Оценка качества атмосферного воздуха

ВВЕДЕНИЕ

Атмосфера – это газовая оболочка, которая окружает Землю. Она состоит из механической смеси невзаимодействующих между собой газов: азота (78,08 %), кислорода (20, 95%), аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%) и остальных газов (водород, неон, гелий и др.), включая водяной пар. Непрерывно происходящие в атмосфере турбулентные течения перемешивают воздух в разных районах земного шара и обеспечивают практически полное постоянство его состава.

В результате выбросов загрязняющих веществ из различных источников развивается загрязнение атмосферы. Загрязнение атмосферы – это присутствующие в ней газы, пары, твердые частицы и капли жидкости, изменяющие ее физико-химический состав, угнетающе действующие на живые организмы, наносящие урон материальным ценностям и меняющие климат планеты в целом.

 Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами веществ определяется  по наибольшей рассчитанной величине приземной концентрации веществ, которые могут находиться на некотором расстоянии от места их выбросов. Эта концентрация зависит от многих факторов – рельефа местности, метеорологических условий, удаленности от источника выброса и т.д.

Главные источники загрязнения атмосферы – предприятия топливно-энергетического комплекса, обрабатывающей промышленности и транспорт. Более 80% всех выбросов в атмосферу составляют выбросы оксидов углерода, двуокиси серы, азота, углеводородов, твердых веществ. Из газообразных загрязняющих веществ в наибольших количествах выбрасываются окислы углерода, углекислый газ, угарный газ, образующиеся преимущественно при сгорании топлива. В больших количествах в атмосферу выбрасываются и оксиды серы: сернистый газ, сернистый ангидрид, сероуглерод, сероводород и др. Самым многочисленным классом веществ, загрязняющих воздух крупных городов, являются углеводороды. К числу постоянных ингредиентов газового загрязнения атмосферы относятся также свободный хлор, его соединения и др.

Загрязненный воздух над крупными городами простирается на высоту 1,5 - 2,0 км. Эта плотная шапка задерживает летом до 20% солнечных лучей, а зимой, когда и так мало света, поглощает половину его.

Основной формой антропогенных воздействий на атмосферный воздух является его загрязнение посредством выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Загрязняющее атмосферу вещество (ЗВ) – примеси в атмосфере, которые могут оказывать неблагоприятное влияние на здоровье людей и (или) на окружающую среду.

Источник выделения ЗВ – технологический аппарат (станок, котельный агрегат, гальваническая ванна и т. п.), в котором в ходе технологического процесса образуется и выделяется ЗВ.

Источник выброса ЗВ –технологическое устройство, предназначенное для выброса в атмосферу ЗВ (труба, аэрационный фонарь, вентиляционная шахта и т.п.).

Загрязнение воздуха определяется по значениям средних и максимальных разовых концентраций примесей. Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических концентраций с ПДК. ПДК – предельно допустимая концентрация примеси для населенных мест, утвержденная Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации. Значения ПДК можно найти в сборниках «Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух» и гигиенических нормативах [1, 2].

Средние концентрации примесей сравниваются с ПДК среднесуточной (ПДК_с.с.), максимальные из разовых концентраций –   с ПДК максимально разовой (ПДК_м.р.).

 

 

Задание 1.1

Сравните качество атмосферного воздуха в городах А и В, приняв исходные данные по вариантам, указанным преподавателем (из приложений 1 и 2).

Пример

1. В городе А концентрации контролируемых ЗВ (мг/м³) равны:

NO₂ = 0,1; SO₂ = 0.03; СО = 3; ТВЧ = 0,2; H₂S = 0,01; аммиак = 0,1; керосина = 1,0.

В городе В:

NO₂ = 0,09; SO₂ = 0,05; СO = 1,0; ТВЧ = 0,05; стирол = 0,01; полиэтилен = 0,03; ксилол = 0,03.

Сравните качество атмосферного воздуха в городах А и В.

Решение:

Город А. Находим I_i для веществ по формуле (2):

по NO₂: =3,3; по SO₂: = 0,6; по СО: = 1;

по ТВЧ:  = 2; по Н₂S: = 1,3;

по NH₃: = 2,3; по керосину: = 0,85.

 

Находим комплексный ИЗА для города А по формуле (3):

I_А = = 3,3 + 2 + 2,3 + 1,3 + 1 = 9,9

Город В. Находим I_i для веществ по формуле (2):

 

по NO₂: = 2,87; по SO₂: = 1; по СО: = 0,37;

 

по ТВЧ: = 0,33; по стиролу: = 8,1;

по полиэтилену: = 4,2;       по ксилолу: = 1,5.

 

Находим комплексный ИЗА для города В по формуле (3):

I_В =  = 2,87 + 8,1 + 4,2 + 1,5 + 1 = 17,67.

Вывод: воздух города В загрязнен в большей степени, чем в городе А, в 17,6/9,9 = 1,8 раза.

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.

Расчет высоты дымовой трубы

               

Если полученная величина С_м > ПДК, то необходимо провести расчет по определению высоты дымовой трубы или повысить эффективность очистки.

Если приравнять С_м = (ПДК_м.р – С_ф), из формулы (12) можно найти минимальную высоту трубы Н_min, при которой обеспечивается нормативное качество воздуха в приземном слое:

 

           Н_min =                               (30)

Задание 2

 

1. Рассчитать максимальную приземную концентрацию С_м вредного вещества, выделяющегося из точечного источника и величины приземных концентраций С этого вещества на различных расстояниях Х от источника по оси факела выброса в преобладающем направлении ветра (принять Х = 100, 200, 400, 600, 800, 1000 и 2000м). Местность равнинная (η = 1).

Построить график изменения концентрации С вредного вещества в зависимости от расстояния Х. Определить расстояние от источника выброса на котором достигается снижение концентрации вредного вещества до ПДК и сравнить это расстояние с величиной СЗЗ, установленной для данного производства согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 (с изменениями).

3. Рассчитать приземную концентрацию С_у в точке, находящейся на расстоянии у = 10 - 50 м (по заданию преподавателя) от точки Х по перпендикуляру к оси факела выброса

4. По имеющимся исходным данным рассчитать ПДВ.

5. По имеющимся исходным данным рассчитать Н _min.

При выполнении заданий 5 и 6 значения фоновых концентраций С_ф принять самостоятельно в пределах от 10 – 75% от ПДК_м.р.

Исходные данные по вариантам в приложении 5.

Пример

Исходные данные:

Загрязняющее вещество – сернистый ангидрид => F = 1; V₁ = 90000м³/ч = 25м³/с; С⁰  = 2000мг/м³; Н = 90 м; D = 1,м; ∆Т = 80 ºС; город Хабаровск => коэффициент А = 200 с⅔ ∙ мг ∙ град⅓ /г; ПДК _м.р = 0,5 мг/м³; U = 9 м/с.

 

Решение

1. М =2000 ∙ 25 ∙ 10ˉ³ = 50 (г/с).

2. Из формулы (14) находим w_o:

3. w_о =

4. f = 10³ ∙

5. m =

6. V_м = 0,65∙

7. По формуле (19) находим коэффициент n:

 

  n = 0,532 ∙ (1,8)² – 2,13 ∙ 1,8 + 3,13 = 1,02 ≈ 1

8.  С_м =  = 0, 098 (мг/м³)

9. d = 4,95 ∙ 1,8 ∙ (1 + 0,28 ) = 11

10.  Х_м =

11.  Для  Х = 100 м:

По формуле (25):

S_{1 (100)} = 3 ∙ (0,1)⁴ – 8 ∙ (0,1)³ + 6 ∙ (0,1)² = 0,052

С₁₀₀ = 0,052 ∙ 0,098 = 0,005 (мг/м³)

12. Для       Х = 200 м:

 

S_{1 (200)}  = 3 ∙ (0,2)⁴ – 8 ∙ (0,2)³ + 6 ∙ (0,2)² = 0,18 (мг/м³)

 С₂₀₀ = 0,18 ∙ 0,098 = 0,018

13. Аналогично S _{1 (400)}  = 0,52  С₄₀₀ = 0,05 (мг/м³)

S _{1 (600)} = 0,82  С₆₀₀ = 0,08 (мг/м³)

S _{1 (800)} = 0,97  С₈₀₀  = 0,095 (мг/м³)

14. Для Х = 1000 м и Х = 2000 м значения величины S₁ находим по формуле (26)

S _{1 (1000)} = 0,998  С₁₀₀₀ = 0,097 (мг/м³)

S _{1 (2000)} = 0,072   С₂₀₀₀ = 0,072 (мг/м³)

15. По полученным расчетным данным строим график зависимости концентрации вещества С от расстояния Х.

16. t_у  =  = 0,204

17. S₂ =  = 0,13

 

18. С_у = 0,13 ∙ 1 ∙ 0,098 = 0,25 (мг/м³)

 

19. Принимаем С_ф = 0,5 ∙ ПДК_м.р = 0,5 ∙ 0,5 = 0,25 (мг/м³)

 

20. ПДВ =  = 126,9 (г/с)

 

21. Н_min =  = 56,5 (м)

 

 

Вывод.

 

  Контрольные вопросы к разделу 2

1. Классификация источников выбросов.

2. Что такое аэрозоли, определение.

3. Отличие организованного промышленного выброса от неорганизованного.

4. Подразделение точечных источников.

5. Классификация выбросов в атмосферу.

6. Дать определение ПДВ.

7. Что являются основными критериями качества атмосферного воздуха при установлении ПДВ для источников загрязнения атмосферы?

8. Для чего устанавливают значения фоновых концентраций вредных веществ в воздухе.

9. Дать определение рассеивания выбросов.

10. Какие параметры влияют на характер рассеивания вредных веществ?

11. Перечислить формы струй дыма.

12. Объяснить схему распространения загрязнений в приземном слое атмосферы.    

13. Перечислить возможные зоны загрязнения атмосферы.

14. Перечислить степени вертикальной устойчивости атмосферы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Перечень и коды веществ, загрязняющий атмосферный воздух. – М.: НИИ охраны атмосферного воздуха, 1995.

2. ГН 2.2.5.1313-2003. Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. – М.: 2003.

3. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязненного воздуха. – М.: 1991.

4. Федеральный закон «О санитарно эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.99 № 593-ФЗ.

ВВЕДЕНИЕ

Атмосфера – это газовая оболочка, которая окружает Землю. Она состоит из механической смеси невзаимодействующих между собой газов: азота (78,08 %), кислорода (20, 95%), аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%) и остальных газов (водород, неон, гелий и др.), включая водяной пар. Непрерывно происходящие в атмосфере турбулентные течения перемешивают воздух в разных районах земного шара и обеспечивают практически полное постоянство его состава.

В результате выбросов загрязняющих веществ из различных источников развивается загрязнение атмосферы. Загрязнение атмосферы – это присутствующие в ней газы, пары, твердые частицы и капли жидкости, изменяющие ее физико-химический состав, угнетающе действующие на живые организмы, наносящие урон материальным ценностям и меняющие климат планеты в целом.

 Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами веществ определяется  по наибольшей рассчитанной величине приземной концентрации веществ, которые могут находиться на некотором расстоянии от места их выбросов. Эта концентрация зависит от многих факторов – рельефа местности, метеорологических условий, удаленности от источника выброса и т.д.

Главные источники загрязнения атмосферы – предприятия топливно-энергетического комплекса, обрабатывающей промышленности и транспорт. Более 80% всех выбросов в атмосферу составляют выбросы оксидов углерода, двуокиси серы, азота, углеводородов, твердых веществ. Из газообразных загрязняющих веществ в наибольших количествах выбрасываются окислы углерода, углекислый газ, угарный газ, образующиеся преимущественно при сгорании топлива. В больших количествах в атмосферу выбрасываются и оксиды серы: сернистый газ, сернистый ангидрид, сероуглерод, сероводород и др. Самым многочисленным классом веществ, загрязняющих воздух крупных городов, являются углеводороды. К числу постоянных ингредиентов газового загрязнения атмосферы относятся также свободный хлор, его соединения и др.

Загрязненный воздух над крупными городами простирается на высоту 1,5 - 2,0 км. Эта плотная шапка задерживает летом до 20% солнечных лучей, а зимой, когда и так мало света, поглощает половину его.

Основной формой антропогенных воздействий на атмосферный воздух является его загрязнение посредством выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Загрязняющее атмосферу вещество (ЗВ) – примеси в атмосфере, которые могут оказывать неблагоприятное влияние на здоровье людей и (или) на окружающую среду.

Источник выделения ЗВ – технологический аппарат (станок, котельный агрегат, гальваническая ванна и т. п.), в котором в ходе технологического процесса образуется и выделяется ЗВ.

Источник выброса ЗВ –технологическое устройство, предназначенное для выброса в атмосферу ЗВ (труба, аэрационный фонарь, вентиляционная шахта и т.п.).

Загрязнение воздуха определяется по значениям средних и максимальных разовых концентраций примесей. Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических концентраций с ПДК. ПДК – предельно допустимая концентрация примеси для населенных мест, утвержденная Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации. Значения ПДК можно найти в сборниках «Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух» и гигиенических нормативах [1, 2].

Средние концентрации примесей сравниваются с ПДК среднесуточной (ПДК_с.с.), максимальные из разовых концентраций –   с ПДК максимально разовой (ПДК_м.р.).

 

 

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

 

1.1. Классификация состояния загрязнения атмосферного воздуха

Для оценки качества атмосферного воздуха используется несколько показателей:

ИЗА – количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы (ЗА) отдельной примесью, учитывающая различие              в скорости возрастания степени вредности веществ, приведенной          к вредности диоксида серы, по мере увеличения превышения ПДК.

КИЗА – комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей. Величина ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых концентраций. Поэтому этот показатель характеризует уровень хронического, длительного загрязнения воздуха.

СИ – наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК. Она определяется из данных наблюдений на станции за одной примесью, или на всех станциях рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год. Обычно оценивается количество городов, в которых СИ > 5 или СИ > 10;

НП – наибольшая повторяемость – процент (%) превышения ПДК по данным наблюдений на одном посту (за одной примесью) или на всех постах района за всеми примесями за месяц или за год [3].

Основным показателем степени загрязнения воздуха города является интегральный индекс загрязнения атмосферы ИЗА.Он служит для характеристики вклада отдельных примесей в общий уровень загрязнения атмосферы за данный период времени на данной территории или в точке измерения и для сравнения степени загрязнения атмосферы различными веществами.

Производственный контроль окружающей среды осуществляют специализированные подразделения предприятий или централизованных внутриведомственных служб на основе нормативно-технической документации.

Основными задачами государственного контроля ИЗА являются:

- получение достоверных данных о значениях массовых выбросов ЗВ в атмосферу;

- контроль достоверности данных, полученных службой контроля ИЗА предприятия;

- сравнение данных, полученных при контроле ИЗА,                   с нормативными значениями и принятие решения о соответствии значений выбросов из ИЗА нормативным значениям;

- анализ причин превышения нормативных значений выбросов;

- принятие решения о необходимых мерах по устранению превышений нормативных значений выбросов.

При контроле выбросов в атмосферу используются следующие методы.

1. Инструментальный метод основан на применении автоматических газоанализаторов, непрерывно измеряющих концентрации ЗВ в выбросах контролируемых источников. Инструментальным методом целесообразно контролировать основные ЗВ (пыль, SO₂, NO_х, CO) и наиболее распространенные специфические ЗВ (С_хН_х, NH₃, Cl₂, HF и др.).

2. Инструментально-лабораторный метод основан на отборе проб отходящих газов из контролируемых источников с последующим их анализом в химических лабораториях и на автоматических и полуавтоматических приборах. Метод применяют для контроля широкого спектра специфических ЗВ, не обеспеченных средствами инструментального контроля.

3. Индикаторный метод основан на использовании селективных индикаторных элементов (колористических трубок), изменяющих свою окраску в зависимости от концентрации ЗВ в отбираемой пробе газа. Метод применяют для экспресс-анализа и предварительной оценки концентрации ЗВ в ИЗА.

4. Расчетный метод основан на определении массовых выбросов ЗВ по данным о составе исходного сырья и топлива, технологическом режиме и т.п. Метод применяют для предварительной оценки и при невозможности или экономической нецелесообразности прямых измерений.

5. Метод контроля выбросов по результатам анализа фактического загрязнения атмосферы основан на определении фактических уровней загрязненности воздуха выбросами предприятия за его пределами и последующем их сравнении с эталонными              (с учетом направления и скорости ветра). Метод применяют для контроля большого числа мелких источников, в том числе неорганизованных, рассредоточенных по территории предприятия. Результаты контроля оформляют для предприятия (промышленной площадки) в целом и сравнивают с нормативами, установленными для предприятия (промышленной площадки) в целом.

 При этом основным критерием качества атмосферного воздуха являются нормативы предельно допустимой концентрации (ПДК), которые можно найти в [2].

ПДК –максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия.

Различают:

ПДК_{м.р .} – максимально разовая ПДК 20 - 30 минутного осреднения.

ПДК_{с.с .} – среднесуточная  ПДК длительного осреднения.

При одновременном присутствии нескольких ЗВ, обладающих эффектом суммации (аддитивным действием), их безразмерная концентрация Х не должна превышать 1.

                          Х =                                           (1)

Оценка качества атмосферного воздуха основана на сравнении фактически измерительной концентрации с _i с ПДК. Чем больше кратность превышения ПДК, тем хуже качество воздуха. Чем выше безразмерный показатель Х для веществ с аддитивным действием, тем хуже качество воздуха.

На практике в воздухе имеется, как правило, несколько загрязняющих веществ, поэтому для оценки качества воздуха применяется показатель I – интегральный индекс загрязнения атмосферы отдельной примесью, приведенный к вредности диоксида серы ИЗА.

Для одного вещества:

                        ,                                      (2)

где С _i – средняя за год концентрация, мг/м³; ПДК_с.с. - среднесуточная  ПДК ЗВ, мг/м³, в случае отсутствия ПДК_с.с. вместо нее принимается ПДК_м.р. или ОБУВ; К – показатель степени, который зависит от класса опасности вещества и позволяющий привести степень вредности i -го вещества к степени вредности диоксида серы: для веществ 1 класса опасности – К = 1,7; для веществ 2 класса опасности – К = 1,3; для веществ 3 класса опасности – К = 1,0; для веществ 4 класса опасности – К = 0,9.

Комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА), являющийся количественной характеристикой уровня ЗА, создаваемого несколькими веществами, присутствующими                    в атмосфере города (района города), определяется по формуле

                                                (3)

 

На практике для сравнения качества атмосферного воздуха разных городов используются данные по первым пяти веществам в ряду по степени убывания показателя I_i.

Задание 1.1

Сравните качество атмосферного воздуха в городах А и В, приняв исходные данные по вариантам, указанным преподавателем (из приложений 1 и 2).

Пример

1. В городе А концентрации контролируемых ЗВ (мг/м³) равны:

NO₂ = 0,1; SO₂ = 0.03; СО = 3; ТВЧ = 0,2; H₂S = 0,01; аммиак = 0,1; керосина = 1,0.

В городе В:

NO₂ = 0,09; SO₂ = 0,05; СO = 1,0; ТВЧ = 0,05; стирол = 0,01; полиэтилен = 0,03; ксилол = 0,03.

Сравните качество атмосферного воздуха в городах А и В.

Решение:

Город А. Находим I_i для веществ по формуле (2):

по NO₂: =3,3; по SO₂: = 0,6; по СО: = 1;

по ТВЧ:  = 2; по Н₂S: = 1,3;

по NH₃: = 2,3; по керосину: = 0,85.

 

Находим комплексный ИЗА для города А по формуле (3):

I_А = = 3,3 + 2 + 2,3 + 1,3 + 1 = 9,9

Город В. Находим I_i для веществ по формуле (2):

 

по NO₂: = 2,87; по SO₂: = 1; по СО: = 0,37;

 

по ТВЧ: = 0,33; по стиролу: = 8,1;

по полиэтилену: = 4,2;       по ксилолу: = 1,5.

 

Находим комплексный ИЗА для города В по формуле (3):

I_В =  = 2,87 + 8,1 + 4,2 + 1,5 + 1 = 17,67.

Вывод: воздух города В загрязнен в большей степени, чем в городе А, в 17,6/9,9 = 1,8 раза.