ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебное пособие

421

действия на среду обитания и здоровье человека, отделяют от жилой застройки санитарно-защитными зонами (СЗЗ) в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200–03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов». Территория санитарнозащитной зоны предназначена:

для обеспечения снижения уровня воздействия до требуемых гигиенических нормативов по всем факторам воздействия за ее пределами;

создания санитарно-защитного барьера между территорией предприятия (группы предприятий) и территорией жилой застройки;

организации дополнительных озелененных площадей, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферно-

го воздуха и повышения комфортности микроклимата.

СЗЗ отделяет территорию промышленной площадки от жилой застройки, ландшафтно-рекреационной зоны, зоны отдыха, курорта с обязательным обозначением границ специальными информационными знаками. Границей жилой застройки является линия, ограничивающая размещение жилых зданий, строений, наземных сооружений и отстоящая от красной линии на расстояние, которое определяется градостроительными нормативами. Красная линия отделяет территорию улично-дорожной сети от остальной территории города. За пределы красных линий в сторону улицы или площади не должны выступать здания и сооружения.

В СЗЗ не допускается размещение объектов для проживания людей. СЗЗ или какая-либо ее часть не могут рассматриваться как резервная территория объекта и использоваться для расширения промышленной или жилой

территории без соответствующей обоснованной корректировки границ СЗЗ.

Размеры СЗЗ устанавливают расчетным путем с учетом места расположения источников и характера создаваемого ими шума, инфразвука и дру-

гих физических факторов. Обоснованность расчетов для установления СЗЗ подтверждают натурными замерами при приемке в эксплуатацию новых объ-

ектов.

Размеры СЗЗ определяют в соответствии с действующими санитарно-

эпидемиологическими нормами допустимых уровней шума, инфразвука и других физических факторов на территории жилой застройки и жилых по-

мещений.

В зависимости от характеристики выбросов для предприятий, по которым ведущим для установления СЗЗ фактором является химическое загрязнение атмосферы, размер СЗЗ устанавливают:

1) от границы территории промплощадки:

от организованных и неорганизованных источников при наличии технологического оборудования на открытых площадках;

в случае организации производства с источниками, рассредоточенными по территории предприятия;

при наличии наземных и низких источников, холодных выбросов сред-

ней высоты; 2) от источников выбросов загрязняющих веществ:

в случае наличия только высоких источников нагретых выбросов.

422

СЗЗ утверждают в установленном порядке в соответствии с законодательством России при наличии санитарно-эпидемиологичес-кого заключения о соответствии санитарным нормам и правилам.

Ширину СЗЗ устанавливают с учетом санитарной классификации, результатов расчетов ожидаемого загрязнения атмосферного воздуха и уровней физических воздействий, а для действующих предприятий и натурных ис-

следований. СЗЗ должна иметь последовательную проработку ее территори-

альной организации, озеленения и благоустройства на всех этапах разработки всех видов градостроительной документации, проектов строительства, реконструкции и эксплуатации отдельного предприятия и/или группы предприятий. В составе проекта организации, озеленения и благоустройства санитар-

но-защитных зон представляется документация в объеме, позволяющим дать оценку проектных решений о соответствии их санитарным нормам и прави-

лам. В предпроектной, проектной документации на строительство новых, реконструкцию или техническое перевооружение действующих предприятий и сооружений предусматривают мероприятия и средства на организацию и благоустройство СЗЗ, включая переселение жителей, в случае необходимости. Проект организации, благоустройства и озеленения представляют одновременно с проектом на строительство (реконструкцию, техническое перевооружение) предприятия.

Для объектов, их отдельных зданий и сооружений с технологическими процессами, являющимися источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека, в зависимости от мощности, условий эксплуатации, характера и количества поступающих в окружающую среду загрязняющих веществ, создаваемого шума, вибрации и других негативных физических факторов, а также с учетом предусматриваемых мер по уменьшению неблагоприятного влияния их на среду обитания и здоровье человека, и в соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов установлены следующие размеры СЗЗ:

предприятия первого класса – 1000 м; предприятия второго класса – 500 м; предприятия третьего класса – 300 м; предприятия четвертого класса – 100 м; предприятия пятого класса – 50 м.

Для объектов, не включенных в санитарную классификацию, а также с новыми, недостаточно изученными технологиями, не имеющим аналогов в стране и за рубежом, ширину СЗЗ устанавливает в каждом конкретном случае Главный государственный санитарный врач России или его заместитель.

Достаточность ширины СЗЗ по принятой классификации подтверждают выполненными по согласованным и утвержденным в установленном порядке методам расчета рассеивания выбросов в атмосферу для всех загрязняющих веществ, распространения шума, вибрации и электромагнитных полей с учетом фонового загрязнения среды обитания по каждому из факторов

за счет вклада действующих, намеченных к строительству или проектируемых предприятий, а также данными натурных наблюдений для действующих предприятий.

423

Размеры СЗЗ могут быть изменены для предприятий I и II классов – по решению Главного государственного санитарного врача РФ или его заместителя, для предприятий III, IV и V классов – по решению Главного государственного санитарного врача субъекта РФ или его заместителя.

Размеры СЗЗ могут быть уменьшены:

при объективном доказательстве стабильного достижения уровня тех-

ногенного воздействия на границе СЗЗ и за ее пределами в рамках и ниже

нормативных требований по материалам систематических (не менее чем годовых) лабораторных наблюдений за состоянием загрязнения воздушной среды (для вновь размещаемых предприятий возможен учет лабораторных данных объектов-аналогов);

подтверждении замерами снижения уровней шума и других физических факторов в пределах жилой застройки ниже гигиенических нормативов;

уменьшении мощности, изменение состава, перепрофилировании предприятия и связанным с этим изменением класса опасности.

Не допускается сокращение величины СЗЗ для действующих предприятий на основании данных, полученных только расчетным путем. Размер СЗЗ должен быть увеличен по сравнению с классификацией при невозможности обеспечения современными техническими и технологическими средствами нормативных уровней по любому фактору воздействия, полученных расчетным путем и/или по результатам лабораторного контроля.

В границах СЗЗ допускается размещать:

сельхозугодья для выращивания технических культур, не используемых для производства продуктов питания;

предприятия, их отдельные здания и сооружения с производствами

меньшего класса вредности, чем основное производство. При наличии у размещаемого в СЗЗ объекта выбросов, аналогичных по составу с основным

производством, обязательно требование непревышения гигиенических нормативов на границе СЗЗ и за ее пределами при суммарном учете;

пожарные депо, бани, прачечные, объекты торговли и общественного питания, мотели, гаражи, площадки и сооружения для хранения обществен-

ного и индивидуального транспорта, автозаправочные станции, а также свя-

занные с обслуживанием данного предприятия здания управления, конструкторские бюро, учебные заведения, поликлиники, научно-исследовательские

лаборатории, спортивно-оздоровительные сооружения для работников предприятия, общественные здания административного назначения;

нежилые помещения для дежурного аварийного персонала и охраны

предприятий, помещения для пребывания работающих по вахтовому методу, местные и транзитные коммуникации, ЛЭП, электроподстанции, нефте- и га-

зопроводы, артезианские скважины для технического водоснабжения, водоохлаждающие сооружения для подготовки технической воды, канализационные насосные станции, сооружения оборотного водоснабжения, питомники растений для озеленения промплощадки, предприятий и санитарно-защитной

зоны.

СЗЗ для предприятий IV, V классов должна быть максимально озеленена – не менее 60 % площади; для предприятий II и III класса – не менее 50 %; для предприятий, имеющих СЗЗ 1000 м и более – не менее 40 % ее терри-

424

тории с обязательной организацией полосы древесно-кустарниковых насаждений со стороны жилой застройки.

4.11. Порядок разработки и утверждения нормативов выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду

Для обеспечения охраны атмосферы устанавливают экологические нормативы выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду, к которым относятся предельно допустимые и временно согласованные выбросы.

Согласно ГОСТ 17.2.1.06–77 предельно допустимый выброс (ПДВ) –

это научно-технический норматив, устанавливаемый из условия, чтобы содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источников или от совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира. ПДВ представляет собой объем (количество загрязняющего вещества, выбрасываемое отдельным источником за единицу времени, превышение которого ведет к превышению ПДК в среде, окружающей источник загрязнения, и, как следствие, к негативным последствиям в окружающей среде и к риску для жизни и здоровья людей.

Временно согласованный выброс (ВСВ) – это временный гигиениче-

ский норматив, устанавливаемый в порядке надзора с указанием предприятиям, учреждениям и организациям – природопользователям этапов и сроков достижения нормативов предельно допустимых выбросов.

Работы по установлению ПДВ (ВСВ) для предприятий и объектов го-

рода или другого населенного пункта проводит головная организация по ус-

тановлению ПДВ (ВСВ) в следующем порядке: головная организация города или населенного пункта по установлению ПДВ (ВСВ) определяет порядок

проведения и участников работ по установлению ПДВ (ВСВ), выдает участникам работ карту-схему города или другого населенного пункта, а также пе-

речень предприятий и объектов, выбросы которых необходимо совместно учитывать при установлении ПДВ (ВСВ); на основе данных ведомственных проектов по определению ПДВ обеспечивает выполнение расчетов суммарного загрязнения атмосферы от всех объектов города или другого населенно-

го пункта; на типовых картах-схемах города или другого населенного пункта характеризует по всем вредным веществам (с помощью изолиний расчетных

суммарных концентраций от всех предприятий и объектов с учетом фона, в том числе от автотранспорта) ожидаемое загрязнение атмосферы при неблагоприятных метеорологических условиях и при выполнении ПДВ (ВСВ), передает на рассмотрение в установленном порядке разногласия, возникающие при установлении ПДВ (ВСВ), рассматривает планы мероприятий, направленных на снижение загрязнения атмосферы вредными веществами, разработанные предприятиями.

Головная организация города или другого населенного пункта по установлению ПДВ (ВСВ) на основании предложений министерств и ведомств по

ПДВ (ВСВ) проводит окончательные расчеты загрязнения атмосферы от всех

действующих и строящихся предприятий и объектов, а также устанавливает ПДВ (ВСВ) для каждого предприятия, источника и вредного вещества с уче-

425

том реальных вкладов предприятий и объектов в загрязнение атмосферы на основе гигиенических, метеорологических, экономических, технических условий и требований, разрабатывает комплексный план мероприятий, направленных на снижение загрязнения атмосферы вредными веществами в целом по городу или населенному пункту, обобщает результаты контроля и расчетов загрязнения атмосферы и оформляет эти результаты в соответствии ГОСТ 17.2.3.02–78.

Нормативы выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду утверждают Минприроды России, другие специально уполномоченные государственные органы России в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов, органы санитарно-эпидемиологического надзора в соответствии с их компетенцией.

Нормативы выбросов загрязняющих веществ, приводящих к загрязнению на большие расстояния природной среды в результате трансграничных (межрегиональных, межреспубликанских, межгосударственных) переносов этих веществ утверждает Минприроды России.

В соответствии с установленными нормативами предприятиям, учреждениям и организациям – природопользователям в установленном порядке выдают разрешение на выбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду.

Предприятия, для которых установлены ПДВ (ВСВ), организуют систему контроля за соблюдением нормативов, утвержденную в установленном порядке. При контроле измеряют концентрации загрязняющих веществ и объемы газовоздушной смеси после установок очистки газа или в местах непосредственного выделения веществ в атмосферу. При контроле за соблюдением ПДВ (ВСВ) выбросы загрязняющих веществ определяют за период 20 мин, к которому относятся максимально разовые ПДК, а также в среднем за сутки, месяц и год. Если продолжительность выброса загрязняющих веществ меньше 20 мин, контроль производят по полному выбросу загрязняющих веществ за это время.

При превышении ПДВ (ВСВ) в результате аварии предприятие обязано в установленном порядке сообщить об этом органам, осуществляющим государственный контроль за охраной атмосферы, и принять меры по уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу вплоть до остановки

предприятия и ликвидации последствий загрязнения атмосферы, а также передать информацию об аварии и принятых мерах.

4.12. Мониторинг атмосферного воздуха

Мониторинг (от англ. monitoring, от лат. monitor – напоминающий,

надзирающий) атмосферного воздуха – это система наблюдений за состоя-

нием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния атмосферного

воздуха, его загрязнения.

Условием эффективности мониторинга атмосферного воздуха является наличие системы минимально достаточных показателей, позволяющей кон-

426

тролировать санитарно-эпидемиоло-гическую и эколого-гигиеническую ситуацию с наименьшими временными, финансовыми и трудовыми затратами.

Организация наблюдений по большому спектру показателей требует, как правило, значительных материальных вложений, что приводит к уменьшению экономической эффективности системы мониторинга. В этой связи возникает необходимость выбора из всей совокупности таких показателей,

при наблюдении за которыми могут быть сделаны корректные выводы о са-

нитарно-эпидемиологической и эколого-гигиени-ческой ситуации и приняты управляющие решения относительно конкретных источников воздействия. Такие показатели относят к базовым, которые подразделяют на две основные группы:

показатели соблюдения – это ПДК загрязняющих веществ для атмо-

сферного воздуха населенных пунктов с учетом эффекта суммации и класса опасности загрязняющих веществ;

показатели диагностики – те, изменения которых свидетельствуют о вероятных изменениях целого комплекса других показателей и позволяют прогнозировать уровень воздействия на население. К таким показателям от-

носят маркеры – это загрязняющие вещества, выбрасываемые в составе пы-

легазовых смесей предприятия, по содержанию которых в приземном слое атмосферы могут быть сделаны достоверные выводы о выбросах предпри-

ятия в целом

4.12.1. Выбор маркерных веществ

Выбор веществ маркеров осуществляют на основе предварительного

факторного анализа или на основе анализа профиля выбросов предприятий, формирующих качество атмосферного воздуха поселения в целом или данно-

го участка территории. Необходимыми условиями при выделении маркеров выбросов предприятий являются:

наличие достоверных данных о профиле выбросов предприятия (при этом состав и структура выбросов определяются технологией производства и характеризуются тесной корреляционной связью выбрасываемых компонентов);

профиль выбросов предприятия, т. е. стабильное во времени соотношение масс различных веществ в выбросах предприятия, определяемое техно-

логией производства.

не претерпевает существенных изменений в динамике (за время, в течение которого определяется и используется в системе мониторинга вещест- во-маркер*);

из перечня веществ, выбрасываемых отдельным предприятием, выбирается одно (в ряде случаев – несколько), которое характеризует работу предприятия в целом – маркер выбросов предприятия.

Вещество-маркер для включения в программу мониторинга должно соответствовать следующим требованиям:

а) рассматриваемое вещество в точке мониторинга характерно только

для этого предприятия. Вещество может быть выбрано как маркер, если его

427

приземная концентрация на 95 % и более формируется выбросами одного предприятия;

б) в точке мониторинга загрязняющее вещество может присутствовать в значимых концентрациях;

в) вещество выбрасывается предприятием постоянно (или систематически с высокой известной частотой);

г) вещество обладает низкой реакционной способностью и не подвергается трансформации;

д) имеется метод определения концентрации данного вещества в атмосферном воздухе.

При формировании программы мониторинга при прочих равных условиях предпочтение отдают тем примесям, отбор, обработка и анализ которых экономически наиболее выгодны.

Алгоритм выбора маркера выбросов предприятия включает в себя сле-

дующие этапы:

а) на базе комплексных расчетов рассеивания (с учетом всей совокупности источников выбросов) формируется база данных (БД1), представляющих собой совокупность расчетных приземных концентраций по всему спектру примесей;

б) выполняется кластерный анализ территории по компонентному составу и интенсивности химических нагрузок;

в) в результате кластерного анализа качества атмосферного воздуха

формируется база данных (БД2), характеризующая территорию по качеству и интенсивности химических нагрузок;

г) на основе анализа профиля предприятий, расположенных в зоне мониторинга, выбираются вещества, имеющие в базе БД1 хотя бы одно значение концентраций большее заданного уровня (например, больше 0,1 ПДКм.р.);

д) анализируются два списка: предприятий и список веществ. Между этими двумя списками устанавливается соответствие:

предприятие <==> маркер для каждого вещества составляется вектор, состоящий из нулей и еди-

ниц. i-тая переменная в векторе равна 0, если i-тое предприятие не выбрасывает вещество, и равна 1, если выбрасывает;

если в векторе вещества на i-том месте стоит 1, а все остальные – нули, то это вещество удовлетворяет первому требованию к маркеру выбросов предприятия. Если при этом выполняются все остальные требования, то это

вещество – маркер выбросов i-того предприятия;

если для некоторых предприятий не удалось выделить вещества, соот-

ветствующие критериям маркеров, то по (каждому) веществу выделяют зоны, подвергающиеся влиянию только одного предприятия, и в этих зонах считать данное вещество маркером выбросов соответствующего предприятия.

При использовании на предприятии нескольких технологических процессов, не связанных друг с другом, определяют профили выбросов отдельных технологий и, соответственно, маркеры технологий.

428

4.12.2.Выбор точек мониторинга атмосферного воздуха

Вточках мониторинга ведут наблюдение за базовыми показателями

соблюдения санитарно-гигиенических нормативов. Данные показатели могут

характеризовать как зону влияния отдельного источника воздействия, так и

группы источников, принадлежащих одному или различным стационарным объектам, независимо от их ведомственной принадлежности. Исходные предпосылки для выбора точки следующие:

точка мониторинга должна гарантированно характеризовать опреде-

ленную зону загрязнения;

зона загрязнения определяется по результатам расчетов рассеивания примесей в атмосфере и последующего анализа;

точка мониторинга в границах определенной зоны характеризует уро-

вень воздействия на население; обязательным элементом является возможность расчетной оценки

вкладов в загрязнение наиболее значимых источников.

4.12.3.Сбор и подготовка исходной информации

Вкачестве исходной информации используются компьютерные базы данных (БД), формируемые промышленными предприятиями для расчетов

рассеивания (компьютерная версия методики ОНД–86) и определения величин ПДВ.

Далее на векторной карте (карте-схеме) отображают промышленные площадки, границы санитарно-защитных зон, селитебные территории и прочие объекты, важные с точки зрения организации мониторинга.

4.12.4. Оценка загрязнения территории на основе расчетных данных

Выполняют расчеты рассеивания примесей в приземном слое воздуха с последующим отображением результатов и получением карт загрязнения территории.

Расчетная сетка при этом должна охватывать всю изучаемую территорию (город, район, участок и пр.). Плотность сетки (шаг расчетов по оси Х и

оси Y) определяется рекомендациями ОНД –86 и техническими возможностями компьютерных средств.

В результате расчетов получают выходные данные (в виде .dat или .dbf файлов), которые и используют при дальнейшем анализе.

Расчетную сетку наносят на векторную карту территории – электрон-

ную карту местности, на которой объекты описываются через точно обозначенные координаты.

Формируют базу данных, в которой каждая точка расчетной сетки характеризуется совокупностью концентраций N ингредиентов. База данных

представляет собой матрицу, построенную на базе выходных файлов результатов расчета.

Матрица может быть сформирована:

429

сучетом всей совокупности имеющихся результатов расчетов (при этом в матрицу попадают значения приземных концентраций всех примесей, по которым были проведены расчеты);

сиспользованием экспертных оценок (в матрицу попадают только те примеси, концентрации которых отвечают экспертным требованиям: напри-

мер, отсекаются примеси, максимальные значения которых не превышают

0,1 ПДК).

Затем базу данных подвергают кластерному анализу – группе методов математической статистики, позволяющих классифицировать объекты некоторого массива: объединять их в группы, характеризующиеся близкими по значениям наборами параметров.

Кластерный анализ может быть проведен различными средствами. Апробирован и признан надежным анализ с использованием пакета прикладных программ SAS.

В результате анализа получают кластеры – группы точек на террито-

рии, которые характеризуются однородными концентрациями загрязняющих компонентов. Если территория большая, а номенклатура выбросов – велика, количество кластеров на территории может быть значительным и составлять

тысячи.

Анализируемая территория подразделяется на участки, каждый из которых относится к какому-либо кластеру в соответствии с результатами анализа точек. Каждый кластер характеризуется вектором долей ПДК, именуемым вектором среднего кластера (К1, К2, ..., Кn) = MEEN, где Кi – средняя концентрация i-того вещества в кластере.

Для реализации методики предполагается выполнение расчетов рассеивания загрязняющих веществ от стационарных источников выбросов. При этом могут быть использованы унифицированные программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА), реализующие алгоритмы «Методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» (ОНД–86).

Ранжирование кластеров выполняют от наименее опасного по уровню потенциального воздействия (ранг = 1) к наиболее опасному (ранг = L, где L

– число кластеров).

На базе выполненного кластерного анализа и последующего ранжиро-

вания в кластерах, характеризовавшихся наибольшими концентрациями загрязняющих веществ, определяют точки мониторинга.

На первой стадии определяют репрезентативные участки для организации мониторинга. Участки определяются с учетом следующих показателей:

ранг кластера (чем выше ранг кластера, тем важнее расположение в нем зоны и точки контроля);

репрезентативность для территории в целом (репрезентативность определяется размерами кластера: чем больше узлов расчетной сетки относится к данному кластеру, тем более репрезентативна точка мониторинга);

плотность проживания населения или специфика территории (густо на-

селенные районы и зоны рекреации населения имеют приоритет при разме-

щении точек наблюдения);

430

результаты рекогносцировочных натурных наблюдений (приоритет имеют участки более высокого загрязнения, выделенные на основе натурных данных);

результаты контроля содержания загрязняющих примесей в биологических средах населения, причем зона совмещения высокой аэрогенной нагрузки и зоны высокого содержания токсикантов в биологических средах имеет приоритет при выборе точки наблюдения.

На втором этапе определяется конкретная точка (место) для размещения поста мониторинга, который размещают на открытой, проветриваемой со всех сторон площадке с непылящим покрытием: на асфальте, твердом грунте, газоне. Следует учитывать повторяемость направления ветра и выбирать точку, в наибольшей степени учитывающую вероятное наложение загрязнения от различных источников загрязнения атмосферного воздуха.

4.12.5.Оценка фактических масс выбросов предприятия по результатам измерения концентрации маркера выбросов предприятия

Вточке А измеряют концентрацию маркера выбросов предприятия Т, параметры ветра (скорость и направление) и температуру воздуха. В точке А

обнаружено вещество V, являющееся маркером выбросов предприятия Т. Решается задача обратная расчету рассеивания вещества при известной

массе выбросов, параметрах выбросов и параметрах ветра, т. е. решается задача по нахождению массы выброса маркерного вещества по известной Cv – реальной, измеренной концентрации вещества в точке мониторинга, извест-

ных параметрах выбросов вещества V, параметрах ветра и температуры ат-

мосферного воздуха в момент измерения концентрации. Масса выброса маркерного вещества, г/c,

Mv = Mvs x Cv / Cvr,

где Mvs – суммарная масса выбросов маркерного вещества по всем ис-

точникам предприятия согласно инвентаризационной базе, г/с; Cvr – расчет-

ная приземная концентрация, рассчитанная в точке мониторинга при известных параметрах выбросов вещества V г/c, параметрах ветра и температуре

атмосферного воздуха в момент измерения концентрации, мг/м3.

Расчет концентрации ведут по компьютерной версии методики ОНД– 86. По Mv из профиля выбросов предприятия рассчитывают массы выбросов остальных веществ предприятия Т. Оценку масс выбросов всех веществ для рассматриваемого предприятия по массе выброса маркера этого предприятия

производят в предположении, что структура выброса определяется инвентаризационной базой выбросов. Реальные массы выбросов для каждого источника по каждому веществу оценивают по формуле

M(i,k) = Mv x mass(j,k)/Mvs,

где mass(j,k) – масса выбросов j-того вещества k-тым источником (по исходной базе), г/с; Mvs – суммарная масса выбросов маркерного вещества