CC BY
13
С.М. Попов, О.В. Козлов, 2012
ОСНОВЫ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ПОДХОДА ПО ЗАЩИТЕ ВОЗДУХА В ОБЪЕКТАХ ТЕХНОСФЕРНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ МЕГАПОЛИСА
Приведены особенности формирования техносферной атмосферы в объектах мегаполиса, характеристика эффективности различных способом фильтрации воздуха, методическое обоснование выбора фильтров для очистки воздуха в объектах техносферной инфраструктуры мегаполиса.
Ключевые слова: Защита воздуха в объектах техносферной инфраструктуры мегаполиса, эколого-экономический подход к выбору средств защиты атмосферы помещений.
Развитие урбанизации, сопровождающееся последовательным ухудшением состояния атмосферного воздуха (табл. 1) предопределило потребность в разработке эффективных мер по защите техносферной среды обитания человеке в крупных городах, основанных на передовых достижениях научно-технического прогресса.
Таблица 1
Содержание загрязнений в наружном воздухе
Местность Загрязнитель*
СО2, ррт СО, мг/м3 ЫО2, мкг/м3 8О2, мкг/м3 Взвешенные частицы
Общая концентрация, мг/м ртю, мкг/м3
ОБА1. Сель- 350 <1 5-35 <5 <0,1 <20
ская мест-
ность
ОБА2. Не- 400 1-3 15-40 5-15 0,1-0,3 10-30
большие
города
ОБА3. 450 2-6 30-80 10-50 0,2-1,0 20-50
Центр горо-
да
При этом, в отличие от устоявшегося общественного мнения, современные научные данные показывают, что внутри помещений загрязненность воздуха может быть в десятки раз выше, чем вовне. Еще в начале 1950-х годов обнаружено, что аллергия и другие хронические заболевания связаны с загрязнением воздуха внутри помещений.
Сегодня люди, живущие в городах развитых стран мира — США, Канаде, Японии, Западной Европе и даже России, проводят около 90 % всей своей жизни в помещениях. Поэтому увеличение времени воздействия загрязнителей воздуха вызывает увеличение числа и тяжести протекания различных аллергических реакций.
В результате проведенных исследований в воздушной среде московских жилых и общественных зданий обнаружено около ста неорганических и органических химических соединений, относящихся к различным классам опасности. Среди летучих химических соединений, обнаруживаемых в воздухе чаще других, наиболее токсичны формальдегид, фенол, бензол, стирол, этил-бензол, толуол, ксилол, альдегиды, ацетон, аммиак, этилацетат, оксиды азота, оксиды углерода. Кроме того, в воздухе зданий Москвы содержатся аэрозоли тяжелых металлов: свинца, кадмия, ртути, цинка, никеля, магния, хрома и др.
Исследования, проведенные в школах Москвы, показали, что в воздухе учебных заведений содержится около сорока восьми химических веществ. Концентрация ряда веществ внутри зданий по сравнению с улицей может быть ниже (оксиды серы, озон и свинец). Другие (оксид и диоксид азота, оксид углерода, пыль) находятся на одном уровне, кроме тех случаев, когда имеются внутренние источники загрязнений. В то же время концентрация летучих органических веществ внутри помещений значительно превышает их концентрацию в атмосферном воздухе. Так, концентрации ацетальдегида, ацетона, бензола, этанола, толуола, этилацетата, фенола, ряда предельных углеродов в воздушной среде помещений превышала их концентрацию в атмосферном воздухе более чем в 10 раз.
Общий уровень загрязнения воздуха внутри зданий превосходит уровень загрязнения атмосферного воздуха в 1,5-4 раза в зависимости от степени загрязнения последнего, района размещения и интенсивности внутренних источников загрязнения, табл. 2.
Таблица 2
Качество воздуха в помещении
Класс Описание Содержание С02, ррт (нормальное значение) Расход наружного воздуха, м3/(ч*чел) (нормальное значение в помещении для некурящих)
ЮЛ1 Высокое качество <400 >54
ГОА2 Удовлетворительное 400-600 36-54
качество
ЮЛ3 Приемлемое качество 600-1000 22-36
ГОА4 Низкое качество >1000 <22
Негативные факторы воздушной среды в жилых и общественных зданиях вызывают неспецифические, но массовые нарушения здоровья: общее недомогание, снижение работоспособности, повышенную утомляемость, также они обуславливают рост аллергической заболеваемости в быту.
Бытовая пыль является сорбентом и накопителем химических веществ, загрязняющих воздух помещений. Комплекс химических соединений, загрязняющих воздушную среду жилых и общественных зданий, является активным стимулятором аллергенных свойств домашней пыли. В 1 грамме пыли может содержаться до 1 млн микроорганизмов.
В результате проведенных исследований установлено, что качество воздуха внутри помещений здания является следствием влияния ряда факторов, которые включают качество наружного воздуха, конструкцию системы вентиляции/кондиционирования, принцип по которому система работает и обслуживается, а также источники вредных веществ внутри помещений. В общем случае уровень концентрации любого вредного вещества будет определяться соотношением между генерированием загрязнения и скоростью его удаления.
Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что источники генерирования вредных веществ могут быть внешними или внутренними. При этом, к внешним источникам относятся атмосферные загрязнения от промышленных процессов сгорания, автомобильного движения, электростанций и т.п.; загрязнение, имеющееся около заборных труб, через которые воздух поступает в здание, например, от рефрижераторных колонн или выхлопа
вентиляции других здании; а также выделения из загрязненной почвы, такое как радон, продукты утечки из резервуаров с горючим или пестицидами.
Для поддержания нормативной чистоты воздуха внутри помещений в настоящее время применяются различные методы очистки атмосферного воздуха. Наиболее распространенным, из которых, является метод фильтрации.
Фильтрация является эффективным методом для удаления взвесей жидких и твердых веществ. В то же время, но нужно иметь в виду, что фильтрация не удаляет газы и пары. Фильтры могут улавливать частицы, преграждая им перемещение, соударением, перехватом, воздействием рассеяния или электростатическим полем.
В результате проведенных исследований установлено, что экономическая и экологическая эффективность фильтрации зависит от различных способов, определяемых размером улавливаемых (рис. 1).
Таким образом, эффективность фильтра определятся произведением числа частиц, остающихся на фильтре, на объем отфильтрованного воздуха. Это значение является единственной используемой характеристикой фильтра, которая также используется и для более мелких частиц.
Установка систем фильтрации, необходима для здоровья людей, а также для обеспечения хорошей работоспособности сотрудников, сохранения материальных ценностей и нарушений технологии производственных процессов.
ь
-е--в-
ч ч
ч >
ч /
ч У
ч
ч
4 -
0,01 0,02
0,05
Всего
0,1 0,2 0,5
Размер частиц, мкм ~
Диффузия
Инерционный эффект
^^ ■ — Перехват
Рис. 1. Эффективность различных способов фильтрации в зависимости от размеров фильтруемыш частиц
Воздушные фильтры служат для защиты: Человека. Производственных процессов. Продуктов производства. Компонентов систем вентиляции. Окружающей среды.
Выводы
1. Воздушная фильтрация — важнейший фактор обеспечения качества внутреннего воздуха (IAQ). Очистки требует как приточный, так и рециркуляционный воздух.
2. Воздушная фильтрация в производственных и прочих нежилых помещениях позволяет сократить процент брака в выпускаемой продукции.
3. Качественные воздушные фильтры не только поддерживают качество воздуха на должном уровне, но предохраняют от поломок систему вентиляции, а также обеспечивая наиболее энергоэффективный режим её работы.
4. Поскольку применение более качественных фильтров очистки воздуха сопряжено со значительным ростом затрат, то для их использования должно быть основано на проведении эколого-экономической оценки эффективности систем фильтрации для различных типов объектов техногенной инфраструктуры мегаполиса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Владимиров В.В. Урбоэколгия. — М., МНЭПУ. — 1999.
2. Данилов-Даиильяи В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое развитие. — М.: Традиция, 2000.
3. Иванов Г.С. Энергоэффективные окна. vvw\v.proplex.ru/dealcrs/ о1йТЧ7505.Ыт!.
