Загрязнение земной атмосферы: источники, виды, последствия. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (в основном микроорганизмы), попадающие в окружающую среду или образующиеся в ней в количестве выше естественных.

Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, частиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и сооружения.

По происхождению загрязнения делят (на природные , вызванные естественными, часто аномальными, процессами в природе; антропогенные , связанные с деятельностью человека.

С развитием производственной деятельности человека все большая доля в загрязнении атмосферы приходится на антропогенные загрязнения.

По степени распространения загрязнения подразделяют (на локальные , связанные с городами и промышленными регионами; глобальные , влияющие на биосферные процессы в целом на Земле и распространяющиеся на огромные расстояния. Так как воздух находится в постоянном движении, вредные вещества переносятся на сотни и тысячи километров. Глобальное загрязнение атмосферы усиливается в связи с тем, что вредные вещества из нее попадают в почву, водоемы, а затем снова поступают в атмосферу.)

По видам загрязнители атмосферы разделяют (на химические – пыль, фосфаты, свинец, ртуть. Они образуются при сжигании органического топлива и в процессе производства строительных материалов; физические . К физическим загрязнениям относят тепловые (поступление в атмосферу нагретых газов); световые (ухудшение естественной освещенности местности под воздействием искусственных источников света); шумовые (как следствие антропогенных шумов); электромагнитные (от линий электропередач, радио и телевидения, работы промышленных установок); радиоактивные , связанные с повышением уровня поступления радиоактивных веществ в атмосферу. биологические. Биологические загрязнения в основном являются следствием размножения микроорганизмов и антропогенной деятельности (теплоэнергетика, промышленность, транспорт, действия вооруженных сил); механические загрязнения связаны с изменением ландшафта вследствие различного строительства, прокладки дорог, каналов, сооружения водохранилищ, добычи полезных ископаемых открытым способом и т.д.

Влияние С O 2 на биосферу Значительное воздействие на биосферу оказывает сжигание более утлерод-водородного сырья. выделяется тепло и двуокиси углерода. Углекислый газ обладает парниковым эффектом, он свободно пропускает солнечные лучи и задерживает отраженное тепловое излучение Земли. Динамика изменения содержания СO 2 в атмосфере приведена на рисунке

Наблюдается устойчивый рост СO 2 в атмосфере, что может, особенно к концу 21 века, привести к повышению температуры на Земле на 3 - 5°С.

Кислотные дожди

образующиеся вследствие поступления в атмосферу окислов азота и серы. Выпадая с осадками на землю, слабые растворы азотной и серной кислот повышают уровень кислотности водной среды до состояния, когда гибнет всё живое. В результате изменения РН - среды увеличивается растворимость тяжелых металлов (медь, кадмий, марганец, свинец и т. д.). Через питьевую воду, животную и растительную пищу токсичные металлы попадают в организм.

Осадки кислотных дождей и другие вредные вещества наносят ущерб оборудованию, строениям и архитектурным памятникам.

Смог : 1) сочетание пылевых частиц и капель тумана (от англ. smoke – дым и fog – густой туман); 2) термин, используемый для обозначения видимого загрязнения воздуха любого характера. Смог ледяной (аляскинского типа) – сочетание газообразных загрязнителей, пылевых частиц и кристаллов льда, возникающих при замерзании водяных капель тумана и пара отопительных систем.

Смог лондонского типа (влажный) – сочетание газообразных загряз-нителей (в основном сернистого ангидрида), пылевых частиц и капель тумана.

Смог фотохимический (Лос-Анджелесского типа, сухой) – вторичное (кумулятивное) загрязнение воздуха, возникающее в результате разложения загрязняющих веществ солнечными лучами (особенно ультрафиолетовыми). Главный ядовитый компонент – озон (О з). Дополнительными его составляющими служат угарный газ (СО), оксиды азота (NO х), азотная кислота (НNО 3).

Разрушительное действие оказывает антропогенное воздействие на атмосферный озон. Озон в стратосфере защищает все живое на Земле от вредного действия коротких волн солнечной радиации. Уменьшение содержание озона в атмосфере на 1% приводит к увеличению на 2% интенсивности падающего на поверхность Земли жесткого ультрафиолетового излучения, губительного для живых клеток

28. Загрязнения почв. Пестициды. Обращение с отходами. Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95–97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. Под влиянием человека меняются параметры и факторы почвообразования – рельефы, микроклимат, создаются водохранилища, проводится мелиорация.

Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства, рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека. С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные металлы (железо, медь, алюминий, свинец, цинк) и другие химические загрязнители. Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами и атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и поражают живые организмы.

К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и канцерогенные вещества - канцерогены, играющие существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний. Основными источниками загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопные газы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций и т. д. Основная опасность загрязнения почвы связана с глобальным загрязнением атмосферы.

Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; 5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Мировое производство пестицидов постоянно растет.

В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения многие ученые приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. Достоверно установлено, что при применении пестицидов наряду с некоторым увеличением урожайности отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие и т. д. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов организмов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. К тому же человек старается использовать значительно больше пестицидов, чем это необходимо, и еще более усугубляет проблему.

о тходами производства и потребления принято называть остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства. Обращение с отходами – деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также производится сбор, использование, обезвреживание, транспортировка и размещение отходов. Размещение отходов – хранение и захоронение отходов. Хранение отходов предусматривает содержание отходов в объектах размещения отходов в целях их последующего захоронения, обезвреживания или использования. Объекты размещения отходов – специально оборудованные сооружения: полигоны, шламохранилища, отвалы горных пород и др. Захоронение отходов – изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах, исключающих попадание вредных веществ в окружающую природную среду. Обезвреживание отходов – обработка отходов, в том числе сжигание на специализированных установках в целях предотвращения вредного воздействия отходов на человека и окружающую природную среду.

Каждому производителю продукции устанавливается норматив образования отходов , т.е. количество отходов конкретного вида при производстве единицы продукции, и рассчитывается лимит на размещение отходов – предельно допустимое количество отходов в течение года.

29. Виды ущербов от загрязнения окружающей среды. Объективным критерием, используемым при экологической экспертизе планируемой деятельности, производства, а также при планировании природоохранной деятельности является ущерб, наносимый народному хозяйству в результате воздействия на окружающую среду (загрязнение, понимая под этим также загрязнение физическими факторами – акустическое, ЭМИ и пр.).

Количественная оценка ущерба может быть представлена в натуральных, балльных и стоимостных показателях. Под экономическим ущербом от загрязнения окружающей среды понимается денежная оценка негативных изменений, произошедших под воздействием загрязнения окружающей среды.

Различают три вида ущерба: фактический, возможный, предотвращенный .

Методика расчета ущерба предполагает учет ущерба, причиняемого повышенной заболеваемостью населения и работников, ущерба сельскому, жилищному, коммунально-бытовому, лесному, рыбному хозяйству и другим секторам экономики.

При рассмотрении ущерба рассматривают следующие его виды: прямой, косвенный, полный .

Под прямым ущербом в результате чрезвычайной ситуации понимаются потери и убытки всех структур национальной экономики, попавших в зоны загрязнения, и складывающиеся из невозвратных потерь основных фондов, оцененных природных ресурсов и убытков, вызванных этими потерями, а также затраты, связанные с ограничением развития и ликвидацией экологического загрязнения.

Косвенным ущербом от аварии будем называть потери, убытки и дополнительные затраты, которые понесут объекты народного хозяйства, не попавшие в зону прямого воздействия, и вызванные, в первую очередь, нарушениями и изменениями в сложившейся структуре хозяйственных связей, инфраструктуре.

Прямой и косвенный ущерб в совокупности образуют полный ущерб.

30.Нормирование загрязнений: принципы нормирования, понятие ПДК, ОБУВ, ПДВ и ВСВ; ПДС. Учет совместного действия загрязнителей, принцип платности природопользования .. Качество ОС - возможная мера использования ресурсов и условий среды для реализации нормальной, здоровой жизни и деятельности человека, не приводящая к деградации биосферы. Нормирование качества ОС проводят с целью установления предельно допустимых масштабов воздействия на ОС, гарантирующих экологическую безопасность человека и сохранение генофонда, обеспечение рационального природопользования и воспроизводства природных ресурсов. Кроме того, стандарты качества ОС необходимы для осуществления экономического механизма природопользования, т.е. для установления платежей за использование природных ресурсов и загрязнение ОС.

Нормативы ПДК загрязняющих веществ рассчитываются по их содержанию в атмосферном воздухе, почве, водах и устанавливаются для каждого вредного вещества (или микроорганизма) в отдельности. ПДК - это концентрация загрязняющего вещества, которая еще не опасна для живых организмов. (г/л или в мг/мл). Значения ПДК устанавливают, исходя из влияния вредных веществ на человека.

Нормативы ПДВ (предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу) и ПДС (предельно допустимых сбросов сточных вод в водный объект) - предельно допустимые массы (или объемы) вредных веществ, которые можно выбросить (сбросить) в течение определенного промежутка времени (как правило, за 1 год). Величины ПДС и ПДВ рассчитывают для каждого природопользователя на основании значений ПДК.

Несмотря на то, что действующий перечень ПДК постоянно дополняется, в отдельных случаях требуется разрабатывать нормативы ПДВ по загрязняющим веществам, не включенным в перечень ПДК. В таких случаях в соответствии с санитарными нормами санитарно-гигиенические институты разрабатывают для рассматриваемого вещества временный ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ) на основе сопоставления токсических действий данного вещества и близкого к нему по химическому строению, для которого величины ПДК или ОБУВ уже установлены. ОБУВ утверждаются сроком на три года.

ВСВ – временно-согласованный выброс

Принцип платности природопользования заключается в обязанности субъекта специального природопользования оплатить пользование соответствующим видом природного ресурса. Согласно ст. 20 Закона «Об охране окружающей природной среды», платность природопользования включает плату за природные ресурсы, за загрязнение окружающей природной среды и за другие виды воздействия на природу. Важным является то, что законодатель прямо в законе определяет целевой характер платежей.

При установлении платности за пользование природными ресурсами ставились следующие задачи.1. Повышение заинтересованности производителя в эффективном использовании природных ресурсов и земель.2. Повышение заинтересованности в сохранении и воспроизводстве материальных ресурсов.3. Получение дополнительных средств на восстановление и воспроизводство природных ресурсов.

31 . Санитарно-защитные зоны предприятий, их размеры в зависимости от класса предприятий согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200 - 03.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) - специальная территория с особым режимом использования, которая устанавливается вокруг объектов и производств, являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека. Размер СЗЗ обеспечивает уменьшение воздействия загрязнения на атмосферный воздух (химического, биологического, физического) до значений, установленных гигиеническими нормативами.

По своему функциональному назначению санитарно-защитная зона является защитным барьером, обеспечивающим уровень безопасности населения при эксплуатации объекта в штатном режиме. Ориентировочный размер СЗЗ определяется СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 в зависимости от класса опасности предприятия (всего пять классов опасности, с I по V).

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 устанавливают следующие ориентировочные размеры санитарно-защитных зон:

промышленные объекты и производства первого класса - 1000 м;

промышленные объекты и производства второго класса - 500 м;

промышленные объекты и производства третьего класса - 300 м;

промышленные объекты и производства четвертого класса - 100 м;

промышленные объекты и производства пятого класса - 50 м.

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 классифицирует промышленные объекты и производства тепловые электрические станции, складские здания и сооружения и размеры ориентировочных санитарно-защитных зон для них.

Размеры и границы санитарно-защитной зоны определяются в проекте санитарно-защитной зоны. Проект СЗЗ обязаны разрабатывать предприятия, относящиеся к объектам I-III классов опасности, и предприятия, являющиеся источниками воздействия на атмосферный воздух, но для которых СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 не устанавливает размеры СЗЗ.

В санитарно-защитной зоне не допускается размещать: жилую застройку, включая отдельные жилые дома, ландшафтно-рекреационные зоны, зоны отдыха, территории курортов, санаториев и домов отдыха, территорий садоводческих товариществ и коттеджной застройки, коллективных или индивидуальных дачных и садово-огородных участков, а также других территорий с нормируемыми показателями качества среды обитания; спортивные сооружения, детские площадки, образовательные и детские учреждения, лечебно-профилактические и оздоровительные учреждения общего пользования.

32. Экологический мониторинг. Виды мониторинга. Экологический мониторинг – это информационная система, созданная в целях наблюдения и прогнозов изменений в окружающей среде для того, чтобы выделить антропогенную составляющую на фоне остальных природных процессов. Схема системы экологического мониторинга приведена на рис. Одним из важных аспектов функционирования мониторинговых систем является возможность прогнозирования состояния исследуемой среды и предупреждения о нежелательных изменениях ее характеристик.

Под мониторингом подразумевают систему слежения за какими-то объектами или явлениями. Потребность в общем мониторинге человеческой деятельности непрерывно возрастает, так как только за последние 10 лет синтезировано более 4 млн. новых химических соединений, ежегодно производится около 30 тыс. видов химических веществ. Мониторинг за каждым из веществ нереален. Он может вестись лишь обобщенно за интегральным воздействием хозяйственной деятельности человека на условия собственного существования и на природную среду. По масштабам различают мониторинг базовый (фоновый), глобальный, региональный, импактный. по методам ведения и объектам наблюдения: авиационный, космический, окружающей человека среды.

Базовый мониторинг выполняет слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний. Глобальный мониторинг осуществляет слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли и ее экосфере, включая все их экологические компоненты (основные материально-энергетические составляющие экологических систем) и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях. Региональный мониторинг производит слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы. Импактный мониторинг – это мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах. Мониторинг окружающей человека среды осуществляет слежение за состоянием окружающей человека природной среды и предупреждение создающихся критических ситуаций, вредных или опасных для здоровья людей и других живых организмов.

Система экологического мониторинга обеспечивает решение следующих задач : наблюдение за химическими, биологическими, физическими параметрами (характеристиками); обеспечение организации оперативной информации.

Принципы , положенные в организацию системы: коллективность; синхронность; регулярная отчетность. На основе системы экологического мониторинга создана общегосударственная система наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды. В оценку среды обитания и здоровья населения включается состояние атмосферного воздуха, питьевой воды, продуктов питания, а также ионизирующего излучения.

33. Процедура ОВОС. Структура тома «Охрана окружающей среды». В соответствии с существующими правилами любая предпроектная и проектная документация, связанная с какими-либо хозяйственными начинаниями, освоением новых территорий, размещением производств, проектированием, строительством и реконструкцией хозяйственных и гражданских объектов, должна содержать раздел «Охрана окружающей среды» и в нем – обязательный подраздел ОВОС – материалы по оценке воздействия на окружающую среду намечаемой деятельности. ОВОС – это предварительное определение характера и степени опасности всех потенциальных видов влияния и оценка экологических, экономических и социальных последствий осуществления проекта; структурированный процесс учета экологических требований в системе подготовки и принятия решений о хозяйственном развитии.

ОВОС предусматривает вариантность решений, учет территориальных особенностей и интересов населения. ОВОС организуется и обеспечивается заказчиком проекта с привлечением компетентных организаций и специалистов. Во многих случаях для проведения ОВОС нужны специальные инженерно-экологические изыскания.

Основные разделы ОВОС

1. Идентификация источников воздействия с помощью экспериментальных данных, экспертных оценок, создание установок математического моделирования, анализа литературы и т.д. В результате выявляются источники, виды и объекты воздействия.

2. Количественная оценка видов воздействия может быть проведена балансовым или инструментальным методом. При использовании балансового метода определяется количество выбросов, сбросов, отходов. Инструментальный метод – это измерение и анализ результатов.

3. Прогнозирование изменения природной среды. Дается вероятностный прогноз загрязнения среды с учетом климатических условий, розы ветров, фоновых концентраций и т.д.

4. Прогнозирование аварийных ситуаций. Дается прогноз возможных аварийных ситуаций, причин и вероятность их возникновения. По каждой аварийной ситуации предусматриваются профилактические меры.

5. Определение способов предупреждения отрицательных последствий. Определяются возможности снижения воздействия с помощью специальных технических средств защиты, технологий и т.д.

6. Выбор методов контроля над состоянием среды и остаточными последствиями. Система мониторинга и контроля должна быть предусмотрена в проектируемой технологической схеме.

7. Эколого-экономическая оценка вариантов проектных решений. Оценка воздействия производится для всех возможных вариантов с анализом ущербов, компенсационных затрат на защиту от вредного воздействия после реализации проекта.

8. Оформление результатов. Осуществляется в виде отдельного раздела проектного документа, который является обязательным приложением и содержит, кроме материалов списка ОВОС, копию согласования с органами государственного надзора, ответственными за использование природных ресурсов, заключение ведомственной экспертизы, заключение общественной экспертизы и основные разногласия.

34. Экологическая экспертиза. Принципы экологической экспертизы . Экологическая экспертиза – установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы (Закон РФ «Об экологической экспертизе» (1995)).

Экологическая экспертиза предполагает специальное изучение хозяйственных и технических проектов, объектов и процессов в целях обоснованного заключения об их соответствии экологическим требованиям, нормам и регламентам.

Экологическая экспертиза, таким образом, выполняет функции перспективного предупредительного контроля проектной документации и одновременно функции надзора за экологическим соответствием результатов реализации проектов. Согласно Закону РФ «Об экологической экспертизе» , эти виды контроля и надзора осуществляются природоохранными органами.

(ст. 3) формулирует принципы экологической экспертизы , а именно:

Презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;

Обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации объекта экологической экспертизы;

Комплексности оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности и его последствий;

Обязательности учета требований экологической безопасности при проведении экологической экспертизы;

Достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу;

Независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;

Научной обоснованности, объективности и законности заключений экологической экспертизы;

Гласности, участия общественных организаций (объединений), учета общественного мнения;

Ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, проведение, качество экологической экспертизы.

Виды экологической экспертизы

В Российской Федерации осуществляются государственная экологическая экспертиза и общественная экологическая экспертиза (Закон РФ «Об экологической экспертизе» , ст. 4).

Государственную экспертизу имеет право проводить специально уполномоченный орган – Министерство охраны природной среды и природных ресурсов РФ и его территориальные органы. Срок проведения экологической экспертизы не должен превышать 6 месяцев.

Общественную экологическую экспертизу имеют право проводить организации, зарегистрированные в установленном порядке, с уставом, в котором основной деятельностью этих организаций является охрана окружающей природной среды. Общественные экологические организации экспертизы не проводят экспертиз, имеющих государственную и коммерческую тайны.

Проблема экологичности автомобилей возникла ещё в середине ХХ века, когда машины стали массовым продуктом. Европейские страны, находясь на сравнительно небольшой территории, ранее других стали применять различные экологические нормативы. Они существовали в отдельных странах и включали различные требования к содержанию вредных веществ в выхлопных газах у автомобилей.

В 1988 году Европейской экономической комиссией ООН был введён единый регламент (так называемый Евро-0) с требованиями снизить уровень выбросов окиси углерода, оксида азота и других веществ в автомобилях. Раз в несколько лет требования ужесточались, другие государства также стали вводить подобные нормативы.

Экологические нормы в Европе

С 2015 года в Европе действуют нормы Евро-6. Согласно этим требованиям, для бензиновых двигателей устанавливаются следующие допустимые выбросы вредных веществ (г/км):

Оксид углерода (CO) — 1
Углеводород (СН) — 0,1
Оксид азота (NOx) — 0,06

Для автомобилей с дизельными двигателями стандарт Евро-6 устанавливает другие нормы (г/км):

Оксид углерода (CO) — 0,5
Оксид азота (NOx) — 0,08
Углеводороды и оксиды азота (HC+NOx) — 0,17
Взвешенные частицы (PM) — 0,005

Экологический стандарт в России

Россия следует стандартам Евросоюза по выбросам выхлопных газов, хотя их реализация отстаёт на 6-10 лет. Первым стандартом, который был официально утверждён в РФ, стал Евро-2 в 2006 году.

С 2014 года в России на ввозимые автомобили действует стандарт Евро-5. С 2016 года он стал применяться и на все производимые автомобили.

Стандарты Евро-5 и Евро-6 имеют одинаковые нормы максимального количества выбросов вредных веществ для автомобилей с бензиновым двигателем. А вот для автомобилей, двигатель которых работает на дизельном топливе, стандарт Евро-5 имеет менее строгие требования: оксид азота (NOx) не должен превышать 0,18 г/км, а углеводороды и оксиды озота (HC+NOx) — 0,23 г/км.

Нормы выбросов в США

Федеральный стандарт к выбросам в атмосферу в США для легковых автомобилей делится на три категории: транспортные средства с низким уровнем выбросов (LEV), транспортные средства со сверхнизким уровнем выбросов (ULEV — гибриды) и транспортные средства с супернизким уровнем выбросов (SULEV — электромобили). На каждый из классов существуют отдельные требования.

В целом все производители и дилеры по продаже автомобилей на территории США придерживаются требований по выбросам в атмосферу агентства ЕРА (LEV II):

	Пробег (миль)	Неметановые органические газы (NMOG), г/миль	Оксид азота (NO x), г/миль	Оксид углерода (CO), г/миль	Формальдегид (HCHO), г/миль	Взвешенные частицы (PM)

Стандарты выбросов в Китае

В Китае программы по контролю за выбросами загрязняющих веществ автомобилями начали появляться в восьмидестые годы, а общенациональный стандарт появился лишь в конце девяностых годов. Китай начал применять постепенно строгие стандарты выбросов выхлопных газов для легковых автомобилей в соответствии с европейскими нормами. Эквивалентом Евро-1 стал Китай-1, Евро-2 — Китай-2 и т. д.

Текущий национальный стандарт автомобильных выбросов в Китае — Китай-5. Он устанавливает различные нормы для автомобилей двух типов:

Автомобили типа 1: транспортные средства, вмещающие не более 6 пассажиров, включая водителя. Масса ≤ 2,5 тонны.
Автомобили типа 2: другие лёгкие транспортные средства (включая лёгкие грузовые автомобили).

Согласно стандарту Китай-5, предельные уровни выбросов загрязняющих веществ для бензиновых двигателей следующие:

Тип автомобиля	Масса, кг	Оксид углерода (CO),	Углеводороды (HC), г/км	Оксид азота (NOx), г/км	Взвешенные частицы (PM)

Автомобили с дизельными двигателями имеют другие предельные нормы выбросов:

Тип автомобиля	Масса, кг	Оксид углерода (CO),	Углеводороды и оксиды озота (НС + NOx), г/км	Оксид азота (NOx), г/км	Взвешенные частицы (PM)

Нормы выбросов в Бразилии

Программа контроля за выбросами моторных транспортных средств в Бразилии называется PROCONVE. Первый стандарт был внедрён в 1988 году. В целом эти нормы соответствуют европейским, однако ныне действующий PROCONVE L6, хотя и является аналогом Евро-5, не включает в себя обязательное наличие фильтров для фильтрации твёрдых частиц или количества выбросов в атмосферу.

Для автомобилей, масса которых не превышает 1700 кг, стандарты выбросов по PROCONVE L6 следующие (г/км):

Оксид углерода (CO) — 2
Тетрагидроканнабинол (THC) — 0,3
Летучие органические вещества (NMHC) — 0,05
Оксид азота (NOx) — 0,08
Взвешенные частицы (PM) — 0,03

Если масса автомобиля больше 1700 кг, то нормы меняются(г/км):

Оксид углерода (CO) — 2
Тетрагидроканнабинол (THC) — 0,5
Летучие органические вещества (NMHC) — 0,06
Оксид азота (NOx) — 0,25
Взвешенные частицы (PM) — 0,03.

Где более строгие нормы?

В целом развитые страны ориентируются на сходные нормы по содержанию вредных веществ в выхлопных газах. Евросоюз в этом плане является своеобразным авторитетом: он наиболее часто обновляет эти показатели и внедряет жёсткое правовое регулирование. Другие страны следуют за такой тенденцией и также обновляют нормы выбросов. Например, китайская программа полностью эквивалентна Евро: нынешний Китай-5 соответствует Евро-5. Россия также пытается не отставать от Евросоюза, но на данный момент реализуется стандарт, который действовал в европейских странах до 2015 года.

Загрязнения воздуха производственных отходов во время утилизаций. Пищевая промышленность не относится к основным загрязнителям атмосферы. Однако почти все предприятия пищевой промышленности выбрасывают в атмосферу газы и пыль, ухудшающие состояние атмосферного воздуха и приводящие к увеличению парникового эффекта. Дымовые газы, выбрасываемые котельными, имеющимися на многих предприятиях пищевой промышленности, содержат продукты неполного сгорания топлива, в дымовых газах находятся также частицы золы. Технологические выбросы содержат пыль, пары растворителей, щелочи, уксуса, водород, а также избыточную теплоту. Вентиляционные выбросы в атмосферу включают пыль, не задержанную пылеулавливающими устройствами, а также пары и газы. На многие предприятия сырье доставляется, а готовая продукция и отходы вывозятся автомобильным транспортом. Интенсивность его движения в ряде отраслей носит сезонный характер - резко усиливается в период сбора урожая(мясожировые предприятия, сахарные заводы, перерабатывающие фабрики и др.); на других пищевых производствах движение автотранспорта более равномерно в течение года(хлебозаводы, табачные фабрики и др.) Кроме того, многие технологические установки предприятий пищевой промышленности являются источниками неприятных запахов, которые раздражающе действуют на людей, даже в том случае если концентрация в воздухе соответствующего вещества не превышает ПДК(предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосфере). Наиболее вредные вещества, поступающие в атмосферу от предприятий пищевой промышленности, - органическая пыль, двуокись углерода (СО 2), бензин и другие углеводороды, выбросы от сжигания топлива. Концентрация СО, превышающая ПДК, приводит к физиологическим изменениям в организме человека, а очень высокая - даже к гибели. Объясняется это тем, что СО - исключительно агрессивный газ, легко соединяется с гемоглобином, в результате чего образуется карбоксигемоглобин, повышенное содержание которого в крови сопровождается ухудшением остроты зрения и способность оценивать длительность интервалов времени, изменением деятельности сердца и легких, нарушением некоторых психомоторных функций головного мозга, головным болям, сонливостью, нарушением дыхания и смертностью, образование карбоксигемоглобина (это обратимый процесс: после прекращения вдыхания СО начинается его постепенный вывод из крови). У здорового человека содержание СО каждые 3-4 часа уменьшается в два раза. СО - стабильное вещество, время жизни его в атмосфере составляет 2-4 месяца. Высокая концентрация СО2 вызывает ухудшение самочувствия, слабость, головокружение. Главным же образом этот газ оказывает влияние на состояние окружающей среды, т.к. является парниковым газом. Многие технологические процессы сопровождаются образованием и выделением пыли в окружающую среду (хлебозаводы, сахарные заводы, масложировые, крахмалопаточные предприятия, табачные, чайные фабрики и др.).

Существующий уровень загрязнения атмосферного воздуха оценивается с учетом фоновых, концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе территории, где планируется реконструкция цеха. Ориентировочные значения фоновых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Средние ориентировочные значения фоновых концентраций по основным контролируемым веществам в атмосферном воздухе не превышают установленные максимальные разовые ПДК (максимальные концентрации примесей в атмосфере, отнесенные к определенному времени осреднения, которые при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и на окружающую среду в целом прямого или косвенного воздействия, включая отдаленные последствия) и составляют:

a) 0,62 д. ПДК для твердых частиц суммарно,

b) 0,018 д. ПДК для серы диоксида,

c) 0,4 д. ПДК для углерода оксида,

d) 0,2 д. ПДК для азота диоксида,

e) 0,5 д. ПДК для сероводорода.

Основными источниками воздействия на атмосферный воздух на территории птицефабрики являются:

a) Птичники,

b) Инкубатор,

c) Котельная,

d) Цех приготовления кормов,

e) Склад комбикормов,

f) Цех переработки мяса,

g) Цех убоя и переработки мяса,

h) Станция очистки жировых сток.

Согласно Ветеринарно-санитарным правилам сбора, утилизации и уничтожения биологических отходов сжигание отходов должно проводиться в земляных траншеях (ямах) до образования негорючего неорганического остатка. Нарушением указанного законодательства, является сжигание на открытом грунте вне земляных траншей и не до образования негорючего неорганического остатка. В связи с распространением болезнетворных вирусов, таких, как птичий грипп, ограничение степени заболевания животных в районах, прилегающих к очагу заболевания, предполагает полное уничтожение заболевших животных, возможных переносчиков заболевания.

Использование крематора для животных - это один из самых простых и эффективных способов обеспечения санитарной чистоты - падеж утилизируется по мере накопления, а риск распространения заболеваний сведен к нулю, так как после сжигания не остается отходов, которые могут привлечь разносчиков заболеваний (грызунов и насекомых).

Птицефабрика на 400 тыс. кур-несушек или на 6 млн. цыплят-бройлеров вырабатывает ежегодно до 40 тыс. т последа, 500 тыс. м 3 сточных вод и 600 т продуктов технической переработки птиц. Для хранения отходов занято большое количество пахотных земель. При этом послед хранилища является сильным источником неприятных запахов. Отходы сильно загрязняют поверхностные и подземные воды. Самая большая проблема здесь в том, что оборудование для очищения питьевой воды не приспособлено для удаления азотосодержащих соединений, которые в большом количестве присутствующие в жидком последе. Вот почему поиск путей эффективной утилизации последа составляет одну из основных проблем развития промышленного птицеводства.

Инвентаризация выбросов (ГОСТ 17.2.1.04-77) представляет собой систематизацию сведений о распределении источников по территории, количестве и составе выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Основной целью инвентаризации выбросов загрязняющих веществ является получение исходных данных для:

оценки степени влияния выбросов загрязняющих веществ предприятия на окружающую среду (атмосферный воздух);
установления предельно допустимых норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферу как в целом по предприятию, так и по отдельным источникам загрязнения атмосферы;
организация контроля соблюдения установленных норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;
оценки состояния пылегазоочистного оборудования предприятия;
оценки экологических характеристик, используемых на предприятии технологий;
оценки эффективности использования сырьевых ресурсов и утилизации отходов на предприятии;
планирования воздухоохранных работ на предприятии.

Все птицефабрике относятся к предприятиям, выделяющим в окружающую природную среду пыль, вредные газы и специфические запахи. Вещества, загрязняющие атмосферный воздух, многочисленны, разнообразны неодинаковые в отношении вредности. Они могут быть воздухе в различном агрегатном состоянии: в виде твердых частиц, пара, газов. Санитарное значение этих загрязнений определяется тем, что они имеют повсеместное распределение, дают объемное загрязнение воздуха, причиняют явный вред жителям насаленных пунктов и городов, да и самим птицефабрикам, так как оказывают влияние на ухудшение здоровья птицы, а значит и ее на продуктивность. При решении вопросов размещения животноводческих комплексов, выбора систем обработки и использования отходов животноводства специалисты исходили из того, что ведущие компоненты окружающей среды - атмосферный воздух, почва, водоемы - практически неисчерпаемы с экологической точки зрения. Однако опыт эксплуатации первых построенных животноводческих комплексов свидетельствовал об интенсивном загрязнении объектов окружающей среды и неблагоприятном их воздействии на условия проживания населения. Охрана окружающей среды от загрязнения, профилактика инфекционных, инвазионных и других заболеваний людей и животных связаны с реализацией мероприятий по созданию эффективных систем сбора, удаления, хранения, обеззараживания и использования навоза и навозных стоков, усовершенствованием и эффективной работой воздухоочистных систем, правильным размещением животноводческих комплексов и сооружений обработки навоза по отношению к населенным пунктам, источникам хозяйственно-питьевого водоснабжения и другим объектам, т.е. с комплексом мероприятий гигиенического, технологического, сельскохозяйственного и архитектурно-строительного профилей. Интенсивное и разностороннее воздействие сельского хозяйства на окружающую среду объясняется не только растущим потреблением природных ресурсов, необходимых для непрерывного роста аграрного производства, но и образованием значительных отходов и сточных вод от животноводческих ферм, комплексов, птицефабрик и других сельскохозяйственных объектов. Таким образом, в зоне функционирования крупных птицефабрик возможно загрязнение атмосферного воздуха микроорганизмами, пылью, дурнопахнушими органическими соединениями, являющимися продуктами разложения органических отходов, а также окислами азота, серы, углерода, выделяющимися при сжигании природного энергоносителя.

В связи с существующей проблемой необходима разработка мероприятий, позволяющих снизить уровень загрязнения воздуха в зоне влияния птицефабрик. В целом мероприятия по охране воздушного бассейна территории птице хозяйства можно подразделить на общие и частные. К общим мероприятиям борьбы с загрязнением воздуха относятся высокая санитарная культура ведения отрасли, бесперебойная работа систем обеспечения микроклимата (в первую очередь вентиляции), удаление помета, тщательная очистка и дезинфекция помещений, организация санитарно-защитной зоны и др. При этом выделение санитарно-защитных зон имеет особое значение при охране окружающей среды и здоровья человека от неблагоприятного воздействия со стороны комплексов (птицефабрик). Согласно нормам СН 245-72 санитарно-защитные зоны отделяют от жилой застройки объекты, являющиеся источником вредных и неприятно пахнущих веществ. Санитарно-защитной зоной служит территория между местами выделения в окружающую среду вредных веществ и жилыми, общественными зданиями. Рациональное размещение объектов птицефабрик, санитарно-защитное зонирование и другие мероприятия позволяют осуществлять охрану атмосферного воздуха селитебной зоны.

Однако количество микроорганизмов и пыли остается на довольно высоком уровне, поэтому планировку размещения птицеводческих комплексов нельзя рассматривать как единственное средство по защите окружающей среды с целью создания благоприятных условий для мест проживания населения. Наряду с этим необходимы и частные мероприятия (технологические, санитарно-технические мероприятия), направленные на очистку, обеззараживание и дезодорацию воздуха и способствующие уменьшению поступления загрязнителей в окружающую среду.

К мероприятиям, позволяющим снизить загрязненность воздуха дурнопахнущими веществами на крупных птицефабриках можно отнести строительство сооружений для утилизации отходов птицеводства и термической обработки помета. Когда помет хранится в анаэробных условиях (без доступа воздуха) в одном помещении с птицей, в воздухе могут содержаться аммиак, сероводород и такие летучие соединения. Таким образом, в зоне функционирования крупных птицефабрик возможно загрязнение атмосферного воздуха микроорганизмами, пылью, дурнопахнушими органическими соединениями, являющимися продуктами разложения органических отходов, а также окислами азота, серы, углерода, выделяющимися при сжигании природных энергоносителей. По величине выброса загрязняющих веществ и их специфике предприятия индустриального птицеводства можно отнести к источникам, оказывающим существенное воздействие на атмосферный воздух. В связи с существующей проблемой необходима разработка мероприятий, позволяющих снизить уровень загрязнения воздуха в зоне влияния птицефабрик. Однако следует подчеркнуть, что очистка и обеззараживание воздуха экономически дороги и использовать их надо там, где это целесообразно и вызвано необходимостью. Часто для охраны воздушного бассейна птицефабрик и окружающей территории бывает достаточно общих средств борьбы с загрязнением воздуха. В связи с этим создание эффективных программ, направленных на регулирование качества атмосферного воздуха в зоне функционирования предприятий, требует адекватной оценки его наблюдаемого состояния и прогноза изменений этого состояния.

Под выбросами понимается кратковременное или за определённое время (сутки, год) поступление в окружающую природную среду. Величина выбросов нормируется. В качестве нормируемых показателей приняты предельно допустимый выброс (ПДВ) и временно согласованный с организациями охраны природы выброс (ВСВ).

Предельно допустимый выброс- это норматив, устанавливаемый для каждого конкретного источника исходя из условия, что приземная концентрация вредных веществ с учетом их рассеивания и органа не превышает нормативов качества воздуха. Кроме нормируемых выбросов существуют аварийные и залповые выбросы. Выбросы характеризуются количеством загрязняющих веществ, их химическим составом, концентрацией, агрегатным состоянием.

Промышленные выбросы подразделяют на организованные и неорганизованные. Так называемые организованные выбросы поступают через специально сооружённые газоходы, воздуховоды и трубы. Неорганизованные выбросы поступают в атмосферу в виде ненаправленных потоков в результате нарушения герметизации, нарушения технологии производства или неисправности оборудования.

По агрегатному состоянию выбросы подразделяют на четыре класса 1-газообразные и парообразные, 2-жидкие, 3-твердые.4смешанные.

Газообразные выбросы –диоксид серы, диоксид углерода, оксид и диоксид азота, сероводород, хлор, аммиак и т д. Жидкие выбросы- кислоты, растворы солей, щелочей, органические соединения, синтетические материалы. Твердые выбросы -органическая и неорганическая пыль, соединения свинца, ртути, других тяжёлых металлов, сажа, смолы и другие вещества.

По величине массы выбросы объединены в шесть групп:

1-ая группа- масса выброса менее 0,01 т /сут

2-ая группа–от 0,01 до 01 т /сут;

3-ья группа–от 0,1 до 1т/сут;

4-ая группа–от 1 до10 т/сут;

5-ая группа–10 до100 т/сут;

6-ая группа–свыше 100т/сут.

Для условного обозначения выбросов по составу принята следующая схема: класс (1 2 3 4) ,группа (1 2 3 4 5 6), подгруппе (1 2 3 4), индекс группы массового выброса (ГОСТ 17 2 1 0.1-76).

Выбросы подлежат периодической инвентаризации, под которой понимается систематизация сведений о распределении источников выбросов по территории объекта, их количество и состав. Целями инвентаризации являются:

Определение видов вредных веществ, поступающих в атмосферу от объектов;

Оценка влияния выбросов на окружающую среду;

Установление ПДВ или ВСВ;

Оценка состояния очистного оборудования и экологичности технологий и производственного оборудования;

Планирование очерёдности воздухоохранных мероприятий.

Инвентаризацию выбросов в атмосферу производят один раз в 5 лет в соответствии с «Инструкцией по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу». Источники загрязнения атмосферы определяют исходя из схем производственного процесса предприятия.

Для действующих предприятий контрольные точки принимаются по периметру санитарно-защитной зоны. Правила определения допустимых выбросов вредных веществ предприятиями изложены в ГОСТ 17 2 3 02 78 и в « Инструкции по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и водные объекты».

Основные параметры, характеризующие выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: вид производства, источник выделения вредных веществ (установка, агрегат, устройство), источник выброса, число источников выброса, координата расположения выброса, параметры газо-воздушной смеси на выходе из источника выброса (скорость, объём, температура), характеристика газоочистных устройств, виды и количество вредных веществ и др.

Если значения ПДВ не могут быть достигнуты, то предусматривается поэтапное снижение выбросов вредных веществ до значений, обеспечивающих ПДК. На каждом этапе устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ)

Все расчеты по ПДВ оформляются в виде специального тома в соответствии с «Рекомендациями по оформлению и содержанию проекта нормативов ПДВ в атмосферу для предприятий». По расчёту ПДВ должно быть получено экспертное заключение отдела экспертизы местного комитета охраны природы.

В зависимости от массы и видового состава выбросов в атмосферу, в соответствии с «Рекомендациями по делению предприятий по категории опасности» определяют категорию опасности предприятия (КОП):

Где Мi – масса I-го вещества в выбросе;

ПДКi – среднесуточное ПДК I-го вещества;

П–количество загрязняющих веществ;

Ai–безмерная величина, позволяющая соотнести степень вредности I-го вещества с вредностью сернистого газа (Значения ai в зависимости от класса опасности следующие: класс 2-1,3; класс 3-1; класс4-0,9,

В зависимости от величины КОП предприятия подразделяют на следующие классы опасности: класс 1>106, класс 2-104-106; класс 3-103-104; класс 4-<103

В зависимости от класса опасности устанавливают периодичность отчётности и контроля вредных веществ на предприятии. Предприятия класса опасности 3 разрабатывают том ПДВ (ВСВ) по сокращённой схеме, а предприятие класса опасности 4 не разрабатывают том ПДВ.

Предприятия обязаны вести первичный учёт видов и количеств загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, в соответствии с «Правилами охраны атмосферного воздуха».В конце года предприятие представляет отчет об охране атмосферного воздуха в соответствии с «Инструкцией о порядке составления отчета об охране атмосферного воздуха».

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

О.В. ГУТИНА, МАЛОФЕЕВА Ю.Н.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ к решению задач по курсу

«ЭКОЛОГИЯ»

для студентов всех специальностей

Москва 2006 г.

1. Контроль качества атмосферного воздуха в зоне промышленных предприятий.
Задание 1. Расчет рассеивания дымовых газов из трубы котельной
2. Технические средства и методы защиты атмосферы.
Задание 2.
3. Контроль над загрязнением окружающей среды. Нормативно-правовые основы охраны природы. Плата за наносимый ущерб окружающей среды.
Задание 3. «Расчет технологических выбросов и плата за загрязнение ОПС на примере хлебозавода»

Литература

Рассеивание в атмосфере выбросов промышленных предприятий

Выбросы – поступление загрязняющих веществ в атмосферу. Качество атмосферного воздуха определяется концентрацией содержащихся в нем загрязняющих веществ, которая не должна превышать санитарно – гигиенический норматив – предельно допустимую концентрацию(ПДК) для каждого загрязняющего вещества. ПДК – максимальная концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия.

При существующих технологиях получения целевых продуктов и существующих способах очистки выбросов уменьшение концентраций опасных загрязнений в окружающей среде обеспечивают увеличением площади рассеивания, путем выведения выбросов на большую высоту. При этом предполагают, что достигается только такой уровень аэротехногенного загрязнения окружающей среды, при котором еще возможно естественное самоочищение воздуха.

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества С м (мг/м 3) в приземном слое атмосферы не должна превышать предельно допустимой концентрации :

Если в состав выброса входят несколько вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, т.е. взаимоусиливают друг друга, то должно выполняться неравенство:

(2)

С 1 - С n – фактическая концентрация вредного вещества в атмосферном

воздухе, мг/м 3 ,

ПДК - предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (МР).

Научно обоснованные нормы ПДК в приземном слое атмосферы должны обеспечиваться контролем нормативов для всех источников выбросов. Таким экологическим нормативом является предельно допустимый выброс

ПДВ - максимальный выброс загрязняющего вещества, который, рассеиваясь в атмосфере, создает приземную концентрацию этого вещества не превышающую ПДК с учетом фоновой концентрации.

Загрязнение окружающей среды при рассеивании выбросов предприятий через высокие трубы зависит от многих факторов: высоты трубы, скорости выбрасываемого газового потока, расстояния от источника выброса, наличия нескольких близко расположенных источников выбросов, метеорологических условий и др.

Высота выброса и скорость газового потока. С увеличением высоты трубы и скорости выбрасываемого газового потока эффективность рассеивания загрязнений увеличивается, т.е. рассевание выбросов происходит в большем объеме атмосферного воздуха, над большей площадью поверхности земли.

Скорость ветра. Ветер – турбулентное движение воздуха над поверхностью земли. Направление и скорость ветра не остаются постоянными, скорость ветра возрастает при увеличении перепада атмосферного давления. Наибольшее загрязнение атмосферы возможно при слабых ветрах 0-5 м/с при рассеивании выбросов на малых высотах в приземном слое атмосферы . При выбросах из высоких источников наименьше е рассеивание загрязнений имеет место при скоростях ветра 1-7 м/с (в зависимости от скорости выхода струи газа из устья трубы).

Температурная стратификация . Способность поверхности земли поглощать или излучать тепло влияет на вертикальное распределение температуры в атмосфере. В обычных условиях при подъеме вверх на 1 км температура уменьшается на  6,5 0 : градиент температуры равен 6,5 0 /км . В реальных условиях могут наблюдаться отклонения от равномерного уменьшения температуры с высотой – температурная инверсия . Различают приземные и приподнятые инверсии . Приземные характеризуются появлением более теплого слоя воздуха непосредственно у поверхности земли, приподнятые – появлением более теплого слоя воздуха(инверсионного слоя) на некоторой высоте. В инверсионных условиях ухудшается рассеивание загрязнений, они концентрируются в приземном слое атмосферы. При выбросе загрязненного газового потока из высокого источника наибольшее загрязнение воздуха возможно при приподнятой инверсии, нижняя граница которой находится над источником выброса и наиболее опасной скорости ветра 1 – 7 м/с. Для низких источников выбросов наиболее неблагоприятным является сочетание приземной инверсии со слабым ветром.

Рельеф местности. Даже при наличии сравнительно небольших возвышенностей существенно изменяется микроклимат в отдельных районах и характер рассеивания загрязнений. Так в пониженных местах образуются застойные, плохо проветриваемые зоны с повышенной концентрацией загрязнений. Если на пути загрязненного потока находятся здания, то над зданием скорость воздушного потока увеличивается, сразу за зданием – снижается, постепенно увеличиваясь по мере удаления, и на некотором расстоянии от здания скорость потока воздуха принимает первоначальное значение. Аэродинамическая тень – плохо проветриваемая зона, образующаяся при обтекании здания потоком воздуха. В зависимости от типа зданий и характера застройки образуются различные зоны с замкнутой циркуляцией воздуха, что может оказывать существенное влияние на распределение загрязнений.

Методика расчета рассеивания в атмосфере вредных веществ , содержащихся в выбросах, основана на определении концентраций этих веществ (мг/м 3) в приземном слое воздуха. Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ определяется по наибольшему рассчитанному значению концентрации вредных веществ, которое может установиться на некотором расстоянии от источника выброса при наиболее неблагоприятных метеоусловиях (скорость ветра достигает опасного значения, наблюдается интенсивный турбулентный вертикальный обмен и др.).

Расчет рассеивания выбросов проводится по ОНД-86.

Максимальная приземная концентрация определяется по формуле:

(3)

A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (значение коэффициента А принимается равным 140 для Центрального района РФ).

М – мощность выброса, масса загрязняющего вещества, выбрасываемого в единицу времени, г/с.

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере (для газообразных веществ равен 1, для твердых- 1).

 – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (для равнинной – 1, для пересеченной – 2).

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м.

 – разность между температурой, выбрасываемой газовоздушной смесью и температурой окружающего наружного воздуха.

V 1 – расход газовоздушной смеси, выходящей из источника выброса, м 3 /с.

m, n – коэффициенты, учитывающие условия выброса.

Предприятия, выбрасывающие в окружающую среду вредные вещества, должны быть отделены от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Расстояние от предприятия до жилой застройки (размеры санитарно-защитной зоны) устанавливаются в зависимости от количества и вида выбрасываемых в окружающую среду загрязняющих веществ, мощности предприятия, особенностей технологического процесса. С 1981г. расчет санитарно-защитной зоны регламентируется государственным стандартам. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов». По нему все предприятия разделены на 5 классов по степени их опасности. И в зависимости от класса устанавливается нормативная величина СЗЗ.

Предприятие (класс) Размеры санитарно-защитной зоны

I класс 1000 м

II класс 500 м

III класс 300 м

IV класс 100 м

V класс 50

Одна из функций санитарно-защитной зоны – биологическая очистка атмосферного воздуха средствами озеленения. Древесно-кустарниковые насаждения газопоглотительного назначения (фитофильтры ) способны поглощать газообразные загрязняющие вещества. Например, установлено, что луговая и древесная растительность может связывать 16-90% сернистого газа.

Задача №1 : Котельная промышленного предприятия оборудована котлоагрегатом, работающем на жидком топливе. Продукты сгорания: оксид углерода, окислы азота (окись азота и двуокись азота), сернистый ангидрид, мазутная зола, пятиокись ванадия, бензапирен, причем сернистый ангидрид и двуокись азота обладают однонаправленным действием на организм человека и образуют группу суммации.

В задаче требуется:

1) найти максимальную приземную концентрацию сернистого ангидрида и двуокиси азота;

2) расстояние от трубы до места появления С М;

Исходные данные:

Производительность котельной – Q об =3000 МДж/ч;

Топливо – сернистый мазут;

КПД котельной установки –  к.у. =0.8;

Высота дымовой трубы H=40 м;

Диаметр дымовой трубы Д=0.4м;

Температура выброса Т г =200С;

Температура наружного воздуха Т в =20С;

Кол-во уходящих газов от 1 кг сжигаемого мазута V г =22.4 м 3 /кг;

Предельно-допустимая концентрация SO 2 в атмосферном воздухе –

С пдк а.в. =0.05 мг/м 3 ;

Предельно-допустимая концентрация NO 2 в атмосферном воздухе –

С пдк а.в. =0.04 мг/м 3 ;

Фоновая концентрация SO 2 – C ф =0.004 мг/м 3 ;

Теплота сгорания топлива Q н =40.2 МДж/кг;

Место расположения котельной – Московская область;

Рельеф местности – спокойный (с перепадом высот 50м на 1км).

Расчет максимальной приземной концентрации выполняется согласно нормативному документу ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе ЗВ, содержащихся в выбросах предприятий».

С М =
,

 =Т Г – Т В = 200 – 20 = 180 о С.

Для определения расхода газовоздушной смеси найдем часовой расход топлива:

В ч =

V 1 =

m – безразмерный коэффициент, зависящий от условий выброса: скорости выхода газовоздушной смеси, высоты и диаметра источника выброса и разности температур.

f =

скорость выхода газовоздушной смеси из устья трубы определяется по формуле:

 о =

f= 1000

n – безразмерный коэффициент, зависящий от условий выброса: объёма газовоздушной смеси, высоты источника выброса и разности температур.

Определяется по характеристической величине

V М = 0,65

n = 0,532V м 2 – 2,13V м + 3,13 = 1,656

М = V 1  а, г/с,

М SO 2 = 0,579  3 =1,737 г/с,

М NO 2 =0,8  0,579 = 0,46 г/с.

Максимальная приземная концентрация:

сернистого ангидрида –

С М =

двуокиси азота -

С м = .

Находим расстояние от трубы до места появления С М по формуле:

Х М =

где d – безразмерный коэффициент, зависящий от условий выброса: скорости выхода газовоздушной смеси, высоты и диаметра источника выброса, разности температур и объёма газовоздушной смеси.

d = 4,95V м (1 + 0,28f), при 0,5 V М  2,

d = 7 V М (1 + 0,28f), при V М  2.

У нас V М = 0,89  d = 4,95 0,89(1 + 0,280,029) = 4,7

Х М =

Т.к. приземная концентрация сернистого ангидрида превышает ПДК сернистого ангидрида в атмосферном воздухе, то величину ПДВ сернистого ангидрида для рассматриваемого источника определяем, учитывая необходимость выполнения уравнения суммации

Подставив наши значения, получаем:

что больше 1. Для выполнения условий уравнения суммации необходимо уменьшить массу выброса сернистого ангидрида, сохранив выброс двуокиси азота на прежнем уровне. Рассчитаем приземную концентрацию сернистого ангидрида при котором котельная не будет загрязнять окружающую среду.

=1- = 0,55

С SO2 = 0,55  0,05 = 0,0275 мг/м 3

Эффективность метода очистки, обеспечивающую снижение массы выброса сернистого ангидрида от первоначального значения М = 1,737 г/с до 0,71 г/с определяем по формуле:

где С ВХ – концентрация загрязняющего вещества на входе в газоочистную

установку, мг/м 3 ,

С ВЫХ – концентрация загрязняющего вещества на выходе из газо-

очистной установки, мг/м 3 .

Т.к.
, а
, то

тогда формула приобретет вид:

Следовательно, при выборе метода очистки необходимо, чтобы его эффективность была не ниже 59%.

Технические средства и методы защиты атмосферы.

Выбросы промышленных предприятий характеризуются большим разнообразием дисперсного состава и других физико-химических свойств. В связи с этим разработаны различные методы их очистки и типы газо- и пылеуловителей - аппаратов, предназначенных для очистки выбросов от загрязняющих веществ.

М
етоды очистки промышленных выбросов от пыли можно разделить на две группы: методы улавливания пыли«сухим» способом и методы улавливания пыли«мокрым» способом . Аппараты обеспыливания газов включают: пылеосадительные камеры, циклоны, пористые фильтры, электрофильтры, скрубберы и др.

Наиболее распространенными установками сухого пылеулавливания являются циклоны различных типов.

Они используются для улавливания мучной и табачной пыли, золы, образующейся при сжигании топлива в котлоагрегатов. Газовый поток поступает в циклон через патрубок 2 по касательной к внутренней поверхности корпуса 1 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенке циклона и под действием силы тяжести опадают в бункер для сбора пыли 4, а очищенный газ выходит через выходную трубу 3. Для нормальной работы циклона необходима его герметичность, если циклон не герметичен, то из-за подсоса наружного воздуха происходит вынос пыли с потоком через выходную трубу.

Задачи по очистке газов от пыли могут успешно решаться цилиндрическими (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24, ЦП-2) и коническими (СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М, СКД-ЦН-33) циклонами, разработанными НИИ по промышленной и санитарной очистке газов (НИИОГАЗ). Для нормального функционирования избыточное давление газов, поступающих в циклоны, не должно превышать 2500 Па. При этом во избежание конденсации паров жидкости t газа выбирается на 30 – 50 о С выше t точки росы, а по условиям прочности конструкции – не выше 400 о С. Производительность циклона зависит от его диаметра, увеличиваясь с ростом последнего. Эффективность очистки циклонов серии ЦН падает с ростом угла входа в циклон. С увеличением размера частиц и уменьшением диаметра циклона эффективность очистки возрастает. Цилиндрические циклоны предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем и рекомендованы к использованию для предварительной очистки газов на входе фильтров и электрофильтров. Циклоны ЦН-15 изготавливают из углеродистой или низколегированной стали. Канонические циклоны серии СК, предназначенные для очистки газов от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН за счет большего гидравлического сопротивления.

Для очистки больших масс газов применяют батарейные циклоны, состоящие из большего числа параллельно установленных циклонных элементов. Конструктивно они объединяются в один корпус и имеют общий подвод и отвод газа. Опыт эксплуатации батарейных циклонов показал, что эффективность очистки таких циклонов несколько ниже эффективности отдельных элементов из-за перетока газов между циклонными элементами. Отечественная промышленность выпускает батарейные циклоны типа БЦ-2, БЦР-150у и др.

Ротационные пылеуловители относятся к аппаратам центробежного действия, которые одновременно с перемещением воздуха очищают его от фракции пыли крупнее 5 мкм. Они обладают большой компактностью, т.к. вентилятор и пылеуловитель обычно совмещены в одном агрегате. В результате этого при монтаже и эксплуатации таких машин не требуется дополнительных площадей, необходимых для размещения специальных пылеулавливающих устройств при перемещении запыленного потока обыкновенным вентилятором.

Конструктивная схема простейшего пылеуловителя ротационного типа представлена на рисунке. При работе вентиляторного колеса 1 частицы пыли за счет центробежных сил отбрасываются к стенке спиралеобразного кожуха 2 и движутся по ней в направлении выхлопного отверстия 3. Газ, обогащенный пылью, через специальное пылеприемное отверстие 3 отводится в пылевой бункер, а очищенный газ поступает в выхлопную трубу 4.

Для повышения эффективности пылеуловителей такой конструкции необходимо увеличить переносную скорость очищаемого потока в спиральном кожухе, но это ведет к резкому повышению гидравлического сопротивления аппарата, или уменьшить радиус кривизны спирали кожуха, но это снижает его производительность. Такие машины обеспечивают достаточно высокую эффективность очистки воздуха при улавливании сравнительно крупных частиц пыли – свыше 20 – 40 мкм.

Более перспективными пылеотделителями ротационного типа, предназначенными для очистки воздуха от частиц размером  5 мкм, являются противопоточные ротационные пылеотделители (ПРП). Пылеотделитель состоит из встроенного в кожух 1 полого ротора 2 с перфорированной поверхностью и колеса вентилятора 3. Ротор и колесо вентилятора насажены на общий вал. При работе пылеотделителя запыленный воздух поступает внутрь кожуха, где закручивается вокруг ротора. В результате вращения пылевого потока возникают центробежные силы, под действием которых взвешенные частицы пыли стремятся выделиться из него в радиальном направлении. Однако на эти частицы в противоположном направлении действуют силы аэродинамического сопротивления. Частицы, центробежная сила которых больше силы аэродинамического сопротивления, отбрасываются к стенкам кожуха и поступают в бункер 4. Очищенный воздух через перфорацию ротора с помощью вентилятора выбрасывается наружу.

Эффективность очистки ПРП зависит от выбранного соотношения центробежной и аэродинамической сил и теоретически может достигать 1.

Сравнение ПРП с циклонами свидетельствует о преимуществах ротационных пылеуловителей. Так, габаритные размеры циклона в 3 – 4 раза, а удельные энергозатраты на очистку 1000 м 3 газа на 20 – 40 % больше, чем у ПРП при прочих равных условиях. Однако широкое распространение пылеуловители ротационного действия не получили из-за относительной сложности конструкции и процесса эксплуатации по сравнению с другими аппаратами сухой очистки газов от механических загрязнений.

Для разделения газового потока на очищенный газ и обогащенный пылью газ используют жалюзийный пылеотделитель. На жалюзийной решетке 1 газовый поток расходом Q разделяется на два протока расходом Q 1 и Q 2 . Обычно Q 1 = (0.8-0.9)Q, а Q 2 =(0.1-0.2)Q. Отделение частиц пыли от основного газового потока на жалюзийной решетке происходит под действием инерционных сил, возникающих при повороте газового потока на входе в жалюзийную решетку, а также за счет эффекта отражении частиц от поверхности решетки при соударении. Обогащенный пылью газовый поток после жалюзийной решетки направляется к циклону, где очищается от частиц, и вновь вводится в трубопровод за жалюзийной решеткой. Жалюзийные пылеотделители отличаются простотой конструкции и хорошо компонуются в газоходах, обеспечивая эффективность очистки 0,8 и более для частиц размером более 20 мкм. Они применяются для очистки дымовых газов от крупнодисперсной пыли при t до 450 – 600 о С.

Электрофильтр. Электрическая очистка один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Осадительные электроды 2 присоединяют к положительному полюсу выпрямителя 4 и заземляют, а коронирующее электроды подсоединяют к отрицательному полюсу. Частицы, поступающие в электрофильтр, ок положительному полюсу выпрямителя 4 и заземляют, а коронирующее электроды приедаче заряда ионов примесей ана. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 бычно уже имеют небольшой заряд, полученный за счет трения о стенки трубопроводов и оборудования. Таким образом, отрицательно заряженные частицы движутся к осадительному электроду, а положительно заряженные частицы оседают на отрицательном коронирующем электроде.

Фильтры широко используют для тонкой очистки газовых выбросов от примесей. Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через них. Фильтр представляет собой корпус 1, разделенный пористой перегородкой (фильтро-