Приклади розрахунку ступеня забруднення повітряного середовища

Задача 1. Визначити індекс забруднення атмосфери Iза у населеному пункті за вихідними даними і оцінити якість атмосферного повітря. Забруднююча речовина – СО. Клас небезпечності – 4. ГДКмр = 5,0 мг/м³, ГДКсд = 3,0 мг/м³, середньомісячна фактична концентрація - 5,0 мг/м³.

Розв’язок. Згідно з визначенням індекса забруднення (формула1) та таблицею

Іза = (5,0 / 3,0)^0,9 = 1,58,

що більше 1,0.

Висновок. Атмосфера наднормативно забруднена чадним газом (СО).

Задача 2. Визначити показник забруднення повітря Z населеного пункту за умов сумарної дії забруднюючих речовин: сірчистий ангідрит С = 0,1 мг/м³ , фенол С = 0,009 мг/м³ зробити відповідні висновки. ГДКсд сірчистого ангідриту = 0,05 мг/м³, ГДК фенолу = 0,003 мг/м³.

Розв’язок. Згідно з формулою (2) сумарний показник забруднення за вихідними даними задачі розраховують таким чином:

Z = (0,1/0,05 + 0,009/0,003) – 2 = 2 + 3 – 2 = 3

Відповідно до шкали забруднення атмосферного повітря, Z < 16, що означає допустимий ступінь забруднення.

Висновок: забруднення зазначеними речовинами на даній території допустиме.

Контрольні питання для самоперевірки

1. Назвіть основні складові атмосферного повітря.

2. Наведіть приклади основних джерел забруднення повітря.

3. Дайте визначення гранично допустимої концентрації забруднюючої речовини в атмосферному середовищі.

4. Якими нормативами регламентується якість повітря?

5. Якими показниками характеризується стан атмосферного повітря до наявності декількох забруднюючих речовин?

6. У яких випадках застосовують гранично допустиму концентрацію середньодобову, максимально разову?

Практична робота 4 розрахунок гранично допустимого викиду шкідливих речовин в атмосферу від єдиного стаціонарного джерела

Мета роботи: Освоєння методики розрахунку гранично допустимого викиду шкідливих речовин в атмосферу і максимальної приземної концентрації від єдиного стаціонарного джерела.

1 Основні теоретичні положення

У повітрі робочої зони виробничих приміщень встановлюються гранично допустимі концентрації шкідливих речовин, затверджені Міністерством охорони здоров’я України від 19 червня 1996 року № 173.

Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони – це такі концентрації, які при щоденній роботі в межах 8 годин протягом всього робочого періоду не можуть викликати в працівників відхилень у стані здоров’я, виявлених сучасними методами дослідження, безпосередньо в процесі роботи або у майбутньому.

Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони є максимально разовими.

За ступенем дії на організм людини шкідливі речовини поділяються на 4 класи:

1-ий клас – речовини надзвичайно шкідливі;

2-ий клас – речовини високо шкідливі;

3-ій клас – речовини помірно шкідливі;

4–ий клас – речовини мало шкідливі.

Робочою зоною необхідно вважати простір висотою 2,2 м від рівня підлоги або майданчика, на якому розташовані місця постійного або тимчасового перебування людей.

Відповідно до Закону "Про охорону атмосферного повітря", з метою обмеження техногенної дії на атмосферу, як охоронний захід, поряд з ГДК, передбачають регулювання і кількісне обмеження викидів в атмосферу. Реалізація цього положення Закону здійснюється нормуванням гранично допустимих викидів забруднюючих речовин стаціонарними і пересувними джерелами забруднення.

Гранично допустимий викид – це маса шкідливої речовини, яку не слід перевищувати під час викиду в атмосферу за одиницю часу.

ГДВ встановлюється для кожного джерела забруднення атмосфери (і для кожного інгредієнта, який надходить до атмосфери з цього джерела) таким чином, що викиди шкідливих речовин від даного джерела та від сукупності джерел усього населеного пункту з урахуванням перспектив розвитку інфраструктури промислових підприємств і розсіювання шкідливих речовин в атмосфері не створюють приземну концентрацію, яка перевищувала б їх ГДК_мр (гранично допустима концентрація максимально разова).

Основні значення ГДВ_мр (максимальні разові) встановлюються за умови повного навантаження як технологічного, так і газоочисного обладнання та їх нормальної роботи, і не повинні перевищуватись в будь-який довільний 20-хвилинний період часу.

Поряд з максимальними разовими (контрольними) значеннями ГДВ (гс^–1) встановлюють похідні від них річні значення ГДВ_р (трік^–1), для окремих джерел і для підприємства в цілому з урахуванням нерівномірності викидів у часі, в тому числі з огляду на планові ремонти технологічного та газоочисного обладнання.

ГДВ для кожного стаціонарного джерела (ГДВ_д) встановлюється відповідно з ГОСТ 17.2.3.02 за умови, що викиди шкідливих речовин від такого джерела сумісно з фоновим забрудненням не створять в приземному шарі атмосфери концентрацію, яка перевищує ГДК, тобто необхідним є виконання умови:

, (1)

де С_м, С_ф – концентрація в приземному шарі атмосфери забруднювачів від цього джерела (за умов найбільш несприятливих для розсіювання) та фонова.

Фонове забруднення - це забруднення, яке створює у певній місцевості всіма існуючими джерелами викидів, за винятком того, що розглядається.

Якщо значення ГДВ з об’єктивних причин не можуть бути досягнуті, то для таких підприємств встановлюють значення тимчасово узгоджених викидів шкідливих речовин (ТУВ) і вводиться поетапне зниження показників викидів шкідливих речовин до значень, які забезпечували б дотримання ГДВ.

Громадський екологічний моніторинг має право вирішувати задачі оцінювання відповідності діяльності підприємства встановленим значенням ГДВ або ТУВ шляхом визначення концентрацій забруднюючих речовин у приземному шарі повітря (наприклад, на границі санітарно-захисної зони).

При одночасному вмісті у повітрі робочої зони декількох шкідливих речовин однонаправленої дії розрахунок загально обмінної вентиляції необхідно проводити шляхом сумування об’ємів повітря, необхідних для розчинення кожної речовини окремо до його гранично допустимої концентрації з врахуванням забруднення припливного повітря. При цьому допустимими для проектування і санітарного нагляду слід вважати такі концентрації шкідливих речовин за формулою:

, (2)

тобто сума відношень фактичних концентрацій шкідливих речовин С₁,С₂-.С_П у повітрі робочої зони до їх гранично допустимих концентрацій (ГДК₁ ГДК₂,...,ГДК_n не повинна перевищувати 1 (одиниці).

До шкідливих речовин однонаправленої дії, як правило, відносяться шкідливі речовини, близькі за хімічною будовою й характером біологічної дії на організм людини.

Прикладом речовин однонаправленої дії є:

1. Фтористий водень і солі фтористоводневої кислоти.

2. Формальдегід і соляна кислота.

3. Різні хлорні вуглеводи (граничні й неграничні).

4. Різні бромуючі вуглеводні (граничні і неграничні).

5. Різні спирти.

6. Різні кислоти.

7. Різні ароматичні вуглеводні (толуол і ксилол, бензол і толуол).

8. Різні аміносполуки.

9. Тіофос і карбофос.

10. Окис вуглецю й аміносполуки.

11. Окис вуглецю й нітросполуки.

При одночасному виділенні у повітря робочої зони приміщень декількох шкідливих речовин, які не володіють характером однонаправленої дії, кількість повітря при розрахунках загально обмінної вентиляції допускається приймати до тієї шкідливої речовини, для якої необхідна подача найбільшого об’єму кількості чистого повітря.

Розсіювання промислових викидів в атмосфері від труб і вентиляційних каналів підпорядковується законам турбулентної дифузії. При цьому істотний вплив має стан атмосфери, характер місцевості, висота викиду, хімічні особливості викидів.

Горизонтальне переміщення домішок визначається в основному швидкістю вітру, а вертикальне – розподілом температур у вертикальному напрямку.

При цьому умовно можна виділити три горизонти забруднення атмосфери: перекидування факелу викидів (зона невисокого вмісту шкідливих речовин у приземному шарі атмосфери); задимлення з максимальним вмістом речовин; поступове зниження рівня забруднення.

Зона задимлення є найбільш небезпечною, а тому вона повинна бути вилучена із забудови. Залежно від метеорологічних умов розміри цієї зони сягають 10-50 раз висоти труби.

Максимальна концентрація прямо пропорційна продуктивності джерела забруднення та обернено пропорційна квадрату його висоти над землею.

Високі швидкості вітру збільшують розчинну здатність атмосфери, яка сприяє меншій приземній концентрації у напрямі вітру. Розчинення потоку викидів уздовж осі пропорційне середній швидкості вітру на висоті потоку. Водночас зі збільшенням швидкості вітру зменшується висота факелу, а тому для викидів вводять поняття небезпечної швидкості вітру, за якої приземні концентрації мають найбільше значення.

У випадку розсіювання викидів із кількох труб однакової висоти, розміщених на близькій відстані, труби слід вважати одним еквівалентним джерелом такої самої висоти із сумарною кількістю забруднюючих речовин.

Тому висоту труб джерел викиду необхідно виводити із зони аеродинамічної тіні для успішного розсіювання шкідливих речовин у верхніх шарах атмосфери.