Методы исследований окружающей среды

Методы непрерывного производственного контроля	Методы периодического производственного контроля	Экспресс-методы
Кулонополярографические Оптические Физико-химические Электрохимические Лазерные Радиоизотопные	Спектральные Химические Электрические	Оптические (интерференционные) Хроматографические Химические

В системах автоматизированного контроля и управления окружающей средой критерии оценки ее качества имеют первостепенное значение. В качестве практически работающего гигиенического критерия состояния окружающей среды часто вместо значений концентрации загрязняющих веществ используется безразмерная бальная шкала – так называемый индекс чистоты. Один из подходов заключается в сопоставлении среднесуточной нормы ПДК (ПДК_с.с.) со среднегодовой концентрацией (С_с.г.) данного вида загрязнения. Причем отношение С_с.г./ПДК_с.с. называется баллом загрязнения, а величина, обратная ему – индексом чистоты (ПДК_с.с./С_с.г.).

Поскольку речь идет об отдельном виде загрязнения, то данный показатель называется частным критерием качества. Обобщенные критерии качества получаются как средневзвешенные баллы для различных видов загрязнителей. Весовые коэффициенты определяются на основе экспертных оценок с учетом относительной вредности веществ, их синергетического или наоборот, антагонистического взаимодействия по отдельным группам. Из обобщенных таким образом критериев легко получить комплексные оценки качества как воздушной, так и водной среды.

Показатель ухудшения качества окружающей среды с учетом экономического фактора может быть оценен, например, моделью:

(2)

где р – номер ингредиента; dрп – степень ущерба для выбранного варианта решения (или совокупности организационно-технических и социально-экономических мероприятий); Wр – весовой множитель, учитывающий относительную токсичность загрязнения в конкретной среде (=1); Mр – модифицированная функция, отражающая масштаб распространения х, стойкость t, возможность переноса соответствующего ингредиента е: М = 0,1(x+t+e). Алгебраическая разность между значениями показателя К для исходного состояния среды Ка и состояния Км, соответствующего определенному решению по его улучшению, определяется как показатель эффективности рассматриваемого варианта решения: Э = Ка – Км.

3.2. Критерий экологичности технологических процессов

Рациональная переработка минерального сырья предполагает наиболее полное использование его исходных компонентов, переход на малоотходную и безотходную технологию производства. По количеству отходов, образующихся в том или ином технологическом процессе, в значительной мере можно судить об эффективности использования сырья. В то же время образование отходов является одним из основных факторов, определяющих масштабы вредного воздействия производства на окружающую среду, следовательно, может служить показателем экологичности технологического процесса. Кроме количественной оценки отходов возникает необходимость учета их качества, позволяющего определить токсичность компонентов отходов и их опасность для окружающей среды.

В настоящее время нет типовой методики, по которой можно было бы оценивать с учетом количества всех отходов экологическое совершенство технологии. Вместе с тем в ряде отраслей народного хозяйства такие оценки проводятся по конкретным видам производства.

Для того чтобы понять научные и практические подходы к решению этой проблемы, в качестве примера приведем разработанную В. Ремезом, А. Шубиным и другими методику и выполненный ими расчет по количественной оценке экологического совершенства химических процессов и удельного образования отходов. Авторами предложен критерий экологичности К_эк, рассчитываемый по формуле

(3)

где т_i^Ж, т_i^Г и т_i^Т – количество i-го токсичного компонента жидких, газообразных и твердых отходов соответственно, т/т продукта; C_i^Ж, C_i^Г и C_i^Т – концентрация i-го компонента в жидких, твердых, мг/дм³, и газообразных, мг/м³, отходах; ПДК_i^Ж – предельно допустимая концентрация i-го компонента в воде рыбохозяйственных водоемов, мг/дм³; ПДК_i^Г – предельно допустимая концентрация i-го компонента в воздухе населенных мест, мг/м³.

Для оценки токсичности твердых отходов предполагается использование ПДК^Ж, так как при хранении твердых отходов возможно их растворение в атмосферных осадках, сточных и грунтовых водах.

Как видно из формулы (3), критерий экологичности состоит из трех частей: параметров учета соответственно жидких, газообразных, твердых отходов (А, В и С).

При расчете параметров А количество i-го компонента в жидких отходах т_i^Ж определяется по формуле

(4)

где Q – количество жидких отходов, м³/ч; п – число рабочих дней в году; Р – выпуск продукции, т/год.

При расчете параметров А и В учитываются все источники жидких и газообразных отходов. Так, для газообразных выбросов каждого j-го источника количество i-го токсичного компонента рассчитывается по формуле

(5)

где С_i^rj – концентрация i-го компонента в j-м источнике, мг/м³; V_j – объем выбросов ву-м источнике, м³/ч.

Количество i-го токсичного компонента, выбрасываемого с газообразными отходами j-м источником т_i^Г, определяется суммированием т_i^rj, определяется по i-му компоненту с учетом рабочего времени:

Средняя концентрация i-го компонента в газообразных отходах С_i^Г рассчитывается по уравнению

(6)

где Vj – общий объем вредных выбросов, м³/ч.

Количество i-го токсичного компонента в твердых отходах определяется по формуле

(7)

где Т_Т – количество твердых отходов, т/год; r_i – содержание i-го токсичного компонента (элемента) в твердых отходах. %.

Предлагаемый критерий имеет четкую экологическую значимость (поскольку его величина зависит от количества и токсичности отходов, определяющих воздействие технологического процесса на окружающую среду), следовательно, он может быть использован для сравнения традиционных технологических процессов получения товарной продукции с перспективными безотходными и малоотходными технологиями, что существенно облегчает оценку безотходности.