42

Лекція № 2-1. Охорона і поліпшення якості атмосферного повітря

Нормування якості атмосферного повітря. Очистка промислових газів. Вловлювання крапе­льної рідини. Загальні методи очистки промислових газів від газо­подібних сполук.

2.1. Атмосфера, її роль. Забруднення атмосфери.

Ми живемо на дні великого повітряного океану - атмосфери. Повітря­не середовище - одна з найважливіших складових частин біосфери - зем­ної оболонки, яка наповнена живими органі­змами, що населяють Землю. Існування флори та фауни, а також всього живого на Землі (у тому числі і людини) неможливо без повітряного середовища. Хоча загальна потужність пові­тряної оболонки досягає лише половини радіусу Землі, за космічни­ми масштабами вона ви­глядає тонкою плівкою. Загальна вага атмосфери надзвичайно мала (5,15х10¹⁵т) - всього 1/1000000 ваги Землі, але захисні функції атмосфери переоцінити важко. Земне життя враз­ливе до космічних променів та потребує постійного і надійного захисту.

Повітряна оболонка Землі, як і будь-який зовнішній шар, здійснює і захисні функції. Хоча за нашими міркуваннями атмосфера ніяк не вкла­дається в поняття засобу захисту, саме атмос­фера - безвідмовна пере­шкода для згубного впливу космосу. Атмосфера надійно захищає плане­ту від космічного та ультрафіолетового випромінювання, визначає за­гальний тепловий режим поверхні Землі, впливає на кліматичні умови, а через них - на режими річок, грунтово-рослинний шар та процеси рельє-фоутворення. Пробити атмосферу можуть лише крупні ме­теорити з початковою вагою в десятки та сотні тонн - явище, як відомо, надзви­чайне. Метео­рити меншої ваги - явище не рідкісне, проте вони повністю згорають в атмосфері.

Від Сонця на Землю потрапляє енергія, а значить і сама можливість життя. Саме атмосфера "відміряє" життєву дозу сонячної енергії. Якщо б не було атмосфери, вдень Сонце розігрівало б земну поверхню до +100°С, а вночі до -100°С охолоджував би її космос. 200-градусний пе­репад добо­вих температур набагато перевищує можливості виживання більшості, якщо не всіх, форм земного життя.

На зовнішню поверхню атмосфери щосекунди потрапляє потужний потік сонячних та інших космічних випромінювань широкого діапазону хвиль та енергій: γ-випромінювання, жорсткі рентгенівські промені, ультрафіо­летові промені, видиме світло, інфрачервоне випроміню­ван-ня тощо. Якщо б всі вони досягли земної поверхні, то миттєво вбивча їх енергія все живе перетворила б на попіл. Цього не трапляється і на Землі існує життя завдя­ки атмосфері.

Для нормальної життєдіяльності людини та всього живого на Землі не­обхідно не тільки при­сутність повітря, але і його певний склад. Від складу повітря залежить стан організму лю­ди-ни, його здоров'я. Порушення нор­мального складу повітряного середовища може завдавати негативного впливу не тільки на здоров'я людини, але і на розвиток людського організму, і як наслідок, призвести до генетичних змін в ньому.

Повітряне середовище - необхідна умова існування фауни та флори Землі - визначає процеси геологічного розвитку Землі, кругообіг реч­овин в природі. Без повітряного середовища на су­часному етапі розвитку людства неможливо здійснення життєво важливих технологічних процесів.

Атмосфера, газоподібна оболонка Землі, будучи складовою частиною біосфери, являє собою рівноважну систему, в якій безперервно проходять процеси обміну речовин, які проходять за певними законами. Характер цих процесів визначається багатьма факторами, і в першу чергу, складом самої атмосфери. Порушення цього складу, яке викликане діяльністю людини, може призводити до зміни природних процесів в атмосфері. Завдя­ки компенсаційним можливостям атмосфери, ці зміни до певного рівня антропогенного впливу на атмосферу не будуть незво­ротними. Проте із збільшенням масштабів такого впливу на атмосферу (як і на навколишнє Середовище в цілому) ці компенсаційні можливості можуть бути вичерпа­ними, що може мати катастрофічні наслідки не тільки для окремих ра­йонів Землі, але і глобальні.

Одним із найважливіших показників стану атмосфери як середовища існування є хімічний склад її приземного шару. При всьому різноманітті фізичних та хімічних процесів в атмос­фері, хімічний склад приземного її шару залишається практично постійним. Дослідження по­казали, що до висоти 20 км тенденцій до зміни складу атмосфери не спостерігається, що зумо­влено, очевидно, інтенсивним її перемішуванням за рахунок конвективних потоків.

Атмосфера приземного шару являє собою суміш постійних та змінних і азів. В групу постій­них газів входять азот, кисень, аргон та інші інертні гази, а змінних - діоксиди карбону, суль­фуру та нітрогену, озон, водяна пара.

Атмосфера, завдяки сукупності різних факторів, постійно очищається від забруднюючих її речовин. Тверді частинки осаджуються під дією гра­вітаційних сил, їх коагуляції, електричних розрядів Землі, в результаті вимивання із атмосфери опадами. Останнє стосується і газоподіб­них, і рідких забруднень. В результаті атмосфера, як і природа в цілому, нейтра­лі іує та від­штовхує потрапляючі в неї шкідливі домішки. Цю здатність атмосфери довгий час людство використовувало "бездумно" і, як наслідок, іюдство все частіше стикається з регіональними екологічними кризами або передкризовими ситуаціями.

Забруднення довкілля шкідливо впливає на всі сторони суспільного життя. Створюється за­гроза для здоров'я і життя людей, що може стати причиною підвищеної захворюваності, пе­редчасного старіння, виникнен­ня важких віддалених наслідків та можливих незворотних змін у майбутніх поколінь. На жаль, на перший план завжди ставиться економічна ефективність виробництва, а питання захисту довкілля виноситься на другий план. Можливості, які сучас­ний технічний прогрес набув в галузі охорони навколишнього середовища, використову­ються в обмеженому об'ємі.

В ситуації, яка склалась на сьогодні, очевидним стає необхідність доко­рінної зміни відно­шен-ня людини до питань охорони довкілля в цілому і повітряного басейну в тому числі, ін­акше людству неминуче загрожує загальна екологічна катастрофа.

До 50% всієї ваги атмосфери накопичено в шарі до висоти 5,5 км та 99% - в шарі до висоти 40 км. Атмосфера має чітко виражену пошарову будову по розподілу густини та температури у вертикальному напрямку. Фізичні розбіжності цих шарів зумовлені, голвним чином, взаємодією між частинками газу в шарі та проникаю­чим в атмосферу випромінюваннями Сонця, Землі, Космосу тощо. Ця взаємодія визначає, передусім, температурний стан газової оболонки Землі. За розподілом температури у вертикальному напрямку атмосфе­ру поділяють на тропосферу, висота якої досягає над екватором 16-18 км, та 8-10 км над полюсами; стратосферу, яка охоплює шар атмосфери від тропосфери до висоти 45-50 км; мезосферу - шар від стратосфери до висоти 80 км; термосферу (іоносферу) - до висоти 800 км; екзосферу (магнітосферу) - понад 800 км. Атмосфера приземного шару становить суміш постійних та змінних газів. У групу постійних газів входять азот, кисень, аргон та інші інертні гази, а змінних - оксиди карбону, сульфуру та нітрогену, озон, водяна пира. Природний хімічний склад приземного шару атмосферного повітря (за об'ємом) наступний: азот - 78,09%, кисень - 20,94%, аргон - 0,93%, діоксид карбону - 0,033%, неон - 1 ,8x10^-3 %, гелій 5,2x10^-4%, оксиди нітрогену - 2,5x10^-4%, метан - 1,5x10^-4%, криптон - 1х10^-4%, водень - 5x10^-5%, ксенон - 1х10^-3%, озон - 2х10^-6% тощо.

Вплив газоподібних забруднень на ріщноманітні зміни в атмосфері
Зміни в атмосфері	Основні газові домішки в атмосфері
	CO	CO2	CH4	NO, NO2	N2O	SO2	Фреони	О3
Парниковий ефект	-	(+)	(+)	-	(+)	-	(+)	(+)
Руйнування озонового шару	-	-	-	-	-	-	(+)	-
Кислотні дощі	-	-	-	(+)	-	(+)	-	-
Фотохимічний смог	-	-	-	(+)	-	-	-	(+)
Пониження прозорості атмосфери	-	-	-	(+)	-	(+)	-	-
Послаблення самоочищення атмосфери	(+)	-	-	(+)	-	-	-	-

Забруднення атмосфери - це потрапляння в неї речовин різного поход­ження, які або не влас­тиві природному складу атмосфери, або знаходяться н концентраціях, які значно відрізня­ються від їх природного вмісту в атмосфері і шкідливо впливають на живі організми або пригнічують їх жит­тєдіяльність. Це сто­сується насамперед приземного шару атмосфери.

Всі забруднення атмосфери за джерелами їх походження поділяють на природні (земні та по­заземні) та штучні (антропогенні). Основними заб­руднювачами атмосфери антропогенного походження є викиди промис­лових підприємств. Джерела забруднення атмосфери викидами промис­лових підприємств - неутилізовані відходи різних підприємств, які утво­рюються в ре­зультаті обміну речовин та енергії промислових підприємств з навколишнім природним сере­довищем. Основними забрудненнями ат­мосфери є оксид карбону СО, діоксид сульфуру SО , оксиди нітрогену NOx, вуглеводні СНx, пил, пари кислот, біологічні забруднення. Відповід-но до ГОСТ 17.2.1.01-76 ("Охорона природи. Атмосфера. Класифікація викидів за складом"), ви­киди в атмосферу класифікуються за агрегатним станом та кількістю викинутих в атмосферу речовин.

За агрегатним станом викиди поділяються на газоподібні, пароподібні (пари органічних роз­чинників), рідкі та тверді. За кількістю викинутих в атмосферу речовин викиди (джерела) по­діляють на 6 груп: до 0,01 т/добу; від 0,01 до 0,1 т/добу; від 0,1 до 1,0 т/добу; від 1,0 до 10 т/добу; від 10 до 100 т/добу; понад 100 т/добу.

Залежно від розміру часток тверді та рідкі викиди поділяють на чотири групи: рідкі - супер­тонкий туман (до 0,5 мкм), тонкодисперсний туман (в межах 0,5-3,0 мкм), грубодисперсний туман (в межах 3,0-10,0 мкм) та краплі (понад 10 мкм); тверді (дими) - до 1,0 мкм, від 1,0 до 10 мкм, від 10 до 50 мкм і понад 50 мкм.

Всі забруднення повітряного басейну можна об'єднати в дві основні гру­пи: матеріальні та енергетичні. Матеріальні забруднення поділяють також на дві підгрупи - хімічно інертні (не­токсичні) та хімічно активні (ток­сичні). В ці групи входять газоподібні, рідкі, тверді та змі­шані забруднен­ня.

Токсичними називаються такі інгредієнти, які при перевищенні певної граничнодопустимої концентрації (ГДК) спричиняють загибель живих істот або пригнічують їх життєдіяль­ність.

Нетоксичними є інгредієнти, які необхідні для розвитку живих організмів або не здійснюють негативний вплив на їхню життєдіяльність у певних межах концентрацій (вмісту), характер­них для природного складу повітря. Проте, значне перевищення характерних для повітря концентра­ційних меж може призвести до негативного впливу нетоксичного інгре­дієнту на розвиток живих істот.

За характером впливу на живі організми можна виділити п'ять груп забруднень:

♦ загальносоматичні, які при певній кількісній дії можуть викликати отруєння всього органі­зму (оксид карбону, неорганічні сполуки плюмбуму, меркурій тощо);

♦ сенсибілізуючі або алергени (хімічно інертні сполуки, наприклад: нетоксичний пил, квітковий пилок тощо);

♦ подразнюючі - які викликають подразнення дихальних шляхів та слизових оболонок (діоксид сульфуру, хлор, аміак, оксиди нітрогену, озон тощо);

♦ канцерогенні, які викликають злоякісні пухлини (бенз(α)пірен, сполуки нікелю і хрому(VІ), азбест, радон тощо);

♦ мутагенні, які призводять до генетичних змін (радіонукліди, органічні сполуки плюмбуму, сполуки мангану у вищих ступенях окислення, радій тощо).

Хімічно інертні забруднення, потрапляючи в організм людини, також можуть здійснювати на нього негативний вплив, в тому числі призводити дорізного роду захворювань - екземи, але­р-гії тощо.

Матеріальні забруднення шкідливо впливають не тільки на тваринний, але і на рослинний світ та неживу природу.

Енергетичні забруднення охоплюють промислові теплові викиди та всі типи випромінювань - оптичне, електромагнітне, іонізуюче, акустичне.

Особливостями енергетичних забруднень, на відміну від матеріальних, є обмеженість зони їх дії, а також те, що більшість з них негативно впливають на навколишнє середовище тільки в період генерації, тобто подібні забруднсння (за винятком теплових) не накопичуються в навколишньому природному середовищі.

Як зазначалось, джерелами забруднення атмосфери можуть бути як природны і так і антро­погенні фактори. Природними джерелами забруднення атмосфери є вулкани, лісові пожежі, пи­лові бурі, поверхні вивітрювання, і вони не загрожують негативними наслідками природним екосистемам, за винятком деяких катастрофічних явищ. Останнім часом антропогенні фак­тори і забруднсння атмосфери стали перевищувати за масштабами природні, набуваючи глобального характеру, особливо щодо дії на клімат.

За певними підрахунками, за рахунок господарської діяльності людини в світі потрапляння забруднюючих речовин в атмосферу (на кінець 2000 року) набуло таких масштабів:

• оксидів карбону (СО + СО₂ -25,5 млрд. т);

• оксидів сульфуру (SО₂+ SО₃ ~ 190 млн. т);

• оксидів нітрогену (NOx) ~ 65 млн. т);

• хлорфторвуглеводнів (фреонів) - 1,4млн.т.

Щорічно при спалюванні палива викидається понад 700 млн.т пилу та різних газоподібних сполук. Все це призвело до накопичення в атмосфері антропогенних забруднювачів: оксиду (СО) та діоксиду (СО₂) карбону, метану, оксидів нітрогену, діоксиду сульфуру, озону, фреонів тощо. Вони суттєво впливають на глобальний клімат, викликаючи такі негативні наслідки и "парниковий ефект", виснаження "озонового шару Землі", випадання «кислотних опадів», утворення "фотохімічного смогу", зниження прозорості атмосфсри, послаблення здатності атмосфери до самоочищення.

Проблема захисту навколишнього середовища, в тому числі і повітря, - одне з найважливіших завдань сучасності. Викиди промислових підприємств, еннергетичних систем та транспорту в атмосферу на сьогодійшньому етапі розвитку досягли таких масштабів, що в ряді регіонів, особливо в крупних промислових центрах, рівні забрудненості атмосфери перевищують допустимі норми.

Відхідні гази будь-яких промислових підприємств розсіюються в ат­мосфері. Найбільше зна­чення для розсіювання шкідливих речовин має тропосфера. Знаючи її особливості, умови ви­киду шкідливих речовин в атмосферу, кліматичні, погодні та географічні фактори можна легко про­гнозувати (на основі математичного моделювання) зону розповсюдження забруд­нень.

Забруднення природного середовища газоподібними, рідкими та твер­дими відходами викли­кає деградацію середовища існування і завдає збитків здоров'ю населення та залишається на сьогодні гострою екологі­чною проблемою, яка має пріоритетне соціальне і економічне зна­чення. Отже, промислові викиди в атмосферу несприятливо впливають перш за все на лю­ди-ну і на навколишнє середовище, а найважчі форми прояву спостерігаються на промислових майданчиках та прилеглих до них тери­торіях. Саме тут спостерігаються найвищі концентрації шкідливих речо­вин в атмосферному повітрі, які перевищують граничнодопустимі кон­центра­ції в 2-5, а подекуди і більше разів. В зв'язку з цим особливо гострою є проблема запобі­гання забруднення атмосфери міст, де зосе­реджена більша частина населення, промисловості та транспорту.

Причин несприятливої екологічної ситуації є декілька. По-перше, це невирішені проблеми, які пов'язані з реалізацією природоохоронних заходів. По-друге, це неправильне проекту­ван-ня газоочисних пристроїв. По-третє, це недостатність вихідних даних для проведення еко­ло-гічної ек­спертизи продукції і виробництва.

Промислові викиди в атмосферу поширюються на значні відстані, забруднюючи приземний шар повітря не лише на промислових майдан­чиках, але й на прилеглих територіях. Суттєвого впливу на рівень заб­руднення повітря надають організовані та неорганізовані технологічні викиди. Систематична або періодична наявність в атмосферному повітрі населених пунктів шкідливих речовин в концентраціях, які перевищу­ють нормативні величини, призводить до захворювань населення, навіть ракових, до поширення серед частини населення токсикоманії, усклад­нює перебіг серцево-судинних захворювань, сприяє виникненню та роз­витку захворю­вань дихальної і нервової систем людини. Дослідження показують, що в місцевостях з порів­няно невисоким рівнем забрудне­ності повітря частота захворювань органів дихання зростає в 2 та більше разів, а при високому рівні забрудненості - в 4-40 разів, в порівнянні з частотою захворювань в екологічно безпечних районах. Від впливу заб­руднюючих речовин в першу чергу страждають діти, а шкода, якої вони зазнають, значно перевищує шкоду, завдану здоро­в'ю дорослих.

В зв'язку з цим на Україні розроблені правові основи охорони атмо­сферного повітря. Правові основи захисту атмосфери - складова частина великого комплексу законодавчих актів з охорони природного середовища. Основним законо­давчим актом з охорони атмосфери є Закон України "Про охорону атмосферного повітря", прийнятий Верховною Радою і підписаний Президентом України 16.10.1992 року.

Закон спрямований на збереження сприятливого стану атмосферного повітря, його відновлення та поліпшення для забезпечення екологічної безпеки людини, а також попередження шкідливого впливу на навколишнє природне середовище.

Закон охоплює в себе практично все різноманіття проблем охорони повітряного середо­вища, починаючи від загальних положень та закінчуючи відповідальністю за порушення норм та вимог до охорони повітряного басейну. У Законі визначені завдання в області охорони атмосферного повітря: регулювання суспільних відношень з метою збереження в чистоті і покращення стану атмосферного повітря, запобігання та зниження шкідливої хімічної, фізичної, біологічної та іншої дії на атмосферу, пов'язаних з несприят­ливими наслідками для населення, народного господарства країни, рослинного та тваринного світів.

Підириємства, установи та організації, діяльність яких пов'язана з негативним впливом на атмосферне повітря, повинні вживати заходи щодо зменшення обсягів викидів забруднюю­чих речовин і зниження шкідливого впливу різних факторів, здійснювати контроль за обсягом та складом забруднюючих речовин, забезпечувати безперебійну та ефективну роботу очис­ного обладнання.

Закон регулює господарську діяльність, яка може впливати на погоду і клімат. Підприємства повинні скорочувати і в подальшому повністю припинити виробництво та використання речовин, які шкідливо впливають на озоновий шар або можуть привести до негативних змін клімату. Закон встановлює вимоги щодо охорони атмосферного повітря при видобуванні корисних копалин, при застосуванні засобів захисту рослин, міндобрив та інших препаратів; при розміщенні й розвитку міст та інших населених пунктів; при погодженні місць забудови, проектів будівництва і реконструкції підприємств і та інших об'­єктів, які впливають на стан атмосферного повітря.

У Законі встановлено перелік порушень законодавства про охорону атмосферного повітря:

• порушення прав громадян на екологічно безпечний стан атмосферного по­вітря;

• перевищення лімітів та нормативів граничнодопустимих викидів шкідливих речовин в ат­мосферне повітря, граничнодопустимих рівнів шкідливого впли­ву на атмосферне повітря рі­зних факторів;

• здійснення незаконної діяльності, яка негативно впливає на погоду і клімат;

• невиконання розпоряджень і приписів установ, які здійснюють контроль за станом атмо­сферного повітря тощо.

Особи, які винні у порушенні законодавства про охорону атмосферного повітря, несуть ад­міністративну чи кримінальну відповідальність, а також повинні відшкодовувати збитки, заподіяні внаслідок правопорушень.

2.2. Нормування якості атмосферного повітря

Згідно з Законом України "Про охорону атмосферного повітря", для обмеження забруднення та можливості контролю стану повітряного середовища Міністерст­вом охорони здоров'я (МОЗ) встановлюються граничнодопустимі концентрації (ГДК) забру­днюючих атмосферу речовин.

Всі забруднюючі шкідливі речовини в токсикології прийнято оцінювати по їх впливу на організм. Найбільш характерним є власне токсичні (резорбтивні) і рефлекторні (органолептичні) впливу.

Рефлекторні реакції можуть виявлятися у формі відчуття запаху, світлової чутливості біоелектронних діяльності головного мозку. Резорбтивна дія може бути загально токсичними, канцерогенним, мутагенним і ін.

Для більшості речовин, що забруднюють атмосферу, встанов­люються дві граничнодопустимі концентрації - максимальна разова (ГДКмр.) та серед­ньодо­бова (ГДК_СД). В наш час перелік речовин, для яких МОЗ встановлені ГДК, нараховує близько 1000 найменувань. Ці переліки періодично по­повнюються при використанні у виробництві нових речовин або при уточ­ненні потенційної небезпечності відомих.

Максимально разові ГДК встановлюються для тих речовин, наявність яких в атмосферному повітрі може викликати різного роду небажані рефлекторні реакції у людини через подраз­нення рецепторів органів дихання або слизових оболонок при короткочасній дії (до 20 хви­лин).

Мета регламентації середньодобової ГДК - попередити можливі опосе­редковані шкідливі на­слідки необмежено тривалої щоденної дії на людину речовин, які забруднюють повітря. Таким чином, нормування забруднення повітряного середовища промис­ловими викидами ба­зується на наступному: в зоні розсіювання або розпов­сюдження забруднюючих атмосферу речовин найбільша концентрація їх не повинна перевищувати ГДК_м.р., що виключає можли­вість різного роду гострих реакцій організму на наявність в атмосфері шкідливих інгредієн­тів; щодобо­ва середня концентрація не повинна перевищувати тієї, яка, в результаті система­тичного впливу (як прямого, так і через екологічні ланцюги) на організм людини, не викликає ніяких відхилень в нормальному його функц­іонуванні протягом всього життя, тобто не пови­нна перевищувати ГДК_С.Д..

Існує таке правило: якщо рефлекторне (разур.) дія токсиканта починається при більш низькій концентрації, тобто раніше, ніж резорбтивна, то ГДКм.р. = ГДКс.д.

При одночасній присутності в атмосферному повітрі декількох забруд­нюючих речовин, їх допустима концентрація визначається з врахуванням характеру можливого впливу на орга­нізм. Вплив будь-якого одного шкідливої ​​речовини зустрічається рідко, зазвичай люди піддаються одночасному дії декількох речовин, тобто комбінованій дії. Є чотири види комбінованої дії:

- Адитивну дію - коли компоненти суміші діють на одні й ті ж елементи в організмі, наприклад - вуглеводні. Всі вони мають наркотичну дію. У цьому випадку сумарний ефект дорівнює сумі ефектів діючих компонентів і відповідає рівнянню:

де: С₁, С₂, ... , С_п - фактичні концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі при одно­часному відборі проб в одній місцевості, мг/м³;

ГДК₁, ГДК₂,...ГДК_п - граничнодопустимі концентрації цих речовин в атмосферному повітрі, мг/м³.

Ефект сумації мають:

• ацетон, фурфурол, формальдегід, фенол;

• всі хлорорганічні пести­циди;

• озон, діоксид нітрогену та формальдегід;

• діоксид сульфуру та аерозолі сульфатної кислоти;

• діоксид сульфуру та сірководень тощо.

- Незалежна дія - компоненти суміші діють на різні системи організму та їх токсичний ефект не залежить один від іншого. У цьому випадку їх ГДК залишаються такими ж, як при ізольованому дії кожного. Наприклад, пари бензолу і дратівливі гази (SO2, NxOy);

- Синергізм - це коли комбінована дія суміші речовин по своєму ефекту більше, ніж сума дії окремих речовин суміші. Наприклад, SO₂ і Cl₂, CОx і NxOy, алкоголь підвищує отруєнь аніліном, Hg, ціанідом кальцію.

- Антагоністичну дію (негативний синергізм) - дія суміші по своєму ефекту менше, ніж сума дії окремих речовин.

В кожному конкретному випадку при забрудненні атмосфери декілько­ма речовинами одноча­сно необхідно робити висновок про характер їх ком­плексної дії на організм людини.

При забрудненні атмосфери речовинами, для яких ГДК не визначені, МОЗ встановлює орі­єнтовно безпечні рівні впливу (ОБРВ) - це максимальна концентрація забруднюючих речовин, що визначається орієнтовно безпечною при дії на людину та приймається як тимчасовий гігієнічний норматив допустимого вмісту речовин в атмосферному повітрі населених місць. ОБРВ встановлюється на основі досліджень за відповідною методикою та вводиться в дію після затвердження головним санітарним лікарем України на обмежений термін.

Крім того, проводиться нормування якості атмосферного повітря робочої зони (до висоти 2 м) шляхом встановлення ГДК_Р3. При встановленні ГДК_рз передбачається, що люди, які перебу­ва-ють в цій зоні, є відносно здоровими, періодично проходять медичний огляд і перебувають в цій зоні обмежений час (тривалість робочої варти). Тому ГДК_рз може бути Відповідно до Закону "Про охорону атмосферного повітря", з метою обмеження техногенної дії на атмосферу, в якості охоронного заходу, поряд з ГДК, передба­чають регулювання і кількісне обмеження викидів в атмосферу. Реалізація цього положення Закону здійснюється нормуванням граничнодопустимих викидів (ГДВ) забруднюючих речовин стаціонар­ними і пере­сувними джерелами забруднення.

ГДВ для кожного стаціонарного джерела (відповідно ГОСТ 17.2.3.02-78) встановлюється за умови, що викиди шкідливих речовин від такого джсрела сумісно з фоновим забрудненням не створять в приземному шарі конценграцію, яка перевищує ГДК, тобто необхідним є вико­нан-ня умови:

С_м + С_ф<ГДК,

де: С_м, Сф - концентрація в приземному шарі забруднювачів відповідно від цього джерела (за умов найбільш несприятливих для розсіювання) та фонова. При цьому під фоновим забруд­ненням розуміють забруднення, яке створене у певній місцевості всіма існуючи­ми джерелами викидів, за винятком того, що розглядається.

Для того, щоб визначити рівень забрудненості повітря декількома речовинами, що діють од­ночасно, часто використовують комплексний показ­ник - індекс забруднення атмосфери (ІЗА). Для його розрахунку, нормовані на відповідні значення ГДК, середні концентрації домі­шок за допомогою розрахунків приводять до концентрації діоксиду сульфуру коефіцієнт

К = ГДК_СД^рсч/ГДК_Сд^SO2,

а отримані значення додають. Одержаний таким чином показник ІЗА вказує, у скільки разів сумарний рівень забрудне­ні ні і атмосфери кількома речовинами пере­вищує ГДК діоксиду сульфу­ру. Для кожного населеного пункту визначено перелік п'яти пріо­ритетних домішок, за якими розраховують ІЗА. Значення ІЗА не завжди інформативне.

Всі промислові викиди в атмосферне повітря підлягають періодичній інвентаризації, під якою слід розуміти систематизацію відомостей про розподіл джерел викидів на території об'єкту, їх кількість та склад. Метою інвентаризації є: визначення викидів шкідливих речовин, що над­ходять в атмосферу від об'єктів; оцінка впливу викидів на навколишнє середовище, встанов­лення ГДВ; розробка рекомендацій з організації контролю викидів; оцінка стану очисного об­ладнання та екологічності технологій і виробничого обладнання; планування черговості при­родоохоронних заходів.

Інвентаризація здійснюється один раз в п'ять років, згідно із зат­вердженою Інструкцією з ін­вентаризації викидів забруднюючих речовин в атмосферу. Джерела забруднення атмосфери визначаються на основі схем виробничого процесу підприємства. Для діючих підприємств контрольні точки встановлюються по периметру санітарно-захисної зони. Заміри параметрів викидів здійснюють працівники лабораторії підприє­мства або санітарно-епідемічної станції.

Основними параметрами, які характеризують викиди забруднюючих речовин в атмосферу, є вид виробництва, джерело виділення шкідливих речовин, джерело викиду, кількість джерел викидів, координати розташування викиду, висота джерела викиду, діаметр устя труби, па­раметри газоповітряної суміші на виході з джерела викиду (швидкість, об'єм, тем­пература), характеристика газоочисних пристроїв, види і кількість шкідли­вих речовин тощо.

Шкідливі речовини, що потрапляють в атмосферу від промислових підприємств, енергетич­них установок, транспортних засобів, розсіюються (розчиняються) в повітрі та переносяться рухомими потоками повітря на великі відстані. При цьому розсіювання забруднень призво­дить до зни­ження концентрації шкідливих речовин в зонах їх викиду та одночасно збіль­шення площ із забрудненим повітрям. На характер поширення шкідли­вих речовин в атмос­фері та на величину зон забруднення впливають ме­теорологічні умови, рельєф місцевості тощо.

Розрахунок забруднення атмосфери викидами промислових підприємств виконується згідно з Методикою розрахунку концентрацій в атмосферному повітрі шкідливих речовин,що міс­тяться у викидах підприємств (ОНД-86), або за Збірником методик розрахунку концентрацій­них викидів в атмосферу забруднюючих речовин різними виробництвами.

Відповідно до Закону України "Про охорону атмосферного повітря" одним найважливіших заходів із захисту повітряного басейну є контроль за ступенем його забрудненості.

Для кожного джерела величина ПДВ встановлюється індивідуально в залежності від місцезнаходження джерела по відношенню до житлових районів, поєднання викидів забруднюючих речовин від розглянутого джерела з викидами від інших джерел, вплив умов розсіювання забруднюючих речовин в географічному районі, температури навколишнього повітря, рельєфу місцевості та інших факторів. Тому для однакових джерел виділення забруднюючих речовин величини ГДВ можуть бути різними.

Величина ГДВ визначається у вигляді маси викид забруднюючої речовини, що виділяється від джерела, але в поняття ГДВ, враховуючи індивідуальний характер даного нормативу, невід'ємно входять також параметри джерела, що характеризують його місце положення й умови надходження газу в атмосферу (висота і діаметр труби, температура й обсяг газу).

Нормативи ГДВ встановлюються на підставі розрахунку приземних концентрацій і зіставлення результатів розрахунку з ГДК. Для кожного із забруднюючих речовин, що містяться в димових газах (викидах) джерела, величини ГДВ встановлюються окремо. Величини ГДВ для джерел встановлюються в м / с. Для зручності подальших розрахунків по кожному речовині для джерела розраховується також річний викид - т /рік.

Крім того, по кожному речовині встановлюється сумарна величина ПДВ в цілому для підприємства і в тих і інших одиницях. Сумарна величина ПДВ в м/с встановлюється з розрахунку одночасного максимального поєднання викидів від джерел підприємства за 20-мітнутний період. У цю суму входять ті викиди від джерел, за якими проводиться розрахунок сумарних приземних концентрацій.

Величина ПДВ для підприємства в т/рік визначається у вигляді суми викидів від окремих джерел. У тих випадках, коли для чинного джерела кількість викидів певної речовини більше, ніж повинно бути після досягнення ПДВ, або умови надходження газів в атмосферу (наприклад, по висоті) не відповідають показникам, прийнятим для нормативів ПДВ, величина викиду від даного джерела характеризується як тимчасово погоджений викид (ВСВ). Допустимість такого викиду узгоджується з Міністерством екологічної безпеки на обмежений період.

У ряді випадків для досягнення ГДВ передбачаються різні заходи, що включають зміна технології, сировини, палива, систем очищення газів, висоти викиду і т.п. Здійснення заходів, необхідних для досягнення ГДВ, зазвичай вимагає значних капіталовкладень. Тому величини ВСВ встановлюються на період, поки ці заходи не будуть здійснені. При цьому мається на увазі, що величина ВСВ характеризує максимально допустиму кількість викидів від джерела за умови нормальної експлуатації наявних систем газоочистки та інших засобів скорочення викидів. Якщо кількість викидів від джерела може бути кілька скорочено до здійснення капітальних заходів, що передбачаються для досягнення ГДВ (наприклад, шляхом ремонту діючої системи газоочищення, поліпшення спалювання палива тощо), які можуть бути здійснені силами підприємства, додатково встановлюються ступінчасті величини, наприклад, ВСВ1 , ВСВ2 і т.д.

Спостереження за станом атмосферного повітря здійснюється Міністер­ством екології та при­родних ресурсів України і його регіональними пред­ставництвами, а також санітарно-епідемі­чними станціями. Для контролю за станом атмосферного повітря населених міст використо­вують три категорії постів спостереження: стаціонарні, маршрутні та пересувні (підфакельні).

Стаціонарні пости забезпечують безперервне спостереження, реєстра­цію вмісту забруднюю­чих речовин в повітрі та регулярний відбір проб для проведення аналізу. Завданням маршрутних постів є регулярний відбір проб у фіксованих точках місцевості згідно графіку.

Пересувні пости призначені для відбору проб повітря під димарями або під газовим факелом в зоні розсіювання викидів. Кількість постів встановлюється залежно від складу викидів, рельєфу місцевості, кількості населення.

Вимоги до методів відбору проб повітря регламентуються ГОСТ 17.2.6.01- 86. Відбір проб повітря для аналізу проводять переважно за допомогою аспіраційних пристроїв, пропускаючи повітря че­рез поглинювальну систему - рідкі поглинювачі, тверді сорбенти або фільтруючі матеріали. При відборі проб повітря слід враховувати агрегатний стан визначуваного компоненту, по­передню оцінку якого проводять на підставі летючості сполук. Враховуючи агрегатний стан визначуваного компоненту, його ГДК в повітрі та чутливості вибраного методу аналізу вибирають поглинювальну систему та об'єм повітря, який необхідний для проведення дослідження. В більшості ви­падків процес відбору повітря поєднується ₃ процесом концентрування мікродомішок.

Загальні вимоги до методів визначення забруднюючих компонентів регламентовані ГОСТ 17.2.4.02-81. Згідно з цим стандартом методи контролю вмісту в атмосферному повітрі шкід­ливих домішок повинні забезпечувати вибірковість визначення в присутності постійних та найчастіше присутніх в атмосфері речовин (SО2, NН₃, СО, Н₂S, NxО_у, завислих часток). Похибка визначення не повинна перевищувати ± 25%.

Для забезпечення ефективного контролю за ступенем забрудненості атмофери необхідно проводити визначення категорій небезпечності підприємств, залежно від маси, виду та складу забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу. Категорію небезпечності підприємств (КНП) розраховують згідно з виразом:

де: Мі -маса викиду і-ої речовини, т/рік;

ГДК_СД - середньодобова граничц₀допустима концентрація і-вої речовини, мг/м³;

п - кількість шкідливих речовин, які викидаються підприє­мством і за­бруднюють атмосферу;

а - безрозмірна константа, яка дозволяє порівняти ступінь шкідливо­сті і-ої речовини зі шкідливістю діоксиду сульфуру.

Для класу небезпечності хімічних речовин 1 -а=1,7;

Для класу небезпечності хімічних речовин 2 - а=1,3;

Для класу небезпечності хімічних речовин 3 - а=1,0;

Для класу небезпечності хімічних речовин 4 - а=0,9.

Для розрахунку КНП за відсутності середньодобових: значень ГДК використовують значення ГДК_мр або зменшують в десять разів значення ГДК заруднюючих речовин для робочої зони.

За величиною КНП підприємства поділяють на 4 категорії небезпечності. Граничні умови для виділення підприємства за категоріями небезпечності наведено в табл. 3.1.

Таблиця 2.1-Категорії небезпечності підприємств та граничні значення КНП

Категорії небезпе­чності	Значення КНП	Санітарно-захисна зона (СЗЗ), м
І	>108	1000
II	108<КНП<104	500
III	104<КНП<103	300
IV	< 103	100

Залежно від категорії небезпечності підприємства здійснюється облік викидів забруднюючих речовин в атмосферу і запроваджується ні-ріодичність контролю за викидами підприємств, а також визначаєтьси розмір санітарно-захисних зон від джерел забруднень до житлових райо­нів. Як приклад, розглянемо викиди електронного заводу (див. табл. 3.2),1 що забруднюють атмо­сферне повітря, і визначимо категорію небезпечності! цього підприємства.

Викиди за інгредієнтами і класом небезпечності речовин

Назви речовин, які виділяються	ГДКСД,мг/м3	Клас небез­печності	Кількість викиду, т/рік
Завислі речовини (пил) Оксид карбону Діоксид сульфуру Діоксид нітрогену Бенз(а)пірен Смолисті речовини	0,15 3,0 0,05 0,04 0,000001 0,02	3 4 3 2 1 2	4663, 293 8992, 420 727, 285 150,000 0,665 911,579

Розраховуємо КНП цього підприємства:

КНП = (4663,293/0,15)¹ + (8992,420/3,0)^0,9 + (727,285/0,05) ¹ + (150/0.04)^1,3 + (0,665/0,000001)^1,7 + (911,579/0,02)^1,3 = 7901229924.

Отримане значення КНП перевищує 10⁸ і це є свідченням того, що даний завод є джерелом забруднення навколишнього середовища і належить до І категорії небезпеки за забруднен­ням атмосфери.