2.1. Основные загрязнители окружающей среды

Загрязняющие вещества – это вещества, которые оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду либо непосредственно, либо после химических изменений в атмосфере, либо в сочетании с другими веществами и загрязняющими воздействиями.

Атмосферный воздух является основной средой существования биосферы, в том числе человека. В результате развития цивилизации сложившееся на протяжении эволюции Земли постоянное соотношение между основными компонентами воздуха (табл. 2.1) существенно не изменилось.

Основные газы атмосферы (азот, кислород, аргон) по существу прозрачны для длинноволновой и коротковолновой радиации и рассеивают ее. На экологию существенно влияют газовые примеси, которые по происхождению могут быть природными и антропогенными. К их природным источникам относятся ветровая эрозия, вынос солей с поверхности морей и океанов, вулканические и биологические процессы, поступления из космоса.

Одним из основных источников загрязнения окружающей среды являются тепловые электростанции.

Последние данные специалистов по коммунальной гигиене свидетельствуют, что токсическое действие химических веществ в сочетании с шумом и вибрацией возрастает в 2,5–3 раза. В результате химического взаимодействия двух токсичных веществ могут синтезироваться новые вредоносные ингредиенты, более опасные для человека. При взаимодействии канцерогенных углеводородов и оксидов азота синтезируются соединения, действующие на генный фонд человека. На рис. 2.1 приведена структурная схема воздействия загрязняющих вредных веществ на окружающую природную среду.

Таблица 2.1 Содержание постоянных компонентов сухого воздуха на уровне моря

Вещество	Объемная концентрация в чистом сухом воздухе на уровне моря, %	Общее количество газов в атмосфере, ·106 т
Азот                               N2	78,09	3900000
Кислород                     O2	20,95	1200000
Аргон                            Ar	0,932	67000
Моноксид углерода   CO	Следы	0,6
Диоксид углерода     CO2	0,032	2600
Метан                           CH4	2·10-6	4
Ксенон                          Xe	8,2·10-8	2
Оксид диазота              N2O	0,5·10-6	2
Диоксид азота                  NO2	< 2·10-8	0,013
Оксид азота                   NO	Следы	0,005
Диоксид серы                   SO2	< 10-6	0,002
Аммиак                        NH3	Следы	0,020

Показанные на схеме линии воздействия на окружающую среду зависят от его силы и интенсивности. Слабые компоненты этой системы обычно не привлекают к себе внимания специалистов и поэтому ими обычно не занимаются. Специалистыэкологи активно занимаются сильными воздействиями, которые заметно проявляются и отвлекают на себя главное внимание.

В этом скрывается большая опасность. Цепи воздействий, которые не быстро обнаруживаются и ведут к необратимым последствиям, иногда долгое время не заметны. Их можно зафиксировать только при углубленном исследовании, если проводить его систематически в течение длительного времени. Даже неспециалисты относительно легко фиксируют некоторые проявления (α, β) в их раннем состоянии. Чаще всего начинают фиксировать, а потом заниматься прямыми действиями (1). Непрямое вредное действие (2) сложнее фиксировать и регистрировать результаты его компенсации, выявлять необходимость и цель природоохранных мер, получать некоторую отдачу от их реализации.

 

Рис. 2.1. Структурная схема системы вредного влияния на окружающую природную среду загрязняющих веществ и продуктов сгорания топлива

 

Рис. 2.2. Схема взаимодействия ТЭС с окружающей средой: ПГ – парогенератор; Т – турбина; К – конденсатор; ПН, КН, ЦН – соответственно питательные, конденсатные и циркуляционные насосы; РВП – регенеративный подогрев питательной воды; Г – генератор электрического тока; МО – массоохладитель; ТП – трансформаторная подстанция; ЛЭП – линии электропередач

Таблица 2.2 Основные виды газовых и аэрозольных загрязняющих выбросов энергетических объектов

Топливо	Аэрозоли		Газовые выбросы
	зола	сажа	CO2	H2O	NO2	SO2	NO	CO
Природный газ	–	–	+	+	+	–	+	+
Мазут	+	+	+	+	+	+	+	+
Уголь	++	+	+	+	+	+	+	+
В таблице использованы условные обозначения, характеризующие вероятность появления тех или иных выбросов при сжигании различных видов топлива: «++» – очень высокая; «+» – высокая; «–» – отсутствует.

Анализируя в целом содержание рисунка, можно прийти к выводу, что следует вести работу, направленную на удаление прямого вредного воздействия теплоэнергетики на окружающую среду, поскольку в его результатах (α – ε) нет неважных и поэтому задача компенсирования их комплекса является также комплексной и поэтапной.

Схема взаимодействия ТЭС (на базе конденсационных паротурбинных установок) с окружающей средой представлена на рис. 2.2. Как видно, при работе ТЭС имеют место различные отрицательные воздействия на все компоненты биосферы: атмосферу, гидросферу и литосферу.

К загрязняющим газовым и аэрозольным выбросам объектов энергетики относятся выбросы различного характера, нарушающие равновесие природной среды в локальных (местных), региональных и глобальных масштабах, а также условия обитания живых организмов. Наиболее вероятные загрязняющие выбросы при работе энергетического объекта приведены в табл. 2.2.

Рассмотрим основные из них с точки зрения влияния их на окружающую среду.

Газовые и аэрозольные загрязняющие выбросы и их вредные воздействия. При сжигании жидкого и твердого топлива происходят выбросы в виде твердых частиц, которые, попадая в атмосферу, образуют так называемые аэрозоли. Аэрозоли могут быть нетоксичными, сравнительно малотоксичными и токсичными, например частицы углерода, на поверхности которых может адсорбироваться бензопирен (С 20 Н 12) – сильнодействующее концерогенное соединение.

Аэрозоли и твердые частицы могут попасть в атмосферу уже сформировавшимися (пыль, зола, сажа). Значительная же их часть образуется непосредственно в атмосфере в результате химических реакций между газообразными, жидкими и твердыми веществами, включая пары воды. Они образуются в результате естественных природных процессов, хотя немалая их доля имеет антропогенное происхождение. Из 1–3 млрд.т/год частиц различного химического состава размером менее 1 мкм, образующихся над поверхностью Земли, примерно 20% — результат практической деятельности человека (пыль, насыщенные вещества, токсичные металлы: свинец, ртуть, кадмий и др.; пестициды). Углеводороды включают в себя самые различные органические соединения, химическое превращение которых в природных условиях расширяет число углеводородных частиц, опасных для человека, биосферы.

Аэрозоли техногенного происхождения, подобно СО2, способны влиять на климат Земли, но только в противоположном напра

влении. Твердые частицы рассеивают солнечный свет, так что значительная часть его не достигает поверхности Земли. В результате тепловой баланс сдвинется в сторону снижения температуры. Следовательно, техногенно возможно воздействовать на температурный режим Земли: как нагреть (углекислый газ), так и охладить (аэрозоль) Землю.

В материальных балансах процессов горения твердого и жидкого топлива определенную роль играют твердые продукты сгорания – зола. Зольностью топлива называют балласт в расчете на сухую массу топлива. Она зависит от природы топлива и качества его выработки. Различают первичную золу – остатки минеральных примесей, входивших в состав топлива при его обработке, вторичную золу — посторонние минеральные вещества, равномерно распределенные в горючей массе топлива, и породу — минеральные вещества, попавшие в топливо при его добыче. Содержание первичной золы в сухой массе топлива обычно не превышает 1–1,5%, породы — 2–2,5%. Характеристиками золы с точки зрения воздействия на окружающую среду являются дисперсность, смешиваемость, сыпучесть, плотность, абразивность и электропроводность.

Рис. 2.3. Зависимость степени риска для человека от концентрации токсичных газов в атмосфере: 1–4 – фазы влияния; с.р – степень риска; к.с.р – критическая степень риска

Разнообразные выбросы тепловых электростанций можно квалифицировать в зависимости от размеров частиц: пыль – твердые частицы размером 1–150 мкм; туман – твердые или жидкие частицы размером 0,2–1 мкм; дым – частицы размером 0,001–0,1 мкм; аэрозоли – в основном скопление газообразных молекул с размерами от сотых долей до десятков микрометров.

Газовые выбросы также могут быть токсичными (NO 2, SO 2, NO,CO и др.) и нетоксичными (СO 2 и Н 2 O). Все трехатомные газы (Н 2 O, NO 2, SO 2 и особенно СO 2) относятся к «парниковым газам», так как они характеризуются селективной поглощательной способностью в инфракрасной области теплового излучения и способствуют созданию парникового эффекта.

Газовые выбросы, попадая в атмосферу, оказывают сложное физико-химическое (на первой стадии) и биологическое (на последующих стадиях) воздействие на живые организмы (и прежде всего на человека), уровень и характер которого зависят от их концентрации в воздухе (рис. 2.3).

Как видно из рис. 2.3, с увеличением концентрации токсичных газов идет постепенное возрастание степени риска (первые три фазы) с последующим резким его повышением на четвертой – последней – фазе.

Концентрации, при которых происходит трансформация степени риска, зависят от вида токсичного выброса (табл. 2.3). Концентрация токсичного газа в конце четвертой фазы определяет критическую степень риска – опасный для жизни уровень при кратковременном воздействии.

Рассмотрим некоторые из газовых выбросов.

Углекислый газ (СО 2) образуется в результате сжигания ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть, природный газ, искусственного и синтетического топлива и биомассы (древесина). Это основная компонента (из числа трехатомних газов), что ведет к «парниковому эффекту». В результате неполного сгорания топлива выделяется также монооксид углерода СО – токсичный газ, который вредно влияет на сердечно-сосудистую систему человека.

Таблица 2.3 Действие некоторых токсических газообразных веществ на человека

Длительность и характер воздействия	Содержание в воздухе, мг/м3
	СО	SO2	NOх
Несколько часов без заметного действия	115	65	15
Признаки легкого отравления или раздражения слизистых оболочек через 2–3 ч	15–575	130	20
Возможно серьезное отравление через 30 мин	2300–3500	210–400	100
Опасно для жизни при кратковременных воздействиях	5700	1600	150

Диоксид серы (сернистый ангидрид) SО 2 – один из наиболее токсичных газообразных выбросов энергоустановок, составляющий более 90% выбросов сернистых соединений с дымовыми газами котлоагрегатов (остальные – SO 3). Наибольшее количество серы содержат уголь и тяжелые виды нефтепродуктов; легкие нефтепродукты содержат меньшее количество серы и, наконец, бензин и природный газ практически не имеют его в своем составе.

Диоксид серы влияет на окисление, разрушает материалы, вредно влияет на здоровье человека. Продолжительность его пребывания в атмосфере относительно невелико: в сравнительно чистом воздухе – 15–20 суток, в присутствии больших количеств аммиака и других веществ – несколько часов. При наличии кислорода SO 2 переходит в SO 3 и, взаимодействуя с водой, образует серную кислоту.

Конечные продукты указанных реакций распределяются следующим образом: в виде осадков на поверхность литосферы – 43%, на поверхность гидросферы – 13%; поглощается: растениями – 12%, поверхностью гидросферы 13%. Накопление серосодержащих соединений в основном происходит в Мировом океане. Влияние этих продуктов на людей, животных, растения и различные другие вещества разнообразно, зависит от их концентрации и многих факторов окружающей среды.

Оксиды азота (NO x) образуются при сжигании любого из ископаемых видов топлива, содержащих азотные соединения, а также и не содержащих за счет окисления азота воздуха. Азот образует с кислородом ряд соединений (N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4 и N 2 O 5), свойства которых, активность и продолжительность существования разные и слабо зависят от вида и состава топлива. Суммарное количество оксидов азота приводят к NO 2. Их концентрация определяется режимом и организацией процессов горения топлива.

Оксиды азота вредно влияют на здоровье человека, способствуют образованию парникового эффекта и разрушению озонового слоя. Кроме того, оксиды азота вызывают «вымирание лесов», кислотные дожди и так далее.

Метан (СН 4) образуется в результате разложения органических веществ, например в сельском хозяйстве, при угледобыче, в процессе нефтеи газодобычи, газораспределения и сжигания биомассы. Метан также значительно способствует возникновению парникового эффекта.

Соединения CFC. Chlorinated Flour Carbons, или фреоны, относятся к отдельным малым газообразным примесям в атмосфере. Появляются главным образом в результате антропогенного воздействия (при производстве отдельных теплоизоляционных материалов, пенопласта), выделяются из хладагентов холодильников и морозильников. Фреоны (основные разрушители озонового слоя атмосферы) повышают уровень ультрафиолетового облучения Земли из космоса. Их присутствие в атмосфере способствует образованию парникового эффекта.

Озон (О 3). Образуется на больших высотах (порядка 30 км) при взаимодействии кислорода О 2 и ультрафиолетового излучения Солнца, а также на низких высотах в результате фотохимических реакций (в частности, при взаимодействии оксидов азота и гидрокарбонатов). Озон воздействует на парниковый эффект, негативно влияет на здоровье человека, культивирование растений, вызывает «вымирание лесов».

Веселящий газ (N 2 O). Образуется из натуральных материалов при производстве пищевых продуктов и энергии. Оказывает некоторое воздействие на парниковый эффект.

Аммиак (NH 3). Образуется только в сельскохозяйственном производстве. Оказывает интенсифицирующее и нейтрализующее действие на окисление. Воздействует на нарушение баланса примыкающих морей, озер, рек из-за внесения избыточного количества удобрений (эвтрофикации).

Совокупное воздействие газовых и аэрозольных выбросов энергетических объектов может привести к появлению различных вредных экологических последствий, в том числе кризисных ситуаций в биосфере. К последним относятся: ухудшение видимости атмосферы (локальный и региональный характер); образование осадков и кислотных дождей (локальный и региональный характер); парниковый эффект (региональный и глобальный характер).

Ухудшение видимости атмосферы и фотохимический смог. Прозрачность атмосферы, определяемую путем визуальных наблюдений, в метеорологии называют «видимостью». Дальность видимости представляет собой максимальное расстояние в заданном направлении, на котором невооруженным глазом в дневное время еще можно увидеть и различить рельефный темный предмет, находящийся над линией горизонта.

Наличие в атмосфере обычных для промышленных городов аэрозолей, диоксидов углерода и азота в сочетании с повышенной влажностью приводит к уменьшению видимости, снижает на 20–50% количество солнечных дней (по сравнению с сельскохозяйственными районами), уменьшает количество ультрафиолетовых лучей (например в Париже на 25–30%, в Берлине на 17–23% по сравнению с близлежащими сельскохозяйственными районами). Все это приводит к нарушениям движения и авариям автомобильного, морского и воздушного транспорта.

Основными среди многих загрязнителей, влияющих на видимость атмосферы, являются следующие:

• выбросы, содержащие пыль, дым, сажу и другие твердые частицы, обычно обозначаемые как общее количество аэрозоля (ОКА);
• SO 2 и другие газообразные соединения серы, которые с высокой скоростью реагируют в атмосфере, образуя частицы сульфата и серной кислоты, находящиеся в виде аэрозоля;
• NO и NO 2, которые реагируют с образованием нитрата и НNO 3 в виде частиц, входящих в состав аэрозоля; при определенных условиях красно-бурая окраска NO 2 может послужить причиной изменения цвета дымовых выбросов и дымки в городских районах;
• фотохимическое загрязнение воздуха, связанное с образованием в результате фотохимических реакций аэрозолей с частицами субмикрометровых размеров.

Существуют и другие загрязнения, влияющие на видимость.

Диоксид азота (NO 2) при наличии в атмосфере углеводородов в определенных погодных условиях может стать источником еще одной кризисной экологической ситуации под названием смог, который впервые был зафиксирован в виде лос-анджелесских туманов в 1948 – 1959 гг.

Природа этого явления заключается в том, что при ультрафиолетовом облучении диоксида азота в атмосфере протекают химические реакции с образованием оксида азота NO и озона O3. Избыточное содержание в воздухе оксида азота может инициировать процесс разложения озона.

При наличии в атмосфере углеводородов (СхНу) происходит их окисление с образованием альдегидов, нитратов и т.д. Оксид азота превращается в диоксид, появляется озон, а также пероксиацетилнитрат (PAN). При соединении О3, NO2 и PAN образуются фотохимические оксиданты, являющиеся одной из причин фотохимического смога.

Образующиеся соединения оказывают токсичное действие на человека, приводя к нарушению сердечно-сосудистой деятельности, отравлению дыхательных путей и другим заболеваниям организма.

Выпадение осадков и кислотные дожди также связаны с наличием в атмосфере аэрозолей и оксидов SО2, NO2. Климатический цикл выпадения осадков имеет жизненно важное значение для всего человечества. Крупномасштабные воздействия на процесс выпадения осадков могут привести к очень серьезным последствиям. Проявлением подобных воздействий, получившим достаточно широкое распространение, являются кислотные дожди, имеющие низкие значения рН*. Изменение значения рН осадков может вызвать многие проблемы, связанные с биосферой; анализ этих проблем на количественном уровне представляет в настоящее время область интенсивных исследований.

Выбросы энергетических объектов в виде оксидов серы и азота (SO2 или NO2), попадая в атмосферу, образуют соответствующие кислоты, соли.

Соли серной (сульфиды) и азотной (нитраты) кислот, характеризующиеся высокой гигроскопичностью, являются дополнительным источником генерирования ядер конденсации и ядер вымывания, что может быть причиной нарушения природного цикла образования осадков.

Важным является влияние атмосферных загрязнений на химические процессы, протекающие при образовании осадков. Это связано с захватом загрязнителей каплями и частицами осадков. Основной эффект состоит в снижении величины рН осадков вследствие накопления кислых соединений.

* рН – так называемое водородное число, с помощью которого качественно и количественно оценивается кислотность среды. При рН = 7 среда считается нейтральной, при рН > 7 – щелочной и при рН < 7 – кислотной.

Серосодержащие газовые выбросы могут привести к накоплению в осадках как газообразного SO2, так и сульфатов или серной кислоты в виде аэрозоля. В результате кислотность осадков значительно возрастает.

Оксиды азота, в частности NO и NO 2, в атмосфере окисляются в нитраты и НNO 3, в результате накопления которых в осадках также происходит уменьшение рН.

Впервые с проблемой выпадения осадков с низким рН столкнулись в Скандинавии в конце 60-х годов ХХ в. Причиной этого явления, получившего название кислотный дождь, было значительное увеличение выбросов серосодержащих загрязнений в других частях Европы, хотя определенную роль играли и местные выбросы. Во многих районах повышенная кислотность осадков не оказывает существенного влияния на свойства почв и воды, так как значительная буферная способность почвы позволяет компенсировать изменения рН осадков. Однако маломощные ледниковые почвы, характерные, например, для Новой Англии и Скандинавии, не обладают достаточной буферной способностью. В этом случае осадки с низким значением рН могут привести к изменениям в почве, что в свою очередь способно вызвать изменение рН и химического состава воды в водоемах. Химические изменения в почве и воде служат потенциальными источниками возможных изменений в биосфере.

Разрушение озонового слоя. Озон (О3), содержащийся в атмосфере, кроме токсичного воздействия (при повышенных его концентрациях) на живые организмы, в том числе на человека, выполняет и заметную защитную функцию. Накапливаясь в верхних слоях атмосферы, он образует озоновый слой, который предохраняет поверхность Земли от жесткого космического излучения.

Уменьшение толщины озонового слоя и последующее его исчезновение приводят к образованию так называемых «озоновых дыр» в атмосфере, в результате чего резко увеличивается интенсивность поступающего к поверхности Земли жесткого космического излучения.

Природа появления и исчезновения озоновых дыр в атмосфере еще недостаточно изучена. Одним из механизмов разрушения озонового

слоя может быть протекание вследствие высокой химической активности озона (О3) его реакции с моноксидом азота (NO) при образовании диоксида азота (NO2) и кислорода (O2).

Повышение проницаемости озонового слоя, увеличение интенсивности космического излучения могут привести к необратимым отрицательным последствиям в виде мутации и перерождения живых организмов, к канцерогенным заболеваниям людей, подвергающихся повышенной дозе космического облучения, снижению рождаемости населения и ухудшению урожайности сельскохозяйственных культур.

Тепловое воздействие объектов энергетики на окружающую среду проявляется в нарушении теплового равновесия окружающей среды и может быть прямым и косвенным. Прямое тепловое воздействие вызывается тепловыми выбросами в биосферу, его уровень определяется объемами сжигания топливноэнергетических ресурсов.

В конечном виде при сжигании органического топлива практически вся его химическая энергия превращается в тепловую, причем часть этой энергии выбрасывается в концентрированном виде в окружающую среду на самом энергетическом объекте: с дымовыми газами, охлаждающей водой, частично в системе золои шлакоудаления. Остальная часть рассеивается на различных стадиях производства, передачи и потребления электрической или тепловой энергии, вырабатываемых энергообъектом.

Величина антропогенного теплового излучения не превышает 0,04% величины прихода к поверхности Земли солнечной энергии.

Прямые тепловые выбросы энергетических объектов не могут повлиять на тепловой баланс в глобальных масштабах. Однако они способны изменить локальный тепловой баланс в атмосфере и гидросфере, что является причиной изменения микроклимата в местах высокой концентрации энергопроизводства и энергопотребления. Известен феномен большей температуры воздуха в крупных городах по сравнению с сельской местностью на 2–3°С. Он связан с образованием областей с повышенным локальным выбросом тепловой энергии в атмосферу – так называемых «островов теплоты» (рис. 2.4). Такие «острова теплоты» неустойчивы во времени из-за воздействия ветра и других атмосферных факторов.

С середины 70-х годов ХХ в. на Земле сформировалось большое количество регионов с удельным тепловыделением в диапазоне от 10 до 100 Вт/м 2 площадью 104 –105 км2, а также отдельные регионы с удельным тепловыделением до 200 Вт/м 2 площадью до 104 км2. Основной результат теплового воздействия в этих регионах заключается в образовании устойчивого (почти стационарного) пространственного «купола» воздуха с более высокой температурой – на 1–4°С выше равновесной естественной температуры.

Влияние «острова теплоты» на другие атмосферные процессы разнообразно. Существует прямая связь «островов теплоты» с образованием туманов, увеличением атмосферных осадков.

В реальных условиях влияние тепловых выбросов на отдельные водоемы, озера или участки рек может проявляться различным образом в зависимости от биологической, гидрологической и физико-химической обстановки в данном водоеме, от диапазона, скорости и частоты изменения температур и их связи с естественными циклами.

По нормам США «Критерии качества воды» рекомендуется не допускать искусственного повышения температуры воды на естественном уровне более чем на 2,8°С с учетом колебаний температуры в течение суток. Для озер и водохранилищ предельно допустимое повышение температуры должно быть не более чем на 1,6°С, для морских вод летом – на 0,8°С, в остальное время года – на 2,2°С. Нарушение температурного режима водоемов может при

вести к изменению биологического равновесия. Так, при существенном нарушении температуры водоемов, а также их гидрологического режима происходит бурное развитие сине-зеленых водорослей и, как результат этого, цветение воды со значительным снижением в ней содержания кислорода. При этом могут кризисно измениться условия развития растительноядных рыб.

В целях обеспечения качества воды, необходимого для обитателей гидросферы, вблизи источников теплового загрязнения рекомендуется оставлять коридоры, в которых всегда должно поддерживаться необходимое для флоры и фауны состояние воды.

Более существенным фактором теплового загрязнения окружающей среды являются косвенные воздействия, к которым относится действие парниковых газов, повышение концентраций которых в атмосфере способствует возникновению парникового эффекта.

Шумовое воздействие объектов теплоэнергетики на окружающую среду. Под шумом понимается любой нежелательный звук или совокупность звуков с частотами и фазами, распределенными нерегулярно во времени. Под звуком понимают упругие волны, распространяющиеся в упругой среде в виде различных колебаний и вызванные каким-либо источником. Область среды, в которой распространяются звуковые волны, называется звуковым полем.

Звук характеризуется звуковым давлением, скоростью и направлением распространения звуковых волн, интенсивностью переноса звуковой энергии. При нормальных атмосферных условиях (t = 20°С и р c = 1,013 МПа) скорость звука в воздухе составляет 344 м/с.

Рис. 2.4. Образование циркуляции атмосферного воздуха вблизи «острова теплоты»

Шум энергетического оборудования характеризуется не только количественными характеристиками, но и временем воздействия, характером спектра (распределением звуковой энергии по частотному диапазону).

Органы слуха человека воспринимают звуки в диапазоне частот приблизительно 20–20 000 Гц при наибольшей чувствительности в диапазоне 1000–5000 Гц; ниже 20 Гц находятся инфразвуки, а выше 20000 Гц – ультразвуки, которые человек не слышит.

Шум от агрегатов в энергетике может быть низко-, среднеи высокочастотным. Спектр низкочастотного шума имеет максимум в области частот ниже 300 Гц, спектр среднечастотного шума – в области частот 300–800 Гц и спектр высокочастотного шума – в области выше 800 Гц.

Шум от оборудования может иметь различные временные характеристики, т.е. существуют постоянный и непостоянный шумы. При постоянном шуме, например от тягодутьевых машин, уровень звука изменяется во времени не более чем на 5 дБА, а при непостоянном шуме – более чем на 5 дБА.

Наиболее интенсивными источниками шума являются турбины (особенно газовые), редукционно-охладительные установки, углеразмольное оборудование, котлы, компрессоры, различного вида насосы, деаэрационные установки, паропроводы, синхронные компенсаторы, приточно-вытяжная вентиляция.

Наиболее сильным источником шума является сброс пара. Постоянные источники шума, сильно воздействующие на окружающий район, – воздушные и газовые тракты, через которые излучается шум от газовых турбин, тягодутьевых машин или процессов горения. Источниками шума являются газораспределительный пункт и газопроводы после него, корпуса тягодутьевых машин, силовые трансформаторы и градирни. Шум проникает также из различных помещений.

Важно отметить, что увеличение уровня звуковой энергии происходит при отклонении от номинального режима при работе вентиляторов, дымососов, ГТУ.

Шум от мощных источников, проникающий из помещений, может оказывать разное влияние на окружающую среду. Например, питательный насос ТЭС при нагрузке блока 550 МВт создает уровень шума выше на 4 дБ, чем при нагрузке 350 МВт, а уровни шума регулирующего клапана ЦВД паровой турбины на высоких частотах на 4 дБ выше при нагрузке 350 МВт, чем при нагрузке 550 МВт.

Шум, излучаемый от высотного источника, мало снижается естественными и искусственными препятствиями, а шум от энергетических газовоздухопроводов имеет тональные составляющие в спектре и излучается с большой высоты.

Превышения допустимых норм для рабочих зон по уровню звука при работе различного энергетического оборудования по результатам измерений на расстоянии 1 м следующие: аварийные сбросы пара в атмосферу — 36–58 дБА; газовые турбины — 18–32 дБА; паровые турбины — до 20 дБА; тягодутьевые машины — 5–15 дБА; ГРП — 20–25 дБА; РОУ — 28–32 дБА; градирни — до 7 дБА; трансформаторы — до 5 дБА; углеразмольное оборудование — 7–21 дБА; насосы — 9–17 дБА; компрессоры — 6–15 дБА.

Учитывая большие превышения санитарных норм, необходимо осуществлять меры по снижению шума от оборудования. Различают три способа уменьшения шума: снижение шума в самом источнике и на путях его распространения; индивидуальные средства защиты.

Для реальных объектов проводят комплекс мероприятий по уменьшению шума во всех трех направлениях. Выбор мероприятий осуществляется на основе технико-экономического расчета.

Если меры по шумоглушению предусмотрены в проекте, то затраты на них в несколько раз меньше, чем затраты в условиях работающих энергетических предприятий.

В развитых странах фактор шума становится все более определяющим среди лимитирующих экологических факторов. Приняты законодательные акты, ограничивающие уровни шума на производстве, транспорте, в промышленности, строительстве и т.д. Допустимые уровни шума в разных странах отличаются, зависят от политических и экономических соображений, устанавливаются национальными или региональными органами власти.