Базуев А.М. Метрология стандартизация. Министерство сельского хозяйства российской федерации федеральное государственное образовательное
 Скачать 0.68 Mb.
|
|
Работа №3. Метрологическое обеспечение контроля за состоянием охраны окружающей среды Цель: изучение методов контроля за состоянием охраны ок- ружающей среды. Задание: сделать заключение по результатам анализа загряз- нения атмосферы. Общие положения Одним из важнейших мероприятий, обеспечивающих эффек- тивный контроль за состоянием окружающей среды, является инвен- таризация всех выбросов и сбросов, загрязняющих атмосферу и воду. Они проводятся на объектах, дающих загрязнение окружающей сре- ды, на основании измерений и расчётов, причём определяются виды вредных веществ, их количество и режим выделения. При контроле состояния воздушной среды проводят анализ внутреннего и наружного воздуха (атмосферы). В последнем случае различают первичные примеси в атмосфере, сохранившие за рассмат- риваемый интервал времени свои химические и физические свойства, и вторичные примеси в атмосфере, образовавшиеся в результате пре- вращения первичных примесей, а так же фоновые концентрации, оп- ределённые как среднее значение концентраций, измеренных по пол- ной программе не менее чем на 200 сут./год. Качество атмосферы (совокупность свойств атмосферы), опре- деляющая степень воздействия химических, физических и биологи- ческих факторов на людей, растительный и животный мир, а так же на материалы, конструкции и окружающую среду в целом определя- ется показателями загрязнения. Последние могут быть единичными - от воздействия одного загрязняющего вещества и комплексными - от воздействия нескольких загрязняющих веществ. При этом определя- ется среднесуточная проба воздуха и максимальная из среднесуточ- ных концентраций, а так же разовая концентрация и максимальная из разовых концентраций. Определяют концентрации в рабочей зоне, приземные концен- трации примесей в атмосфере и у мест воздухозабора приточными вентиляционными системами. Ведут подфакельные постоянные на- блюдения за загрязнением атмосферы, измеряя приземные концен- трации примесей под местом распространения выброса. 26 Для определения вредного воздействия выбросов на атмосферу важно сочетать отбор проб с действием выброса вредных веществ и направлением ветра от места выброса к месту забора пробы, так как при отсутствии этого сочетания результат анализа не будет характе- ризовать действительное загрязнение воздуха. Достичь такого сочетания очень трудно, поэтому в дополнение к разовым анализам проводят автоматический непрерывный анализ со- держания вредных веществ в воздухе и выбросах с непрерывной за- писью полученных результатов. Это даёт действительный и эффек- тивный контроль загрязнения воздушной среды, причём по записи на выбросе можно установить, когда и в какой степени был превзойдён определённый проектом охраны окружающей среды предельно до- пустимый или временно согласованный (до окончания строительства очистных сооружений) выброс, а, следовательно, определить его причины и принять предупреждающие меры. Загрязнение воздуха веществами, содержащимися в промыш- ленных выбросах, должно постоянно контролироваться. Для этого необходимы сравнительные критерии содержания примесей, под ко- торыми государственный стандарт понимает вещества, не содержа- щиеся в постоянном составе атмосферы. В качестве установленных нормативов (критериев) качества воздуха применяются ориентиро- вочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) и ориентировочные допустимые концентрации (ОДК). Вместо ОБУВ и ОДК, как правило, используется значение временно допустимых концентраций (ВДК). Но основным показателем, используемым для контроля качества воз- духа в нашей стране, являются предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК). Реальная ситуация связанная с временной невозможностью пол- ностью прекратить выброс вредных соединений в воздушную среду, выражается в том, что существует раздельное нормирование содер- жания примесей в воздухе, т.е. используется два типа ПДК: в воздухе рабочей зоны (ПДК р.з. ) и в атмосферном воздухе населённого пункта (ПДК а.в. ). ПДК а.в. - это максимальная концентрация примеси в атмо- сфере, отнесённая к определённому времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдалённые послед- ствия, и на окружающую среду в целом. ПДК р.з. - это концентрация, которая при ежедневной (кроме вы- ходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжи- 27 тельности, но не более 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работ или в отдалённые сроки жизни настоящего поколения или последующих поколений. Под рабочей зоной понимается про- странство высотой до 2 метров над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих. Раздельное нормирование содержания примесей предусматрива- ет так же разделение ПДК на максимальные разовые (ПДК м.р. ) и сред- несуточные (ПДК с.с. ). Причём все концентрации примесей в воздухе рабочей зоны сравниваются только с максимальными разовыми, оп- ределяемыми в течение 30 мин., а в воздухе населённого пункта и со среднесуточными, определяемыми в течение 24 часов. В специальной литературе и нормативных документах ПДК р.з. обычно сопоставляются с ПДК м.р. , что не вполне корректно, посколь- ку ПДК р.з. фактически так же является максимальными разовыми, но установленными для рабочих зон. Поэтому, пользуясь литературой, следует иметь в виду, что под обычно употребляемым символом ПДК подразумевается именно максимальная разовая ПДК в рабочей зоне, а под ПДК м.р. - аналогичная концентрация в атмосферном воздухе зоны жилой застройки. Необходимость раздельного нормирования примесей в воздуш- ной среде определяется условиями восприятия вредных веществ людьми: на предприятиях в течение рабочего дня загрязнённым воз- духом дышат здоровые, прошедшие медицинское освидетельствова- ние люди, а в населённых пунктах круглосуточно дышат как взрос- лые, так и дети, пожилые и больные люди. Поэтому ПДК р.з. > ПДК м.р. , т.е. фактически ПДК р.з. > ПДК а.в. . Например, для диоксида серы ПДК р.з. = 10 мг/м 3 , а ПДК м.р. = 0,5 мг/м 3 Существуют два основных метода определения ПДК: экспери- ментальный и расчётный. Первый используется для установления собственно ПДК, второй - преимущественно для ВДК. Нормирование примесей экспериментальным способом в воздухе рабочей зоны обычно проводят в три этапа: обоснование ВДК или ОБУВ, обоснова- ние значения ПДК р.з. путём анализа условий труда и состояния здоро- вья людей. Основной этап исследования – установление минимальной пороговой концентрации в так называемом хроническом эксперимен- те в течение четырёх месяцев. 28 Пороговые концентрации определяют с помощью специальных медицинских тестов. Устанавливают так же летальную (смертельную) концентрацию или дозу (ЛК 50 и ЛД 50 ), при которых наблюдается ги- бель половины подопытных животных, а так же ряд других токсико- метрических характеристик, включая коэффициент возможного инга- ляционного отравления (КВИО). Эти данные необходимы для опреде- ления класса опасности вещества, используемого при обосновании системы профилактических защитных мероприятий (табл. 5). ПДК а.в. устанавливают как с учётом порогов рефлекторного или раздра- жающего действия (ПДК м.р. ), так и резорбитного (токсического) дей- ствия (ПДК с.с. ). Таблица 5 – Пороговые концентрации веществ для определения клас- са опасности Показатели Класс опасности I II III IV Чрезвычайно опасные Высоко опасные Умеренно опасные Малоопасные ПДК р.з. , мг/м 3 <0,1 0,1–1 1–10 >10 ЛД 50 (введение внутрь), мг/кг <15 15–150 150–5000 >5000 ЛД 50 (вдыхание), мг/кг <100 100–500 500–2500 >2500 ЛК 50 , мг/кг <0,5 0,5–5 5–50 >50 КВИО >300 300–30 30–3 <3 На втором этапе обычно выбирают три исследуемые концентра- ции того или иного соединения: одну на уровне порога запаха для са- мых чувствительных людей, вторую и третью - в 2-3 раза выше и ниже пороговой. Существуют так же методы экспрессного определения ПДК путём построения на основе месячного эксперимента логарифмической зависимости типа «концентрация - время». За постоянную величину принимают эффект воздействия. Нормы, учитывают возможность воздействия на организм не од- ного какого-либо вещества, а нескольких одновременно, поскольку раз- личные вещества могут оказывать сходное неблагоприятное воздействие на организм. В этом случае говорят об эффекте суммации вредного дей- ствия. Предусмотрен, например, учёт эффекта фенола и ацетона; вале- риановой, капроновой и масляной кислот; озона, диоксида азота и фор- мальдегида и др. (табл. 6). 29 В настоящее время в подавляющем большинстве случаев невоз- можно ограничить содержание примесей до ПДК на выходе из источ- ника выброса, и нормирование допустимых уровней загрязнения учи- тывает эффект перемешивания и рассеивания примесей и атмосфере. Управлять процессами рассеивания человек не может, поскольку они всецело зависят от метеорологических и климатических условий. Тем неменее, допустимые уровни загрязнения в жилых районах должны соблюдаться независимо от расстояния между этими районами и ис- точниками выбросов вредных веществ в атмосферу. Следовательно, производство должно регламентировать и контролировать количество выбрасываемых веществ таким образом, что бы с учётом рассеивания, опережающего накопление примесей, нормативы качества воздуха со- блюдались. Данные о ПДК для различных вредных веществ загрязняющих воздушную среду, нормированы в СН № 245-71 «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий», а так же ГОСТ 12.1.005 - 88 «ССБТ воздух рабочей зоны». Общие санитарногигие- нические нормы» (табл. 7). 30 Таблица 6 – Перечень веществ обладающих эффектом суммации № ва риа нта Вещество Ац ет он Фенол А цет аль деги д В алери ан овая ки сл от а Ка пр он ов ая ки сл от а Масляная кислота Оз он Диоксид азота Формал ьде гид Се рнис тый газ Се роводород Д инил Фурфурол Метанол Этанол Соляная кислота А зот ная ки слот а Се рна я кис ло та Этил ен Пр оп ил ен Бутилен Се рный а нгидрид С ернисты й ангидрид Амм иа к 1 Ацетон + 2 Фенол + + 3 Валериановая кислота + + 4 Капроновая кислота + + 5 Диоксид азота + + + + + + 6 Формальдегид + + 7 Сероводород + + 8 Динил + + + 9 Фурфурол + + 10 Метанол + + 11 Бензол + + 12 Винилацитат + 13 Этилен + + + 14 Пропилен + + + 15 Бутилен + + + 16 Серный ангидрид + + + 17 Аммиак + + + Таблица 7 – Предельно допустимая концентрация вредных веществ Вещество В атмосферном воздухе населен- ных мест, мг/м 3 В рабочей зоне производственных помещений, мг/м 3 Класс опасности Фактическое нахождение, мг/м 3 макси- мально разовая средне- суточная Анилин 0,05 0,05 0,1 2,0 0,040 Ацетон 0,35 0,35 200 4,0 0,345 Аммиак 0,20 0,20 20 4,0 0,150 Бутилен 0,05 0,05 0,1 - 0,048 Бензол 1,50 0,80 5,0 3,0 0,750 Валериановая кислота 0,10 0,01 - 3,0 0,008 Динил 0,03 1,00 5,0 4,0 1,000 Диоксид азота 0,085 0,085 5,0 2,0 0,0845 Капроновая кислота 0,01 0,06 10,0 3,0 0,004 Масляная кислота 0,20 1,20 - - 2,300 Метанол 1,00 0,005 5,0 - 0,006 Пропилен 3,00 0,008 - - 0,008 Сернистый ангидрид 0,50 0,10 10,0 3,0 0,090 Серная кислота 0,30 0,0007 - - 0,080 Сероводород 0,008 0,05 10 2,0 0,048 Фенол 0,01 1,00 5,0 3,0 0,009 Формальдегид 0,035 0,01 0,5 - 0,007 Фурфурол 0,05 0,012 1,0 2,0 0,045 Этанол 0,05 0,02 - 2,0 0,015 Этилен 3,00 3,00 - - 2,680 Анализ загрязнения атмосферного воздуха проводится в сле- дующей последовательности: Для одного вещества: 1. Определяется фактическое нахождение вещества (С). 2. Сравнивается С с ПДК. 3. При 1 ≤ ПДК С , делается ввод о допустимом наличии вещест- ва в воздухе. 32 Для двух веществ: 1. Определяется фактическое нахождение веществ в воздухе С 1 и С 2 2. Сравнивается С 1 с ПДК 1 и С 2 с ПДК 2 3. Делается вывод о загрязнённости атмосферы. 4. Определяется сумма С 1 и С 2 5. Если суммарная концентрация выше, чем любая из ПДК, ус- тановленных для каждого вещества в отдельности, делается вывод о том, что загрязнение воздуха превышает допустимое. В воздухе присутствует несколько веществ: Качество воздуха будет соответствовать установленным норма- тивам при условии, что 1 2 2 1 1 ≤ + + + ПДК С ПДК С ПДК С n n K , (31) где С 1 , С 2 , С n – вредные вещества, обладающие эффектом суммации. Это означает, что в воздухе населённого пункта сумма отноше- ний концентраций к ПДК веществ, обладающих эффектом суммации, не должна превышать единицы. Пример выполнения задания Исходные данные: в воздухе находятся вещества ацетон и фе- нол. 1. По таблице 6 устанавливаем, что вещества фенол и ацетон об- ладают эффектом суммации. 2. По таблице 7 определяем класс опасности, фактическое нахо- ждение веществ в атмосфере и их ПДК. 3. Выполняем расчёт по формуле (31). С учётом правила, согласно которому 1 ≤ ПДК С , где С - фактиче- ская, а ПДК - предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе, определяем в воздухе одновременно присутствуют пары фенола и ацетона в концентрации С ацетон = 0,345 мг/м 3 ; С фенол = 0,009 мг/м 3 , соответствующие ПДК 0,35 и 0,01 мг/м 3 , т.е. оба вещества при- сутствуют в концентрациях меньших, чем установлены для них ПДК. В каждом отдельном случае отношение концентрации к ПДК меньше 33 1, но эти вещества обладают эффектом суммации. Значит их суммар- ная концентрация (0,354 мг/м 3 ) выше, чем любая из ПДК, установ- ленная для каждого вещества в отдельности. Следовательно, загряз- нение воздуха превышает допустимое. Варианты к заданию 1. Валериановая + Капроновая + Масляная кислота 2. Капроновая + Валериановая + Масляная кислота 3. Диоксид азота + Формальдегид + Сернистый ангидрид 4. Формальдегид + Диоксид азота + Сернистый ангидрид 5. Сероводород + Динил + Метанол 6. Фурфурол + Метанол + Этанол 7. Метанол + Фурфурол + Этанол 8. Этилен + Серная кислота + Пропилен 9. Этилен + Серная кислота + Бутилен 10. Пропилен + Серная кислота + Бутилен 11. Бутилен + Серная кислота + Пропилен 12. Серный ангидрид + Диоксид азота + Аммиак 13. Аммиак + Диоксид азота + Сернистый ангидрид 14. Диоксид азота + Сернистый ангидрид + Аммиак 34 IV. Стандартизация Стандартизацию следует рассматривать как практическую дея- тельность, как систему управления и как науку. Стандартизация как практическая деятельность заключается в установлении нормативных документов по стандартизации и приме- нению правил, норм и требований, обеспечивающих оптимальное решение повторяющихся задач в сферах общественного производства и социальной жизни. Эта деятельность направлена на: - комплексное нормативно-техническое обеспечение всестороннего совершенствования управления народным хозяйством; - интенсификацию общественного производства и повышение его эффективности; - ускорение научно-технического прогресса и улучшение качества продукции; - рациональное и экономное использование ресурсов. Стандартизация как система управления практической деятель- ностью осуществляется в Российской Федерации на основе Государ- ственной системы стандартизации (ГСС), являющейся системой пла- нового управления практической деятельностью по стандартизации. Она опирается на комплекс нормативно-технических документов, ус- танавливающих взаимоувязанные требования по организации и мето- дике выполнения практических работ по стандартизации. Объектом стандартизации являются продукция, работа (про- цесс), услуга, подлежащие или подвергшиеся стандартизации, кото- рые в равной степени относятся к любому материалу, компоненту, оборудованию, системе, их совместимости, правилу, процедуре, функции, методу или деятельности. При этом услуга как объект стан- дартизации охватывает как услуги для населения, так и производст- венные услуги для предприятий и организаций. Продукция производственно-технического назначения и товары народного потребления являются наиболее традиционными объекта- ми стандартизации, на которые разработано наибольшее количество стандартов. Объектами стандартизации являются также типовые тех- нологические процессы, формы и методы организации труда и произ- водства, правила выполнения производственных и контрольных опе- раций, правила транспортировки и хранения продукции и т. п. В социальной жизни объектами стандартизации являются охра- на труда и здоровья населения, охрана и улучшение природной среды 35 обитания человека, рациональное использование природных ресур- сов, средства информации и взаимопонимания людей и т. п. Государственное управление стандартизацией в Российской Фе- дерации, включая координацию деятельности государственных орга- нов управления Российской Федерации, взаимодействие с органами власти республик в составе Российской Федерации, краев, областей, автономных округов, городов, с общественными объединениями, в том числе техническими комитетами по стандартизации, с субъекта- ми хозяйственной деятельности, осуществляет Комитет Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстан- дарт России). Госстандарт России формирует и реализует государственную политику в области стандартизации, осуществляет государственный контроль и надзор за соблюдением обязательных требований госу- дарственных стандартов, участвует в работах по международной (ре- гиональной) стандартизации, организует профессиональную подго- товку и переподготовку кадров в области стандартизации, а также ус- танавливает правила применения международных (региональных) стандартов, правил, норм и рекомендаций по стандартизации на тер- ритории Российской Федерации. Другие государственные органы управления участвуют в рабо- тах по стандартизации в пределах их компетенции. К нормативным документам по стандартизации, действующим ил территории Российской Федерации относятся: - государственные стандарты Российской Федерации (далее – госу- дарственные стандарты); применяемые в установленном порядке ме- ждународные (региональные) стандарты, правила, нормы и рекомен- дации по стандартизации; общероссийские классификаторы технико- экономической информации; - стандарты отраслей; - стандарты предприятий; - стандарты научно-технических, инженерных обществ и других об- щественных объединений. Государственные стандарты разрабатываются на продукцию, работы и услуги, имеющие межотраслевое значение, и не должны противоречить законодательству Российской Федерации, государст- венные стандарты должны содержать: - требования к продукции, работам и услугам по их безопасности для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, требования тех- 36 ники безопасности и производственной санитарии; - требования по технической и информационной совместимости, а также взаимозаменяемости продукции; - основные потребительские (эксплуатационные) характеристики продукции, методы их контроля, требования к упаковке, маркировке, транспортированию, хранению, применению и утилизации продук- ции; - правила и нормы, обеспечивающие техническое и информационное единство при разработке, производстве, эксплуатации продукции, выполнении работ и услуг. Требования, устанавливаемые государственными стандартами для обеспечения безопасности продукции, работ и услуг для окру- жающей среды, жизни, здоровья и имущества, для обеспечении тех- нической и информационной совместимости, взаимозаменяемости продукции, единства методов их контроля и единства маркировки, а также иные требования, установленные законодательством Россий- ской Федерации, являются обязательными для соблюдения государ- ственными органами управления, субъектами хозяйственной дея- тельности. Государственные стандарты и общероссийские классификаторы технико-экономической информации принимает Госстандарт России, а в области строительства и промышленности строитель пых мате- риалов – Государственный комитет Российской Федерации по вопро- сам архитектуры и строительства (Госстрой России). Государственные стандарты вводятся в действие после их госу- дарственной регистрации в Госстандарте России. Стандарты отраслей могут разрабатываться и приниматься го- сударственными органами управления в пределах их компетенции применительно к продукции, работам и услугам отраслевого значе- ния. Стандарты отраслей не должны нарушать обязательные требо- вания государственных стандартов. Порядок разработки, принятия, учетной регистрации, примене- ния контроля за соблюдением обязательных требований, изменения и отмены стандартов отраслей устанавливается государственными стандартами Государственной системы стандартизации. Стандарты предприятий могут разрабатываться и утверждать- ся предприятиями самостоятельно, исходя из необходимости их при- менения в целях совершенствования организации и управления про- 37 изводством. Требования стандартов предприятий подлежат обяза- тельному соблюдению другими субъектами хозяйственной деятель- ности, если в договоре на разработку, производство и поставку про- дукции на выполнение работ и оказание услуг сделана ссылка на эти стандарты. Стандарты научно-технических, инженерных общественных объединений разрабатываются и принимаются этими общественными объединениями для динамичного распространения и использования полученных в различных областях знаний и результатов исследова- ний и разработок. Необходимость применения них стандартов субъ- екты хозяйственной деятельности определяют самостоятельно. |