Вплив викидів АЗС на атмосферу

Гранично припустимий  викид (ГДВ) – це науково-технічний  норматив, що встановлюється для кожного  конкретного джерела забруднення  атмосфери за умови, що викиди забруднюючих речовин від нього й усієї  сукупності джерел підприємства міста  або іншого населеного пункту, з  урахуванням їх розсіювання й  перетворення в атмосфері, а також  перспектива розвитку підприємства, не створять приземних концентрацій, що перевищують установлені нормативи  якості атмосферного повітря.

Основним критерієм якості атмосферного повітря при встановленні ГДВ для джерел забруднення атмосфери  є гранично допустимі концентрації (ГДК) забруднюючих речовин, затверджені  Міністерством охорони здоров'я.

Якщо значення ГДВ із причин об'єктивного характеру відразу  не можуть бути досягнуті, вводиться  поетапне зниження викидів. На кожному  етапі до забезпечення величин ГДВ  встановлюють тимчасово погоджені  викиди (ТПВ).

При встановленні ГДВ і  ТПВ варто враховувати фізико-географічні  й кліматичні умови місцевості. Контролюючі органи зобов'язані здійснювати кількісний й якісний контроль.

2.2. Наслідки   забруднення   повітряного   басейну

Забруднення атмосферного повітря призводить до зниження родючості  ґрунтів та якості сільськогосподарських  культур, уповільнення росту лісів, виродження окремих видів рослин і тварин. Шкідливі речовини, що містяться в атмосферному повітрі навіть у невеликих концентраціях, послаблюють захисні (імунні) властивості організму людини, роблять його менш захищеним до несприятливих зовнішніх факторів, впливають на стан здоров’я. Існує зв’язок між ступенем забруднення атмосферного повітря і поширенням хвороб органів дихання, захворювань серцево-судинної системи та підвищенням кількості злоякісних новоутворень. Близько 20 % забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу стаціонарними джерелами, є мутагенами, тобто вони становлять загрозу здоров’ю не тільки нинішнього, а й прийдешніх поколінь.

 При нормуванні гранично  допустимих концентрацій забруднюючих  речовин у повітрі враховується  ефект сумації шкідливої дії  ряду речовин: ацетону,фенолу, озону,  сірководню, сірчаної кислоти тощо. Особливо небезпечними є такі  поєднання: сірчистий ангідрид - діоксид азоту, сірчистий ангідрид - фенол, діоксид азоту - формальдегід. Забруднювачі атмосфери негативно впливають на всі фіто- та зооценози. Так, деякі хімічні компоненти, проникаючи у тканини рослин, порушують обмін речовин, структуру листя та пагонів. Найбільш небезпечними для рослин є сірчистий ангідрид, фтормісткі сполуки та смог усіх типів. Забруднення атмосферного повітря відпрацьованими газами автомобілів призводить до утворення фотооксидантів (фотохімічних окисників), що є джерелами вторинного забруднення повітря. 

РОЗДІЛ 3. ЕКОЛОГІЧНИЙ ВПЛИВ АВТОЗАПРАВНИХ  СТАНЦІЙ НА СТАН АМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ

З кожним роком по мірі збільшення транспортного парку зростає  й потреба у паливі. У зв′язку  з цим, кожного року збільшується й кількість автозаправних станцій, які згідно з Постановою Кабінета Міністрів України №142 від 14.02.2001 року занесені до переліку видів діяльності та об′єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку.

3.1. АЗС як джерело забруднення повітряного басейну

Мережа автозаправних станцій робить свій внесок у формуваннІ фонового забруднення, у збільшення вмісту домішок на значній відстані від джерел забруднення й до глобальних змін у складі атмосфери, що може привести до багатьох небажаних наслідків, в тому числі до зміни клімату.

 АЗС являються стаціонарними джерелами забруднення атмосферного повітря – за рахунок випарування бензину й дизельного палива з резервуарів для їх зберігання. Вміст цих речовин у атмосферному повітрі не контролюється на постах спостереження. Але існує розвинена мережа станцій, до яких кожного року приєднуються нові.

Джерелами забруднення  навколишнього середовища на АЗС  є випаровування нафтопродуктів («великі і малі дихання»), викиди відпрацьованих газів автотранспорту та розливи нафтопродуктів, що окрім  забруднення атмосфери, ґрунту та стічних  вод, може призвести до пожеж та вибухів.

У будь-якій ємності, що заповнена  автомобільним бензином, над поверхнею  нафтопродукту утворюється пароповітряна  суміш (ППС), що містить певну кількість  парів бензину. Виконання усіх технологічних  операцій з бензином супроводжується  постійними втратами від випаровування, що призводить до кількісно-якісних  втрат палив. Втрати вуглеводнів при "великому диханні" викликані стисненням пароповітряної суміші (ППС) в газовому просторі (ГП) резервуара при змішуванні до нього рідких нафтопродуктів. Коли тиск у ГП досягне деякого граничного значення, відбувається викид частини ППС в атмосферу через спеціальний "дихальний" клапан.

 Втрати від "великого  дихання "визначаються низкою  факторів: об'ємом, температурою і  газонасиченості нафтопродукту,  що закачується в резервуар,  концентрацією парів нафтопродукту  в ППС, тиском у ГП. Вміст  парів в ГП підвищується в  процесі заповнення резервуара, однак основна маса парів вуглеводнів  накопичується в ГП в період  зберігання нафтопродукту в резервуарі. Середньорічні втрати від "великого  дихання" складають близько  0,14% від обсягу збереженого нафтопродукту.

Втрати від "малого дихання" з 1м³ газового простору резервуарів, які зв'язані з атмосферою через дихальні клапани, при зміні температури парів на 10°С рівні 6-10 г, а при зміні атмосферного тиску на 1 мм рт.ст. — 2-4 г. Швидкість насичення парами газового простору пропорційна площі поверхні випаровування. Підраховано, що з 1м² поверхні випаровування наземного резервуара випаровується і втрачається понад 4 кг нафтопродукту на місяць.  Річні втрати пального для резервуару місткістю 400 м³ можуть скласти 1,28% від маси зберігається продукту.

 Крім того, як було  зазначено вище, викиди парів  вуглеводнів в процесі заповнення  резервуарів є одним з суттєвих  джерел забруднення навколишнього  середовища.

 Найбільша маса дренажних в атмосферу парів бензину припадає на процес зливу бензину в ємкості нафтобаз і АЗС і заправлення автомобілів.

 Слід відзначити, що  хоча викиди (втрати) парів бензину  при заправці автомобілів не  відносяться до прямих втрат  АЗС (це вже втрати власників  автотранспорту), вони вносять не  менший внесок у забруднення  атмосфери міста. При цьому  слід враховувати, що з'єднання  викинутих вуглеводнів бензину (NхОу, NхНу та ін), що утворюються в атмосфері в результаті фотохімічних реакцій під впливом сонячних променів, володіють на два порядки більшою токсичністю, ніж самі вуглеводні.

 В середньому склад  пароповітряної суміші, що "видихається" з резервуарів, включає 32% масової частки вуглеводнів метанового ряду, 12% бензинових фракцій і 56% повітря. Такі викиди крім забруднення навколишнього середовища, створюють пожежо- та  вибухонебезпечні ситуації в районі нафтобаз і АЗС.

 В результаті випаровування  легких фракцій нафтопродуктів  погіршуються пускові, потужні,  економічні та екологічні характеристики  автомобільних двигунів внутрішнього  згоряння (ДВЗ).

Втрата легких сполук призводить до зниження октанового числа (ОЧ) бензинів з добавками пропан-бутанових сполук і спиртів, так як ці добавки володіють більш високими ОЧ. Зниження ОЧ в свою чергу призводить до детонації двигуна.

Для забезпечення уловлювання  парів на АЗС потрібний простий, технологічно надійний та з мінімальним  експлуатаційними затратами засіб. Серед існуючих засобів таким  є адсорбційні системи уловлювання  летких фракцій (СУЛФ). Однак в існуючих системах використовуються промислові марки адсорбентів (вугілля та силікагелі), що вимагають або додаткових складних умов десорбції, або механічно нестійкі, що призводить до забруднення бензину.

За характером впливу джерела  забруднення навколишнього середовища поділяються на постійно діючі, періодичні і випадкові. До першої групи джерел забруднення відносяться великі й малі "дихання" резервуарів; викиди пароповітряної суміші з баків  автомобілів при заправці; вихлопні гази автомобільних двигунів на території  АЗС; викиди при заправці та зливі  нафти і нафтопродуктів. Джерела  цієї групи забруднюють головним чином атмосферне повітря на території.

 До другої групи джерел забруднення відносяться: викиди нафти і нафтопродуктів при зливі з автоцистерн в резервуари, викиди нафтопродуктів при заправці автотранспорту.

До третьої групи джерел забруднення відносяться: викиди нафти і нафтопродуктів при ремонті та обслуговуванні технологічного обладнання; аварійні викиди в результаті порушення герметичності гідравлічної системи (резервуарів, трубопроводів, шлангів, колонок тощо).  Джерела другої і третьої груп призводять до забруднення нафтопродуктами ґрунту, водойм та підземних інженерних споруд.

 Значення окремих  складових до загальної емісії  забруднення залежить від технічних  параметрів обладнання, його стану,  кваліфікації та дисципліни персоналу. Орієнтовні значення окремих джерел у загальній емісії забруднення наведено нижче:

• викиди при заправці автотранспорту — 30% ;
• викиди при зливі нафти і нафтопродуктів з автоцистерн — 25%;
• викиди нафти і нафтопродуктів при обслуговуванні та ремонті технологічного обладнання — 20% ;
• викиди нафти і нафтопродуктів через несправність обладнання — 15%;
• інші джерела - 10%.

3.2. Автотранспорт, що обслуговується  АЗС, як джерело забруднення  атмосферного повітря

При оцінці шкідливої дії  АЗС на навколишнє середовище не можна  забувати і про викиди від автотранспортних засобів, які заїжджають та обслуговуються на автозаправних станціях. Основна причина забруднення повітря полягає в неповному і нерівномірному згоранні палива. У відпрацьованих газах двигуна внутрішнього згорання міститься 170 шкідливих компонентів. До складу цих викидів входять оксид вуглецю, вуглеводні, оксиди азоту, сірки, тверді частки, при перемінних режимах роботи, запусках, зупинках автотранспорт викидає сажу, смоли, бенз(а)пірен, продукти неповного згорання палива, а також важкі метали (особливо свинець), які утворюються під час витирання гальмових колодок та зношуванні автопокришок.

Картерні гази – це суміш  частини відпрацьованих газів, які  проникають через нещільності поршневих  кілець в картер двигуна, з парами моторного мастила. Паливні випаровування  надходять в навколишнє середовище через систему живлення двигуна: стиків, шлангів і т. д. Розподіл головних компонентів викидів у карбюраторного двигуна наступне: відпрацьовані  гази мають 95 % СО, 55 % і 98 %, картерні гази по – 5 %, 2 %, а паливні випаровування  – до 40 %.

 Усі ці викиди - токсичні  речовини, які часто спричиняють  незворотну шкоду організму, що  призводить до функціональних  порушень, деформацій та летального  кінця. Вони можуть викликати  гострі та хронічні отруєння.

Кількісний та якісний  склад вихлопних газів двигуна  залежить від низки чинників: типу двигуна, особливостей конструкції, його технічного стану, потужності, режиму роботи, якості застосованого пального.

3.3. Вплив метеорологічних факторів  на умови розсіювання забруднених речовин в атмосфері

На характер поширення  забруднюючих речовин в атмосфері  та величину зони забруднення впливають  цілий ряд різних факторів, в першу  чергу метеорологічні умови (горизонтальний та вертикальний рухи повітряних мас, їх швидкість, температура, вологість, наявність хмар, дощу, снігу). Крім того, на розсіювання забруднень впливають  рельєф місцевості, наявність лісів, гір, водойм, щільність забудови населених  пунктів та ступінь їх озеленення. Великі швидкості вітру сприяють швидкому розсіюванню викидів, що зумовлює зниженню концентрації токсичних речовин в приземному шарі атмосфери в напрямку дії вітру.

Якщо температура навколишнього  середовища знижується з висотою, то нагрітий газоповітряний потік піднімається вгору, а на його зміну опускаються  холодні газоповітряні маси. Такий  процес має назву конвекція.

Якщо температура навколишнього  середовища з висотою підвищується, то газоповітряний потік, який має нижчу  температуру, вверх не поширюється  і його рух затухає. Такий процес має назву інверсія. Якщо підвищення температури починається безпосередньо  від поверхні землі, то інверсію називають  приземною, а якщо підвищення температури  починається з певної висоти над  поверхнею землі – то піднятою інверсією. Інверсії перешкоджають  вертикальному розсіюванню домішок  в атмосфері.

Для стану атмосфери  в містах найбільшу небезпеку  становить приземна інверсія в поєднанні  зі слабким вітром, тобто виникнення ситуації «застою повітря».

Опади очищують повітря  від домішок. Після тривалих інтенсивних  опадів високі концентрації домішок  в атмосфері практично не спостерігаються.

Негативно впливають на процес розсіювання домішок в  атмосфері тумани. Краплинки туману поглинають забруднюючі частинки. Внаслідок  цього концентрація токсичних речовин  сильно зростає в шарі туману і  зменшується над ним. Розчинення двоокису сірки в краплинках туману призводить до утворення в повітрі  краплинок сірчаної кислоти.