2. Теоретична частина

У атмосферному повітрі під дією зовнішніх і внутрішніх чинників постійно протікають гідродинамічні, теплові, електромагнітні, хімічні і фотохімічні процеси, від яких залежить температура, тиск, швидкість переміщення повітряних мас і його хімічний склад. Атмосфера на сотні кілометрів тягнеться навколо Землі, її маса складає 5,3 ^. 10¹⁵ тонн. Це 1 ^. 10^-6 маси нашої планети. Щільність, вологість, тиск, температура, швидкість переміщення і хімічний склад атмосфери неоднакові і залежать від висоти шару чи атмосфери над Землею (рисунок 1).

Умовно повітряний атмосферний басейн можна розділити на 5 сфер [7]:

- тропосфера;

- стратосфера;

- мезосфера;

- термосфера;

- екзосфера.

Джерела забруднення атмосферного повітря підрозділяють на дві групи:

- природні;

- антропогенні.

До природних відносяться – лісові пожежі, запорошені бурі, землетруси, урагани, морські бурі, космічний пил, виверження вулканів.

До антропогенних – промисловість, транспорт, сільське господарство, військово-промисловий комплекс.

Рисунок 1 – Зміна температури, тиску і щільності атмосферного повітря залежно від відстані над поверхнею землі [11]

Для характеристики будь-якого джерела шкідливого викиду розроблена структура викидів згідно [2].

Викиди шкідливих речовин в атмосферу характеризують по чотирьох ознаках (таблиця 1):

- по агрегатному стану;

- по хімічному складу;

- за розміром часток пилу та фрагментів аерозолів;

- по масі викиду.

Шкідливі речовини класифікуються по наступним ознакам:

- по характеру дії;

- по ступеню небезпечної дії на людину.

Для забезпечення екологічної безпеки, створення нормальних, здорових умов праці і відпочинку розроблені граничні рівні забруднення повітряного басейну – граничнодопустимі концентрації (ГДК).

Таблиця 1 – Класифікація шкідливих викидів [2]

Характеристика	Код	Компоненти	Код	Компоненти	Код
По агрегатному стану - газоподібні - рідкі - тверді	А К Т
По хімічному складу SО2 СО NО2 F і його сполучення СS2 Н2s Сl2 НСN Нg і його з'єднання	(01) (02) (03) (04) (05) (06) (07) (08) (09)	NН3 Миш'як ΣУВ УВ перед. УВ непред. УВ аром. Орг. що вмістять О-сполучення Орг. що вмістять N-сполучення Фенол	(10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18)	Смолисті речовини Кислоти Луги Рb і його сполучення Сажа Ме і їх сполучення Пил Інші	(19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26)
За розміром частинок, dr, мкм < 0,5 від 0,5 до 3 від 3 до 10 від 10 до 50 понад 50	(1) (2) (3) (4) (5)
По масі речовини, кг/година < 1 від 1 до 10 від 10 до 100 від 100 до 1000 від 1000 до 10000 понад 10000	(1) (2) (3) (4) (5) (6)

ГДК нормується в:

- робочій зоні [1];

- населеній місцевості [10].

ГДК в населеній місцевості підрозділяється на:

- ОБРД (орієнтовно-безпечний рівень дії);

- середньодобова (с/д);

- максимально-разова (м/р).

ГДК в робочій зоні – це максимальна концентрація шкідливої речовини, яка протягом щоденної роботи (крім вихідних і святкових днів) не більше 8 годин на добу, не більше 41 години в тиждень не погіршує здоров'я, не призводить до дискомфорту праці, а при тривалій дії не призводить до професійних захворювань.

ГДК_м/р – основна характеристика небезпеки шкідливої речовини, встановлюється при короткочасній (не більше 20 хв.) дії атмосферних домішок.

ГДК_с/д – встановлена для попередження загальнотоксичного впливу речовини на організм людини.

По видах шкідливі речовини підрозділяються на:

• речовини односпрямованої дії;

• речовини різноспрямованої дії.

У разі одночасної присутності в газоповітряних середовищах речовин односпрямованої дії санітарна оцінка в конкретному промисловому регіоні або населеній місцевості визначається наступною нерівністю:

С₁/Сгдк₁ + С₂/Сгдк₂ + С₃/Сгдк₃ +… + С_n/Сгдк_n ≤ 1, (1)

а для речовин різноспрямованої дії санітарна оцінка лімітується тим шкідливим компонентом, для якого ГДК має найменше значення:

С_i ≤ C_iгдк_min. (2)

Людина піддається комбінованій дії шкідливих речовин. Можливі наступні різновиди цих дій [7]:

- сумація, адитивна дія;

- синергізм;

- антагонізм.

У наслідок згорання моторного палива в суднових енергосилових установках утворюються відпрацьовані гази, що містять сажу, оксиди сірі, азоту, вуглецю, вуглеводні. За умовами екологічної безпеки відпрацьовані гази перед викидом в атмосферу мають бути очищені до безпечного рівня дії на навколишнє середовище.

Гранично-допустимий викид (ГДВ), мг/с, визначається за рівнянням:

ГДВ = М = С_i ^. V_ВГ, мг/с, (3)

де С_{i –} концентрація шкідливої речовини i-того вигляду в газоповітряній суміші, що викидається в атмосферу, мг/м³;

V_ВГ – об'ємна витрата відпрацьованих газів, що викидається в атмосферу, м³/с.

При цьому необхідно враховувати концентрацію шкідливих речовин в атмосфері від інших джерел, щоб дотримувалася умова:

С_i + С_i^ф ≤ ГДК_i^с/д, (4)

де С_i^ф – фонова концентрація i-ої речовини в атмосферному повітрі, мг/м³;

ГДК_i^с/д - середньодобова граничнодопустима концентрація i-ої речовини

Промислові об'єкти, що є джерелами виділення шкідливих речовин, розташовуються з підвітряного боку від житлових масивів і відокремлюються від житлової забудови санітарно-захисними зонами.

Відповідно до санітарної класифікації підприємств встановлюються розміри санітарно-захисних зон від 50 м до 1 км. Територія санітарно-захисної зони має бути упорядкована і озеленює. У ній допускається розміщувати підприємства із виробництвами меншого класу шкідливості, за умови аналогічного характеру шкідливості, а також будівлі, управління, магазини. Не можна розміщувати житлові будівлі.

Розміри санітарно-захисних зон (Х, м), встановлені відповідно до «Санітарних норм проектування промислових підприємств», повинні підтвердитися розрахунками. Отриманий за розрахунком розмір зони має бути скоректований на розу вітрів району розташування підприємства за формулою:

Х = Х_i · Р/Р₀, (5)

де Х_i - розрахункова відстань від джерела забруднення до межі санітарно-захисної зони без урахування поправки на розу вітрів, м;

Р – середньорічна повторюваність напрямів вітрів даного румба, %;

Р₀ – повторюваність напрямів вітрів одного румба при круговій розі вітрів,%

Якщо розмір санітарно-захисної зони для підприємства більше встановленого, то необхідно переглянути проект підприємства і забезпечити зниження викидів шкідливих речовин або збільшити висоту викиду, аби забезпечити вимоги норм по чистоті повітряного басейну в зоні житлової забудови.