Нормирование концентрации вещества в воздухе и воде

Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ. В качестве меры, ограничивающей содержание загрязняющих веществ в окружающей природной среде, при­нята предельно допустимая концентрация.

ПДК химического вещества во внешней среде - такая концентрация, при воздействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредо­ванно через экологические системы, а также через возможный экономический ущерб не воз­никает заболевания или изменений состояния здоровья, обнаруживаемых современными ме­тодами исследований сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих по­колений.

В практике нормирования и для санитарной оценки степени загрязнения воздушной и водной среды используются следующие виды ПДК

Предельно допустимая концентрация вредного (загрязняющего) вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з. , мг/м³) - это такая концентрация вещества в воздухе, которая не вы­зывает у работающих людей при ежедневном вдыхании в пределах 8 час в течение всего ра­бочего стажа заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых совре­менными методами исследования непосредственно в процессе работы или в отдаленной пер­спективе

Рабочей зоной считается пространство высота до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

Предельно допустимая среднесуточная концентрация среднего (загрязняющего) ве­щества в воздухе населенных мест (ПДКс.с. мг/м³⁾ - это такая концентрация в воздухе населенного пункта, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного воздей­ствия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания;

Предельно допустимая максимальная разовая концентрация вредного (загрязняюще­го) вещества в воздухе населенных мест (ПДКм.р. мг/м ) - это такая концентрация, которая не вызывает рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека.

Концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе населенного пункта зависит от количества этих веществ, выбрасываемых всеми источниками загрязнения. Чтобы в воз­духе населенного пункта концентрация загрязняющих веществ не превышали ПДК то есть не создавались условия, опасные для здоровья населения, для каждого источника загрязне­ния устанавливается предельно допустимый выброс (ПДВ)

ПДВ - это максимально допустимое к выбросу в атмосферный воздух количество загрязняющих веществ данным источником загрязнения в единицу времени. Количественно ПДВ определяется как произведение коэффициента разбавления Кр загрязняющего вещества м/с на значение ПДК мг/м этого вещества, содержащегося в выбрасываемом а атмосфер­ный воздух газе

ПДВ = Кр*ПДК.

Под коэффициентом разбавления понимают объем чистого воздуха, необходимый для разбавления выбрасываемого в 1 с загрязненного вещества до концентрации, допускаемой санитарными нормами (ПДК).

ПДВ устанавливают для каждого стационарного источника выбросов зафязняющих веществ, а также для каждой модели транспортных и иных переднижных средств и устано­вок. Для источников неорганизованных выбросов (хранилища, железнодорожные сливо-наливные эстакады и т.п.) и совокупности мелких одиночных источников (вентиляционные фонари т.п.) устанавливают суммарный ПДВ. Суммируя ПДВ отдельных источников загряз­нения, устанавливают ПДВ для предприятия или объекта. Расчет ПДВ на стадии проектиро­вания объекта позволяет предусмотреть необходимые мероприятия, обеспечивающие тре­буемую чистоту атмосферного воздуха.

1. Расчет годовых выбросов вредных веществ, выделяющихся во время техноло­гического процесса. Предположим, что условное предприятие выбрасывает в атмосферу во время технологического процесса некоторое количество вредных веществ, перечень и харак­теристика которых даны в таблице:

№ пп	Вредное вещество	Класс опасности	Интенсивность выделения q0 (г/с)	ПДКСС мг/м3
1	NO2	2	0.08	0.04
2	Сажа	3	0.08	0.15
3	Pb	1	0.001	0.0007
4	Пыль	3	0.09	0.15
5	CO	4	0.05	0.3

Годовые выбросы каждою вещества M_i рассчитываются следующим образом. Счита­ем, что предприятие работает в 2 смены, т.е 16 часов в сутки, 24 дня в месяц, 12 месяцев в году. Тогда

где q_i = q₀K_j; K_j - порядковый номер студента в журнале (1- 10);

K_j=1.

Таким образом, получаем следующую таблицу:

Показатель	Загрязнитель
	NO2	Сажа	Pb	Пыль	СО
qi, г/см	0,08	0,08	0,001	0,09	0,05
Miг тех, Т/год	1,327	1,327	0,01659	1,4931	0,8295

2. Расчет выбросов вредных веществ в атмосферу автотранспортом на территории предприятия. (Количество автомобилей и их годовой пробег задается преподавателем)

№	Марка автомобиля	Количество авт. Аi (шт)	Годовой пробег li, км/год	Li= Аi li км/год	Затраты топлива на 100 км пробега, Q, л/км
1	ГАЗ-53 (бензин)	5	500	2500	25
2	Зил-130 (бензин)	5	1000	5000	31
3	КАМАЗ (дизель)	4	1500	6000	25
4	Волга (бензин)	4	2000	8000	13

3. Определим максимально разовые выбросы i-го вредного вещества автомобилями одной марки:

M_i^м.р. = a_b(τ_b/τ_y)G_iA_i [г/с],

где G_i – выбросы i-го вредного вещества (г/с), при режиме работы автомобиля на холостом ходу;

a_b – коэффициент выпуска автомобилей с территории предприятия (a_b = 0,75);

A_i – списочное количество автомобилей одной марки на предприятии (шт);

τ_b – длительность выхода автомобилей с территории предприятия (τ_b = 25 мин);

τ_у – время интервала усреднения (τ_у = 20 мин);

G_i рассчитывается по формуле

G_i = 1,3QρПx

где Q – нормативный расход топлива автомобилем одной марки (л/км);

ρ – плотность топлива бензина – 0,74 кг/л, дизельного топлива – 0,825 кг/л.

Пх – безразмерный коэффициент, который характеризует отношение массы вредного вещества, которое выделяется, к массе топлива и определяется из таблицы:

Значение Коэффициента П_х

№, пп	Вид топлива	Пх
		СО	Pb	NO2
1	2	3	4	5
1	Бензин	0,8	0,024	-
2	Диз. Топливо	0,1	-	0,03

Определяем среднесуточные выбросы i-го вредного вещества:

[кг/сут].

Определяем годовые выбросы вредных веществ:

[т/год]

Рассчитанные значения заносим в таблицу:

Тип автомобиля	Аi	CO (г/с)		NO2 (г/с)		Pb (г/с)
		Gi	GiAi	Gi	GiAi	Gi	GiAi
1	2	3	4	5	6	7	8
Газ-53	5	19,24	96,2	-	-	0,5772	2,886
ЗИЛ-130	5	23,8576	119,288	-	-	0,715728	3,57864
КАМАЗ	4	2,68125	10,725	0,80438	3,2175	-	-
Волга	4	10,0048	40,0192	-	-	0,300144	1,20058
		-	266,2322	-	3,2175	-	7,66522
Мic.c. = 1,8*↑		-	479,21796	-	5,7915	-	13,7974
Miгавт = 0,365*↑		-	174,914555	-	2,1139	-	5,03605

4. Общие выбросы вредных веществ автотранспортом за год определяются по формуле:

, [т/год]

m_i – удельные выбросы i-го вредного вещества автомобилями [г/км];

L_i – пробег автомобилей данной группы (км/год);

К1_i – коэффициент среднего возраста парка автомобилей;

К2_i – коэффициент уровня технического состояния автомобиля.

Заполняем таблицу:

Вредное вещество	Группы автомобилей	Параметры уравнения				Li, К1i, К2i, mi
		Li	К1i[3]	К2i[3]	mi[3]
1	2	3	4	5	6	7
CO	Газ-53	500	1,28	1,51	44,6	43101,44
	Зил-130	1000	1,28	1,51	44,6	86202,88
	КАМАЗ (диз)	1500	1,32	1,32	10,5	27442,8
	Волга	2000	1,28	1,51	33	127564,8
NO2	Газ-53	500	1	0,87	6,5	2827,5
	Зил-130	1000	1	0,87	6,5	5655
	КАМАЗ (диз)	1500	-	0,9	6,4	8640
	Волга	2000	1	0,87	1,97	3427,8
Pb	Газ-53	500	1	1	0,1	50
	Зил-130	1000	1	1	0,1	100
	КАМАЗ (диз)	1500	-	-	-	-
	Волга	2000	1	1	0,07	1400
Мавтобщ = ∑ Li, К1i, К2i, mi						306412,2

5. Расчет показателя экологической опасности ПО

КЭОП выбирается в зависимости от показателя экологической опасности:

где M^г_i - годовые выбросы i-ro вредного вещества

N- число выбрасываемых вредных веществ,

ПДK_i - предельно допустимая концентрация i-ого вредного вещества (среднесуточная); (α – показатель степени, который зависит от класса опасности вещества

Источником выбросов вредных веществ на предприятии являются технологический процесс и автотранспорт, функционирующий на предприятии. Поэтому годовые выбросы вредных веществ предприятия складываются из двух составляющих:

где - и годовые выбросы i-ro вещества соответственно технологическим про­цессом и автотранспортом.

Заполняем таблицу:

№	Наименование вредного вещества	ПДКСС (мг/м3)	Класс опасности	αi	Мгтех т/год	Мгавт т/год	Мгi = Мгтех+ Мгавт	Мгi/ ПДКСС	(Мгi/ ПДКСС) αi	ПО=∑(Мгi/ ПДКСС) αi
1	NO2	0,0	2,0	1,3	1,3	2,1	3,4	86,0	111,8	77484,95
2	Сажа	0,2	3,0	1,0	1,3	-	1,3	8,8	8,8
3	Pb	0,0	1,0	1,5	0,0	5,0	5,1	7218,1	10827,1
4	Пыль	0,2	3,0	1,0	1,5	-	1,5	10,0	10,0
5	СО	3,0	4,0	9,0	0,8	174,9	175,7	58,6	527,2

Зная по таблице 2 определяем категорию экологической опасности.

Вывод: Данное предприятие имеет 2-ую категорию экологической опасности. Общие выбросы вредных веществ автотранспортом предприятия составляют:

М_общ^авт = 306412,2 Т/год.