1.7 Необхідна ступінь очищення газів

В тих випадках, коли гази призначені для використання в хімічних процесах, з них повинні бути видалені будь-які компоненти – газоподібні чи пиловидні, якщо вони перешкоджають проведенню даного процесу. Так, наприклад, окис вуглецю отруює каталізатор синтезу аміаку, тому його вміст повинен бути зменшений до допустимо низького значення пе­ред поданням водню і азоту в колону синтезу. Ступінь необхідного очи­щення газів визначаться верхнім порогом концентрації, яка допустима для даного процесу.

Другі гази, в основному природний газ, гази нафтоперегонки і кок­совий газ виробляють, головним чином, для одержання промислового і по­бутового тепла. Вони вміщують значну кількість сірководню, який викли­кає корозію трубопроводів при охолодженні цих газів нижче точки роси. Крім того, вони виділяють неприємний запах при згоранні й можуть впли­вати на деякі технологічні процеси, такі як підігрівання стальних поковок. Тому вміст сірководню необхідно знизити до концентрації, допустимої для споживача.

Вихідні гази, які утворюються при згоранні палива в хімічних, ме­талургійних та інших процесах, звичайно викидаються в атмосферу. Вони можуть вміщувати небезпечні та шкідливі речовини, такі як оксид арсену чи радіоактивні домішки; вони можуть бути неприємними, наприклад, клуби диму. Граничні величини викидів визначаються, виходячи з трьох основних міркувань:

- концентрація, яка загрожує рослинному чи тваринному світові;

- законодавчі обмеження, визначені державою чи місцевою владою;

- зменшення забруднень повітряного басейну для забезпечення життєдіяльності людей.

Ці міркування взаємозалежні. Так, законодавчими обмеженнями встановлені концентрації викидів в атмосферу, які наносять шкоду тваринному чи рослинному світу.

1.7.1 Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин

Концентрація – маса (мг) речовини в одиниці об’єму (м³) повітря при нормальних умовах – є основною фізичною характеристикою домішок атмосфери. Концентрація домішок визначає фізичний, хімічний та інші види впливу речовин на людину і навколишнє середовище й служить ос­новним параметром при нормуванні вмісту домішок в атмосфері.

Гранично допустима концентрація (ГДК) – це максимальна концен­трація домішок в атмосфері, віднесена до певного часу осереднення, яка при періодичній дії чи протягом всього життя людини не чинить ні на неї, ні на навколишнє середовище в цілому шкідливої дії (включаючи віддалені наслідки).

Якщо речовина чинить на навколишню природу шкідливу дію в менших концентраціях, ніж на організм людини, то при нормуванні виходять з порогу дії цієї речовини на навколишню природу.

Гранично допустимі концентрації забруднювальних речовин в атмосферному повітрі населених пунктів регламентовані Державними санітарними правилами охорони атмосферного повітря населених місць (від забруднення хімічними та біологічними речовинами) (ДСП-201-97), згідно з якими встановлені: клас небезпечності речовини, до­пустимі максимальна разова і середньодобова концентрації домішок. ГДК деяких забруднювальних речовин наведені в додатку Б.

Максимальна разова ГДК_макс – основна характеристика небезпечності шкідливої речовини. Вона встановлюється для попередження рефлек­торних реакцій у людини (відчуття запаху, світлової чутливості, зміна біо­електричної активності головного мозку тощо) при короткочасній дії атмо­сферних домішок.

Середньодобова ГДК_с.д. встановлена для попередження загальноток­сичного, канцерогенного, мутагенного та іншого впливу речовин на орга­нізм людини.

Найбільша концентрація кожної шкідливої речовини в приземному шарі не повинна перевищувати максимально разової гранично допустимої концентрації, тобто , при експозиції не більше 20 хв. Якщо час дії шкідливої речовини перевищує 20 хв, то .

При одночасній присутності в атмосфері декількох шкідливих речо­вин, що мають однонаправлену дію, їх безрозмірна сумарна концентрація повинна задовольняти умову:

, (1.73)

де , , …, – концентрація шкідливих речовин в одній і тій же місцевості, мг/м³;

ГДК₁, ГДК₂, …, ГДК_n – гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в атмосфері, мг/м³.

Однонаправлену дію мають, наприклад, такі шкідливі речовини, як діоксиди сірки і азоту; діоксид сірки і сірководень; сильні мінеральні кислоти (сірчана, соляна, азотна); етилен, пропілен, бутилен, амілен; озон, діоксид азоту, формальдегід тощо. Максимальні концентрації шкідливих речовин визначають за разовими пробами, відібраними протягом 20 хв. Середньодобові концентрації визначають або як середньоарифметичне значення концентрацій разових проб, для яких встановлюють пе­ріодичність їх відбору, або з добових концентрацій, одержаних безперер­вно протягом 24 годин.