Экология
Вещество		Норматив, мг×м-3				Класс опас-
	ПДКм.р		ПДКс		ОБУВ	ности
Диоксид азота	0,085		0,085		-	1
Взвешенные вещества	0,5		0,15		-	3
Сернистый ангидрид	0,5		0,05		-	2
Железа оксиды
(в пересчете на железо)	-		0,04		-	3
Кобальт металлический	-		0,001		-	1
Сероводород	0,008		0,008		-	1
Марганец и его соединения(в
пересчете на диоксид марганца)	0,01		0,001		-	3
Меди оксиды
(в пересчете на медь)	-		0,002		-	2
Никеля оксиды
(в пересчете на никель)	-		0,001		-	2
Пыль неорганическая, содер-
жащая диоксид кремния, %:	0,15		0,05		-	3
Выше 70
20 – 70	0,3		0,1		-	-
ниже 20	0,5		0,15		-	-
Оксид углерода	3		1		-	3
Ртуть металлическая			0,0003		-	1
Сажа (копоть)	0,15		0,05		-	2
Свинец и его соединения	-		0,0003		-	1
Алюминия оксид	-		-		0,04	4
Натрия гидр оксид	-		-		0,01	2
Натрия карбонат	-		-		0,04	3
Хром (в пересчете на триоксид)	0,0015		0,0015		-	1

ПДКа.в – это предельная концентрация, которая на протяжении всей жизни человека не должна оказывать на него вредного влияния, включая отдаленные последствия на окружающую среду в целом.

Необходимость такого раздельного нормирования определяется тем, что на предприятии работают люди в течение рабочего дня, часто во вредных условиях, здесь качество воздуха будет хуже, чем в любой другой зоне, например, на территории предприятия– ПДКп.п.= 0,3ПДКр.з. Однако качество воздуха промплощадки будет хуже, чем воздуха в населенных пунктах, и тем более хуже, чем в курортных зонах, зонах отдыха, детсадах, лечебницах и т.п. –

ПДКкурорт.зоны = (0,8ПДКмакс.разов.).

249

Экология

Поэтому ПДК > ПДК Например, для диоксида серы (SO )

р.з а.в. 2

ПДКр.з =10 мг×м-3, а ПДКа.в = 0,5 мг×м3. Для метилмеркаптана эти показатели соответственно равны 0,8 и 9×10-6 мг×м-3.

В зонах непосредственного нахождения человека у источников выброса, а также в аварийных случаях, важное значение имеют ПДК максимально-разовая и среднесуточная.

Максимально-разовые ПДК – величина концентрации, не оказывающая влияния в течение20 минут, принимаемая при замере в среднем в течение 20 минут (не вызывает ограничения видимости, присутствия запаха).

Среднесуточные ПДК - предельно-допустимые концентрации, не оказывающие воздействия в течение суток.

Уровни ПДК одного и того же вещества различны не только для разных компонентов внешней среды (воздуха, воды, почв и др.), но и в разных государствах.

18.3.1. Определение опасности загрязнения окружающей среды

При проектировании или строительстве предприятий в районах, где воздух уже загрязнен, необходимо выбросы предприятий нормировать с учетом присутствующих примесей, т.е. присутствуют выбросы нескольких веществ, то сумма отношений концентраций загрязняющих веществ к их ПДК (с учетом Сф) не должна превышать единицы:

n		Ci
j = å=			£1	( 3 )
	ПДК -C
i 1		i фi
где Сi – концентрация i–го вещества; ПДКi – предельно допусти-
мая концентрация i-го вещества;		Сфi – фоновая концентрация i-го ве-
щества; n - число суммируемых веществ.
В расчетах при определении опасности загрязнения атмосферы,
например, промышленным предприятием, за				приземный слой атмо-

сферы принимают пространство до 2 м над поверхностью земли – т.е. с человеческий рост.

По степени воздействия на организм человека загрязняющие вещества подразделяются на 4 класса:

1 – чрезвычайно опасные (ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны меньше 0,1 мг/м3);

2– высокоопасные (то же, 0,1-1,0 мг/м3);

3– умеренно опасные (то же, 1-10 мг/м3);

4– малоопасные (более 10 мг/м3).

250

Экология

Задача 1. Определение опасности загрязнения атмосферы от выбросов предприятия.

Определить опасность загрязнения атмосферы в жилом массиве, если концентрация в приземном слое SO2 = 0,4 мг/м3,

аNО2 = 0,17 мг/мз.

Решение. Сернистый газ и диоксид азота, как было сказано выше, обладают эффектом суммации, поэтому коэффициент j определим по известной формуле j = C1 / ПДК1 + C2 / ПДК2 + …. + Cn / ПДКn ,

j = CSO2 / ПДКSO2 + CNO2 / ПДКNO2 = 0,4/0,5 + 0,17/0,085 = 0,8+2 = 2,8 > 1

Так как j = 2,8 > 1, то опасность загрязнения атмосферы предприятием существует и требуются природоохранные мероприятия.

Если же концентрация загрязняющих веществ после рассеивания не превышает значений ПДК, то это означает, что атмосфера способна самоочищаться и рассеивать это количество загрязняющих веществ.

ПДВ – это допустимое количество загрязняющих веществ, выбрасываемое в атмосферу вместе с пылегазовыми выбросами предприятий, которое после рассеивания и стратификации в чистом воздухе не будет превышать нормативных ПДК.

18.3.2.Неблагоприятные метеорологические условия

Винтенсивном загрязнении атмосферы большую роль играют неблагоприятные метеорологические условия (НМУ) в месте расположения источника загрязнения:

а) опасная скорость ветра, при которой не происходит рассеивания загрязняющих веществ от организованных выбросов и возникают максимальные приземные концентрации загрязняющих веществ(ЗВ). Такая скорость ветра определяется только параметрами источника выброса (труба, аэрационный фонарь, свечи и т.д.) и газовоздушной смеси.

Вначале рассматривается параметр νм по формуле

n = 0,653	V1DТ
		,	(4)
	Н

где V1 – расход выбрасываемой газовоздушной смеси, м3/с; ∆Т – разность между температурами выбрасываемой газовоз-

душной смеси Тг и атмосферного воздуха Та.в.;

Н – высота источника выброса, м.

Значение опасной скорости ветра Uм м/с, определяется из следующих условий:

251

Экология

- для нагретых выбросов опасная скорость ветра:

Uм = 0,5	при νм ≤ 0,5
Uм = νм при 0,5 < νм ≤ 2
Uм = νм (1 + 0,12√f) при νм > 2,					(5)
где f =	1000	w	02 Д
				,
		Н
			2 DТ

ω0 – скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; Д – диаметр устья источника выброса, м.

Если предприятие имеет несколько источников выброса, то рассчитывается средневзвешенная скорость ветра по формуле

U м1C		м1 +U м2C м2 + ...U			мnC мn
Uм.ср. =							(6).
		C м1 + C м2 + ...C мn
- для холодных выбросов (когда ∆Т ≈ 0) опасная скорость ветра
определяется из выражения:			w0 Д
	v1м = 1,3						(7)
			Н
Далее Uм определяется из следующих условий, м/с:
Uм = 0,5		при	ν1м ≤ 0,5
Uм = ν1м		при	0,5 < ν1м ≤ 2
Uм = 2,2ν1м при ν1м > 2.							(8)

б) опасное направление ветра, т.е. направление от источника выброса на жилой массив; если несколько источников, то опасным будет направление, при котором происходит наложение факелов выбросов наиболее мощных источников загрязнения или наибольшего количества этих факелов;

в) опасное устойчивое состояние атмосферы, при котором тем-

пература воздуха на каждые 100 м высоты падает меньше, чем на 1 ºС, т.е. рассеивание грязного воздуха вверх ограничивается, т. к. он охлаждается быстрее, и потому более теплый, легкий чистый воздух не опускается вниз и не перемешивается с ним(существует также безразличное и неустойчивое состояние атмосферы, последнее является благоприятным для рассеивания выбросов загрязняющих веществ). Визуально факел выброса ЗВ непрерывный, без разрывов, перемещается параллельно земле (рис.18.4).

252

Экология

ВЕТЕР

Рис.18.4. Формы пылегазовых выбросов

Вообще выделяют три типичных состояния атмосферы: безраз-

личное, неустойчивое и устойчивое.

253

Экология

При безразличном состоянии атмосфера характеризуется снижением температуры воздуха каждые100 м высоты на 1ºС. Для рассеивания ЗВ безразличное состояние атмосферы не самое худшее, но и особо благоприятным оно не является. Визуально факел выброса ЗВ имеет конусообразную форму и размеренно поднимается вверх.

При неустойчивом состоянии атмосферы вещества рассеиваются наиболее активно. Температура каждые 100 м высоты снижается больше чем на1ºС. Факел выброса имеет клубообразную форму и стремительно поднимается вверх.

При рассеивании ЗВ в атмосфере большую роль играет процесс стратификации (перемешивания), поэтому в расчетах рассеивания учитывается коэффициент стратификации А в зависимости от места расположения источника загрязнения. Так, для Казахстана А = 200.

г) температурная инверсия – состояние атмосферы, при котором температура воздуха в приземном слое не уменьшается, а возрастает с высотой. Инверсионный слой возникает при штилях, туманах, низкой облачности, в результате резкого вторжения больших масс холодного или теплого воздуха и рассеивания грязного выброса практически не происходит.

д) осадки – дождь, снег играют как положительную(очищается воздух), так и отрицательную роль(ЗВ возвращаются из приземного слоя атмосферного воздуха с осадками, загрязняя почву).

е) высокая температура воздуха– способствует ускорению ре-

акций, протекающих в воздухе и может быть определяющей неблагоприятных метеоусловий.

При расчете рассеивания ЗВ необходимо предварительно определить разность температур ∆Т, С между выбрасываемой в атмосферу паровоздушной смеси Тг и температурой наружного воздуха.

Холодные выбросы (при ∆Т ≈ 0) рассеиваются в атмосфере хуже, поэтому чем теплее атмосферный воздух и меньше ∆Т, тем больше приземная концентрация ЗВ.

При расчете максимальной приземной концентрации температура наружного воздуха принимается равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года.

Таким образом, максимальная приземная концентрация ЗВ в приземном слое атмосферы возникает при НМУ – опасной скорости ветра, устойчивом состоянии атмосферы и максимальной температуре воздуха в момент выброса пылегазовой смеси в атмосферу.

Задача 2. Расчет опасной скорости ветра для рассеивания ЗВ.

254