2014-02-24
6647
В подавляющем большинстве современных технологических процессов в атмосферный воздух выбрасываются различные загрязняющие вещества. При этом источники загрязнения атмосферы (ИЗА) могут быть организованными или неорганизованными. Согласно Федеральному закону “Об охране окружающей среды” устанавливаются экологические нормативы качества атмосферного воздуха - предельно допустимые концентрации загрязняющих воздух веществ.
Главный вклад в загрязнение атмосферы вносят организованные источники выбросов загрязняющих веществ (трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари), поэтому на них мы и обратим главное внимание.
Задача нормирования выбросов ЗВ заключается в том, чтобы установить для каждого источника загрязнения атмосферы такую предельную величину выброса, чтобы в приземном слое атмосферы концентрация любого выбрасываемого им вещества не превысила значения ПДК.
Рассмотрим один организованный источник загрязнения атмосферы - дымовая труба котельной. Известно, что при сжигании органических топлив (природный газ, уголь, дрова, мазут и др.) в составе дымовых газов содержатся различные ЗВ:
|
|
|
1. Природный газ: окись углерода, окислы азота.
2. Уголь: твердые частицы (зола), окись углерода, окись азота, бензапирен, сернистый ангидрид.
3. Мазут: твердые частицы (зола мазута), окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид.
Дымовая труба характеризуется рядом параметров: высотой, диаметром устья, объемным расходом дымовых газов, их температурой. Все эти параметры влияют на рассеивание выбросов в атмосфере.
Кроме того, необходимо знать величину массового выброса каждого ЗВ, г/с.
Дымовая струя, попадая из трубы в атмосферу, сносится по ветру, и одновременно, рассеивается, в горизонтальном и вертикальном направлениях. Процесс рассеивания сильно зависит от характера атмосферной диффузии, а она, в свою очередь, от существующих в данный момент метеоусловий. На процесс рассеивания примесей влияет скорость ветра, его распределение с высотой, вертикальный ход температуры, характер подстилающей поверхности, особенности рельефа местности.
Имеются и региональные особенности процессов атмосферной диффузии, все эти и другие факторы учтены в математической модели рассеивания примесей.
Если изобразить на графике ход приземной концентрации по мере удаления от трубы, то получается характерная кривая, показанная на рис.3.1.
 |
Рис.3.1. Зависимость приземной концентрации примеси от расстояния до ИЗА:
x - расстояние до трубы по оси факела, м;
с - приземная концентрация примеси, мг/м3.
Наряду с рассеиванием по вертикали примесь распространяется и поперек ветра.
|
|
|
Можно графически изобразить поле приземных концентраций с помощью изолиний.
Изолиния- геометрическое место точек на плоскости, в которых значение какого-то параметра постоянно.
Массовый выброс любого ЗВ необходимо ограничить таким образом, чтобы его максимальная приземная концентрация не превысила бы значения ПДК для данного ЗВ:
, (3.1)
где Смi - максимальная приземная концентрация i-го ЗВ;
ПДК i - значение его предельно допустимой концентрации в атмосферном воздухе населенных мест.
Поэтому следует ограничить выброс с тем условием, чтобы неравенство (3.1) выполнялось всюду за пределами санитарно-защитной зоны предприятия.
Среди загрязняющих веществ есть такие, которые при одновременном попадании в организм человека усиливают действие друг друга, т.е. обладают “эффектом вредного воздействия”, например:
1) сернистый ангидрид и двуокись азота;
2) аммиак, сероводород и формальдегид;
3) сернистый ангидрид, двуокись азота, окись углерода и фенол.
При одновременном присутствии в атмосфере таких веществ, неравенство (3.1) видоизменяется:
, (3.2)
где Сi - приземная концентрация i-го ЗВ в данной точке местности;
i =1,2....n - число ЗВ, образующих группу суммации;
ПДК i - соответствующая ПДК i-го ЗВ.
Поскольку любое современное производство находится в населенном пункте или где-то рядом, то кроме данного предприятия атмосферу загрязняют выбросы автотранспорта, прочих предприятий. Следовательно, поле загрязнения, создаваемое нормируемым ИЗА, накладывается на уже существующее поле фонового загрязнения.
(3.3)
В курортных зонах и зонах отдыха городов в первой части неравенства (3.3) единица меняется на 0,8.
(3.4)
Последовательность разработки нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) следующая:
1. Проведение инвентаризации выбросов, нанесение на генплан предприятия всех стационарных ИЗА (организованные и неорганизованные), для каждого из них следует получить сведения о его параметрах.
2.Осуществление расчетов полей приземных концентраций, создаваемых ИЗА данного предприятия с учетом фонового загрязнения.
3. Проведение анализов значений Сi на границе СЗЗ по всем ЗВ. Если неравенство 3.3 для i-го ЗВ выполняется, фактический массовый и валовый выброс этого ЗВ может быть принят в качестве ПДВ. В противном случае необходим поиск путей сокращения выбросов. Специальные компьютерные программы “Эколог” и др. позволяют выявить те ИЗА, которые вносят наибольший вклад в суммарное поле загрязнения приземного слоя атмосферы данным веществом. Именно их выбросы и следует подавлять в первую очередь.
4. Разработка программы мероприятий по сокращению выбросов. При этом учитывается передовой отечественный опыт и существующие технические решения. Планируемые мероприятия должны быть реальными и экономически обоснованными. Достижение уровня ПДВ может быть поэтапным, по мере реализации запланированных мероприятий. На каждом этапе для этих ИЗА по согласованию с Ростехнадзором устанавливается лимит на выброс загрязняющих веществ в атмосферу - ВСВ (временно согласованный выброс) на уровне фактического выброса до завершения мероприятий.
Рассмотрим нормирование выбросов (ЗВ) передвижных ИЗА. В отработавших газах двигателей внутреннего сгорания содержатся различные ЗВ:
1. Карбюраторные двигатели:
а) окись углерода;
б) углеводороды;
в) окислы азота;
г) сернистый ангидрид.
Если автомобиль работает на этилированном бензине, в атмосферу поступают еще и соединения свинца.
2. Дизельные двигатели:
а) окись углерода;
б) углеводороды;
в) окислы азота;
г) сернистый ангидрид;
д) сажа.
На каждом промышленном предприятии, в зависимости от его масштабов и специфики производства, имеются десятки, и даже сотни источников загрязнения атмосферы. В городе и населенных пунктах автомобильные дороги с интенсивным движением транспорта также являются серьезными источниками загрязнения. В пределах промышленного центра имеются десятки тысяч источников загрязнения, которые взаимодействуют между собой, существенно ухудшая состояние воздушной среды на обширной территории. Расчеты рассеивания загрязняющих веществ выполняются в соответствии с СН 369-74 и с учетом требований СН 245-71. При проектировании предприятий и отдельных цехов руководствуются “Рекомендациями по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно допустимых выбросов в атмосферу”, разработанными организациями Гидромета СССР (1987).
|
|
|
Исходными материалами для разработки проекта нормативов ПДВ служат указанные выше характеристики и параметры источников выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, характеристики и параметры газоочистных и пылеулавливающих установок, карта-схема предприятия, сведения о неорганизованных, залповых и аварийных выбросах, данные о численности населения, проживающего на территории, примыкающей к предприятию, данные о перспективах развития предприятия, сведения о составе службы охраны окружающей среды на предприятии, ее задачах, оснащенности средствами контроля. При паспортизации источников загрязнения предприятия указываются координаты, и они все выносятся на карту-схему промышленного предприятия (рис.3.2).
Собирается и систематизируется информация о метеорологических характеристиках и коэффициентах, определяющих условия рассеивания загрязнений в атмосфере, о фоновых концентрациях загрязняющих веществ и других параметрах, необходимых для выполнения расчетов по унифицированным программам типа «Эколог», «Призма». Расчеты по отдельным предприятиям будут отражать действительность, если фоновые условия берутся с экологических карт атмосферы промузла или всего города. Без экологических карт города проекты ПДВ не отражают действительного состояния атмосферного воздуха.
|
|
|
На ситуационной карте-схеме района размещения предприятия указываются границы санитарно-защитной зоны, селитебная территория, рекреационные зоны - территории санаториев, домов отдыха, лесных насаждений, заказников, заповедников, музеев, памятников истории, архитектуры, природы и пр. Здесь же отмечаются посты наблюдения за загрязнением атмосферы предприятием, стационарные посты Госкомгидромета (рис.3.3).
При характеристике предприятия как источника загрязнения атмосферы кратко описываются технология производства и технологическое оборудование, выпускаемая продукция, исходное сырье, расход тепла и топлива с точки зрения загрязнения атмосферы. Учитываются все вещества, выбрасываемые в атмосферу, а также результаты их физико-химических превращений. По возможности характеризуются существующие установки по очистке газопылевых выбросов, дается анализ их технического состояния и эффективности работы. Оценивается степень соответствия применяемой технологии, технологического и пылегазоочистного оборудования передовым отечественным и зарубежным технологиям и образцам.
Освещаются перспективы строительства и реконструкции предприятий на каждый год текущей пятилетки и на последующие 5, 10 и 15 лет. При этом учитываются данные о производительности предприятия, сведения о вводе и ликвидации производства, об источниках выбросов, о вводе новых технологических линий и агрегатов, общие данные о мероприятиях по охране атмосферного воздуха и т.д. [8, 25, 26].
У,м
 |
Золоотвал
Прудоотстойник
цех №3
1400
цех №2
1000 цех №1
Ó
600 Х,м
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Рис.3.2. Карта-схема предприятия:
1-14 - номера источников выбросов;
[1] - неконтролируемые источники; [2] - контролируемые источники;
[3] - источники, задействованные в периоды НМУ;
[4] (- - - -) - санитарно- защитная зона;
[5] (Ó) - точки контроля качества атмосферного воздуха;
[6] [ ] - граница территории предприятия.
