Определение перечня веществ в атмосфере, подлежащих контролю

Перечень веществ, подлежащих контролю, устанавливается на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загрязнения и метеорологических условий рассеивания примесей в атмосфере согласно РД 5204186-89 «Охрана природы», руководство по контролю загрязнений атмосферы. Перечень веществ, подлежащих контролю, устанавливается исходя из анализа величины реального и требуемого параметра потребления воздуха (ПВ _реал.):

, (1)

где М_i – суммарная масса выбросов i -той примеси от всех источников, расположенных на территории города;

С_i – концентрация i –го загрязняющего вещества, установленная лабораторным путем, либо по результатам моделирования.

Затем рассчитывают требуемого потребление воздуха (ПВ_треб.):

. (2)

Если ПВ_треб  ПВ _реал, то ожидаемая концентрация примесей в воздухе может превышать ПДК, и такая примесь должна контролироваться. При определенной приоритетности контроля проводится инвентаризация выбросов вредных веществ в атмосферу. При этом устанавливают источники и объемы поступления вредных веществ в атмосферный воздух (М_i). Рассчитывают параметры ПВ_треб и ПВ _реал, величины их соотношения располагают в порядке возрастания, таким образом, и определяя приоритетность контроля.

Вместе с тем, при определении приоритетности контроля учитывают следующие характеристики:

1. Масса поступающих вредных веществ в атмосферу.

2. Реальная концентрация их в приземном слое (устанавливают по результатам комплексного регионального эксперимента).

3. Токсичность вещества, а также его канцерогенность, куммулятивность и тд.

4. Ориентировочная численность населения, которая подвергается воздействию вещества в концентрациях, превосходящих ПДК. Для этого рассчитывают показатель превышения (ПК):

, (3)

где V_i – объем выбросов;

 - константа, учитывающая токсичность вещества (I, II, III, IV классы);

N – численность населения, подвергающаяся воздействию.

Чем выше показатель ПК, тем более строго необходимо контролировать вещество.

Критерии качества атмосферного воздуха. Статистические характеристики уровня загрязненности атмосферного воздуха. Индекс загрязненности атмосферы (иза).

Для систематизации и оценки уровня загрязнения атмосферы за рассматриваемый период, применяются статистические характеристики. Основными критериями для разового анализа качества атмосферного воздуха является кратность превышения ПДК:

, (4)

где С – концентрация вещества, определяемая в ходе анализа, мг/м³.

Из статистических характеристик для расчетов применяют среднеарифметическое значение концентрации примесей:

, (5)

где С – реальная концентрация, мг/м³,

N – число анализов,

i – порядковый номер анализа.

Среднее квадратичное отклонение результатов измерений от среднего арифметического:

(6)

Анализируя ряд концентраций обращают внимание на минимальную и максимальную концентрацию загрязняющего вещества в атмосферном воздухе (С_мин. и С_мах.), что составляет диапазон значений концентраций. При анализе уровня загрязнения воздуха рассчитывают среднюю кратность превышения:

, (7)

, (8)

. (9)

Исходя из этих показателей выделяют 4 класса опасности веществ а в атмосферном воздухе. Следует иметь в виду, что превышение ПДК, например в 2 раза для вещества 1 класса опасности, не эквивалентно по уровню токсичности воздуху, где ПДК превышено для вещества 4 класса опасности. Для того, чтобы сравнить уровень опасности для веществ различных классов применяют переводные коэффициенты или специальные формулы. Для расчетов используют характеристику называемую индексом загрязнения атмосферы отдельной примесью:

, (10)

где _y – соответствует конкретному веществу,

K_i – константа, принимающая значения 1,5; 1,3; 1; 0,85 для 1, 2, 3 и 4 классов опасности веществ.

Допустимость воздействия оценивается путем сравнения максимальных разовых концентраций С с соответствующими разовыми предельно допустимыми концентрациями вредных веществ, ПДК:

с+с_ф < ПДК, (11)

где с_ф – фоновая концентрация того же вещества.

Для вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, допустимость воздействия оценивается по сумме безразмерных концентраций:

(12)

Существуют вещества, при расчете кратности превышения ПДК которых, необходимо учитывать эффект их суммации. Это такие вещества, как:

• диоксиды азота и серы, сероводород;

• сильные минеральные кислоты (серная, соляная, азотная);

• этилен, пропилен, бутилен, анилин;

• озон, диоксид азота, формальдегид

Для оценки уровня загрязненности атмосферы несколькими веществами применяют комплексные характеристики, наиболее распространенной является величина индекса загрязненности атмосферы (ИЗА):

, (13)

где y – порядковый номер вещества.

Индекс загрязненности атмосферы показывает во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха несколькими веществами превышает ПДК.

Приведем пример значения индекса ИЗА на примере г. Москва. Индекс рассчитывают на основании концентраций в воздухе пяти основных загрязнителей - оксида углерода, диоксида азота, оксида азота, озона и формальдегида (рис. 9, 10).

Рис. 9. Индекс загрязнения атмосферы на различных территориях города

Рис. 10. Среднесуточные значения ИЗА

Именно, опираясь на значения индексов ИЗА, в дальнейшем экологами строится градация районов по степени экологичности, выдаются рекомендации по снижению нагрузки на атмосферу. Отметим также, что приведенная статистика индексов ИЗА не случайна за холодный период времени, так как именно в это время года отмечается увеличение загрязнения воздуха, связанное с резким ухудшением условий рассеивания в этот период, ослаблением ветра, появлением запирающих слоев, препятствующих вертикальному перемешиванию воздуха. Все эти факторы способствуют накоплению вредных веществ в приземных слоях атмосферы.