Характеристика загрязняющих веществ и отходов производства

Приоритетными загрязнителями оставались: фенол (2,6 % проб

выше ПДКм.р.), формальдегид (2,2% проб выше ПДК м.р.), азота (IV) оксид

(азота диоксид) (0,8% проб выше ПДКм.р.), бензол (0,7% проб выше ПДКм.р.),сероводород (0,7% проб выше ПДКм.р.), сероуглерод (0,8% проб выше ПДКм.р. В целом по городу Могилеву процент проб выше ПДКм.р. от общего количества проведенных исследований остался на уровне прошлого года и составляет 0,7%. Регистрировались случаи превышения максимально-разовой ПДК в 1,1 – 3,9 раза. По сероводороду самая высокая максимально-разовая концентрация (3,9 ПДКм.р.) зафиксирована в январе месяце в районе ул.Мовчанского, фенолу (3,3ПДКм.р.) в районе ул.Челюскинцев в феврале, формальдегиду (3,8 ПДКм.р.) в июле-августе в районе ул.Мовчанского, азота (IV) оксиду (азота диоксид) (2,8 ПДКм.р.) по ул.Каштановой в июне месяце.

Среднесуточные концентрации вредных ингредиентов регистрировались на

уровне:

- формальдегида 0,5 – 0,8 ПДКс.с. на постах наблюдения,

- азота (IV) оксида (азота диоксид) 0,4 – 0,7 ПДКс.с.,

- сероуглерода 0,2 – 0,7 ПДКс.с.,

- фенола 0,06 –0,3 ПДКс.с.,

- углерода оксида, твердых частиц (недифференцированная по составу

пыль/аэрозоль), метанола (метиловый спирт), азота (II) оксида (азота оксид),

2. Расчет рассеивания выбросов загрязнений от производственного объекта

Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей природной среды. Согласно ГОСТ 17.2.1.04-77 загрязнениематмосферы называется изменение ее состава в результате поступления примесей. Загрязнение, обусловленное деятельностью человека, называется антропогенным загрязнением.

Примесь – рассеянное в атмосфере вещество, не содержащееся в ее постоянном составе. К примесям могут относиться не только токсичные, но и нетоксичные вещества, например, уменьшающие прозрачность воздуха. Основным критерием качества является предельно допустимая концентрация (ПДК) примесей в атмосфере, называемая в отдельных странах стандартом качества воздуха.

ПДК – условная величина концентрации какого-либо компонента в смеси, превышение которой недопустимо с точки зрения технологических, экологических, санитарных и других норм; максимальная концентрация вещества в воде, воздухе и др., которая при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений, а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства.

Наряду с ПДК существуют временно допустимые концентрации – ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ), установленные расчетным путем, подлежащие в дальнейшем обязательной экспериментальной проверке.

Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферы (на расстоянии 2 м от поверхности земли) примесями определяется по наибольшей расчетной величине приземной концентрации вредных веществ С_М (мг/м³), которая может устанавливаться на некотором расстоянии X_М (м) от места источника загрязнения атмосферы при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях (НМУ).Величина С_М не должна превышать величины ПДК данного загрязняющего ве­щества в атмосферном воздухе. При этом необходимо учитывать фоновую концентрацию вещества С_Ф (мг/м³) от других источников загрязнения, т.е. должно вы­полняться условие:

С_М £ ПДК - С_{ф .} (2.1)

Максимальное значение приземной концентрации загрязняющего вещества С_М при выбросе газо-воздушной смеси от одиночного стационарного точечного источника с круг­лым устьем при НМУ на расстоянии X_М от источника определяется по формулам 2, 3:

- для нагретых выбросов:

С_М = , мг/м³; (2.2)

- для холодных выбросов:

С_М = , мг/м³, (2.3)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия перемешивания примесей; он варьирует от 140 до 250, для условий Республики Беларусь равен - 160; M - количество вещества, выбрасываемого из источника в единицу времени, т.е. мощность выброса, г/с или т/год; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе:

- для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) принимается равным 1;

- для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% принимается равным 2;

- для пылегазовой смеси при степени ее очистки от 75 до 90% принимается равным 2,5;

- для пылегазовой смеси при степени ее очистки менее 75% или при отсутствии очистки принимается равным 3;

m и n - Безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса;

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примесей и называемый коэффициентом шероховатости, который принимается равным 1 для ровной местности с перепадами высоты не более 50 м на 1 км в радиусе до 50 высот источника выброса (условия Республики Беларусь), для других случаев определяется по дополнительным таблицам;

Н - высота источника выброса над уровнем земли, м;

DТ - разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси Т_Г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_В, ^ОС;

Д - диаметр устья источника выброса, м;

V₁ - объем газо-воздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу и определяемый по формуле 4:

V₁ = , м³/с, (2.4)

где w₀ - средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса, м/с; p - равно 3,14.

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f и v_М :

f = , м/с², (2.5)

v_М = , м/с (2.6)

и рассчитываются по формулам:

при f < 100 ; (2.7)

при f 100 ; (2.8)

при v_М 2 n = 1; (2.9)

при 0,5 £ v_М < 2 ; (2.10)

при v_М < 0,5 n = 4,4 · v_М. (2.11)

Расстояние Х_М от источника выброса до места, где создается максимальная концентрация загрязняющего вещества С_М при НМУопределяется по формуле:

м, (2.12)

где d - безразмерный коэффициент, рассчитываемый по формулам:

 

при v_М 0,5 d = 2,48 (1+0,28 ); (2.13)

при 0,5 < v_М £ 2 d = 4,95 v_М (1+0,28 ); (2.14)

при v_М > 2 d = 7 (1+0,28 ). (2.15)

Рассчитав максимальное значение приземной концентрации загрязняющего вещества C_М, определяется предельно допустимый выброс (ПДВ). ПДВ – это научно-технический норматив, устанавливаемый из условия, что содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха (на высоте 1,5–2,5 м от поверхности земли) от данного источника загрязнения атмосферы и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не превышает ПДК загрязняющих атмосферный воздух веществ.

Проверяем условие (1):

- если С_М ПДК - С_Ф, то в этом случае ПДВ равен фактическому выбросу М:

ПДВ = М, г/с

или

ПДВ = , г/с; (2.16)

- если С_М >ПДК - С_Ф, то условие (1) не выполняется, и расчет ПДВ осуществляется с учетом ПДК и С_Ф, заменив в формуле (16) максимальное значение приземной концентрации загрязняющего вещества С_М на ПДК-С_Ф:

ПДВ = , г/с, (2.17)

 

Фактическая приземная концентрация загрязняющего вещества С_Х в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х (м) от источника выброса определяется по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³ , (2.18)

где S - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Х_М и коэффициента F по формулам:

при Х/Х_М 1 S = 3·(Х/Х_М)⁴- 8·(Х/Х_М)³+6·(Х/Х_М)²;(2.19)

при 1 < Х/Х_М 8 S = ; (2.20)

при F 1,5 и Х/Х_М > 8 S = ; (2.21)

при F > 1,5 и Х/Х_М > 8 S = . (2.22)

Расчет приземных концентраций и предельно допустимого выброса загрязняющего вещества от предприятия в атмосферу

Рассчитаемвеличины приземных концентраций загрязняющего вещества в районе его выброса от источника загрязнения атмосферы (ИЗА) при неблагоприятных метеорологических условиях. Расчёт ведём для фактического и предельно допустимого выбро­сов (выбросы нагретые), используя следующие исходные данные:

Для ИЗА№1:

Оксид азота

1) загрязняющее вещество, содержащееся в выбросе – хлористая медь;

2) ПДК_{оксида азота} = 0,002 мг/м³;

3) источник выброса загрязняющего вещества труба котельной высотой Н = 15 м.

4) диаметр устья трубы D = 2,8 м;

5) мощность выброса газо-воздушной смеси М = 4,5 г/с;

6) скорость выхода газо-воздушной смеси из устья w₀ = 10м/с;

7) температура выбрасываемой газо-воздушной смеси Т_Г =65 °С;

8) температура окружающего воздуха наиболее жаркого месяца Т_В = 22,9°С;

9) фоновая концентрация угольной золы от других источников С_Ф = 0мг/м³.

Определяем:

1. Объем газо-воздушной смеси V₁:

2. Перегрев газо-воздушной смеси DТ:

 

 

3. Параметр f:

4. Коэффициент m:

т.к. f < 100, то согласно условию (2.7)

5. Параметр v _М:

6. Коэффициент n:

т.к. v _M > 2, то согласно условию (2.10)

7. Максимальную концентрацию оксида азота С_М:

8. ПДВ:

т.к. С_М >ПДК-С_Ф, расчет ведем по формуле

9. Коэффициент d:

т.к. v_M >2, то согласно условию (2.14)

10. Расстояние X_M от источника выбросов до места, где создается максимальное значение приземной концентрации С_М при НМУ

11. Безразмерный коэффициент S для расстояния Х_i:

S₁ = 3·(Х/Х_М)⁴- 8·(Х/Х_М)³+6·(Х/Х_М)²

S₄ = ;

S₆ =

12. Фактическую приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при С_М=0,055 мг/м³ по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

14. Приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при ПДВ и С_М=ПДК-С_ф=0,06-0,03=0,03 мг/м³ по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

По произведенным расчетам приземных концентраций С_Хi и С_ХМi для фактического и предельно допустимого выбросов строим график рассеивания диоксида азота в атмосферном воздухе (рис.1)

Рис.1. Границы рассеивания оксида азота в атмосферном воздухе

Вывод: рассчитали приземные концентрации оксида азота в атмосферном воздухе в районе его выброса от точечного стационарного источника при НМУ. Определили, что опасность загрязнения атмосферы в пределах 50 – 3000 метров от ИЗА№1.

Ксилол

1) загрязняющее вещество, содержащееся в выбросе – ксилол;

2) ПДК = 0,05 мг/м³;

3) источник выброса загрязняющего вещества -труба котельной высотой Н = 15 м.

4) диаметр устья трубы D =2,8 м;

5) мощность выброса газо-воздушной смеси М = 4,5 г/с;

6) скорость выхода газо-воздушной смеси из устья w₀ = 14 м/с;

7) температура выбрасываемой газо-воздушной смеси Т_Г =65 °С;

8) температура окружающего воздуха наиболее жаркого месяца Т_В = 23,1°С;

9) фоновая концентрация угольной золы от других источников С_Ф = 0,04 мг/м³.

Определяем:

1. Объем газо-воздушной смеси V₁:

2. Перегрев газо-воздушной смеси DТ:

3. Параметр f:

4. Коэффициент m:

т.к. f < 100, то согласно условию (2.7)

5. Параметр v_М:

6. Коэффициент n:

т.к. v_M > 2, то согласно условию (2.9) n=1.

7. Максимальную концентрацию свинца С_М:

8. ПДВ:

т.к. С_М >ПДК-С_Ф, расчет ведем по формуле

9. Коэффициент d:

т.к. v_{M >} 2, то согласно условию (2.15)

10. Расстояние X_M от источника выбросов до места, где создается максимальное значение приземной концентрации С_М при НМУ

11. Безразмерный коэффициент S для расстояния Х_i:

S₁ = 3·(Х/Х_М)⁴- 8·(Х/Х_М)³+6·(Х/Х_М)²

 

S₅ = ;

S₆ =

12. Фактическую приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при С_М=0,076 мг/м³ определяем по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

14. Приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при ПДВ и С_М=ПДК-С_ф=0,01мг/м³ определяем по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

По произведенным расчетам приземных концентраций С_Хi и С_ХМi для фактического и предельно допустимого выбросов, строим график рассеивания бензола в атмосферном воздухе (рис.2)

 

Рис.2. Границы рассеивания свинца в атмосферном воздухе

Вывод: рассчитали приземные концентрации свинца в атмосферном воздухе в районе его выброса от точечного стационарного источника при НМУ. Определили, что опасность загрязнения атмосферы в пределах 50 – 3000 метров от ИЗА№1.

Оксид углерода

1) загрязняющее вещество, содержащееся в выбросе – Оксид углерода;

2) ПДК = 3 мг/м³;

3) источник выброса загрязняющего вещества -труба котельной высотой Н = 15 м.

4) диаметр устья трубы D = 2,8 м;

5) мощность выброса газо-воздушной смеси М =8 г/с;

6) скорость выхода газо-воздушной смеси из устья w₀ = 13 м/с;

7) температура выбрасываемой газо-воздушной смеси Т_Г =123 °С;

8) температура окружающего воздуха наиболее жаркого месяца Т_В = 23,5°С;

9) фоновая концентрация угольной золы от других источников С_Ф = 2,2мг/м³.

Определяем:

1. Объем газо-воздушной смеси V₁:

2. Перегрев газо-воздушной смеси DТ:

3. Параметр f:

4. Коэффициент m:

т.к. f < 100, то согласно условию (2.7)

5. Параметр v_М:

6. Коэффициент n:

т.к. v_M > 2, то согласно условию (2.9) n=1.

7. Максимальную концентрацию бензола С_М:

8. ПДВ:

т.к. С_М <ПДК-С_Ф, расчет ведем по формуле

9. Коэффициент d:

т.к. v_{M >} 2, то согласно условию (2.15)

10. Расстояние X_M от источника выбросов до места, где создается максимальное значение приземной концентрации С_М при НМУ

11. Безразмерный коэффициент S для расстояния Х_i:

S₁ = 3·(Х/Х_М)⁴- 8·(Х/Х_М)³+6·(Х/Х_М)²

S₅ = ;

12. Фактическую приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при С_М=0,138 мг/м³ определяем по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

14. Приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при ПДВ и С_М=ПДК-С_ф=0,8 мг/м³ определяем по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

По произведенным расчетам приземных концентраций С_Хi и С_ХМi для фактического и предельно допустимого выбросов строим график рассеивания сажи в атмосферном воздухе (рис.3)

 

Рис.3. Границы рассеивания аммиака в атмосферном воздухе

Вывод: рассчитали приземные концентрации сажи в атмосферном воздухе в районе его выброса от точечного стационарного источника при НМУ. Определили, что опасности загрязнения атмосферы нет от ИЗА№1.

Для ИЗА№2:

Аммиак

1) загрязняющее вещество, содержащееся в выбросе – аммиак;

2) ПДК = 0,04 мг/м³;

3) источник выброса загрязняющего вещества труба котельной высотой Н = 20,5 м.

4) диаметр устья трубы D = 3,2 м;

5) мощность выброса газо-воздушной смеси М =2,5 г/с;

6) скорость выхода газо-воздушной смеси из устья w₀ = 10 м/с;

7) температура выбрасываемой газо-воздушной смеси Т_Г =59 °С;

8) температура окружающего воздуха наиболее жаркого месяца Т_В = 22,5°С;

9) фоновая концентрация угольной золы от других источников С_Ф = 0мг/м³.

Определяем:

1. Объем газо-воздушной смеси V₁:

2. Перегрев газо-воздушной смеси DТ:

3. Параметр f:

4. Коэффициент m:

т.к. f < 100, то согласно условию (2.7)

5. Параметр v_М:

6. Коэффициент n:

т.к. v_M >2, то согласно условию n=1

7. Максимальную концентрацию бензола С_М:

8. ПДВ:

т.к. С_М >ПДК-С_Ф, расчет ведем по формуле

9. Коэффициент d:

т.к. v_M >2, то согласно условию

10. Расстояние X_M от источника выбросов до места, где создается максимальное значение приземной концентрации С_М при НМУ

11. Безразмерный коэффициент S для расстояния Х_i:

S₁ = 3·(Х/Х_М)⁴- 8·(Х/Х_М)³+6·(Х/Х_М)²

S₅ = ;

 

12. Фактическую приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при С_М=0,032 мг/м³ определяем по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

14. Приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при ПДВ и С_М=ПДК-С_ф=0,04 мг/м³ определяем по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

По произведенным расчетам приземных концентраций С_Хi и С_ХМi для фактического и предельно допустимого выбросов строим график рассеивания сажи в атмосферном воздухе (рис.4)

Рис.4. Границы рассеивания оксида серы в атмосферном воздухе

Вывод: рассчитали приземные концентрации сажи в атмосферном воздухе в районе его выброса от точечного стационарного источника при НМУ. Определили, что опасности загрязнения атмосферы нет от ИЗА№2.

Сажа

1) загрязняющее вещество, содержащееся в выбросе – сажа;

2) ПДК = 0,05 мг/м³;

3) источник выброса загрязняющего вещества труба котельной высотой Н = 20,5 м.

4) диаметр устья трубы D = 3,2 м;

5) мощность выброса газо-воздушной смеси М =0,85 г/с;

6) скорость выхода газо-воздушной смеси из устья w₀ = 7 м/с;

7) температура выбрасываемой газо-воздушной смеси Т_Г =112 °С;

8) температура окружающего воздуха наиболее жаркого месяца Т_В = 23,4°С;

9) фоновая концентрация угольной золы от других источников С_Ф = 0,01 мг/м³.

Определяем:

1. Объем газо-воздушной смеси V₁:

2. Перегрев газо-воздушной смеси DТ:

3. Параметр f:

4. Коэффициент m:

т.к. f < 100, то согласно условию (2.7)

5. Параметр v_М:

6. Коэффициент n:

т.к. v_M > 2, то согласно условию (2.9) n=1.

7. Максимальную концентрацию бензола С_М:

8. ПДВ:

т.к. С_М <ПДК-С_Ф, расчет ведем по формуле

9. Коэффициент d:

т.к. v_M =2, то согласно условию (2.15)

10. Расстояние X_M от источника выбросов до места, где создается максимальное значение приземной концентрации С_М при НМУ

11. Безразмерный коэффициент S для расстояния Х_i:

S₁ = 3·(Х/Х_М)⁴- 8·(Х/Х_М)³+6·(Х/Х_М)²

12. Фактическую приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при С_М=0,027 мг/м³ определяем по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

14. Приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i от источника выброса при ПДВ и С_М=ПДК-С_ф=0,04мг/м³ определяем по формуле:

С_Х = S · С_М, мг/м³

По произведенным расчетам приземных концентраций С_Хi и С_ХМi для фактического и предельно допустимого выбросов строим график рассеивания аммиака в атмосферном воздухе (рис.5)

 

Рис.5. Границы рассеивания стирола в атмосферном воздухе

Вывод: рассчитали приземные концентрации стирола в атмосферном воздухе в районе его выброса от точечного стационарного источника при НМУ. Определили, что опасность загрязнения атмосферы в пределах 480 – 520 метров от ИЗА№2.

Заключение: рассчитали приземные концентрации 5 заданных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и увидели, что наибольшее количество выбросов для ИЗА№1 исходит от свинца, а наименьшее от аммиака; для ИЗА№2 наибольшее количество выбросов исходит от стирола.

 

3. Расчет категории опасности производственного объекта и корректировка санитарно защитной зоны

Для определения категории опасности предприятия (КОП) используют данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу по форме статической отчётности 2 «ТП-воздух». КОП рассчитывают по формуле:

где - масса выброса i-го вещества, т/год;

ПДК_i - среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го вещества, мг/м³;

n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемое предприятием;

а_i – безразмерная константа, позволяющая соотнести степень вредности i-го вещества с вредностью сернистого газа (определяется по таблице 1).

Таблица 1 –Значение константы а_i для веществ различных классов опасности

Константа	Класс опасности
І	ІІ	ІІІ	ІV
ai	1,7	1,3	1,0	0,9

Значения КОП рассчитывают при условии, когда . При КОП не рассчитывают и приравнивают к нулю. По величине КОП предприятия делят на четыре категории опасности (таблица 2).

Таблица 2 – Граничные условия для деления предприятий на категории опасности в зависимости от значения КОП

КОП	Значение КОП	КОП	Значение КОП
І	КОП > 10^6	ІІІ	10^3 < КОП ≤ 10^4
ІІ	10^4 < КОП ≤ 10^6	ІV	КОП ≤ 10^3

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – территория между границами промышленной площадки, складов открытого и закрытого хранения материалов и реагентов, предприятий сельского хозяйства, с учётом перспективы их расширения и селитебной застройки.

Таблица 3 – Размеры санитарно-защитных зон в зависимости от категории опасности предприятий

Класс предприятия	Размер СЗЗ, м
І
ІІ
ІІІ
ІV
V

Критерий опасности вещества (КОП) рассчитывают по формуле:

где - масса выброса i-го вещества, т/год;

ПДК_i - среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го вещества, мг/м³;

n – количество предприятий, выбрасывающих i-тое вещество;

а_i – безразмерная константа, позволяющая соотнести степень вредности i-го вещества с вредностью сернистого газа (определяется по таблице 1).

Значения КОВ рассчитывают при условии, когда . При КОВ не рассчитывают и приравнивают к нулю. По величине КОВ предприятия делят на три категории опасности (таблица 4).

Таблица 4 – Граничные условия для деления загрязняющих веществ на категории опасности в зависимости от значения КОВ