2018-01-08
1478
ПДКа.в. - это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и на окружающую среду в целом вредного влияния, включая отдаленные последствия.
ПДКр.з. - это концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41ч в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Под рабочей зоной понимается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих.
Раздельное нормирование содержания примесей предусматривает также разделение ПДК на максимальные разовые (ПДКм.р.) и среднесуточные (ПДКсс.). Причем все концентрации примесей в воздухе рабочей зоны сравниваются только с максимальными разовыми, определяемыми в течение 30 мин., а в воздухе населенного пункта и со среднесуточными, определяемыми в течение 24 ч. Необходимость раздельного нормирования примесей в воздушной среде определяется условиями восприятия вредных веществ людьми: на предприятиях в течение рабочего дня загрязненным воздухом дышат здоровые, прошедшие медицинское освидетельствование люди, а в населенных пунктах круглосуточно дышат как взрослые, так и дети, пожилые и больные люди. Поэтому ПДКр.з. > ПДКм.р., т.е. фактически ПДКр.з. >ПДКа.в. Например, для диоксида серы ПДКр.з. =10мг/м3, а ПДКм.р. =0,5 мг/м3
Нормы, действующие в нашей стране, учитывают возможность воздействия на организм не одного какого-либо вещества, а нескольких одновременно, поскольку различные вещества могут оказывать сходное неблагоприятное воздействие на организм. В этом случае говорят об эффекте суммации вредного действия. Предусмотрен учет эффекта суммации вредного действия, например, учет эффекта суммации фенола и ацетона: валериановой, капроновой и масляной кислот; озона, диоксида азота и формальдегида.
Если в воздухе присутствует несколько веществ, обладающих эффектом суммации, то качество воздуха будет соответствовать установленным нормативам при условии, что
где С1, С2,..., Сn- вредные вещества, обладающие эффектом суммации. Это означает, что в воздухе населенного пункта сумма отношений концентрации к ПДК веществ, обладающих эффектом суммации, не должна превышать единицы.
Регламентация выбросов в атмосферу, осуществляется на основе установления так называемых предельно допустимых выбросов /ПДВ/. Согласно ГОСТ 17.2.1.04-77 ПДВ вредного вещества в атмосферу - это научно-технический норматив, предусматривающий, что концентрация загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупность не превышает нормативную концентрацию этих веществ, ухудшающих качество воздуха. Размерность ПДВ - грамм в секунду, ПДВ следует сравнивать с мощностью выброса, под которой в том же ГОСТ понимают количество вещества в единицу времени: М = Сg г/с.
Согласно ГОСТ ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности других с учетом рассеивания не создадут приземной концентрации вредных веществ, превышающей ПДК.
Уровень загрязнения той или иной среды каким-либо вредным веществом определяется отношением фактической концентрации вредного вещества в среде к ее предельно допустимому значению. Следовательно, задача снижения уровня загрязнения сводится к уменьшению фактической концентрации данного вещества путем воздействия на механизм его образования.
Под загрязнением атмосферы понимают процесс привнесения в ее состав веществ, не характерных для неё, или природных элементов в количестве, не характерном для природного состава воздуха.
 |
Рис. 2 Виды источников загрязнения атмосферы
Загрязнение воздуха усиливается при определенных погодных условиях, особенно при температурной инверсии, которые способствуют накоплению газовых выбросов в приземном слое воздуха, вызывая образование смога.
Способ расчета основан на законах турбулентной диффузии, учитывающих состояние атмосферы, расположение предприятия, характер местности, физические свойства выбросов, параметры источника выброса и т. д. (рис. 4).
Рис. 3. Виды дымовых выбросов: а - факельный выброс, б –шлейф
Рис.4. Распределение приземной концентрации загрязняющего вещества в атмосфере на оси факела выброса точечного источника
Так, при выбросе выхлопных газов через выхлопную трубу в атмосферу одиночным источником максимальная фактическая концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха в опасной зоне рассеивания, создаваемая этим источником, в соответствии с законами распространения потоков в слоях атмосферы может быть определена по общепринятой модифицированной формуле Андреева:
где
Cм - фактическая максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха, создаваемая одиночным источником, г/м3;
А - коэффициент температурной стратификации атмосферы (распределение температуры воздуха по вертикали, который зависит от географического положения источника);
М - интенсивность выброса вредного вещества в атмосферу дымным источником, г/с;
F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредного вещества в атмосферном воздухе;
т и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;
H - геометрическая высота источника выброса от уровня земли, м;
V - интенсивность выброса газовоздушной смеси, м3/с;
ΔT - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, С°;
ζ - безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности, в случае ровной местности =1.
Из анализа приведенной формулы следует, что фактическая концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха, создаваемая одиночным источником выброса, может быть снижена двумя способами:
1) уменьшением интенсивности выброса вредного вещества;
2) улучшением условий рассеивания (увеличение высоты трубы, разности температур) вредного вещества в верхних слоях атмосферы.
Первый способ может быть реализован уменьшением интенсивности образования и выделения вредного вещества за счет совершенствования технологии и оборудования производственных процессов и организации специальной очистки газовоздушной смеси перед выбросом ее в атмосферу.
Второй способ снижения уровня загрязнения атмосферы можно осуществить за счет увеличения геометрической высоты дымовой трубы, подогрева выбросной воздушной смеси, уменьшением ее плотности и установки дополнительного вентилятора перед дымовой трубой, обеспечивающего повышение скорости газовоздушного потока в стволе трубы.
Наиболее простым и широко применяемым способом снижения уровня загрязнения приземного воздуха до настоящего времени является рассеивание выбросных смесей в верхних слоях атмосферы с помощью высоких дымовых труб. Однако этот способ имеет ограниченные возможности и весьма низкую экологическую эффективность. Во-первых, потому, что для обеспечения достаточно высокой степени рассеивания вредностей для целого ряда промышленных источников выбросов потребовалось бы соорудить трубы высотой более 1 и даже 2 км, что чрезвычайно дорого и технически трудно осуществимо. Во-вторых, эффективность рассеивания в значительной степени зависит от метеорологических условий, и в отдельные периоды при неблагоприятном ветре факел выброса нисходящим потоком может прижиматься к земной поверхности, создавая концентрации вредных веществ в приземном слое воздуха, близкие к концентрациям их в выбросных газовоздушных смесях, т.е. значительно превышающие ПДК. При отсутствии ветра вредные вещества не могут рассеиваться, что способствует образованию смога. И наконец, что самое главное, этот путь практически не решает проблемы охраны атмосферы и в конечном счете окружающей среды от загрязнения, поскольку снижение уровня ПДК достигается за счет загрязнения больших по площади территорий. Кроме того, многие вредные вещества способны накапливаться в воздухе. В связи с этим такой путь не может быть рекомендован для широкого использования и должен рассматриваться лишь как сугубо временная мера по предотвращению опасного загрязнения воздушной среды в ограниченном районе или в качестве одного из компонентов комплексного решения по снижению уровня загрязнения приземного воздуха.
Самый надежный и действенный метод охраны окружающей среды - сокращение интенсивности выброса вредных веществ в атмосферу за счет усовершенствования технологии и оборудования производственных процессов и организации специальной очистки выбросных газов. Поскольку организация надежной очистки связана с большими капиталовложениями и эксплуатационными затратами (стоимость очистки в ряде случаев достигает 25-30, а иногда даже 40% стоимости получаемой продукции), часто возникает необходимость в реализации комплекса мероприятий, включающего все возможные пути и способы снижения уровня загрязнения воздушной среды. Выбор оптимального комплекса технических решений при этом должен основываться на результатах технико-экономического сравнения конкурентоспособных вариантов с учетом ожидаемых возможных экологических последствий оценки ущерба, наносимого выбросами.
ПДВ — это масса выбросов вредных веществ в единицу времени от данного источника или совокупности источников загрязнения атмосферы производственного объекта (промплощадки, предприятия, населенного пункта, города и т. д.) с учетом перспективы развития всех предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, создающая приземные концентрации, не превышающие их предельно допустимые концентрации (ПДК) для населения, растительного и животного мира, если нет других, более жестких экологических требований или ограничений (с осреднением в любой 20-минутный период времени).
Нормативы ПДВ являются основой для проведения экологической экспертизы и планирования мероприятий по снижению загрязнения атмосферы. Наиболее полный перечень веществ, загрязняющих атмосферный воздух, с рекомендуемыми для них кодами приведен в подготовленном НИИ «Атмосфера» Госкомэкологии России издании. Российский реестр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава России в 1998 г. выпустил гигиенические нормативы, содержащие перечни ПДК (ГН 2.1.6.695-98) и ОБУВ (ГН 2.1.6.696-98), заменившие существовавшие ранее списки Минздрава СССР.
Первым этапом любого нормирования загрязнения атмосферы является инвентаризация источников выделения и выбросов 3В, которая на практике выполняется:
— методом инструментального измерения;
— расчетным методом.
Расчетный метод основывается:
— на материальном балансе технологического процесса;
— на использовании удельных показателей выделений 3В за единицу времени либо отнесенных к единице оборудования, массе продукции, сырья или расходных материалов.
В действующей природоохранной нормативно-технической документации в области защиты атмосферы от загрязнения приняты следующие понятия.
Источник выделения 3В — объект, в котором происходит образование 3В (установка, аппарат, устройство, емкость для хранения, двигатель, свалка отходов и т. п.).
Источник загрязнения атмосферы (источник выброса) — объект, от которого загрязняющее вещество поступает в атмосферу (труба, вентиляционная шахта, аэрационный фонарь, открытая стоянка транспорта и т. п.). Возможны следующие сочетания источников загрязнения атмосферы (выброса) и источников выделения 3В.
— Один источник выделения — один источник загрязнения (выброса). Например, котельная имеет одну топочную камеру и одну дымовую трубу.
— Один источник выделения — несколько источников загрязнения (выброса). Например, в помещении производится полная окраска автобуса, а для вентиляции используются три крышных вентилятора.
— Несколько источников выделения — один источник загрязнения (выброса). Например, гараж имеет один вентилятор, удаляющий из всех помещений через единую вытяжную систему выхлопные газы пятидесяти автомобилей.
— Несколько источников выделения — ряд источников загрязнения (выброса). Например, в общем помещении цеха работают 3 заточных и 17 металлорежущих станков, 2 поста электросварки и одна газорезка, а для вентиляции используется одна обще обменная приточно-вытяжная вентиляционная система и 4 местных вытяжных системы.
Все источники загрязнения атмосферы (источники выброса) подразделяются в соответствии с классификацией, приведенной на рис. 2. при этом используются термины, имеющие следующие определения.
Стационарный источник,— источник, имеющий постоянное место в пространстве относительно заводской системы координат (труба котельной, открытые фрамуги цеха и т. п.).
Передвижной источник— источник, не занимающий постоянное место на территории предприятия (транспортные средства, передвижные компрессоры и дизель-генераторы электросварки и т. п.).
Организованный источник— источник, осуществляющий выброс через специально сооруженные устройства (трубы, газоходы, вентиляционные шахты).
Неорганизованный источник— источник загрязнения, осуществляющегося в виде ненаправленных потоков газа, как результат, например, нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неэффективной работы систем по отсосу газов (пыли) в местах загрузки (выгрузки) или хранения продукта (топлива), а также пылящие отвалы, открытые емкости, стоянки, площадки малярных работ и т. п.
Точечный источник — источник в виде трубы или вентиляционной шахты с размерами сечения, близкими друг к другу (трубы круглого, квадратного, прямоугольного сечения и т. п.).
Линейный источник — источник в виде канала (щели) для прохода загрязненного газа (воздуха) с поперечным сечением, имеющим значительную протяженность (длину): в несколько раз большую, чем ширина (высота), например, ряд открытых, близко расположенных в одну линию оконных фрамуг, либо аэрационные фонари и т. п.
Плоскостной источник— источник, имеющий значительные геометрические размеры площадки, по которой относительно равномерно происходит выделение загрязнений, и, в том числе, как результат рассредоточения на площадке большого числа источников (бассейн, открытая стоянка автотранспорта и т. п.).
Отнесение источника загрязнения (выброса) к точечному, линейному или плоскостному типу производится с целью определения математического аппарата, который используется впоследствии при расчете рассеивания загрязнения в атмосфере в соответствии с ОНД-86.
