Задача №2: «Расчет выбросов загрязняющих веществ от промышленных предприятий».

 

Задачей любого промышленного предприятия является обеспечение такого содержания вредных веществ в воздухе, которое не окажет вредного воздействия ни на качество окружающей среды, ни на здоровье населения.

В Украине, приоритетным условием этого является соблюдение санитарно-гигиенических нормативов, т.е. соблюдение неравенства С ПДК. Отсюда следует, что предприятие должно обеспечить, такое поступление загрязняющих веществ, при котором эти вещества смогут рассеяться до неопасных концентраций ПДК в определенных местах. Для этого необходимо установить какая фактическая концентрация См может сформироваться в приземном слое воздуха и на каком расстоянии от источника Хм это произойдет. Эти расчеты ведутся согласно. «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».

Значения приземной концентрации См для нагретых выбросов определяется по формулам:

См для холодных (холодными выбросами считается смесь, у которой T 10) выбросов определяется по формуле

 

где:

- А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания примесей в атмосфере. Для Украины А=160.

- F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания загрязняющих веществ в атмосфере. Для вредных газообразных веществ и мелко дисперсных аэрозолей (пыль, зола) F =1, для крупно дисперсной пыли при средней степени очистки не менее 90% F =2, при отсутствии очистки F =3.

- m и n -коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из источника принимаются равным 1.

- h - коэффициент шероховатости, учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примесей. Для ровной местности h=1, для Севастополя h=1,4, В целом по Украине принимают равным 1;

- H - высота источника выброса над уровнем земли, м;

- DT - разность между Т газовоздушной смеси и Т наружного воздуха.

- V₁ - объем газовоздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу, m³/c, значение V₁ берется из данных инвентаризации, а при их отсутствии определяется по дополнительной формуле:

 

 

 

где:

- D - диаметр устья источника выброса, м;

- w⁰ - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

- M - количество вещества, выбрасываемого через источник в единицу времени, т.е. мощность выброса, г/c или T/год;

- К - дополнительная величина в c/m² определяемая по формуле

 

 

На площадках предприятий могут присутствовать несколько сходных источников. В случае достаточно близкого их расположения друг к другу формула 1 преобразуется к виду

 

где:

- M - суммарная мощность выброса всеми источниками;

- V - суммарный расход газовоздушной смеси;

- N - число источников;

Формула 4 для холодных выбросов принимает вид:

 

а формула 2:

или

 

Пример №2. Определить приземную концентрацию диоксида серы, которая может сформироваться в атмосфере г. Донецка ровная, открытая местность. Источники выброса расположены на территории металлургического завода и имеют следующие параметры:

1-ый мощность выброса SO₂ =15 т/год,

высота трубы =40 м

объем газовых выбросов =150 m³/c,

температура газовоздушной смеси =25 C,

температура окружающего воздуха =23 C,

средняя скорость выхода газовоздушной смеси из источника =3 m/c

2-ой мощность выброса SO₂ =5 т/год,

высота трубы =21 м,

объем газовых выбросов =250 m³/c,

температура газовоздушной смеси =160 C,

температура окружающего воздуха =20 C

3-ий мощность выброса SO₂ =12 т/год,

высота трубы = 20 м

объем газовых выбросов =210 m³/c,

Тг =150 C,

Тв =20 C.

4-ый мощность выброса SO₂=14 т/год,

высота трубы =21 м

объем газовых выбросов =300 m³/c,

Тг =140 C,

Тв =20 C

Соответствует ли атмосферный воздух г.Донецка санитарно-гигиеническим требованиям.

1. Коэффициенты в формуле 1:

А=160 - для Украины

F=1 - для газообразных веществ

m и n =1

h=1- ровная местность

2.Дополнительную величину К для холодных выбросов рассчитываем для 1 источника

3.Рассчитываем См для 1 источника по формуле 2 т.к.

DT =25 -23 =2, См рассчитываем для холодных выбросов.

4.Анализируя параметры 2,3,4 источников выброса делаем вывод, что они имеют примерно одинаковую высоту трубы, параметры газового потока и расположены на площадке одного завода, поэтому расчитываем См по формуле 5

5. Приземная концентрация сернистого ангидрида от всех источников выброса равняется сумме См от каждого источника;

Cм=0.14+0.38=0.52 мг/м³

Сравниваем Cм c ПДKм.р.so₂=0.5, mg/m³

0.52»0.5

Вывод: атмосферный воздух г. Донецка соответствует санитарно-гигиеническим требованиям.

 

Варианты задания № 2

 

№ n/n	Наименование	Загрязняющие вещества	Мощность выброса	V, m^3/c	T^0 г, ^0C	T^0В, ^0C	ПДКм.р мг/м^3
Источник №1	Источник №2	Источник №3	Источник №4
	Химический завод г. Запорожье	Пыль неорганическая	5.7	8.5	4.1	0.7				0.5
		Сернистый ангидрид	12.0		8.0	10.0				0.5
		Двуокись азота	5.2	7.7	4.4	6.5				0.085
		Окись свинца	0.025	0.037	-	0.05				0.0007
		Оксид углерода	5.0	3.0	1.0	0.5			20.6	3.0
	Металлургический завод г. Донецк	Сернистый ангидрид	5.0	14.0	9.0	13.0				0.5
		Оксид азота	1.1	3.0	1.8	4.0				0.085
		Фтористый водород	0.034	0.005	0.08	0.012				0.02
		Оксид углерода	1.2	3.4	1.8	0.7				3.0
	Теплоэнергостан-ция г. Луганска	Летучая зола	6.2	7.0	5.6	3.9				0.5
		Сернистый ангидрит	17.0	7.0	13.0	5.0				0.5
		Оксид углерода	5.0	2.0	1.3	0.7				3.0
		Двуокись азота	3.2	4.4	1.2	6.0				0.085
	Химический завод г. Николаев	Пыль неорганическая	6,3	1,5	2,9	2,3				0.5
		Сернистый ангидрид	15,3		5,4	-				0.5
		Двуокись азота	5.2	7.7	4.4	6.5				0.085
		Окись свинца	0.015	0.047	0,007	0.05				0.0007
		Оксид углерода	5.0	3.0	1.0	-			20.4	3.0
	Металлургический завод г. Ростов	Сернистый ангидрид	3,8	12,5	4,7	13.0				0.5
		Оксид азота	1,7	2,0	3,0	2,4				0.085
		Фтористый водород	0.034	0.005	0.08	-				0.02
		Оксид углерода	3,2	1,5	1.8	1,5				3.0
	Теплоэнергостан-ция г. Житомир	Летучая зола	2.2	5.02	5.14	3.2				0.5
		Сернистый ангидрит	34.0	15,9	13.0	-				0.5
		Оксид углерода	5.3	2.3	1.3	3.7				3.0
		Двуокись азота	3.2	4.4	1.2	6.0				0.085
	Химический завод г. Днепропетровск	Пыль неорганическая	5.7	6.5	4.8	3.7				0.5
		Сернистый ангидрид	12.0		8.0	-				0.5
		Двуокись азота	5.2	7.7	4.4	6.5				0.085
		Окись свинца	0.025	0.037	0,06	0.05				0.007

 

 

1. Охрана поверхностных вод от загрязнений.

Гидросфера — водная оболочка Земли, являющаяся частью биосферы, объединяет все свободные воды, которые могут перемещаться под влиянием солнечной энергии и сил гравитации. Основная масса воды на Земле сосредоточена в Мировом океане. Из всей воды, сосредоточенной в гидросфере, пресные воды составляют около 2%, а водные ресурсы, которыми располагает человечество для удовлетворения своих многообразных потребностей в воде, приблизительно могут быть приравнены к суммарному среднегодовому стоку всех рек в океан — 45 тыс. /ш3 в год.

Во всем мире для обезвреживания сточных вод, главным образом путем их разбавления после очистки, ежегодно затрачивается около 9000 км³ чистой воды. Эта величина составляет уже 20% устойчивого стока всех рек земного шара, продолжает расти и с учетом крайней неравномерности распределения водных ресурсов, является основной причиной дефицита пресной воды.

Важнейшей составной частью Украинского водно-санитарного законодательства являются предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде водоемов. При обосновании предельно допустимых концентрации прежде всего учитывается безопасность здоровья населения — главного водопользователя. Различают уровни загрязнения, не влияющие прямо или косвенно на санитарные условия водопользования и здоровье населения, — предельно допустимые концентрации для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового пользования и уровни загрязнения, затрагивающие не столько интересы здравоохранения, сколько другие интересы населения, — предельно допустимые концентрации для рыбохозяйственных водоемов.

При установлении предельно допустимой концентрации того или иного вещества обязательно рассматриваются три признака вредности: общесанитарный, органолептический и санитарно-токсикологический. Под общесанитарными вредностями понимают влияние вредных веществ сточных вод на санитарный режим водоемов, т. е. на процессы их естественного самоочищения от органического загрязнения преимущественно бытовыми сточными водами. Под воздействием промышленных стоков нередко нарушаются процессы самоочищения водоемов вследствие, например, нарушения кислородного режима из-за чрезмерного загрязнения воды легко окисляющимся и способными к брожению веществами. При значительном уменьшении растворенного в воде кислорода наблюдается образование пленок и твердых плавающих загрязнений на поверхности, появление грибковых обрастаний и другие признаки развития гнилостных процессов, которые нередко изменяют и внешний вид водоемов. Такой водоем становится непригодным для купания, водного спорта и других культурно-бытовых целей.

Вредные вещества сточных вод влияют на органолептические, обнаруживаемые органами чувств свойства воды или, другими словами, на качество воды, соответствующее требованиям разнообразного санитарно-бытового использования водоема. Например, наличие на поверхности воды пленки минеральных масел, неприятный запах и привкус, окрашивание, повышенная температура и жесткость ограничивают использование водоема для культурно-бытовых и спортивных целей.

Санитарно-токсикологическая вредность сточных вод связана с влиянием содержащихся в них вредных веществ на здоровье человека через источники питьевого водоснабжения. Установление предельно допустимых концентрации здесь базируется на подпороговых концентрациях веществ, т. е. концентрациях, при которых не наблюдается сколько-нибудь заметного изменения функционального состояния организма, определяемого методами, принятыми в современных экспериментальных, медико-биологических исследованиях. При этом учитывается также и возможность отдаленных последствий воздушных загрязнителей на организм человека — мутагенного (изменение наследственных признаков), гонадотропного (нарушение половой функции), эмбриотропного (нарушение развития плода) и бластомагенного (развитие опухолей) эффектов.

В настоящее время общепринято, что предельно допустимые концентрации того или иного вещества в воде водоема устанавливается по таким признакам вредного действия — влияние на здоровье населения, на органолептические свойства воды или на общесанитарное состояние водоема, которому соответствует наименьший показатель пороговой или подпороговой (для санитарно-токсикологического признака) концентрации. Так как этот признак вредности определяет характер неблагоприятного действия наименьших концентрации загрязнителя, он называется лимитирующим признаком вредности. Определение предельно допустимых концентрации по пороговой и подпороговой концентрации лимитирующего признака вредности создает известный запас надежности по двум остальным признакам вредности.

Как правило, водоемы загрязняются одновременно несколькими веществами. Эффект действия вредных веществ с одинаковым лимитирующим признаком вреднос­ти при концентрации близких к предельно допустимым концентрациям суммируются. На сегодня Минздравом Украины утверждены более 600 предельно допустимых концентрации вредных веществ в водоемах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

Рыбохозяйственные предельно допустимые концентрации, установленные для 137 веществ — это такие концентрации загрязнителей, при постоянном присутствии которых в водоеме выполняются следующие условия:

— не наблюдаются случаи гибели рыб и организмов, служащих для рыб кормом;

— не происходит постепенное истребление тех или иных видов рыб, для жизни которых водоем был пригодным, а также замены ценных для рыб в кормовом отношении, организмов на малоценные или не имеющие кормового значения;

— не происходит порчи товарных качеств обитающих в водоеме рыб, например, появление неприятных привкусов и запахов;

— не происходят изменения, способные в определенные сезоны или в обозримом будущем привести к гибели рыб, замена ценных видов на малоценные или к потере рыбохозяйственной ценности, как всего водоема, так и его части.