1) Метеорологические характеристики и коэффициенты, определяю-

щие условия рассеивания вредных веществ (ВВ) в атмосферном воздухе;

2) параметры источников выбросов ЗВ, количественные и качественные показатели выбросов ВВ в атмосферный воздух при установленных (нормальных) условиях эксплуатации объекта и максимальной загрузке оборудования;

3) обоснование данных о выбросах ЗВ должно, в том числе, содер-

жать перечень мероприятий по предотвращению и снижению выбросов

ВВ в атмосферу и оценку степени соответствия применяемых процес-

сов, технологического и пылегазоочистного оборудования современно-

му уровню;

4) характеристику возможных залповых выбросов;

5) перечень ЗВ и групп веществ, обладающих вредным действием;

6) предложения по установлению нормативов ПДВ;

7) дополнительные мероприятия по снижению выбросов ЗВ в атмос-

феру с целью достижения нормативов ПДВ и оценку степени их соот-

ветствия передовому научно-техническому уровню;

8) характеристику существующего и прогнозируемого загрязнения

атмосферного воздуха. Проведение расчета и анализ ожидаемого заг-

рязнения атмосферного воздуха после ввода проектируемого объекта в

эксплуатацию на границе СЗЗ, в жилой зоне, на особо охраняемых и

других природных территориях и объектах, находящихся в зоне влияния

данного объекта;

9) обоснование принятых размеров СЗЗ (с учетом розы ветров);

10) перечень возможных аварий при нарушении технологического ре-

жима, при стихийных бедствиях;

11) анализ масштабов возможных аварий, мероприятия по предотвра-

щению аварийных ситуаций и ликвидации их последствий;

12) оценку последствий аварийного загрязнения атмосферного возду-

ха для человека и ОС;

13) мероприятия по регулированию выбросов ВВ в атмосферный воз-

дух в периоды аномально неблагоприятных метеорологических условий;

14) организацию контроля за загрязнением атмосферного воздуха;

15) объем природоохранных мероприятий и оценку стоимости капи-

тальных вложений на компенсационные мероприятия и меры по защите атмосферного воздуха от загрязнений, в том числе при авариях

неблагоприятных метеоусловиях.

Количественные критерием оценки степени загрязнения атмосферы

Поступление вредных веществ в наружную среду (воздух) может быть вызвано следующими физико-химическими процессами:

1. Истечением вследствие разности давлений в оборудовании и наружной среды.

2. Турбулентным и молекулярным переносом в результате разности парциальных давлений.

3. При неполном сжигании различных видов топлива, при механической обработке, при химических реакциях.

Количество выделяющихся веществ в зависимости от поставленной задачи и требуемой степени точности можно определять:

1. Удельными показателями.

2. Прямыми измерениями концентрацией.

Исходя из:

• газовоздушных балансов;

• расчетов.

Прямое измерение концентраций

Сущность прямого измерения концентраций состоит в непосредственном отборе проб из источника выброса с последующим анализом по известным методикам. Качество проводимого анализа существенно зависит от правильности отбора проб.

Отбор проб в воздухе

По своему составу анализируемые соединения могут быть разделены на группы:

• газы;

• пары с температурой кипения ниже 200⁰С;

• твердые и жидкие частицы (аэрозоли, туманы), размер которых может изменяться от 0,01 до 20 мкм и более.

Отбор проб должен проводиться в условиях, при которых отбираемая проба наилучшим образом отражала бы природу исследуемого воздуха.

При оценке определения величины выброса соединения в атмосферу из организованного источника пробу отбирают на выхлопе через отверстие диаметром 15мм, расположенное в стенке воздуховода. Отбирая пробы, необходимо замерить скорость движения воздуха с помощью трубок Пито, определить влажность и температуру воздуха.

Скорость аспирации должна быть равна скорости воздушного потока в воздуховоде.

Пробы атмосферного воздуха отбирают с учетом скорости и направления ветра, преимущественно при малой скорости ветра на уровне дыхания человека, т.е. на высоте 1,5-2 м от поверхности земли. Поскольку концентрация атмосферных загрязнений в воздухе сильно меняется в течение суток, предложено отбор пробы атмосферного воздуха проводить либо непрерывно, либо отбирать 12 проб в данной точке за сутки через равные промежутки времени при длительности отбора 20-30 мин. и затем вычислять среднюю концентрацию.

Для предварительной оценки загрязненности воздуха пользуются данными о летучести соединения, определяемой по формуле:

L=PM/RT=16PM/(273+t);

где L- летучесть соединения, мг/л;

Р – давление насыщенного пара при данной температуре, мм.рт.ст.;

М – молекулярная масса;

T– температура,⁰С.

Давление насыщенных паров и (с точностью 30-40%) при различной температуре можно рассчитать по формуле:

lgP_t=2,763 – 0,019t_кип+ 0,024t

где P_t– давление насыщенного пара, мм.рт.ст. приt,⁰C;

t_кип- температура кипения соединения,⁰С;

t– температура окружающей среды,⁰С.

Отбор проб воздуха для определения в нем концентрации химических соединений производится чаще всего аспирационным методом, основанным на протягивании известного объема воздуха через поглотительную систему.

Аспирация анализируемого воздуха через поглотительные среды производится водяными аспираторами и электроаспираторами («Малыш», АЭРА, ПРУ-4, МК-1, УЛМК-3, ЛК-1), реже вакуум-насосами.

Водяные (стеклянные) аспираторы представляют собой две бутылки одинакового объема емкостью 6-10 л каждая.

Если бутыли не имеют тубуса, их герметически закрывают пробками, через которые проходят две стеклянные трубки диаметром 8-10 мм. Одна из трубок доходит до дна бутыли, вторая заканчивается несколько ниже основания пробки. Отрезки трубок, находящиеся вне бутылей, согнуты под углом.

На наружные концы длинных трубок (концы их должны быть оплавлены), надевают резиновый шланг длиной 1-1,5м и зажимают его винтовым зажимом (зажим Гофмана). На наружные (оплавленные) концы коротких трубок надевают резиновые шланги длиной 0,5-0,8м. Одну из бутылей наполняют водой и помещают выше второй бутыли. Затем открывают зажим и вдувают через короткую трубку верхней бутыли некоторое количество воздуха. Вода поднимается по длинной трубке и, согласно закону сообщающихся сосудов через резиновый шланг начинают переливаться в нижнюю бутыль. Так как над поверхностью воды в верхней бутыли при этом будет снижаться давление, воздух, находящийся вне бутыли, начнет поступать в верхнюю бутыль через короткую трубку.

Если аспираторы монтируют из бутылей с тубусом у дна, в тубусы вставляют резиновые пробки. Пробки просверливают и в отверстия плотно вставляют прямые стеклянные трубки диаметром 8-10мм, на которые надевают концы резиновых шлангов длиной 1-1,5м. Шланг зажимают винтовым зажимом. Бутыли герметически закрывают резиновыми пробками, через которые проходят изогнутые под прямым углом стеклянные трубки, заканчивающиеся по пробкой. На наружные концы трубок надевают резиновые шланги длиной 0,5-0,8м. Максимальная скорость протягивания воздуха, которую дают водяные аспираторы, составляет 1,5-2л/мин. Скорость протягивания зависит от разницы уровней, на которых помещены бутыли, и от диаметра соединяющих их трубок. Скорость протягивания воздуха можно регулировать винтовым зажимом, изменяя просвет шланга, соединяющего бутыли аспиратора.

Отбор проб воздуха пылесосом

В лабораторной практике для отбора проб воздуха широко применяют обычные пылесосы.

1. стеклянные трубки с фильтром;

2. реометр;

3. разветвленный переход;

4. пылесос.

Из пылесоса удаляют внутренний мешок, во всасывающее отверстие плотно вставляют резиновую пробку с просверленным отверстием для стеклянного перехода, на который надевают резиновый шланг, соединяющий пылесос с реометром. Шланг для регулирования скорости протягивания воздуха зажимают винтовым зажимом. Пылесосом можно отбирать одновременно 2-3 пробы воздуха на содержание пыли со скоростью 10-15 л/мин. Отбор проб воздуха электроаспиратором аналогичен.

Реометры

При отборе проб воздуха на лабораторное исследование для контроля за постоянством скорости движения воздуха в системе и для учета объема воздуха, отобранного на анализ, пользуются реометрами.

Реометр состоит из горизонтальной стеклянной трубки 1, в которую впаяна U- образная изогнутая стеклянная трубка 2, имеющая расширения: в левой части внизу 3 и в правой части вверху 4. В горизонтальную трубку впаяна пластинка с небольшими отверстием посредине (диафрагма).

В U– образную трубку до отметки «0» на шкале прибора наливают очищенный керосин уд. веса 0,82-0,83 г/см³. При протягивании воздуха через горизонтальную трубку реометра в отрезке до диафрагмы создается повышенное давление, передающееся на поверхность керосина в левом отрезкеU-образной трубки, тем больше, чем больше скорость движения воздуха, вследствие чего уровень керосина в левом отрезкеU-образной трубки будет снижаться, а в правом повышаться.

Поглотительные приборы.

При отборе проб воздуха для определения в нем вредных веществ широко используется метод поглощения: воздух, подлежащий анализу, пропускают через раствор или твердые вещества. Для поглощения аэрозолей применяют различные фильтрующие материалы. В связи с необходимостью обеспечить наибольшую полноту поглощения определяемых веществ, применяется ряд поглотительных приборов различной конструкции. Поглотительный прибор Зайцева (1) представляет собой стеклянный сосуд цилиндрической формы с расширением в верхней части прибора. В верхнюю часть прибора впаяны две трубки: одна из них длинная доходящая почти до дна, вторая — короткая.

В приборы со впаянными трубками поглотительный раствор вносят пипеткой через длинную трубку прибора. Через длинные трубки производят также промывку прибора.

Применение прибора основано на том, что при вытягивании воздуха через короткую трубку в пространстве над раствором создается пониженное давление и воздух, находящийся вне прибора, будет поступать через длинную трубку до тех пор, пока давление внутри и вне прибора не уравняется. Поступающий через длинную трубку прибора воздух проходит через раствор, и определяемое вещество реагирует с раствором или растворяется в нем. Полнота поглощения будет тем выше, чем больше поверхность соприкосновения протягиваемого воздуха с раствором. Поглотительные приборы со стеклянной пористой пластинкой обеспечивают значительно большую полноту поглощения, чем, например Зайцева, Петри, Полежаева.

Пример

Монтажная схема для поглощения

При отборе проб воздуха водяным аспиратором поглотитель­ный раствор наливают в два или 3 поглотительных прибора. Короткую трубку поглотительного прибора резиновым шлангом присоединяют к короткой трубке верхней бутыли аспиратора. Уровень воды в верхней бутыли должен находиться на нулевом делении, а зажим на шланге, соединяющем бутыли аспиратора, должен быть плотно завинчен. Для контроля времени отбора пробы следует пользоваться секундомером.

Приведение объема воздуха к нормальным условиям.

Так как отбор проб воздуха приходится проводить при различных температурах и давлении, а по законам Бойля-Мариотта и Гей-Люссака объем воздуха прямо пропорционален температуре и обратно пропорционален давлению, для того чтобы обеспечить точность вычисления результатов анализа, объем отобранного воздуха следует привести к так называемым нормальным условиям. За нормальные условия принимают температуру 0⁰С и атмосферное давление 760 мм.рт.ст.

Приведение объема воздуха к нормальным условиям осуществляют по формуле:

V₀=V_t*273*P/(273+t)*760,

где V₀- объем воздуха при н.у.;

V_t– объем воздуха, определенный при отборе пробы;

t– температура воздуха при отборе пробы;

Р – атмосферное давление при отборе пробы.

Пример. При температуре воздуха 24⁰С и атмосферном давлении 755 мм.рт.ст. отбор пробы воздуха производили в течении 25 минут со скоростью 20 л/мин.

V_t=20*25*=500л

V₀=500*273*755/(273+24)*760=456л.

Пример

Для определения содержания двуокиси серы в газе, образующемся при обжиге серосодержащей руды, его с помощью аспиратора прососали через смесь, состоящую из 30мл 0,1н раствора йода, 2мл крахмала, бикарбоната натрия и около 70мл дистиллированной воды. Спустя 2мин наступило обесцвечивание йодокрахмального раствора. Скорость вытекания воды из аспиратора составляет 0,1л в минуту.

Определить содержание двуокиси серы в объемных процентах в анализируемом газе.

Решение

SO₂ + J₂  SO₃ + 2J^-

30мл 0,1н раствора йода окисляют:

64*0,1*30/2*1000=0,0096 г SO₂

64г —22,4л

0,096—x

x=0,096*22,4/64=0,0336л

Объем воды, вытекшей из аспиратора за 2 мин:

0,1*2=0,02л=200мл

Общий объем газа, пропущенного через раствор, равен сумме объемов воды, вытекшей из аспиратора, и SO₂окисленного раствора йода:

200 + 34 = 234мл

Отсюда: 34*100/234=14,5%

Ответ: 14,5% SO₂

Метод определения количества выделяющихся ВВ, исходя из удельных показателей (на единицу продукции расходуемого материала или сырья, имеет ограниченное применение, что обусловлено 1) отсутствием достаточно достоверных данных о количественном и качественном составе газовых выбросов и загрязнений промышленной площадки и примыкающих к ней населенных мест; 2) отсутствием таких данных объясняется трудоемкостью проведения и обработки результатов замера; 3) малым сроком действия удельных показателей, поскольку изменяются количество и состав газовых выбросов при замене номенклатуры выпускаемой продукции; 3) невозможностью определения количества выделяющихся ВВ за единицу времени (г/г), что необходимо для расчетов предельно допустимых выбросов (ПДВ).

Кроме того, метод не отражает динамику поступления ВВ в течение года, суток, смены, часа, а также не дает возможности оценить выбросы от единичного технологического оборудования.

Этот метод целесообразен при ориентированном (на год) прогнозировании выбросов ВВ в атмосферной воздух или при долгосрочном планировании мероприятий по охране окружающей среды (на 5-15 и более лет).