2.3. Методические основы расчёта нормативов предельно

допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу и

критерии санитарно-гигиенической оценки ее состояния

Нормативами регулирования выбросов в атмосферу являются предельно допустимые выбросы (ПДВ). Эти нормативы устанавливаются как для одного предприятия, так и для группы предприятий. Территориально нормативы могут разрабатываться отдельно для города или для населенного пункта.

Для разработки нормативов ПДВ необходимы следующие исходные материалы [16]:

• морфометрическая характеристика местности и метеорологическиекоэффициенты, характеризующие физические параметры атмосферы;

• ситуационная карта-схема местности, на которой расположен объект – источник выбросов, города или населенного пункта, для которого выполняется расчет;

• материалы инвентаризации источников загрязнения атмосферного воздуха.

Разработка нормативов ПДВ осуществляется в следующем порядке. Вначале разрабатывается том ПДВ для предприятий, затем, при необходимости, том ПДВ для группы предприятий и в завершение составляется том ПДВ для города или населенного пункта. Разработанные таким образом нормативы устанавливаются специально уполномоченными органами сроком на пять лет.

Основным критерием качества атмосферного воздуха при установлении нормативов ПДВ является максимальная разовая предельно допустимая концентрация каждого вредного вещества в воздухе населенных мест. При этом требуется соблюдение условия не превышения ПДК:

< 1, (1)

где С – фактическая концентрация вредного вещества в приземном

слое воздуха;

ПДК – максимальная разовая предельно допустимая концентрация

вредного вещества в атмосферном воздухе.

Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха используется более жесткий критерий:

< 0,8. (2)

При наличии в числе выбросов нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммации вредного воздействия, в расчетах ПДВ следует учитывать требование о выполнении следующего соотношения:

+ + … + < 1, (3)

где С_1, С₂ .....С_n – фактические концентрации веществ, обладающих эффектом суммации вредного воздействия, ПДК_1, ПДК_2…..ПДК_n – соответствующие максимальные разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ, n – число вредных веществ, учитываемых при расчете.

Учитывая наличие других источников загрязнения атмосферного воздуха, а также присутствие в атмосфере загрязняющих веществ, поступивших с воздушными потоками с других территорий, необходимо знать фоновые концентрации каждого вредного ингредиента (С_ф). В этом случае неравенства (1) и (3) можно записать соответственно в следующем виде:

< 1 (4)

+ + … + < 1 (5)

Величина ПДВ (г/с) рассчитывается по формуле

, (6)

где М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в

единицу времени, г/с;

С_ф - фоновая концентрация вредного вещества, мг/м³;

С_м - максимальная приземная концентрация вредного вещества,

мг/м³.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества, выбрасываемого в газовоздушной смеси одиночным точечным источником, рассчитывается по формуле

, (7)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации

атмосферы, определяющей условия перемешивания примесей

в воздухе, и изменяющийся в зависимости от географическо- го района от 120 до 240 (для Архангельской области прини- мается А≥ 140);

М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (определяется расчетом в технологической части проекта или принимается в соответствии с действу- ющими для данного производства нормативами), г/с;

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседа- ния вредных веществ в атмосферном воздухе (для газообраз- ных веществ и мелкодисперсных аэрозолей – пыли, золы –

F = 1);

m, n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса (вычисляются по дополнительным формулам или определяются по номограммам);

η - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной или слабопересеченной местнос-

ти с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, η = 1);

Н - высота источника выброса над уровнем земли (для наземных

источников при расчетах принимается Н = 2), м;

V₁ - расход газовоздушной смеси, м³/с;

- разность между температурой выбрасываемой газовоздуш- ной смеси и температурой окружающего атмосферного воз- духа, °С.

Расход газовоздушной смеси определяется по формуле

, (8)

где D - диаметр устья источника выброса, м;

W₀ - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Концентрация вредных веществ С (мг/м³) на расстоянии х (м) от центра линейного источника длиной L (м) при ветре, направленном вдоль этого источника, определяется по формуле

С = (S₁-S₂) , (9)

где S₁, S₂ - безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношений длины линейного источника и расстояния от него до расчет- ной точки (определяются по специальным номограммам).

Параметр С (мг/м³) вычисляется по формуле

С = C_м/S₃, (10)

где S₃ - безразмерный коэффициент (определяется по номограммам или по дополнительным формулам).

Выбросы в атмосферу в больших объемах могут являться основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном. Промышленные источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на источники выделения и источники выбросов. К первым относятся технологические устройства (аппараты установки и т.п.), в процессе эксплуатации которых выделяются примеси. Ко вторым – трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари и другие устройства, с помощью которых примесь поступает в атмосферу. Около 90% всех видов загрязнения атмосферы являются результатом разработки и утилизации энергетических ресурсов.

Промышленные выбросы подразделяются на организованные и неорганизованные. Организованный промышленный выброс поступает в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы, что позволяет применять для очистки от загрязняющих веществ соответствующие установки, т.е. является регулируемым. Неорганизованный промышленный выброс поступает в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушений герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта и авариях. Неорганизованные выбросы характерны для очистных сооружений, хвостохранилищ, золоотвалов, участков погрузочно-разгрузочных работ, сливно-наливных эстакад, резервуаров и других объектов.

Вещества, находящиеся в атмосферном воздухе, попадают в организм человека главным образом через органы дыхания. В нашей стране проводятся работы по гигиенической регламентации (нормированию) допустимого уровня содержания примесей в атмосферном воздухе. В настоящее время определены предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе более чем 500 веществ.

Гигиенические нормативы должны обеспечивать физиологический оптимум для жизни человека. В связи с тем, что кратковременные воздействия не обнаруживаемых по запаху вредных веществ могут вызвать функциональные изменения в коре головного мозга и в зрительном анализаторе, для каждого вещества установлено два норматива. Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДК_мр) (осредненная за 15…20 мин) с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека и среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК_сс) с целью предупреждения общетоксического, мутагенного, канцерогенного и другого действия при неограниченно длительном дыхании. Аналогом ПДК_мр является допустимое кратковременное воздействие (см. раздел 1.2).

Значения ПДК_мр и ПДК_сс для наиболее часто встречающихся в атмосферном воздухе примесей приведены в таблице 2.5. В правой крайней графе таблицы приведены классы опасности веществ: 1 – чрезвычайно опасные, 2 – высокоопасные, 3 – умеренно опасные и 4 – малоопасные. Эти классы разработаны для условий непрерывного вдыхания веществ без изменения их концентрации во времени. В реальных условиях возможны значительные увеличения концентраций примесей, которые могут привести в короткий интервал времени к резкому ухудшению состояния человека.

Таблица 2.5 ПДК в атмосферном воздухе населенных мест

Вещество	ПДК, мг/м3		Класс опасности вещества
	максимальная разовая	средняя суточная
Азота диоксид	0,085	0,04	2
Серы диоксид	0,5	0,05	3
Углерода оксид	5,0	3,0	4
Пыль (взвешенные вещества)	0,5	0,15	3
Аммиак	0,2	0,04	4
Кислота серная	0,3	0,1	2
Фенол	0,01	0,003	2
Ртуть металлическая	-	0,0003	1

В том случае, когда отсутствуют значения ПДК, для оценки гигиенической опасности вещества можно пользоваться показателем ориентировочно-безопасного максимального разового уровня загрязнения воздуха (ОБУВ).

Разработаны также значения предельно допустимых концентраций веществ в воздухе рабочей зоны (ПДК_рз). Рабочей зоной считается пространство до 2 м высотой, где размещается место постоянного или временного пребывания работающих. Ширина рабочей зоны зависит от конфигурации строений, рельефа и метеорологических условий местности. В современной научно-технической литературе иногда аналогичный по смыслу параметр называется предельно допустимой продолжительностью воздействия (см. раздел 1.2). Значение ПДК_рз должно быть таким, чтобы не вызывать у рабочих при ежедневном вдыхании в течение 8 часов заболеваний или не приводить к ухудшению состояния здоровья в отдаленные сроки. Так, ПДК_рз диоксида серы составляет 10, диоксида азота – 5, а ртути – 0,01 мг/м³, что значительно выше, чем ПДК_мр и ПДК_сс соответствующих веществ (см. табл. 2.4).