Изменение показателей качества окружающей среды по степени опасности

Показатель качества	Класс опасности
	1	2	3	4
1. предельно-допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3	< 0,1	0,1-1,1	1,1-10,3	> 10,3
2. средняя смертельная доза, мг/кг - при введении в желудок - при нанесении на кожу	< 15 < 100	15-151 100-501	151-5000 501-2500	> 5000 > 2500
3. средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3	< 500	500-5001	5001-50000	>50000
4. коэффициент возможного ингаляционного отравления	> 300	300-30	29-3	< 3
5. зона острого действия	< 6	6-18	18,1-54	> 54
6. зона хронического действия	> 10	10-5	4,9-2,5	< 2,5
7. пороговая концентрация, мг/л - острого действия - хронического действия	0,01 10	0,01-0,11 10-4,9	0,11-1 4,9-2,5	1 < 2,5

Обычно опасность химических соединений характеризуют величиной ми­нимально действующей концентрации:

1. пороговой дозы (концентрации) вещества, которая при однократном (остром) или многократном (хроническом) воздействии вызывает явные необ­ратимые изменения жизнедеятельности человека.

2. смертельные (летальные) показатели. Смертельная доза вызывает 50 % гибели подопытных животных.

3. абсолютно смертельная доза вызывает 100 % гибель подопытных животных.

Величина токсичности вещества определяется:

Т = , (9.2.1)

где: Т - величина токсичности; с - концентрация, мг/л; t - время воздейст­вия, мин; v - объём легочной вентиляции, л; g - масса тела, кг.

Рассчитываются также:

- коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) - от­ношение максимально достижимой концентрации вещества в воздухе при 20°С к средней смертельной концентрации для белых мышей при временной экспо­зиции 120 минут;

- зона острого токсичного воздействия - отношение средней смертель­ной концентрации (дозы) к порогу однократного воздействия вещества. Чем меньше это отношение, тем опаснее вещество. Такие вещества даже при незна­чительном превышении концентрации (дозы) над пороговой вызывают смертельный исход;

- зона хронического действия - отношение порога однократного действия к порогу хронического действия. Чем больше это отношение, тем опаснее веще­ство.

Настоящая методика применяется для определения концентрации вредных веществ в приземном слое воздуха при нагретом выбросе из одиночного точеч­ного источника (тепловые электростанции, котельные, теплогенераторы сушилок и т.п.).

Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ определяется по рассчитанной величине макси­мальной приземной концентрации вредных веществ С_м, мг/м³. Эта величина устанавливается на некотором расстоянии от места выброса при неблагоприят­ных метеорологических условиях (когда скорость ветра достигает опасного значения V_m и наблюдается интенсивный вертикальный турбулентный обмен).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ - это максимальное количество токсичного вещества в единице объема (м³) или массы (кг), объекта окружающей среды, которая не оказывает вредного воздей­ствия на живые организмы в процессе или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений (ГОСТ 12.1.005-88).

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) - это масса выбрасываемых ис­точников загрязнения загрязняющих веществ в единицу времени, величина которых не превышает ПДК.

Величина С_м для выброса нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условий на расстоянии Х_м (м) от источника определяется по формуле:

(9.2.2)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмо­сферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания веществ в атмосферном воздухе.

Для Центральной части Европейской территории РФ А = 120,

для Северной и Северо-Западной части, Среднего Поволжья, Урала - А = 160, для района Сибири и Дальнего Востока - А = 200;

η - коэффициент, учитывающий особенности рельефа местности (η = 1,0);

М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;

F - коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.

Для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей F = 1, для пыли и золы F = 2 ... 3.

m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода га­зовоздушной смеси из устья источника выброса, коэффициент m определяется по формуле:

(9.2.3)

в которой параметр f определяется по формуле:

(9.2.4)

(9.2.5)

где ω₀ - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с;

D_и - диаметр источника выброса, м;

Н_и - высота источника вы­броса над уровнем земли, м;

∆T - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси (Т_г) и температурой окружающего воздуха (Т_в), ºС.

Значение безразмерного коэффициента n определяется по формулам:

при V_m ≤ 0,3 n = 3

при 0,3 < V_m ≤ 2 (9.2.6)

при V_m > 2 n = 1

Величина V_m определяется расходом газовоздушной смеси V₁ в устье ис­точника выброса, м/с:

(9.2.7)

Приземная концентрация вредных веществ С_м при неблагоприятных ме­теорологических условиях достигает максимальных значений на оси факела выброса (по направлению ветра) на расстоянии х_m от источника выброса. Ве­личина х_т определяется по формуле:

(9.2.8)

где d - безразмерная величина, определяемая в зависимости от значения V_m

при V_m ≤ 2 ) (9.2.9)

при V_m > 2 ) (9.2.10)

Когда безразмерный коэффициент F ≥ 2 величина х_м определяется по формуле:

(9.2.11)

Опасная скорость ветра V_m (м/с), при которой имеет место наибольшее значение С_м, зависит от величины V_m:

при V_m ≤ 0,5 V_m = 0,5;

при 0,5 < V_m ≤ 2 V_m = V_m; (9.2.12)

при V_m >2 (9.2.13)

Величина наибольшей концентрации каждого вредного вещества С_м в приземном слое атмосферы не должна превышать величину максимальной разовой ПДК данного загрязнителя для селитебных территорий или ориенти­ровочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ), то есть:

С_м ≤ ПДК.

К вредным веществам однонаправленного действия, как правило, отно­сятся соединения близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека. Например: ацетон и фенол, диоксиды серы и азота.

Например, в простейшем случае, ПДВ для одиночного источника можно определить по формуле (1.2), принимая ПДВ = М, ПДК = С_м. Тогда получим:

_(9.2.14)

где Сф - фоновая концентрация вредного вещества в приземном слое воз­духа, мг/м³. При этом концентрация вредного вещества в выбросах около устья источника не должна превышать величины С_м = ПДВ / V₁

Чаще всего в воздухе присутствует ни одно вещество, а сразу несколько. При одновременном присутствии в атмосфере нескольких n вредных веществ, обладающих суммацией действия, безразмерная суммарная концентрация (для каждой группы вредных веществ однонаправленного действия) не должна превышать единицы при расчёте по формуле:

(9.2.15)

где С₁, С₂, С_n - концентрации вредных веществ, однонаправленного действия в атмосферном воздухе, мг/ м³.

ПДК₁, ПДК₂, ПДК_n, - это соответствующие ПДК этих веществ в атмосферном воздухе, мг/ м³.

К вредным веществам однонаправленного действия относятся вещества близкие по химическому строения и характеру биологического воздействия на организм человека, например:

- Ацетон - фенол;

- ацетон - фурфурол - формальдегид - фенол;

- озон - диоксид азота - формальдегид;

- оксид углерода - диоксид азота - формальдегид - гексан;

- диоксид серы - оксид углерода - диоксид азота - фенол;

- диоксид серы - аэрозоль серной кислоты

- диоксид серы - триоксид серы - аммиак - окислы азота;

- сильные минеральные кислоты (серная, соляная, азотная).

Степень загрязнения окружающей среды принято оценивать по кратности превышения ПДК и лимита на выбросы, назначаемые определенному объекту, классу опасности веществ, количеству химических элементов и соединений. В случае одновременного присутствия нескольких загрязняющих веществ используются суммарные показатели.

С_s - суммарный показатель загрязнения воздуха может быть определен по следующей формуле:

(2)

где: - Сi - концентрация вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, мг/м³;

- ПДКi - соответствующий ПДК этих веществ, мг/ м³ .

Уровень загрязнения воздуха по определенному веществу С_n рассчитывается по формуле:

(3)

Таблица 9.4