Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экология. Практикум для бакалавров и специалистов всех профилей
.pdf
Окончание табл. 1.3
1
2
3 1 2
3
17
Азота окислы
Алюминий
Формальдегид
Винилацетат
Бензол
Фенол
0,1
5,0
0,02
0,1
0,05
0,005
19
Аммиак
Азот окислы
Углерод оксид
Фенол
Вольфрам
Алюминий
0,05
0,1
15,0
0,005
4,0
3,0
18
Аммиак
Азота диоксид
Вольфрам
Хрома окись
Озон
Дихлорэтан
0,5
1,0
5,0
0,2
0,001
5,0
20
Ацетон
Фенол
Формальдегид
Полипропилен
Толуол
Винилацетат
0,3
0,003
0,02
8,0
0,7
0,15
№
п/п
Вещества
№
п/п
Вещества
1 2 1
2
Эффект суммации
1
Аммиак, сероводород,
формальдегид
12
Ацетон, акролеин, фталевый
ангидрид
2
Азота диоксид, азота оксид,
мазутная зола, серы диоксид
13
Ацетон, фенол
3
Аммиак, формальдегид
14
Ацетон и ацетофенол
4
Азота диоксид, гексен, серы
диоксид, углерода оксид
15
Ацетон, фурфурол, формальдегид и
фенол
5
Азота диоксид, гексан, углерода
оксид, формальдегид
16
Ацетальдегид и винилацетат
6
Азота диоксид, серы диоксид,
углерода оксид, фенол
17
Аэрозоли пятиокиси ванадия и
окислов марганца
7
Аэрозоли пятиокиси ванадия и
сернистый ангидрид (серы диоксид)
18
Сернистый ангидрид (серы диоксид)
и фенол
8
Аэрозоли пятиокиси ванадия и
трехокиси хрома
19
Серный и сернистый ангидриды
(серы диоксид и трехокись серы),
аммиак и азота окислы
9
Бензол и ацетофенол
20
Сернистый ангидрид (серы диоксид),
аэрозоль серной кислоты
10
Вольфрамовый и сернистый
ангидриды
21
Сероводород, формальдегид
11
Мышьяковистый ангидрид и
свинца ацетат
22
Сильные минеральные кислоты
(серная, азотная, соляная)
Таблица 1.4
Перечень веществ, при совместном присутствии обладающих эффектом
суммации
21
21
Окончание табл. 1.4
1
2 1 2
23
Мышьяковистый ангидрид и
германий
31
Уксусная кислота и уксусный
ангидрид
24
Озон, двуокись азота и
формальдегид
32
Фурфурол, метиловый и этиловый
спирты
25
Углерод оксид и пыль цементного
производства
33
Фенол и ацетофенол
26
Пропионовая кислота и
пропионовый альдегид
34
Циклогексан и бензол
27
Сернистый ангидрид (серы
диоксид) и никель металлический
37
Этилен, пропилен, бутилен и
амилен
28
Сернистый ангидрид (серы
диоксид) и сероводород
38
Этилен, пропилен, бутилен и
амилен
29
Сернистый ангидрид (серы
диоксид), кислота серная
39
Уксусная кислота, фенол,
этилацетат
30
Сернистый ангидрид (серы
диоксид), углерод оксид, фенол,
пыль конверторного производства
40
Фтористый водород, плохо
растворимые соли фтора
Эффект частичной (неполной) суммации
1
Азота диоксид, серы диоксид
2
Серы диоксид, фтористый водород
Пример расчета.
В воздухе имеется смесь веществ с фактической концентрацией:
аммиак – 0,02 мг/м3; диоксид азота – 5 мг/м3; гексан – 0,01 мг/м3. Данные
заносятся в таблицу 1.5. Выписываем три вида ПДК для этих веществ,
используя таблицу 1.2.
Сопоставляем концентрации веществ с тремя видами ПДК, результат
сравнения записываем в графы 9-11 таблицы 1.5.
Определяем вещества, обладающие эффектом суммации, из таблицы
1.4. Эффектом суммации в данном примере обладают азота диоксид и
гексан (определено по строке 5 таблицы 1.4). Веществ, обладающих
эффектом неполной суммации, нет. Следовательно, отношения
концентраций веществ к ПДК будем сравнивать с единицей.
Находим сумму отношений концентраций веществ, обладающих
суммацией действия, к их ПДК в воздухе рабочей зоны для азота диоксида
и гексана:
22
22
Находим сумму отношений концентраций веществ, обладающих
суммацией действия, к их ПДК в воздухе населенных мест, используя
максимально разовую ПДК
:
м.р.
Находим сумму отношений концентраций веществ, обладающих
суммацией действия, к их ПДК в воздухе населенных мест, используя
среднесуточную ПДК
:
с.с.
Во всех трех случаях суммы превышают единицу, следовательно,
можно сделать вывод о несоответствии фактических значений
концентрации веществ, обладающих эффектом суммации, санитарным
нормам.
Диоксид азота, гексан – все эти вещества представляют опасность для
жизни и деятельности человека.
К мероприятиям по снижению выбросов вредных веществ относят:
совершенствование технологических процессов и внедрение
малоотходных и безотходных технологий; изменение состава и улучшение
качества используемых ресурсов; комплексное использование сырья и
снижение потребления ресурсов, производство которых связано с
загрязнением окружающей среды; изменение состава и улучшение
качества выпускаемой продукции (неэтилированные бензины,
малосернистые топлива и т. д.); очистку выбрасываемых промышленных
газов. Защита работников от воздействия вредных факторов
обеспечивается конструкцией оборудования, организацией
производственных процессов. При невозможности обеспечения
безопасности труда применяют средства защиты работающих: средства
коллективной защиты; средства индивидуальной защиты (СИЗ).
23
23
Таблица 1.5
Номер варианта
Вещество
Концентрация вредного вещества, мг/м
3
Класс опасности
Особенности воз-
действия
Соответствие нормам каждого
из веществ в отдельности
Фактическая
концентрация
Предельно допустимая
концентрация ПДК
ПДК
рз
ПДК
мр
ПДК
сс
в воздухе
рабочей
зоны по
ПДК
рз
в воздухе населенных мест
при времени воздействия
< = 30 мин
по ПДК
мр
> 30 мин
по ПДК
сс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
…
азота
диоксид
5
2
0,2
0,04
3
О
> ПДК(-)
> ПДК(-)
> ПДК(-)
гексан
0,01
300
60
-
4
-
< ПДК (+)
< ПДК (+)
-
24
Контрольные вопросы
Исходные данные и нормирующие значения
концентраций нормативу?
1. Как классифицируются химические вещества в зависимости от их практического использования?
2. Как классифицируются вредные вещества по степени опасности?
3. Дайте определение предельно допустимой, максимально разовой, среднесуточной концентрации веществ в воздухе.
4. Как классифицируются вредные вещества по воздействию на организм человека?
5. Какими принципами руководствуются при установлении ПДК и ПДУ?
6. По каким показателям происходит нормирование негативных факторов?
7. К каким профессиональным заболеваниям приводит воздействие аэрозолей?
8. Как осуществляется гигиеническое нормирование содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны?
9. Что такое эффект суммации и какие вредные вещества им обладают?
10. Какие вещества обладают эффектом неполной суммации, как этот эффект отражается при проверке сумм
Обозначения: О – вещества с остронаправленным механизмом воздействия, опасные для развития острых отравлений, за содержанием
которых в воздухе требуется автоматический контроль.
Примечание: В графах 9, 10, 11 соответствие нормам обозначить знаком (+), а несоответствие – знаком (-).
24
Практическая работа №2. Расчет рассеивания выбросов
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
Цель работы: познакомиться с методом расчета рассеивания
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
1. Общие сведения
1.1. Нормативная база проведения расчетов рассеивания
выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
Основой мероприятий по охране атмосферного воздуха является
Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от 04.09.1999
№96-ФЗ (с изменениями и дополнениями). Закон устанавливает правовые
основы охраны атмосферного воздуха и направлен на реализацию
конституционных прав граждан на благоприятную окружающую среду и
достоверную информацию о ее состоянии [2].
Методика проведения расчета рассеивания выбросов утверждена
Приказом Минприроды России от 06.06.2017 №273 «Об утверждении
методов расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ
в атмосферном воздухе» (далее – МРР-2017) [13]. Прежняя методика
расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ,
содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86), с 01.01.2018 признана
не подлежащей к применению на территории Российской Федерации.
МРР-2017 позволяет выполнять расчеты рассеивания выбросов
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в двухметровом слое над
поверхностью Земли на расстоянии не более 100 км от источника выброса, а
также расчеты вертикального распределения концентраций загрязняющих
веществ (ЗВ). Данные расчеты необходимы при определении нормативов
выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, при
обосновании ориентировочных размеров санитарно-защитных зон и пр.
1.2. Виды концентраций загрязняющих веществ
По методике МРР-2017 возможно рассчитать разные виды
концентраций загрязняющего вещества:
- максимальная из разовых концентрация ЗВ в атмосферном воздухе,
- среднесуточная концентрация ЗВ в атмосферном воздухе,
- среднегодовая концентрация ЗВ в атмосферном воздухе
(долгопериодная концентрация).
25
25
Максимальные разовые концентрации загрязняющих веществ
соответствуют сочетанию неблагоприятных метеорологических условий (в
том числе опасной скорости ветра) и неблагоприятных условий выброса
ЗВ в атмосферный воздух. К неблагоприятным условиям выброса ЗВ
относится такое сочетание мощности выброса ЗВ, высоты трубы (другого
источника выброса), диаметра устья, расход газо-воздушной смеси (ГВС),
температуры ГВС, скорости выхода ГВС из устья, при которых
достигаются максимальные значения максимальных приземных
концентраций в условиях соблюдения промышленным предприятием
установленного режима работы.
Средние концентрации ЗВ в атмосферном воздухе соответствуют
длительному времени осреднения (сезон, год).
Выбрасываемые в атмосферу вещества претерпевают химические
превращения (трансформацию) в более вредные ЗВ. Поэтому расчет
максимальных разовых и среднегодовых концентраций ЗВ, имеющих
возможность к трансформации, проводится по каждому исходному и
образующемуся веществу отдельно. В этих случаях при расчете
максимальных разовых и среднегодовых концентраций ЗВ используются
различные коэффициенты трансформации.
Например, расчет долгопериодных (среднегодовых) средних
концентраций диоксида азота (NO2) и оксида азота (NO) проводится с
учетом частичной трансформации NO в более токсичный NO2 при среднем
коэффициенте трансформации aN за рассматриваемый период времени.
На основе исходных данных о выбросах NO2 и NO определяется мощность
суммарного выброса оксидов азота M(NOx), пересчитанная к выбросам
диоксида азота NO2 по формуле M(NOx) = M(NO2) + 1,53 × M(NO).
Далее определяются пересчитанные значения мощностей выброса
NO2 и NO, которые используются в дальнейших расчетах вместо исходных
выбросов: M(NO2) = aN × M(NOx), M(NO) = 0,65 × (1 - aN) × M(NOx).
Коэффициент трансформации aN зависит от местных особенностей
режима интенсивности коротковолновой, в том числе ультрафиолетовой
радиации, фонового содержания в атмосферном воздухе озона (O3), оксидов
азота, различных фракций углеводородов. Значения aN для рассматриваемой
территории определяются и по расчетным, и по экспериментальным данным.
Для оксидов азота расчетное значение коэффициента частичной
трансформации NO в NO2 для среднегодовых концентраций равен 0,6, для
максимальных разовых концентраций aN =0,8.
26
26
1.3. Установление нормативов допустимых выбросов (НДВ)
Выбросы загрязняющих веществ, поступающие в различных
количествах в атмосферный воздух, подлежат нормированию в соответствии
с экологическим законодательством. Кроме химических и биологических
веществ, нормированию в промышленных выбросах подлежат
микроорганизмы, показатели активности радиоактивных веществ.
Нормативы допустимых выбросов (НДВ) – это нормативы выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух, которые определяются как
объем или масса химических веществ либо смеси химических веществ,
микроорганизмов, иных веществ, как показатели активности
радиоактивных веществ, допустимые для выброса в атмосферный воздух
стационарными источниками.
Уточнение о стационарных источниках введено в вышеприведенное
определение с целью отсечения выбросов загрязняющих веществ от
передвижных источников (транспортных средств), для которых, по
действующему законодательству, НДВ не устанавливаются.
В законодательстве, действовавшем до 2015 года, передвижные источники
(автомобили) являлись источниками негативного воздействия, для них
рассчитывались объемы выбросов загрязняющих веществ, и они
учитывались в нормативах предельно допустимых выбросов конкретных
хозяйствующих субъектов, за данные объемы выбросов субъектами
ежегодно вносилась плата за негативное воздействие на окружающую
среду в бюджет РФ.
Стационарным источником является источник выброса,
местоположение которого определено с применением единой
государственной системы координат или который может быть перемещен
посредством передвижного источника. Передвижной источник –
транспортное средство, двигатель которого при его работе является
источником выброса.
НДВ определяются для стационарного источника и (или)
совокупности стационарных источников в отношении:
- высокотоксичных веществ,
- веществ, обладающих канцерогенными, мутагенными свойствами
(веществ I, II классов опасности),
- включенных в перечень загрязняющих веществ, в отношении
которых применяются меры государственного регулирования в области
27
27
охраны окружающей среды (Распоряжение Правительства РФ от
20.10.2023 № 2909-р [10]).
НДВ определяются расчетным путем на основе нормативов качества
окружающей среды, в том числе нормативов предельно допустимых
концентраций (ПДК), с учетом фонового состояния компонентов
природной среды.
НДВ рассчитываются для 29 веществ I класса опасности и 67
веществ II класса опасности. Из расчета НДВ с 2019 года исключены
вещества III–IV классов опасности, в их числе: азота оксид и диоксид,
серы диоксид, углерода оксид, взвешенные вещества и другие. Также не
должны нормироваться основные пахучие вещества, такие как аммиак,
этилмеркаптан, ацетон, кислота валериановая, кислота уксусная и другие.
Классы опасности загрязняющих атмосферу веществ и ПДК для них
утверждены СанПиН 1.2.3685-21. По загрязняющим веществам, для
которых гигиеническими нормативами установлены значения
максимальных разовых и среднесуточных ПДК (ПДК м.р., ПДК с.с.), в
проектах НДВ рассчитываются концентрации, относящиеся к тому же
времени осреднения (максимальные приземные концентрации,
среднесуточные приземные концентрации). Так, расчетные максимальные
разовые концентрации ЗВ, выбрасываемых предприятием, сопоставляются
с максимальными разовыми ПДК, а расчетные среднегодовые
концентрации сопоставляются со среднесуточными ПДК. В этом
сравнении концентрации ЗВ, выбрасываемых в атмосферу, не должны
превышать ПДК или их доли, что зависит от характеристики прилегающей
к источнику выброса зоны – жилой застройки, санаторно-курортной
местности, санитарно-защитной зоны и др. Если предприятие выбрасывает
ЗВ, по которым гигиеническими нормативами установлены только
среднесуточные ПДК, в проекте НДВ проводится расчет среднегодовых
концентраций, которые сопоставляются со среднесуточными ПДК. Если
предприятие выбрасывает ЗВ, по которым гигиеническими нормативами
установлены только максимальные разовые ПДК, в проекте НДВ
проводится расчет максимальных разовых концентраций, которые
сопоставляются с максимальными разовыми ПДК. Для ЗВ, для которых
гигиеническими нормативами установлены ОБУВ, проводится расчет
максимальных разовых концентраций, которые сопоставляются с ОБУВ.
28
28
2. Метод расчета максимальных разовых концентраций
загрязняющих веществ от выбросов одиночного точечного источника
Источник загрязнения атмосферы может иметь различную
конфигурацию: точечный, линейный, площадной. В зависимости от
высоты H установленного отверстия, через которое содержащая ЗВ
пылегазовоздушная смесь поступает в атмосферный воздух, источники
выбросов относятся к:
- наземным – при H до 2 м включительно,
- низким – при Н от 2 до 10 м включительно,
- средней высоты – при Н от 10 до 50 м включительно,
- высоким – Н свыше 50 м.
Основной расчет при определении степени опасности загрязнения
приземного слоя атмосферного воздуха выбросами загрязняющих веществ
от промышленных предприятий сводится к определению максимальной
разовой концентрации загрязняющих веществ (С
, мг/м3).
max
Алгоритмом расчета максимальной разовой концентрации являются
формулы определения приземной концентрации загрязняющих веществ,
описанные в Методах расчета рассеивания выбросов вредных
(загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе, утвержденных Приказом
Минприроды России от 06.06.2017 № 273 [13].
Величина максимальной приземной разовой концентрации
загрязняющих веществ С
рассчитывается на определенном расстоянии
max
от места выброса при наиболее неблагоприятных метеоусловиях.
Величина С
для выброса нагретой газовоздушной смеси (горячий
max
выброс) из одиночного источника с круглым устьем определяется по
формуле (2.1).
(2.1)
Максимальная приземистая концентрация вредных веществ для
выброса холодной газовоздушной смеси (холодный выброс) из одиночного
источника с круглым устьем определяется по формуле (2.2).
(2.2)
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации
атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального
рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
29
29
Для России и стран ближнего зарубежья коэффициент А принимается:
1. Республика Бурятия и Забайкальский край – 250;
2. Районы европейской территории Российской Федерации южнее 50° с. ш.,
остальные районы Нижнего Поволжья, азиатская территория Российской
Федерации, кроме указанных в пунктах 1 и 3 для европейской части России
(районы южнее 50о с.ш., районы Нижнего Поволжья, Кавказ), Дальнего Востока,
Сибири, стран ближнего зарубежья (Молдова, Казахстан, Киргизия,
Таджикистан, Узбекистан) – 200;
3. Европейская территория Российской Федерации и Урала от 50° с. ш.
до 52° с. ш. включительно, за исключением попадающих в эту зону районов,
перечисленных в пунктах 1 и 2, а также для районов азиатской территории
Российской Федерации, расположенных к северу от Полярного круга и к западу
от меридиана 108° в. д. – 180;
4. Европейская территория Российской Федерации и Урала севернее
52° с.ш. (за исключением центра европейской территории Российской
Федерации) – 160;
5. Владимирская, Ивановская, Калужская, Московская, Рязанская и
Тульская области 140.
Величина М – масса загрязняющего вещества, выбрасываемого
в атмосферу в единицу времени (мощность выброса) (г/с). Мощность
выброса М(г/с) связана с концентрацией загрязняющего вещества С (г/м3)
и скоростью выброса из источника Vi (v3/c) через произведение М=С·Vi.
Безразмерный коэффициент F, учитывающий скорость оседания
вредных веществ в атмосферном воздухе, принимается:
для газообразных ЗВ и мелкодисперсных аэрозолей диаметром не
более 10 мкм F = 1;
для аэрозолей (за исключением мелкодисперсных аэрозолей
диаметром не более 10 мкм) при наличии систем очистки выбросов:
при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов
свыше 90% F=2;
при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов от
75 % до 90 % включительно F=2,5;
при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов
менее 75 % или отсутствии очистки выбросов F=3;
вне зависимости от эффективности очистки значение коэффициента
F принимается равным 3 при расчетах концентрации пыли в атмосферном
воздухе для производств, в выбросах которых содержание водяного пара
30
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]