Промышленной токсикологии
 Скачать 2.49 Mb.
|
|
4.9. Регламентация поступления загрязняющих веществ в атмосферу Обычно источником загрязнения атмосферы называется технологический агрегат, выделяющий в атмосферу в процессе эксплуатации вредные вещества. Однако в практической охране окружающей среды на предприятиях часто выделяют три понятия: источник загрязнения – предприятие, производство, технологический процесс; источник выделения загрязнителей – агрегат, котел, станок, оборудование, рабочее место; источник выброса – труба, аэрационный фонарь, шахта, свалка. Существуют классификации как выбросов, так и их источников. Например, источники выбросов вредных веществ в атмосферу (источники загрязнения) классифицируют по высоте (табл. 4.4). Таблица 4.4 – Классификация источников загрязнения
Кроме того, различают точечные источники (трубы) и линейные (аэрационные фонари на зданиях или близко расположенные трубы одного класса высоты). Основным компонентом промышленного выброса в атмосферу является вредное вещество, под которым понимают вредное вещество, содержащееся в газовом потоке, отходящем от промышленного источника. Отходящие вредные вещества (или выбросы) классифицируются: – по организации отвода и контроля – организованные и неорганизованные; – по режиму осуществления – непрерывные и периодические; – по температуре – на нагретые (температура пылегазовых смесей в которых выше температуры наружного воздуха) и холодные; – с учетом сферы образования – на основном, вспомогательном и подсобном производстве; – по признакам очистки – на выбрасываемые без очистки (организованные и неорганизованные) и после очистки (организованные); – по химическому составу и размерам (дисперсности) частиц. Организованный промышленный выброс – это выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные трубы, газоходы, воздуховоды. Неорганизованный промышленный выброс – это выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки и хранения продукта. Технологический выброс вредных веществ – это количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу основным производством предприятия, т.е. той частью производственного процесса, в ходе которого основные материалы превращаются в готовую продукцию, занимающую преобладающее место в общем выпуске. Кроме того, используется такой показатель, как отчетно-статистический (фактический) удельный выброс, т.е. фактический удельный (на единицу выпускаемой продукции) выброс вредного вещества на действующем предприятии. Конечной целью природных мероприятий является обеспечение такого содержания вредных веществ в воздухе, которое не окажет вредного воздействия ни на качество окружающей сред, ни на здоровье населения. Совершенно очевидно, что уровень загрязненности окружающей среды будет зависеть от природоохранной работы предприятия. Отсюда его задачи сводятся к вполне определенным ограничениям содержания загрязняющих веществ в выбросах. В мировой практике существуют два принципиально различных подхода к решению данной задачи. Первый принцип, практикуемый в ряде стран Европы, состоит в том, чтобы вредные вещества, поступающие в атмосферу, не оказывали отрицательного влияния на природные экосистемы в целом. Критерием здесь считается, ассимиляционый потенциал территории, показывающий, какое количество вредных веществ может без ущерба для своего состояния ассимилировать та или иная территория. Практически это означает определение суммарного количества вредных веществ, которые без ущерба для себя может воспринять атмосферный воздух той или иной территории, обеспечив соответствующее рассеивание примесей до неопасных концентраций. После того как определены суммарные объемы вредных веществ, которые могут быть ассимилированы или рассеяны в природных экосистемах данной территориальной единицы, промышленным предприятиям устанавливаются предельные нормы (квоты) на выбросы вредных веществ в течение определенного периода (сезона, года). Понятно, что при этом учитываются технические возможности предприятий, причем некоторым из них выброс тех или иных вредных веществ в окружающую атмосферу может быть просто запрещен. Естественно, что в каждом конкретном случае учитываются и санитарные требования, т.е. необходимость соблюдения нормативов содержания вредных веществ в атмосферном воздухе. Квота на выброс тому или иному предприятию может быть увеличена, но только за счет уменьшения квоты другому предприятию, ибо сумма всех квот не должна превышать общий выброс вредных веществ для данной территориальной единицы. Другой принцип, практикуемый, в частности, в России и Украине, состоит в том, что приоритетным условием является соблюдение санитарно-гигиенических нормативов, т.е. известного неравенства: СПДК. При этом соблюдение этого условия не касается самого предприятия, но с другой стороны, именно предприятие должно это условие обеспечить. Обеспечить поступление загрязняющих веществ в окружающую атмосферу на уровне ПДК предприятия не могут прежде всего по экономическим (например, очистка может оказаться значительно дороже основного производства) и по техническим причинам. Отсюда следует, что предприятие должно обеспечить такое поступление загрязнителей в атмосферу, т.е. такие выбросы, при которых эти вещества смогут рассеяться до неопасных концентраций (менее ПДК) в определенных местах. Рассеивание примесей в атмосфере зависит от многих факторов, на которые человек не может влиять. Невозможно, например, управлять процессом перемещения воздушных масс, рассеиванием между точкой выброса и зонами жилой застройки. Поэтому обеспечить в установленной зоне условие СПДК можно следующим образом: – для действующего предприятия – обеспечить такое содержание загрязнителей в пылегазовых выбросах, при котором они гарантировано могут рассеяться до неопасных концентраций в установленном месте; – для проектируемого предприятия – предусмотреть те же условия в проектной документации или определить минимальное расстояние рассеивания примесей между предприятием и населенным пунктом. Иначе говоря, предприятие обязано обеспечить такие выбросы, при которых в любых условиях окружающей среды будет достигнуто требуемое рассеивание примесей до неопасных концентраций. Обеспечение нормативов ПДВ для каждого источника выбросов и каждого отдельного вещества (с учетом эффекта суммации) и является конкретной задачей предприятия. Таким образом, если ПДК являются нормативами на содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, то ПДВ – нормативами на их поступление, но при этом ПДВ является функцией от ПДК. Каждое предприятие должно иметь согласованный с местными органами перечень ПДВ. Превышение этих значений ведет к резкому увеличению размера платы предприятия за разбавление веществ в атмосфере, что рассматривается как природопользование. 4.10. Определение категории опасности предприятий Для определения категории опасности предприятий используют данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу по форме статистической отчетности. Категорию опасности предприятий (КОП) рассчитывают по выражению  (4.7)где Мі – масса выброса і-го вещества, т/год; ПДКс.с. – среднесуточная предельно допустимая концентрация і-го вещества, мг/м3; n – количество вредных веществ, которые выбрасываются предприятием и загрязняют атмосферу; аі – безразмерная константа, которая позволяет сравнить степень вредности і-го вещества с вредностью двуокиси серы (определяется по табл. 4.5). Таблица 4.5 – Определение константы аі
Для расчета КОП при отсутствии среднесуточных значений ПДК используют значение максимальных разовых ПДК, или уменьшенные в 10 раз значения ПДК рабочей зоны загрязняющих веществ. Значение КОП относительно веществ, для которых отсутствует информация о ПДК, приравнивают к массе выбросов данных веществ. По величине КОП предприятия делятся на 4 категории опасности. Предельные условия для выделения предприятия по категориям опасности приведены в табл. 4.6. Таблица 4.6 – Категории предприятий
В зависимости от той или другой категории опасности предприятия осуществляется учет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и вводится периодичность контроля выбросов предприятий, а также устанавливается санитарно-защитная зона (СЗЗ) от источников загрязнений до жилых районов. Кроме того, по величине массы выбросы объединены в 6 групп, т/сутки: 1 группа – масса меньше 0,01 включительно; 2 группа – от 0,01 до 0,1; 3 группа – от 0,1 до 1; 4 группа – от 1 до 10; 5 группа – от 10 до 100; 6 группа – свыше 100. Выбросы подлежат периодической инвентаризации, под которой следует понимать систематизацию сведений о распределении источников выбросов на территории объекта, их количество и состав. Целью инвентаризации является: - определение выбросов вредных веществ, которые попадают в атмосферу от объектов; -оценка их влияния на окружающую среду, установление ПДВ и ВСВ; - разработка рекомендаций по организации контроля выбросов; - оценка состояния производственного и очистного оборудования; -планирование очередности природоохранных мероприятий. Инвентаризация осуществляется один раз в 5 лет в соответствии с Инструкцией по инвентаризации выбросов загрязнителей в атмосферу. Источники загрязнения определяются по схеме производственного процесса. Для действующих предприятий контрольные точки принимают по периметру СЗЗ. 4.11. Расчет ПДВ для одиночного источника Значение ПДВ (г/с) для нагретой газовоздушной смеси из одиночного (точечного) источника с круглым отверстием или группы близко расположенных таких же одиночных источников в случаях, если фоновая концентрация смеси Сф не зависит от скорости и направления ветра и постоянна на территории данного района, определяется по формуле  (4.8)где А – коэффициент, который зависит от температурной стратификации атмосферы и определяет условия вертикального и горизонтального рассеивания атмосферных примесей; F – безразмерный коэффициент, который учитывает скорость оседания вредных веществ в атмосфере; Н – высота источника выброса над уровнем земли, м; Т – разность между температурой выходящей газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего воздуха Тв, 0С; m, n – безразмерные коэффициенты, которые учитывают условия выхода газовоздушной смеси из отверстия источника выброса; – безразмерный коэффициент, который учитывает влияние рельефа местности на рассеивание примесей; V1 – объем газовоздушной смеси, м3/с:  (4.9)где D – диаметр отверстия источника выброса, м; 0 – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из источника выброса, м/с. Расчет ПДВ проводится следующим образом: 1) коэффициент А выбирается для неблагоприятных метеорологических условий, при которых концентрации вредных веществ в атмосфере от источника выброса достигают максимальных значений: для Украины – 160 (с2/3.мг.град1\3/г); 2) значение V1 и Тг определяются путем технологических расчетов или принимаются в соответствии с действующими для рассматриваемого производства нормативами: – при очистке выбросов от данного вредного вещества ПДВ должны приниматься согласно его содержанию в газовоздушной смеси после прохождения очистительных устройств; – при расчете ПДВ должны приниматься меньшие значения V1 и Тг, которые реально наблюдались на протяжении года при обычных условиях функционирования предприятия; 3) значение Т(0С) следует определять, принимая температуру воздуха Тв равной его средней максимальной температуре в 13 часов наиболее жаркого месяца; 4) безразмерный коэффициент F имеет следующие значения: – для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, скорость упорядоченного оседания которых не превышает 3-5 см/с – 1,0; – для крупнодисперсной пыли и золы при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки: не меньше 90% – 2,0; 75-90% – 2,5; меньше 75% или при отсутствии очистки – 3,0; 5) значение безразмерного коэффициента m определяется в зависимости от параметра f, м/(с-2 · град), по формуле  (4.10)где f рассчитывается по уравнению  (4.11)6) значение безразмерного коэффициента n определяется такими уравнениями в зависимости от параметра Vм: если Vм0,3, то n=3; (4.12) если 0,3Vм2, то  ; (4.13)если Vм>2; то n=1; (4.14) При этом Vм определяется по выражению  (4.15)7) безразмерный коэффициент равняется единице, если в радиусе пятидесяти высот труб Н от источника перепад отметок местности не превышает 50 м на 1 км. В других случаях поправка на рельеф устанавливается на основании картографического материала, который отражает рельеф местности в радиусе пятидесяти высот труб Н от источника, но не меньше 2 км. Величина ПДВ для холодной газовоздушной смеси(Т≃0) при условиях, одинаковых с рассмотренными выше, определяется по формуле  (4.16)Коэффициент А имеет размерность м1/3.мг/г, а его зависимость от расположения источника на территории страны такая же, как и в случае нагретых выбросов. Безразмерный коэффициент n определяется по выражениям (4.12) – (4.14) в зависимости от параметра Vм м/с, которой рассчитывается по уравнению:  (4.17)Величина ПДВ для выбросов из источника с прямоугольным устьем определяется по зависимостям (4.8) – (4.15), но при D=Dэ и V1=V1э. При этом эффективный диаметр устья источника Dэ определяется по формуле  (4.18)где L – длина устья, м; b – ширина устья, м. Эффективный объем газовоздушной смеси V1э, которая выбрасывается в атмосферу, в этом случае определяется по формуле  (4.19)Для источников с квадратным устьем (L=b) эффективный диаметр Dэ равняется длине стороны квадрата. Для одиночного источника, из которого выбрасывается смесь постоянного состава вредных веществ с суммарным вредным действием, по зависимостям (4.8), (4.16) сначала определяется вспомогательная величина – суммарный ПДВ=ПДВс, приведенный к выбросу одного из веществ. Для этого в указанных выражениях нужно использовать ПДК этого вредного вещества и суммарный фон Сф, приведенный к этому же вредному веществу. После этого с учетом состава выбросов определяются ПДВ отдельных вредных веществ. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||