Оценка качества атмосферного воздуха

 

Установлены четыре категории качества воздуха в зависимости от уровня загрязнения. Уровень загрязнения считается низким при значениях ИЗА < 5, повышенным при ИЗА от 5 до 6, СИ < 5, высоким при ИЗА от 7 до 13, СИ от 5 до 10, и очень высоким при ИЗА ≥ 14, СИ > 10.

Классы экологического состояния атмосферы определяют по   4 - балльной шкале, где класс нормы соответствует уровню загрязнения ниже среднего по стране, класс риска – равен среднему уровню, класс кризиса – выше среднего уровня, класс бедствия – значительно выше среднего уровня. Ранжирование экологического состояния атмосферы по классам осуществляется через расчет индекса загрязнения атмосферы (табл. 1).

 

Таблица 1

Класс экологического состояния атмосферы	Норма	Риск	Кризис	Бедствие
Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА)	< 5	5 - 8	8 - 15	> 15

Задание 1.2

Найти класс экологического состояния атмосферы.

Исходные данные по вариантам в приложениях 1 и 3.

Пример  

К какому классу относится экологическое состояние атмосферы, если среднегодовые концентрации ЗВ (мг/м³) составляют:

SO₂ = 0,04; NO₂ = 0,05; CO = 1,0; ТВЧ = 0,15; фурфурол = 0,07.

 

Решение

1. Находим индекс загрязнения атмосферы для каждого из веществ по формуле (2):

 

I _SO2  = = 0,8; I _NO2 = = 1,34;

I _CO = = 0,37; I _ТВЧ = = 1; I _фур.  = = 1,4.

 

2. Находим комплексный индекс загрязнения атмосферы по 5 веществам (формула 3) и определяем класс экологического состояния атмосферы по таблице 1:

 

Ii = 0,8 + 1,34 + 0,37 + 1 + 1,4 = 4,91

 

Вывод: Класс экологического состояния атмосферы – НОРМА, т.к. индекс загрязнения атмосферы Ii < 5.

 

1.3. Классификация источников выбросов ЗВ

в атмосферу и предприятий по степени воздействия на атмосферный воздух

В целях обеспечения безопасности населения и в соответствии с Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.99 № 52-ФЗ [4], вокруг объектов и производств, являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека, устанавливается специальная территория с особым режимом использования, размер которой обеспечивает уменьшение воздействия загрязнения на атмосферный воздух (химического, биологического, физического) до значений, установленных гигиеническими нормативами, а для предприятий I и II класса опасности – как до значений, установленных гигиеническими нормативами, так и до величин приемлемого риска для здоровья населения. По своему функциональному назначению санитарно-защитная зона (СЗЗ) является защитным барьером, обеспечивающим уровень безопасности населения при эксплуатации объекта в штатном режиме [5].

Установлено, что каждое предприятие, имеющее источники загрязнения среды, должно иметь санитарно-защитную зону. Для этой цели все предприятия разделены на 10 групп по отраслям в зависимости от совокупности вызываемых ими вредностей. В пределах каждой группы выделяется пять классов предприятий по степени их опасности и в зависимости от класса устанавливается нормативная ширина СЗЗ. Минимальные протя­женности СЗЗ для предприятий I класса составляют 1000 м, II класса  – 500 м; III класса – 300 м; IV класса – 100 м; V класса – 50 м [5].

При установлении протяженности СЗЗ учитываются господствующие направления ветров, т.е. она может в зависимости от розы ветров иметь различную протяженность в разных направлениях, но в любом случае – не ниже минимальной (нормативной). Размеры СЗЗ могут быть уменьшены за счет технологических мероприятий, например систем очистки и обезвреживания загрязняющих веществ, снижения влияния иных вредных производственных факторов.

По степени воздействия на атмосферный воздух источники выбросов подразделяются на 6 классов: I А, I, II, III, IV и V (по степени убывания). Отнесение того или иного источника выброса к определенному классу производится через расчет параметра разбавления (R) и параметра требуемого потребления воздуха (ТПВ).

По степени воздействия выбросов в атмосферный воздух предприятия подразделяются на четыре категории (табл. 3).

Параметр разбавления R приближенно показывает, во сколько раз для заданного отношения D/H (где D – диаметр устья источника, H – высота, м) нужно разбавить чистым воздухом выбрасываемую газопылевоздушную смесь для того, чтобы концентрация примеси в ней стала равной  максимально разовой предельно допустимой концентрации (ПДК_м.р.).

 

                   ,                             (4)

где i - вещество; j – источник; ПДК_iм.p. – максимально разовая предельно допустимая концентрация, мг/м³  (по справочнику), в случае отсутствия ПДК_м.р. принимается ПДК_с.с. или ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ); D_j – диаметр устья j-го источника, м; Н_j – высота j-го источника над уровнем земли, м; С _ji  – концентрация i -го вещества в устье j-ого источника, мг/м³

                                С _ji  = ,                                          (5)

где V_j – объем выбрасываемой из источника газопылевоздушной смеси, м³/с.

Параметр требуемого потребления воздуха показывает расход чистого воздуха, который требуется для разбавления выбросов до концентраций, соответствующих предельно допустимым:

                        ТПВ_ji = 10³ ∙ ,                              (6)

где М_ji –количество i-го вещества, выбрасываемого j-м источником, г/c;

Расчетные параметры R_ij и ТПВ_ij сравниваются с табл. 2 и определяют класс источника выброса. Когда из источника выбрасывается несколько ЗВ, то класс источника определяется по наименьшему значению.

Определение категории предприятия по степени его воздействия на атмосферный воздух производится через расчет параметра П (м³/c):

                        П_i = ТПВ_ij ∙ R_ij,                                      (7)

 

Таблица 2

Классификация источников выбросов ЗВ по степени воздействия

на загрязнение воздушного бассейна

R	ТПВ, м^3/ с
	> 10^5	10^4 - 10^5	10^3 - 10^4	10^2 - 10^3	<10^2
> 1000	IA	I	II	III	III
100 - 1000	I	II	II	III	III
50 - 100	II	II	III	III	IV
5 - 50	II	III	III	IV	IV
< 5	III	III	IV	IV	V

 

Расчетный параметр П_j сравнивается с табл. 3 и устанавливается класс предприятия. В случае, когда предприятием выбрасывается несколько ЗВ, класс предприятия определяется по веществу, имеющему максимальное ≥значение П_j.

Таблица 3

Классификация предприятий по степени воздействия

на загрязнение воздушного бассейна

Значение параметра П, м^3/ c
> 10^8	10^8 ÷ 10^6	10^6 ÷ 5 ∙ 10^4	< 5∙ 10^4
Категория предприятия
I	II	III	IV

 

Задание 1.3

1. Определить, к какому классу по степени воздействия на атмосферу относятся источники выбросов?

2. Определить, к какой категории по степени воздействия на атмосферу относятся предприятия?

Исходные данные по вариантам даны в приложениях 1 и 4.

 

Пример

Определить:

1. К какому классу по степени воздействия на атмосферный воздух относятся источники, приведенные в табл. 4.

2. К какой категории по степени воздействия на атмосферный воздух относятся предприятия, имеющие источники загрязнения с параметрами согласно табл. 4.

 

Таблица 4

Исходные данные для расчета

№ ист.	H, м	D, м	Масса М, г/c	V, м^3/ c в устье источника	Выбрасываемые ЗВ
1	25	1,3	17,5	7,1	SO2
2	120	4,2	12,02 25,3	101,7	SO2 NO2
3	12	0,5	0,6	0,072	ТВЧ

 

Решение

1.Определяем параметры R_ij и ТПВ_ji для всех источников выбросов веществ по формулам, соответственно, (4) и (6).

По источнику № 1:

 

ТПВ1_SO2 = 10³ ∙  = 10³ ∙  = 35000 = 3,5 ∙ 10⁴ м³/ c

 

R1_SO2 =  = = 246,5

 

По таблице 2 находим: источник относится ко II классу.

По источнику № 2:

 

ТПВ2_so2  = 10³ ∙  = 24040 = 2,4 ∙ 10⁴ м³ / с;

R2_SO2  =  =  = 7,1;

 

ТПВ_NO2 = 10³ ∙  = 297647 м³ / с;

 

R_NO2 = 0,03 ∙   = 87,8.

По таблице 2 находим: источник № 2 относится: по сернистому ангидриду – к III классу, по двуокиси азота – ко II классу.

Класс источника определяется по наиболее жесткому значению – II класс.

 

По источнику № 3:

ТПВ _ТВЧ = 10³ ∙   = 1200 м³ / с;

R_ТВЧ  =  = 666,7

Источник относится ко II классу.

 

2. Находим класс предприятия по формуле (7)

П_SO2 = П1_SO2 + П2_SO2 =

3,5 ∙ 10⁴ ∙ 246,5 + 2,4 ∙ 10⁴ ∙ 7,1 = 8,63 ∙ 10⁶  + 0,17 ∙ 10⁶ = 8,8 ∙ 10⁶ м³ / с;

 

П_NO2 = 2,98 ∙ 10⁵ ∙ 87,8 = 2,6 ∙ 10⁷ м / с;

 

П_ТВЧ = 1,2 ∙ 10³ ∙ 666,7 = 8,0 ∙ 10⁵ м³ / с.

 

Вывод: класс предприятия определяется по наибольшему значению П_j – II класс. Загрязняющее вещество, определяющее класс предприятия, – двуокись азота.

 

Контрольные вопросы к разделу 1

1. Состав атмосферы.

2. Основные источники выбросов в атмосферу.

3. Загрязнение атмосферы, определение.

4. Загрязняющее вещество, определение.

5. По каким параметрам определяется качество атмосферного  воздуха?

6. Дать определение предельно допустимой концентрации. Какие ПДК действуют в нашей стране?

7. Главные источники загрязнения атмосферы.

8. Основные задачи государственного контроля ИЗА.

9. Перечислить методы, которые используются при контроле выбросов в атмосферу.

10. Что является основным критерием качества атмосферного воздуха?

11. Перечислить классы экологического состояния атмосферы.

12. Дать определение СЗЗ.