Защита воздуха от загрязнения. ПДК.

Защита атмосферного воздуха – это комплексная проблема, требующая усилий специалистов многих направлений. Наиболее эффективной формой защиты воздуха от вредного воздействия промышленных выбросов является переход к безотоходным и малоотходным технологиям и производствам. Для этого требуется решение целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научных достижений. Важными направлениями экологизации промышленного производства являются:

- совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду(ОС);

- замена неутилизируемых отходов на утилизируемые;

- применение эффективных методов и оборудования очистки выбросов от вредных веществ;

- широкое применение дополнительных методов и средств защиты атмосферного воздуха;

- экологическая экспертиза всех видов производств и промышленной продукции;

- экологический мониторинг и контроль за деятельностью предприятий, оказывающих вредное воздействие на окружающую среду.

Важная роль в защите ОС отводится мероприятиям по рациональному размещению источников загрязнения:

- вынесение промышленных предприятий из крупных городов в малонаселенные районы с непригодными и малопригодными для сельскохозяйственного использования землями;

- оптимальное расположение предприятий с учетом топографии местности и розы ветров;

- установление санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий;

- рациональная планировка городской застройки, обеспечивающая оптимальные экологические условия для человека и растений;

- организация движения транспорта с целью уменьшения выброса токсичных веществ в зонах жилой застройки.

Основной характеристикой загрязняющих веществ в атмосфере является концентрация – масса (мг) вещества в единице объема (м³) воздуха.

Предельно допустимая концентрация вещества (ПДК) – это максимальная концентрация загрязняющего вещества (ЗВ) в атмосфере, отнесенная к определенному промежутку времени, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает негативного влияния на организм человека и на окружающую среду в целом (включая отдаленные последствия).

Максимальная разовая ПДК_м.р – основная  характеристика опасности вредного вещества. Она устанавливается из условия отсутствия рефлекторных реакций у человека при воздействии в течение 20 минут. Среднесуточная ПДК_сс установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния веществ на организм человека. Значения ПДК некоторых наиболее характерных веществ, загрязняющих атмосферный воздух в городах и населенных пунктах, приведены в приложении.                                  

Наибольшая концентрация с каждого ЗВ в приземном слое атмосферы не должна превышать максимально разовой концентрации, т.е. с ≤ ПДК_м.р, при воздействии не более 20 мин. Если время воздействия превышает 20 мин, то с ≤ ПДК_сс.

При одновременном присутствии в атмосфере нескольких веществ, обладающих однонаправленным действием, должно выполняться условие:

с₁/ПДК₁ + с₂/ПДК₂ + … + с_i/ПДК_i ≤ 1,

где с₁, с₂, …, с_i – концентрация вредных веществ в атмосфере в одной и той же точке местности, мг/м³; ПДК₁, ПДК₂, …, ПДК_i – предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосфере, мг/м³.

Основным документом, регламентирующим расчет рассеивания и определения приземных концентраций выбросов промышленных предприятий, является «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86».

Нормирование выбросов в атмосферу. ПДВ.

Научно обоснованные нормы ПДК в приземном слое атмосферы должны обеспечиваться контролем нормативов для всех источников выбросов – от стационарных до передвижных (транспортных). Такими нормативами являются предельно допустимые выбросы – ПДВ.

ПДВ – это максимальные выбросы в единицу времени для данного природопользователя по данному компоненту, которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию этого вещества С_i , не превышающую ПДК, с учетом фонового загрязнения С_фi, и эффекта суммации веществ однонаправленного действия.

Величина ПДВ зависит от местоположения источника по отношению к жилым районам, сочетания выбросов рассматриваемого и других источников, условий рассеивания загрязнителей, температуры воздуха, рельефа местности и других факторов. Поэтому для одинаковых источников загрязнения величина ПДВ могут быть различными. Их устанавливают раздельно для каждого из загрязняющих веществ.

Единицей измерения ПДВ является масса загрязнителя, выбрасываемая за секунду. Контрольные значения предельно допустимых выбросов не должны превышать значения ПДК в любой двадцатиминутный интервал. Величины ПДВ, в зависимости от условий работы, пересчитываются из г/с в тонны в квартал (и год).

Порядок и правила установления ПДВ определяет ГОСТ 17.23.02 – 78.

От каких факторов зависит ПДВ для стационарного источника? Общее правило: чем больше площадь рассеивания вещества, тем больше разрешенная масса выбросов. Для случая нагретых выбросов через одинокую незатененную трубу ПДВ рассчитывается по формуле:

        (ПДК _м.р.i – С _фi)∙ Н² ∙ ³√ Q ∙ ΔT

ПДВ_i = ————————————— ,

                     А ∙ F ∙ m ∙ n ∙ η                

для холодных газов расчет по формуле:

         (ПДК _м.р.i – С _фi ) ∙ Н^4/3     8 ∙ Q

ПДВ_i  = —————————— ∙ ——— ,

                    А ∙ F ∙ m ∙ n ∙ η       D      

где Н – высота источника выброса над земной поверхностью, м;

   ΔТ – разность температур выбрасываемой смеси и воздуха, ^оС;

   Q – объем выбрасываемого газа, м³/с;                                                                                                                                                                                                                                                      

   А – коэффициент атмосферной стратификации, определяющий условия вертикального перемещения слоев (240 – для субтропиков, 200 – для Нижнего Поволжья, Северного Кавказа, Сибири, 160 – для Севера и Северо-Запада РФ, Среднего Поволжья и Урала, 120 – для Центра РФ);

   F – коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц (для газов – 1, для пыли при различных степенях очистки – от 2 до 3);

    m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника (при оценочных расчетах их произведение может быть принято равным 1);  

   η – коэффициент, характеризующий рельеф местности (для равнинной – 1, для пересеченной-2);

   D – диаметр устья трубы, м.