книги / Экологический мониторинг. Оценка фактического и допустимого техногенного воздействия на объекты окружающей среды
.pdfС этой целью проводят расчеты: критерия опасности t-го загрязняю щего вещества (КОВ,); категории опасности загрязняющего вещества (К,); параметров потребления воздуха (ПВ/).
• Расчет КОВ/ проводится аналогично расчету единичного ИЗА (/,), при этом вместо среднегодовой концентрации примеси рассчитывают от ношение суммарного выброса /-го загрязняющего вещества на контроли руемой территории (город, район, регион и т.п.):
КОВ/ =(М //ПДКСС,У \
где М,- - суммарный выброс /-го загрязняющего вещества, т/год; ПДКсс, -среднесуточная предельно допустимая концентрация /-й примеси,
мг/м3;
а, - константа для различных классов опасности /-й примеси: |
|
|||
Класс опасности |
1 |
2 |
3 |
4 |
а, |
1,7 |
1,3 |
1,0 |
0,9 |
Для уточнения перечня приоритетных загрязняющих веществ состав ляют перечень наиболее опасных загрязняющих веществ, содержащих:
-основные загрязняющие вещества (СО, NOx, SO2, взвешенные ве
щества);
-вещества 1-й категории опасности;
-вещества, для которых по данным наблюдений на контролируемой территории зарегистрированы концентрации, превышающие ПДК и 5ПДК.
Для веществ с одинаковым значением критерия опасности проводят расчет повторяемости концентрации примеси с учетом поправочного ко эффициента ( / г ) ,тогда:
КОВ, = к х КОВ/,
*=(l+g//100)(l+5g//100),
где g - концентрация примеси, превышающая ПДК по данным наблюде ний, %;
5gj - концентрация примеси, превышающая ПДК в пять раз, %.
• Расчет категории опасности (К,) учитывает полученное значение КОВ,:
К/ |
1 |
2 |
3 |
КОВ, |
> 105 |
103-105 |
< 103 |
• Расчет параметра потребления воздуха (ПВ/) основан на сравнении требуемого параметра воздуха (ПВт) над реальным (ПВр). Сравнение па
раметров проводят по основным загрязняющим веществам, которые вы брасываются предприятиями города как для среднесуточных, так и мак симальных концентраций примесей.
ПВр/ = М| /^ | ,
ПВт, = М/ / ПДК,,
где М/ - суммарное количество выбросов /-й примеси от всех источников, т/год;
<7, - концентрация, установленная по данным расчетов или наблюде ний, мг/м3;
ПДК/ - среднесуточная или максимально разовая предельно допустимая концентрация /-го загрязняющего вещества, мг/м3.
Если ПВт/ > ПВр/, то ожидаемая концентрация примеси в воздухе мо жет быть равна ПДК или превысить ее, следовательно, данная примесь должна контролироваться.
После выбора основных примесей, подлежащих контролю, определя ется очередность организации контроля за специфическими примесями. Первой в список контролируемых примесей войдет примесь с наибольшим значением ПВт„ второй - со следующим значением ПВт/ и т.д. Так состав ляют первый предварительный список примесей. Если несколько примесей имеют одинаковые значения ПВт/, то сначала записывается примесь класса опасности 1, затем 2, 3 и 4.
Задачи 11-20. Обоснование перечня приоритетных примесей для организации наблюдений
Задача 11. Рассчитать критерии опасности загрязняющих веществ от работающего автотранспорта, используя следующие данные:
Источник выброса |
|
Валовые выбросы, т/год |
||||
N O 2 |
с о |
H2S |
Сажа |
Углеводороды |
||
Открытая стоянка легковых |
||||||
0,0016 |
0,2196 0,00048 |
_ |
0,0186 |
|||
автомобилей |
||||||
Грузовые автомобили |
0,1261 |
0,5555 |
0,0188 |
0,0068 |
0,0703 |
|
Автомойка |
0,1709 |
0,1727 |
0,1708 |
0,1708 |
0,1709 |
|
Автодорога |
0,0353 |
0,0573 |
0,0052 |
0,0031 |
0,0101 |
|
Автомагистраль |
0,2017 |
0,3274 |
0,0297 |
0,0177 |
0,0577 |
|
Площадка компостирования |
0,0791 |
0,046 |
0,0068 |
0,0114 |
0,0151 |
|
ПДК, мг/м’3 |
0,04 |
3 |
0,008 |
0,05 |
1,5 |
|
Класс опасности |
2 |
4 |
2 |
3 |
4 |
|
Задача 12. Определить, какие примеси в атмосферном воздухе долж ны контролироваться в промышленном районе.
Примеси |
Выброс, |
пдк, |
Класс |
Чь |
|
т/год |
мг/м3 |
опасности |
мг/м3 |
||
Диоксид азота |
|||||
22,297 |
0,085 |
2 |
0,01 |
||
Аммиак |
101,52 |
0,2 |
4 |
0,11 |
|
Сероводород |
5,95 |
0,008 |
2 |
0,002 |
|
Оксид углерода |
193,35 |
5 |
4 |
0,7 |
|
Ксилол |
193,35 |
0,2 |
3 |
0,02 |
|
Толуол |
237,97 |
0,6 |
3 |
0,04 |
|
Этилбензол |
14,87 |
0,02 |
3 |
0,03 |
|
Фенол |
8,92 |
0,01 |
2 |
0,005 |
Задача 13. Определить критерии опасности загрязняющих веществ и параметры потребления воздуха на территории, попадающей в зону влия ния установки термического обезвреживания отходов.
Загрязняющие вещества |
Выброс, |
пдк, |
Класс |
Чь |
|
т/год |
мг/м3 |
опасности |
мг/м3 |
||
|
|||||
Взвешенные вещества |
12,5 |
0,5 |
3 |
3,48 |
|
Сернистый ангидрид |
30 |
0,5 |
3 |
0,2 |
|
Диоксид азота |
50 |
0,085 |
2 |
0,07 |
|
Оксид углерода |
250 |
5 |
4 |
7,4 |
|
Сажа |
6,25 |
0,15 |
3 |
0,1 |
|
Сероводород |
0,028 |
0,008 |
2 |
0,017 |
|
Толуол |
1,08 |
0,6 |
3 |
0,64 |
|
Ксилол |
0,219 |
0,2 |
3 |
0,13 |
|
Этилбензол |
1,03 |
0,02 |
3 |
0,6 |
|
Бензол |
2,8 |
1,5 |
2 |
1,67 |
|
Углеводороды |
14 |
1,5 |
4 |
1,8 |
|
Хлористый водород |
0,168 |
0,2 |
2 |
0,1 |
Вещество |
Суммарный |
Класс |
ПДК, |
|
выброс, т/год |
опасности |
мгш |
||
Диоксид азота |
||||
0,707 |
2 |
0,04 |
||
Оксид углерода |
8,721 |
4 |
3,0 |
|
Сернистый ангидрид |
0,0417 |
3 |
0,05 |
|
Хлористый водород |
0,023 |
2 |
0,2 |
|
Фтористый водород |
0,0144 |
2 |
0,001 |
|
Сажа |
0,0574 |
3 |
0,05 |
|
Углеводороды |
0,909 |
4 |
1,5 |
|
Бенз(а)пирен |
0,15-Ю""6 |
1 |
0,000001 |
|
Сероводород |
0,00032 |
2 |
0,008 |
|
Аммиак |
0,00347 |
4 |
0,04 |
|
Этантиол |
0,32-10-6 |
2 |
0,00003 |
|
Метантиол |
0,64-10"6 |
2 |
0,000009 |
Задача 15. Определить критерий опасности и поправочный коэффи циент для следующих загрязняющих веществ.
Месяц |
|
Концентрация, мг/м3 |
Взвешенные |
|
Оксид |
Диоксид |
Хлористый |
||
|
углерода |
азота |
водород |
вещества |
Январь |
2,5 |
0,08 |
0,14 |
0,4 |
Февраль |
15,2 |
0,01 |
0,1 |
0,39 |
Март |
4 |
0,21 |
0,22 |
0,21 |
Апрель |
1,5 |
0,06 |
0,13 |
0,51 |
Май |
3,1 |
0,02 |
0,12 |
0,55 |
Июнь |
16 |
0,21 |
0,16 |
0,49 |
Июль |
3,5 |
0,01 |
0,17 |
0,57 |
Август |
2 |
0,05 |
0,13 |
0,61 |
Сентябрь |
3,1 |
0,04 |
0,14 |
0,32 |
Октябрь |
3,1 |
0,21 |
0,1 |
0,22 |
Ноябрь |
2 |
0,01 |
0,21 |
0,43 |
Декабрь |
2,3 |
0,01 |
0,09 |
0,52 |
ПДК, мг/м3 |
3,0 |
0,04 |
0,2 |
0,5 |
Примеси |
Выброс, т/год |
Класс опасности |
ПДК, мг/м3 |
Окись углерода |
9,25 |
4 |
3,0 |
Диоксид азота |
0,889 |
2 |
0,04 |
Хлористый водород |
0,509 |
2 |
0,2 |
Фтористый водород |
0,428 |
2 |
0,005 |
Фенол |
0,00108 |
2 |
0,003 |
Формальдегид |
0,00108 |
2 |
0,003 |
Сероводород |
0,028 |
2 |
0,008 |
Уксусная кислота |
0,0056 |
3 |
0,06 |
Задача 17. Обосновать перечень загрязняющих веществ для контроля качества атмосферы по параметру потребляемого и требуемого воздуха.
Примеси |
Валовый |
Класс |
ПДК, мг/м3 |
<7/, мг/м3 |
|
выброс, т/год |
опасности |
||||
|
|
0,02 |
|||
Диоксид азота |
3,0664 |
2 |
0,04 |
||
Оксид углерода |
61,202 |
4 |
3,0 |
2,5 |
|
Фтористый водород |
0,062 |
2 |
0,005 |
0,0015 |
|
Оксид марганца |
0,0008 |
2 |
0,001 |
0,01 |
|
Оксид магния |
0,007 |
3 |
0,05 |
0,001 |
|
Свинец |
0,0008 |
1 |
0,0003 |
0,0002 |
|
Медь |
0,000005 |
2 |
0,002 |
0,0005 |
|
Хлористый водород |
0,07 |
2 |
0,2 |
0,15 |
Задача 18. Определить критерий опасности и поправочный коэффи циент для ряда специфических примесей, поступающих с выбросами ме таллургического завода.
Месяц наблюдений |
|
Концентрация, мг/м3 |
Си |
||
НС1 |
HF |
РЬ |
|||
|
|||||
Январь |
0,01 |
0,0005 |
0,00003 |
0,00021 |
|
Февраль |
0,015 |
0,0005 |
0,00002 |
0,0002 |
|
Март |
0,21 |
0,002 |
0,0001 |
0,002 |
|
Апрель |
0,21 |
0,001 |
0,0002 |
0,0021 |
|
Май |
0,25 |
0,0015 |
0,0003 |
0,0003 |
|
Июнь |
1,0 |
0,005 |
0,00031 |
0,0021 |
|
Июль |
1,1 |
0,005 |
0,0017 |
0,0022 |
|
Август |
1,0 |
0,00498 |
0,0015 |
0,01 |
|
Сентябрь |
0,21 |
0,00123 |
0,0032 |
0,015 |
|
Месяц наблюдений |
|
Концентрация, мг/м3 |
|
||
НС1 |
HF |
РЬ |
Си |
||
Октябрь |
|||||
0,2 |
0,001 |
0,003 |
0,0022 |
||
Ноябрь |
0,015 |
0,0005 |
0,0003 |
0,002 |
|
Декабрь |
0,012 |
0,0003 |
0,0003 |
0,0003 |
|
ПДК, мг/м3 |
0,2 |
0,001 |
0,0003 |
0,002 |
|
Задача 19. Определить категорию опасности следующих веществ, ко торые попадают в атмосферу с выбросами машиностроительного завода.
Вещество |
Выбросы, т/год |
Класс опасности |
ПДК, мг/м3 |
Окись углерода |
9,25 |
4 |
3,0 |
Диоксид азота |
0,889 |
2 |
0,04 |
Хлористый водород |
0,509 |
2 |
0,2 |
Фтористый водород |
0,428 |
2 |
0,005 |
Фенол |
0,00108 |
2 |
0,003 |
Формальдегид |
0,00108 |
2 |
0,003 |
Сероводород |
0,028 |
2 |
0,008 |
Уксусная кислота |
0,0056 |
3 |
0,06 |
Задача 20. Определить поправочный коэффициент для следующих за грязняющих веществ. Рассчитать критерии опасности загрязняющих ве ществ, с учетом повторяемости концентраций примесей, превышающих ПДК.
Месяц |
|
Концентрация, мг/м3 |
|
||
Оксид |
Диоксид |
Углеводороды |
Взвешенные |
||
|
|||||
Январь |
углерода |
азота |
|
вещества |
|
1,5 |
0,18 |
1.4 |
0,4 |
||
Февраль |
1,2 |
0,01 |
1,0 |
0,39 |
|
Март |
4,2 |
0,21 |
2,1 |
0,21 |
|
Апрель |
1,5 |
0,06 |
1,3 |
0,51 |
|
Май |
3,1 |
0,02 |
1,2 |
0,55 |
|
Июнь |
16 |
0,21 |
1,6 |
0,49 |
|
Июль |
3,5 |
0,01 |
2,7 |
0,57 |
|
Август |
2 |
0,05 |
1,3 |
0,61 |
|
Сентябрь |
5,1 |
0,04 |
1,4 |
0,32 |
|
Октябрь |
3,1 . |
0,21 |
1,0 |
0,22 |
|
Ноябрь |
2 |
0,01 |
2,1 |
0,43 |
|
Декабрь |
2,3 |
0,01 |
0,9 |
0,52 |
|
ПДК, мг/м3 |
3,0 |
0,04 |
1,5 |
0,5 |
|
Валовый выброс, т/год |
0,5054 |
0,2527 |
0,0068 |
0,379 |
|
Класс опасности |
4 |
2 |
4 |
3 |
|
1.3. Оценка уровня загрязнения атмосферы в приземном слое. Нормирование выбросов
Загрязнение воздушного бассейна связано с поступлением загряз няющих веществ от организованных и неорганизованных источников вы бросов. Для обеспечения необходимой чистоты воздушного бассейна про мышленные выбросы в атмосферу подлежат нормированию по каждому ингредиенту и для каждого источника выброса. Нормирование ведется пу тем установления предельно допустимых выбросов (ПДВ) и временно со гласованных выбросы (ВСВ).
ПДВ представляет собой количество выбросов /-й примеси от отдель ных источников, при которых в районе их расположения с учетом дейст вия окружающих источников концентрация примеси не превышает ПДК. В случаях, когда установление ПДВ по объективным причинам невозможно, предусматривается поэтапное снижение выбросов и определение ВСВ. Расчет ПДВ и ВСВ проводится для неблагоприятных метеоусловий.
Таким образом, ПДВ, и ВСВ/ принимаются равными мощности выбро са, если максимальная концентрация от источника (Стах /) удовлетворяет условию:
Стах / Сф / < ПДК/,
где Стах / “ максимальная концентрация примеси от источника выброса; Сф, - фоновая концентрация загрязняющего вещества.
ПДВ - это выбросы вредных веществ, которые не создают призем ную концентрацию (т.е. концентрацию на высоте 1,5 м) большую, чем ПДК. При множественных источниках загрязнения (крупные комбинаты, промзоны) или для неорганизованных источников (транспорт, передвиж ные установки) устанавливается суммарный показатель ПДВ. Величина ПДВ определяется из условия
С' +СФ' С1 ПДК,- ’
где С/ - концентрация вещества в воздухе, мг/м Расчет величины ПДВ (г/с) для одиночного источника (с круглым
устьем) в соответствии с «Методикой расчета концентраций в атмосфер ном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86» [2], для неблагоприятных метеорологических условий, т.е. при скорости ветра vM= 0,5 м/с, производится по формуле
(П Д К -С Л)Я 2 |
----- |
п д в —— У-— |
УШ, |
AFm m \
где Сф - фоновая концентрация вредного вещества, мг/м3. Формула имеет такие коэффициенты, что Сф задается в мг/м3, а ответ получается
в г/с;
Н- высота источника выброса, м; для наземных источников Я при нимается равной 2 м;
А- коэффициент стратификации атмосферы от 120 до 150 м. Смысл коэффициента в том, что над равнинным районом вертикальные перемещения воздуха минимальны, при увеличении степени рас членения рельефа они возрастают и достигают максимума в го
рах;
F - безмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вред ных веществ. Для газообразных веществ, скорость упорядоченно го оседания которых равна 0, коэффициент принимается равным 1. Для мелкодисперсных аэрозолей (это зола, пыль, V2O5) при степени очистки более 90 % принимается F = 2, при степени очи стки 90-75 % F= 2,5; при степени очистки 75 % F = 3;
т, п - безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси из источника. При круглом устье и конусной трубе т ип близки к 1;
г| - коэффициент, учитывающий влияние местного рельефа. При пе репаде высот менее 50 м r\ = 1;
V - расход газовой смеси, м3/с;
А Т - разница температуры выбрасывания газовоздушного потока и ок ружающего воздуха. АТ = Тг - Гв, где Тг- температура выбрасы ваемой в атмосферный воздух газовоздушной смеси, Гв - средняя дневная температура окружающего наружного воздуха наиболее жаркого месяца года. За Гв принимается средняя температура са мого жаркого месяца. В отопительный сезон за Тв принимается среднемесячная температура самого холодного месяца.
Таким образом, может быть рассчитана величина ПДВ для любого единичного источника по любому вредному компоненту.
На практике чаще необходимо решать другую задачу: как по едино временному замеру состава газовоздушной смеси, выходящей из источни ка (трубы) загрязнения, определить, какова будет максимальная концен трация вредных веществ в приземных слоях воздуха и на каком расстоянии от источника загрязнения эта концентрация будет наблюдаться.
Максимальная концентрация вредного вещества (Стах) в приземном слое воздуха при заданных (измеренных) выбросах определяется по фор муле
, _ AQFmm\
max" н 2Ш Г
где Q - замеренное количество вредного вещества, выбрасываемого в воз дух из источника загрязнения, г/с.
Расстояние от источника загрязнения, на котором будет наблюдаться максимальная концентрация (Стах)» определяется по формуле
5 - F
*тах ~ — *Н,
где d - безразмерный коэффициент, зависящий от параметра / ,
/= 1000 - j -d-
НАТ
Если / < 100, то d находится по формулам:
d - 2,48 (l + 0,28 V/T) при vM< 0,5,
d = 4,95 vM(l + 0,28 3/7) при 0,5 < vM< 2 ,
^ = 7 ^ ( 1 + 0,283/7) при vM> 2 .
vM= 0,65 yjVATIH
Если / > 100 или A T « 0, значение d находится по формулам:
d = 5,7 при |
< 0,5, |
d =11,4 v'M при 0,5 < < 2,
d = l 6 & при v’M>2.
Для расчета концентраций вредных веществ на любых других рас стояниях от источника выбросов (на расстоянии, отличном от как правило, равном 10-100/7) применяется формула
Ос = От»ах*^1-х > |
|
|
У0-х ПРИ------<1 = 3 |
- 8 |
* 1Ч б | х |2- |
|
‘'maxу |
|
при 1< Х |
<81 = ----- —,т- + 1; |
|||
|
*max |
' 0,13 |
— |
2 |
|
|
|
V*max J |
|
J\-x\ ПРИ 8 < —— ^ 24 |
2,55 |
+ 9. |
||
|
||||
V |
*max |
|
|
|
|
|
Ц |
т Ч |
2 |
После получения поля значений Cmax и Сх можно построить кривую распределения концентраций загрязнения по оси факела и выделить на ней три основные зоны: зона переброса факела, характеризующаяся относи тельно небольшими концентрациями загрязнения, зона максимального за дымления и зона постепенного снижения уровня загрязнения (зона релак сации). Зона максимального задымления должна располагаться внутри са нитарно-защитной зоны предприятия (СЗЗ).
Задачи 21-30. Расчет ПДВ. Оценка рассеивания примеси
Рассчитать ПДВ для индивидуальных источников выбросов загряз няющих веществ. Определить максимальную концентрацию рассматри ваемого вещества (Стах) и расстояние, на котором фиксируется макси мальное значение концентрации (хтах). Построить график изменения кон центрации вещества в приземном слое воздуха.
Номер |
|
п д к , |
Сф, |
Я, |
Т вы |
|
|
м » |
Г воз |
D |
Щ, |
Примесь |
броса, |
F m |
п |
духа, |
тру |
||||||
задачи |
мг/м3 |
|
м |
г/с |
°С |
м/с |
|||||
|
М Г Ш |
°С |
|
|
бы, м |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
20% |
8 |
|
7,0 |
|
21 |
с о |
3 |
2 |
40 |
125 |
1,0 1,18 |
1,0 |
1,4 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПДВ |
|
|
6,5 |
22 |
N O 2 |
0,085 |
0,03 |
30 |
100 |
1,0 1,11 1,02 |
15% |
5 |
1,3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
ПДВ |
10 |
|
6,5 |
23 |
s o 2 |
0,5 |
0,2 |
40 |
120 |
1,0 1,05 |
20% |
1,3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
|
|
|
|
|
0,002 0,005 35 |
110 |
2,5 1,12 1,01 |
пдв |
7 |
|
6,5 |
|||
24 |
v 5o 2 |
15% |
и |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
|
|
|
пдв