Санитарно-защитные_зоны_для_промышленных_источников_загрязнения_атмосферного_воздуха

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Тесты для самоконтроля знаний

Укажите один правильный ответ

 1. КТО УСТАНАВЛИВАЕТ РАЗМЕР СЗЗ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ И ПРОИЗВОДСТВ, НЕ ВКЛЮЧЕННЫХ В САНИТАРНУЮ КЛАССИФИКАЦИЮ:

1)  в каждом конкретном случае Главный государственный санитарный врач РФ, если они относятся к 1 и 2 классам опасности;

2)  в каждом конкретном случае Главный государственный санитарный врач субъекта РФ;

3)  ГлавныйгосударственныйсанитарныйврачРФилиегозаместитель.

 2. ОСНОВНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ СЗЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ:

1)  защита населения от воздействия шума;

2)  защита населения от воздействия электромагнитных излучений;

3)  защита населения от воздействия химических веществ; 4)  защита населения от воздействия всех неблагоприятных произ-

водственных факторов.

 3. НА КАКОЕ КОЛИЧЕСТВО КЛАССОВ ОПАСНОСТИ ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ ПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ: 1)  3; 2)  4; 3)  5; 4)  6.

 4. ГДЕ ДОЛЖНА РАЗМЕЩАТЬСЯ ТОЧКА ОТСЧЕТА СЗЗ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ С ИСТОЧНИКАМИ ВЫБРОСОВ, РАССРЕДОТОЧЕННЫМИ ПО ТЕРРИТОРИИ ПРОМПЛОЩАДКИ:

1)  непосредственно от источников выброса;

2)  от границы промплощадки.

 5. ДЛЯ ЧЕГО НЕОХОДИМО ЗНАНИЕ КЛАССА ОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА:

1)  для определения набора методов обоснования СЗЗ;

2)  для определения размеров СЗЗ;

3)  для определения границ СЗЗ;

4)  для оценки риска здоровью населения.

Укажите несколько правильных ответов

  6.  В КАКИХ СЛУЧАЯХ ОРГАНЫ РОСПОТРЕБНАДЗОРА ИМЕЮТ ПРАВО УМЕНЬШАТЬ ШИРИНУ СЗЗ ПРОТИВ УСТАНОВЛЕННОЙ РАНЕЕ:

1)  при полной ликвидации производственных вредностей;

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2)  при уменьшении мощности, изменения состава, перепрофилировании промышленного объекта с изменением класса опасности; 3)  при внедрении передовых технологических решений, эффектив-

ных очистных сооружений; 4)  по распоряжению Главного государственного санитарного врача

РФ.

7.  КАКИЕ ВАРИАНТЫ ТОЧЕК ОТСЧЕТА ШИРИНЫ СЗЗ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ:

1)  непосредственно от источника производственных выбросов;

2)  от границы промышленной площадки производства;

3)  от границы селитебной территории;

4)  от границы ландшафтно-рекреационной зоны.

8.  КАКИЕ КРИТЕРИИ ПОЛОЖЕНЫ В ОСНОВУ ОБОСНОВАНИЯ РАЗМЕРА СЗЗ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА:

1)  обоснование размера СЗЗ должно быть выполнено по каждому вредному фактору в отдельности;

2)  в качестве «нормативной» величины СЗЗ принимается большая по размерам, полученная при оценке ведущего фактора;

3)  в качестве «нормативной» величины СЗЗ принимается средняя величина;

4)  в качестве «нормативной» величины СЗЗ принимается суммарная величина.

  9.  ПЕРЕЧИСЛИТЕ НЕДОСТАТКИ ПРИМЕНЕНИЯ САНИТАРНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРА ОРИЕНТИРОВОЧНОЙ СЗЗ:

1)  отсутствие учета рельефа местности;

2)  отсутствие учета климатических параметров;

3)  отсутствие учета профиля производства.

10.  УКАЖИТЕ ЗАДАЧИ ПРИМЕНЕНИЯ САНИТАРНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПРИ ОБОСНОВАНИИ СЗЗ:

1)  определение адекватного набора методов обоснования СЗЗ;

2)  определение класса опасности объекта;

3)  определение ориентировочных размеров СЗЗ объекта;

4)  определение точек отсчета ширины СЗЗ.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Обоснование размеров СЗЗ 4по математической

модели рассеивания химических веществ в приземном слое атмосферы

Ориентировочные размеры СЗЗ по санитарной классификации учитывают характер производства, но не принимают во внимание местные особенности района размещения источника загрязнения атмосферы. Величина выброса, определяемая мощностью объекта, при этом также не влияет на размер СЗЗ. Для корректной привязки объекта к конкретному земельному участку в настоящее время используются специальные математические модели рассеивания вредных выбросов в приземном слое атмосферы. Такие модели базируются на основных закономерностях распространения загрязнителей в атмосферном воздухе.

В настоящее время считается, что условия распространения (рассеивания) примесей в приземном слое атмосферы определяются тремя группами факторов: величиной выброса, метеорологическими параметрами местности, рельефом местности.

Закономерности рассеивания вредных выбросов в атмосферном воздухе

от стационарных источников

Прежде всего величина приземной концентрации атмосферного загрязнителя зависит от величины выброса. Установлено, что чем больше выброс в единицу времени, тем больше при прочих равных условиях выбрасываемых веществ поступает в воздушный поток и, следовательно, в нем создается большая концентрация загрязнений. В свою очередь меньший выброс из источника загрязнения определяет и меньшую концентрацию загрязнителей в атмосферном воздухе. Однако нельзя думать о прямой пропорциональности между количеством выброса и концентрацией загрязнений в атмосферном воздухе, так как последняя определяется

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

многими другими факторами (метеорологическими, орографическими и др.), степень влияния которых в разных случаях может быть различной.

Величина выброса является главным фактором, определяющим уровень концентрации. Выражается она в г/с, т/год или кг/т продукции. Выброс в кг/т продукции может быть различным даже на однопрофильных предприятиях, что определяется режимом эксплуатации, наличием газопылеулавливающих сооружений, эффективностью их работы и т.д. В большей степени выброс зависит от интенсивности работы предприятия. Например, котельные работают в теплое время года с меньшей интенсивностью, чем в зимнее. Это объясняет тот факт, что степень загрязнения атмосферного воздуха в городах в отопительный сезон выше, чем в неотопительный.

Зависимость концентрации загрязнителей от величины выбросов в разные сезоны года может отсутствовать для городов, характеризующихся низкой степенью уличного благоустройства, в результате чего в летнее время приобретает значения почвенная пыль. Однако в современных городах это встречается редко.

Кроме сезонного, имеет место и суточное колебание концентраций, что, очевидно, в определенной степени связано с активностью жизнедеятельности человека и работой некоторых предприятий в одну-две смены. Обычно самые низкие концентрации наблюдаются в ночные и предутренние часы. Такая зависимость отмечена как в городах России, так и за рубежом.

При одном и том же абсолютном выбросе степень загрязнения атмосферного воздуха в населенных местах может существенно меняться в зависимости от ряда метеорологических факторов. Рассеивание выбросов в атмосфере происходит под влиянием турбулентности, т.е. перемешивания различных слоев воздуха атмосферы. Турбулентность связана с притоком тепла, излучаемого солнцем и достигающим земной поверхности, и имеет свои закономерности переноса воздушных масс в зависимости от широты и времени года. Так, во внетропических широтах северного полушария в нижнем слое тропосферы преобладает перенос воздушных масс с запада на восток, т.е. восточные страны могут оказаться под воздействием промышленных выбросов своих западных соседей, хотя специалисты считают, что существенное влияние крупных промышленных центров может обнаруживаться на расстоянии, не превышающем 100 км по направлению ветра. На большие расстояния могут оказывать влияние лишь очень крупные города.

Существенное влияние на рассеивание выбросов загрязняющего объекта может оказать сам город, промышленный центр, изменяющий температурно-радиационный, влажностный и ветровой режим террито-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

рии. С одной стороны, город представляет «остров тепла», в результате чего возникают местные конвективные восходящие и нисходящие потоки;

сдругой стороны, в условиях города чаще возникают туманы (часто за счет загрязнения воздуха), что ухудшает условия рассеивания загрязнений. Направление и скорость ветра деформируются в городе за счет изменения подстилающей поверхности в условиях многоэтажной застройки. В связи

сизложенным использование для расчетного обоснования размеров СЗЗ метеорологических данных, относящихся к окрестностям города, должно рассматриваться лишь как сугубо ориентировочное.

Кведущим факторам, формирующим уровень приземной концентрации загрязнителя, относятся температурная стратификация атмосферы. Установлено, что эффективность распространения примеси в приземном слое атмосферы зависит от величины разности между температурой наружного воздуха и температурой газовоздушной смеси выброса. Поэтому наихудшие условия рассеивания характерны для наиболее жарких дней года, особенно для горячих выбросов, когда эта разница в температуре наименьшая. Такое явление характерно для нормального вертикального распределения температуры в приземном слое атмосферы.

В обычных условиях с подъемом вверх температура воздуха падает. Этот процесс рассматривается как адиабатический, т.е. протекающий без притока или отдачи тепла: поднимающийся поток воздуха будет охлаждаться за счет увеличения объема вследствие уменьшения давления, и, наоборот, опускающийся поток будет нагреваться в силу увеличения давления. Изменение температуры, выраженное в градусах на каждые 100 м подъема вверх, называется температурным градиентом. Им и характеризуют температурную стратификацию атмосферы. При адиабатическом процессе температурный градиент составляет примерно 1 °С.

В реальных условиях изменение температуры с высотой не всегда является адиабатическим процессом, в связи с чем может иметь место извращение температурного градиента, т.е. вышележащие слои воздуха будут иметь более высокую температуру, чем нижележащие. Состояние атмосферы с извращенным температурным градиентом носит название температурной инверсии.

Если повышение температуры начинается непосредственно от поверхности земли, инверсию называют приземной, если же с некоторой высоты над поверхностью земли, то приподнятой. Инверсии затрудняют вертикальный воздухообмен. Если слой приподнятой инверсии располагается непосредственно над источником выбросов (трубой), то в приземном слое атмосферы создаются опасные условия загрязнения, т.к. инверсионный слой ограничивает подъем выбросов и способствует их

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

накоплению в приземном слое. Если слой приподнятой инверсии расположен на достаточно большой высоте от труб промышленного предприятия, то концентрация примесей будет существенно меньше. Слой инверсии, расположенный ниже уровня выбросов, препятствует переносу их к земной поверхности.

Инверсии температуры в нижней тропосфере определяются в основном двумя факторами: охлаждением земной поверхности вследствие радиационного излучения и адвекцией теплого воздуха на холодную подстилающую поверхность. Такие инверсии часто связаны с охлаждением приземного слоя за счет затрат тепла на испарение воды или таяние снега и льда. Формированию инверсий способствуют также нисходящие движения в антициклонах и сток холодного воздуха в пониженные части рельефа. На побережьях морей и крупных водоемов в теплое время года инверсии возникают при морских бризах.

Нередко инверсии образуются в долинах между горами. Спускающийся с гор холодный воздух подтекает под более теплый воздух долины и образуется «озеро» холода. В таких условиях решение вопроса о размещении промышленных предприятий оказывается особенно трудным.

В холодный период года наблюдаются более частые и длительные инверсии. Сезонные изменения температурного градиента являются одной из главных причин соответствующих колебаний концентраций загрязнений атмосферы в современных городах. Этим же можно объяснить обратную связь между температурой воздуха и уровнем загрязнения. Наиболее высокие концентрации наблюдаются при низких температурах в период зимних инверсий. Зимние инверсии в России распространяются на большие площади. Область распространения их совпадает с областью распространения антициклонов. Поэтому при антициклонической погоде обычно наблюдаются высокие концентрации атмосферных загрязнений.

Для расчетного обоснования СЗЗ для стационарных объектов, загрязняющих атмосферный воздух, наибольшее значение имеют приземные инверсии температуры. Именно они чаще всего создают благоприятные условия для формирования высоких уровней загрязнения воздуха. В различных географических районах России отмечается различная повторяемость приземных инверсий температуры. Эти различия должны учитываться математическими моделями рассеивания примесей в атмосфере, используемыми для расчета размеров СЗЗ. По данным Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова, среднегодовая частота их появления в пределах страны в основном увеличивается с запада на восток и уменьшается на побережьях морей и океанов. Наиболее редко они отмечаются (20–30%) в районах, прилегающих к странам Балтики и Белоруссии, а

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

также на побережье Каспия и на Кавказе. На остальной части Европейской территории страны их повторяемость меняется в пределах 30–40%. Рост повторяемости приземных инверсий начинается за Уралом над бассейном р. Оби (Салехард, Тобольск) – там она достигает 45–50%, а над территорией Восточной Сибири и Дальнего Востока – 60% и более. Выделяются две зоны особенно высокой повторяемости приземных инверсий: в районах, прилегающих к Байкало-Амурской магистрали (Иркутская область, Забайкалье, Приамурье), и в бассейнах рек Индигирки и Колымы. Здесь приземные инверсии сохраняются значительную часть года с наибольшей повторяемостью в Чаре (60%). В Приморском крае, на побережье Охотского моря и на Камчатке повторяемость снова уменьшается до 30–40%.

Скорость и направление ветра также являются метеорологическими факторами, в значительной мере определяющими интенсивность процесса рассеивания загрязнителей в воздушном бассейне. В штиль выбросы медленнорассеиваются,частицывыпадаютисосредоточиваютсявнебольшом радиусе вокруг источника загрязнения, создавая в приземном слое воздуха высокие концентрации. При ослаблении ветра до штиля происходит накопление примесей, но в это время значительно увеличивается подъем перегретых выбросов в верхние слои атмосферы, где они рассеиваются. Однако если во время штиля наблюдается инверсия, то может образоваться «потолок», который будет препятствовать подъему выбросов. Тогда концентрация загрязнителей у земли редко возрастает. Таким образом, штиль и малые скорости ветра формируют высокий уровень загрязнения воздуха.

Для расчета величины СЗЗ важно знать повторяемость различных скоростей ветра в районе дислокации рассматриваемого объекта. Многочисленные случаи опасных загрязнений приземного слоя атмосферы связывают с так называемыми малыми скоростями ветра. На территории России имеются обширные районы, где скорости ветра 0–1 м/с наблюдаются в 60% всего времени года и более. В частности, в Восточной Сибири этот показатель достигает 70–80%.

Для учета условий вероятного застоя воздуха при определении границ СЗЗ необходимо использовать данные о повторяемости малых скоростей ветра (0–1 м/с) как по месяцам, так и в различные часы суток. Такой информацией располагают местные метеорологические станции Госкомгидромета.

Высокие скорости ветра ускоряют процесс рассеивания загрязнителей воздуха, т.е. играют положительную роль в снижении загрязненности атмосферы. Однако рост скорости ветра способствует рассеиванию до определенных пределов. В специальной литературе существует понятие «опасная скорость ветра». Экспедиционными наблюдениями установлено, что при скоростях ветра 1–2 м/с наблюдаются наивысшие концентрации

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

загрязнителей в атмосфере населенных мест, где преобладают низкие холодные выбросы промышленных предприятий. В районах размещения промышленных предприятий с высокими трубами и горячими выбросами высокие концентрации регистрируются при скоростях ветра 4–7 м/с. В современных промышленных центрах обычно имеется два пика подъема концентраций в зависимости от скорости ветра. Первый характерен для низких выбросов в связи с выхлопными газами автотранспорта, а второй – для высоких за счет выбросов крупных промышленных предприятий.

Господствующее направление ветров также имеет большое значение в рассеивании выбросов стационарного источника загрязнения атмосферы на участках местности, расположенных с наветренной стороны; загрязнения сравнительно с подветренной стороной от источника невелики. Эта закономерность должна лежать в основе градостроительных решений при размещении промышленных предприятий относительно жилых районов. Однако надо иметь в виду, что в течение года дуют ветры всех направлений и загрязнению в большей или меньшей степени подвергается окружающая территория во всех направлениях.

Санитарный врач при экспертизе материалов по организации СЗЗ должен располагать розой ветров не только годовой, но и по месяцам и считаться в первую очередь с направлением господствующих ветров летних месяцев, когда население особенно широко пользуется отрытым воздухом. Установлено, что в большинстве городов страны в разные сезоны года почти всегда наблюдаются одно или несколько «загрязняющих» направлений ветра, иногда совершенно противоположных, независимо от месторасположения источников загрязнения атмосферного воздуха. Особое значение направление ветра приобретает при решении вопросов размещения загрязняющих атмосферу объектов в местностях с резко пересеченным рельефом.

Завершая обзор метеорологических параметров, определяющих интенсивность распространения примесей в атмосферном воздухе, следует упомянуть о влажности воздуха и атмосферном давлении.

Для большинства загрязнителей имеется прямая зависимость от влажности воздуха. Исключение составляют лишь соединения, способные гидролизоваться. Это связано с тем, что атмосферная влага конденсируется на частицах аэрозоля, утяжеляя их, а газообразные компоненты выброса в ней растворяются. Все это способствует накоплению загрязнителей в более узком слое приземной атмосферы. Однако в случае возникновения дождя накопившиеся загрязнения выпадают на землю и концентрация их в воздухе снижается.

При росте атмосферного давления также увеличиваются концентрации загрязнителей в воздухе. Такое явление характерно для антициклонической

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

погоды. В основе роста загрязнения воздуха при такой метеорологической ситуации лежат влияние малых скоростей ветра и температурной инверсии, возникающих в областях высокого барометрического давления. Этим, вероятно, объясняется прямая связь высоты барометрического давления и величины загрязнения атмосферного воздуха над населенными пунктами.

Влияние влажности воздуха и атмосферного давления на интенсивность рассеивания примесей намного меньше, чем температуры, скорости и направления движения воздуха. Поэтому современные методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, не учитывают эти метеорологические параметры.

Орография местности, наряду с метеорологическими факторами, обязательно должна учитываться при обосновании границ санитарнозащитных зон для объектов, загрязняющих атмосферный воздух населенных мест. Неровности местности ослабляют рассеивание загрязнителей в приземном слое атмосферы. В условиях холмистого рельефа значительно изменяется характер движения воздуха, что, как правило, приводит к изменению поля концентраций. В низинах наблюдаются явления застоя воздуха, что повышает опасность загрязнения приземного слоя атмосферы за счет промышленных выбросов. При пологом рельефе (угол менее 3–4°) загрязнение примерно соответствует таковому над ровной поверхностью. При высоте отметок 50–100 м с углом наклонов склонов 5–6° отличие максимальных концентраций загрязнений достигает 50% при высоте трубы 50 м в зависимости от положения источника выброса на местности. Влияние рельефа уменьшается с повышением высоты источника и при последней в 200 м составляет примерно 30%.

Увеличение концентрации может наблюдаться и при расположении источников промышленных выбросов на возвышенностях, но находящихся вблизи подветренных склонов, где снижаются скорости ветра и возникают нисходящие течения.

Таким образом, максимальные концентрации тем больше, чем ближе расположен на плато источник к подветренному склону или чем ниже на подветренном.

Максимум концентрации при расположении источника на подветренном склоне больше, чем на ровном месте, примерно на 30% при высоте трубы 50 м и на 20% при высоте 200-метровой трубе.

Влияние пересеченного рельефа на уровень загрязнения атмосферного воздуха, как правило, усиливается особенностями температурного градиента в долинах. Такая закономерность наиболее выражена в районах, где может происходить длительный застой загрязнителей при сочетании слабых ветров с температурными инверсиями, например: в глубоких

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Глава 4

котловинах, в районах частого образования туманов (в том числе ниже плотин гидроэлектростанций и вблизи прудов-охладителей электростанций в районах с суровой зимой), в районах возможного возникновения фотохимического смога. Действующими строительными

правилами в таких районах не рекомендуется размещение промышленных предприятий с выбросами вредных веществ в атмосферный воздух. При необходимости строительства в таких районах следует принимать дополнительные меры по охране воздушного бассейна от загрязнителей, согласованные с Госкомгидрометом и Роспотребнадзором РФ.

Степень разбавления выброса атмосферным воздухом находится в прямой зависимости от расстояния, которое этот выброс прошел до данной точки. Это связано с тем, что с удалением от источника выброса увеличивается поперечное сечение факела (рис. 4.1), которое возрастает пропорционально квадрату расстояния и, следовательно, концентрации должны снижаться обратно пропорционально квадрату расстояния. На самом деле это падение происходит более медленно. Одна из причин этого явления состоит в том, что дымовой факел, касаясь земли, деформируется, благодаря чему сечение его увеличивается меньше, чем квадрат расстояния.

Значение этой поправки нарастает по мере удаления от источника, поэтому концентрация загрязнений в воздухе падает с замедлением.

Факт уменьшения концентраций с расстоянием подтвержден многочисленными экспедиционными наблюдениями для разных веществ и источников разной мощности. Именно эта закономерность лежит в основе отечественногосанитарногозаконодательстваосанитарно-защитныхзо- нах между промышленными предприятиями и селитебной территорией.

Высота выброса также оказывает определенное влияние на величину приземной концентрации. При этом чем выше труба, тем при прочих равных условиях меньше концентрации. Объясняется это тремя моментами: 1) чем выше труба, тем больше сечение дымового факела в точке прикосновения его к земле и во всех дальнейших точках; 2) чем ниже труба, тем ближе наблюдательная точка к осевой линии факела, где концентрация относительно выше; 3) чем выше труба, тем больше скорость ветра в точке выброса и, следовательно, интенсивнее процессы перемешивания выброса с атмосферным воздухом.

Увеличение высоты трубы с 50 м до 100, 200 и 250 м при неизменной величине выброса снижает наземную максимальную концентрацию