенностей по сравнению с другими видами транспорта:

• использование в основном газотурбинных двигателей и керосина в качестве топлива обуславливает иную структуру выбросов отработавших газов;

• полеты самолетов на больших высотах и с высокими скоростями обуславливают рассеивание продуктов сгорания в верхних слоях атмосферы и на больших территориях, что снижает степень их влияния на живые организмы.

Воздушные суда загрязняют приземный слой атмосферы отработавшими газами авиадвигателей вблизи аэропортов и более верхние слои атмосферы на высотах крейсерского полета. На отработавшие газы авиационных двигателей приходится 87 % всех выбросов гражданской авиации, включающих также выбросы спецавтотранспорта и стационарных источников. Большая часть этих веществ (примерно 2/3) выбрасывается на высотах более 900 м, и поэтому их вредное воздействие на живые организмы считается не столь значительным.

Водный транспорт. В России насчитывается около 2718 ед. морских судов торгового флота и 24339 ед. речных и озерных судов. Посредством морского транспорта перевозится порядка 24,6 млн. т грузов и 11714,4 тыс. чел. пассажиров, с помощью внутреннего водного транспорта – 118,5 млн. т грузов и 12,7 млн. чел. пассажиров.

Водный транспорт как передвижной источник загрязнения атмосферы несет опасность в виде выбросов отработавших газов судовых энергетических установок, выбросов при работе вспомогательных утилизационных котлов и инсинераторов. Кроме этого, при транспортировке нефти и нефтепродуктов происходит испарение летучих органических соединений.

Стационарные источники загрязнения атмосферы на водном транспорте – морские и речные порты. Загрязнение атмосферного воздуха здесь происходит в процессе погрузки/разгрузки, хранении грузов, ремонта судов и портового [14].

Среди основных «нетранспортных» стационарных источников загрязнения атмосферы по степени воздействия на атмосферу можно выделить производства по добыче полезных ископаемых, имеющие вклад в общий объем выбросов от стационарных источников 28 % (4581,4 тыс. т). Существенную долю в добывающей промышленности составляет нефтегазовый сектор. По данным Министерства энергетики РФ в 2019 г. суммарная добыча газа (природного и попутного нефтяного) в Российской Федерации достигла рекордного за последние 19 лет уровня – 737,8 млрд куб. м., объем национальной добычи нефтяного сырья составил в абсолютном выражении 561,2 млн т. Кроме этого, в России в 2019 г. было добыто 441,4 млн т. угля.

В процессе освоения нефтяных и газовых месторождений наиболее активное воздействие на природную среду осуществляется в пределах территорий самих месторождений, трасс линейных сооружений (в первую очередь магистральных трубопроводов), в ближайших населенных пунктах (городах, поселках).

Газодобывающее предприятие предназначено обеспечить добычу, сбор и подготовку газа и газового конденсата к дальнейшему транспорту. Работа установок на объектах добычи и промысловой обработки газа сопровождается выделением в атмосферу загрязняющих веществ за счет технологических выбросов от печей регенерации осушителей и антигидратных ингибиторов, установок аминовой сероочистки, печейподогревателей, котельных, газоперекачивающих агрегатов, факельных установок для сжигания газов. Возможны также выделения газа вследствие негерметичности оборудования и выбросы, связанные с отклонением от технологического режима (сброс с предохранительных клапанов, аварийный сброс) [3].

Добыча нефти сопровождается поступлением в атмосферу больших объёмов попутного газа, значительная часть которого сжигается в факельных установках. Источниками выделения паров нефти служат процессы перелива нефти, например, налив в автоцистерны, а также неплотности соединений технологического оборудования [8].

Обрабатывающие производства также являются одними из ведущих источников загрязнения атмосферы и составляют 22 % в общем объеме выбросов от стационарных источников (3756,2 тыс. т). Среди них наиболее серьезную проблему в плане загрязнения воздушной среды представляют предприятия черной и цветной металлургии.

В черной металлургии основными источниками выделения загрязняющих веществ в атмосферу являются процессы производства окатышей и агломератов, коксохимическое, ферросплавное и литейное производства. Уровень последствий для атмосферы зависит от сырьевого фактора, состояния фондов, энергоемкости производств и прочего. Предприятия черной металлургии России выбрасывают в атмосферу в восемь раз больше пылевидных частиц, нежели аналогичные предприятия в Европе и Северной Америке.

Степень воздействия цветной металлургии на состояние природной среды в целом аналогична нагрузке на окружающую среду предприятий черной металлургии. Предприятия цветной металлургии характеризуются выбросами веществ 1 и 2 классов опасности. Особенностью данной отрасли является значимое поступление в атмосферу тяжелых металлов [13].