Классификация предприятий и загрязнителей по степени их воздействия на окружающую среду
Для защиты атмосферного воздуха от загрязнения вредными веществами на выбросы всех крупных и средних предприятий накладываются ограничения. Выбросы этих предприятий не должны превышать предельно допустимый выброс (ПДВ) - количество вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени, которое в сумме с выбросами от всех источников населенного пункта не создаст концентрации примеси в приземном слое воздуха (на высоте 1,5-2,5 м от поверхности земли) выше ПДК.
где С - концентрация загрязнителя в приземном слое воздуха, создаваемая только рассматриваемым источником выбросов;
Сф - фоновая концентрация, учитывающая природное, ненарушенное значение концентрации вещества и дополнительную концентрацию, созданную всеми другими источниками загрязнения.
Значения С определяют по результатам наблюдений, которые выполняются государственными службами контроля состава атмосферного воздуха.
Если в воздухе населенных пунктов концентрация вредных веществ уже превышает ПДК, а значения ПДВ по объективным причинам не могут быть достигнуты, вводится поэтапное снижение выброса вредных веществ. В этом случае фактический выброс, превышающий ПДВ, называется временно согласованным (ВСВ). Нормативы ПДВ устанавливаются для каждого конкретного источника (трубы и т. д.), грамм в секунду, и для предприятия в целом, тонн в год.
Чтобы контролировать выбросы предприятий, создана государственная система учета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Для установления целесообразности и приоритетности разработки нормативов ПДВ, включения предприятия-природопользователя в систему учета выбросов, разработки проектов планов по охране атмосферного воздуха и ведомственных проектов по установлению нормативов ПДВ, а также при инспекционных проверках предприятий их делят на категории опасности в зависимости от массы и состава выбрасываемых в атмосферу веществ.
Предприятия считаются не оказывающими вредного влияния на атмосферный воздух, если ни один их источник выбросов не попадает в категорию опасных. Опасность источника определяется по формуле
где М - масса выбрасываемого в атмосферу в единицу времени вещества из источника предприятия, г/с;
ПДКмр - предельно допустимая максимальная разовая концентрация, мг/м3;
Ф - величина, характеризующая условный расход воздуха для разбавления вредного вещества, поступающего в атмосферу, до ПДК, м3/с.
Для Я < 10 м Ф = 0,1; для Я > 10 м Ф = 0,01Я, где Я - средняя высота источников выбросов данного вещества.
Для определения категории опасности предприятия ( КОП ) используются данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу. Категория опасности предприятия рассчитывается по следующей формуле:
где М. - масса выброса г-го вещества, т/год;
ПДКСХ. - среднесуточная ПДК г-го вещества, мг/м3;
п - число загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;
а. - безразмерная константа, позволяющая соотнести степень вредности г-го вещества с вредностью сернистого газа. Чем выше класс опасности, тем выше а-, для веществ 4-го класса опасности а.= 0,9; 3-го - 1,0; 2-го - 1,3; 1-го - 1,7.
Значение КОП рассчитывают, когда М, /ПДК,- >1.
Если Мг/ПДК( < 1, значение КОП считают равным нулю.
Для расчета КОП при отсутствии среднесуточных предельно допустимых концентраций (ПДКс с) используют значения ПДКм , ОБУВ или уменьшенные в 10 раз значения ПДК а. По величине КОП все предприятия делят на четыре категории опасности (табл. 4.6).
Предприятия 1-й категории опасности (в крупных промышленных центрах республики до 10-ти, в районных центрах - не более 2-х объектов) создают вокруг себя значительные зоны загрязнения, где наблюдаются концентрации, в десятки раз превышающие санитарно-гигиенические критерии чистоты атмосферного воздуха. На эти предприятия приходится 60-70 % городских выбросов. Предприятия 2-й категории опасности (в крупных городах 15-20, в небольших - до 8-ми) выбрасывают в атмосферу около 30-35 % выбросов. Одной из наиболее многочисленных групп предприятий являются предприятия 3-й категории опасности. Мелкие предприятия с небольшими выбросами вредных веществ в атмосферу относятся к 4 - й категории опасности.
Для предприятий всех категорий опасности устанавливаются ПДВ. В зависимости от КОП вводится отчетность в системе госучета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по формам "ОС-воздух" и "2-ОС-воздух", проводится инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ, составляются планы по охране атмосферного воздуха. Для предприятий 1 и 2-й категорий предусмотрен ежегодный контроль атмосферо-охранной деятельности, 3-й категории - 1 раз в 2-3 года, 4-й - 1 раз в 5 лет.
Расчет ПДВ
Согласно ГОСТ 17.2.3.02-78, для каждого вещества и предприятия устанавливают индивидуальные нормативы ПДВ, учитывающие количество источников (труб и т. д.), высоту их расположения, распределение выбросов во времени, пространстве, фоновые концентрации, значения которых выдаются предприятию территориальными организациями Госкомгидромета. Расчет нормативов ПДВ проводится по формулам отдельно для холодных и нагретых выбросов. Выбор формулы производят по параметру, учитывающему температуру и скорость выхода газовоздушной смеси из источника.
Расчет ПДВ для источника нагретых выбросов производится по формуле
где ЩЩл,р - предельно допустимая максимальная разовая
концентрация вредного вещества, мг/м3;
С - фоновая концентрация вредного вещества, мг/м3;
Н - высота источника выбросов над поверхностью земли, м;
V1 - объем газовоздушной смеси, м3/с;
5T - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой атмосферного воздуха;
А - коэффициент, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вещества в атмосферном воздухе (для Беларуси - 120);
F - коэффициент, учитывающий интенсивность оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (F = 1-3);
m и п - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из источника выброса.
г| - доля твердых частиц, улавливаемых золоуловителями;
Расчет ПДВ для источников холодных выбросов:
где D - диаметр устья источника выбросов.
Если фактический выброс превышает расчетный норматив ПДВ для неблагоприятных метеорологических условий, то необходима разработка плана оргтехмероприятий по снижению выбросов.
Планировочные мероприятия
Планировочные мероприятия определяют целесообразность размещения жилых массивов по отношению к источникам выбросов в атмосферу. Жилые объекты необходимо располагать с учетом направления ветров в данной местности.
Например, роза ветров (рис. 4.3), показывает господствующие в данной местности ветры, в частности - юго-восточные, поэтому целесообразно размещать жилой поселок на участке А, а не на Б.
Согласно санитарным нормам производства, технологические процессы которых сопровождают-
ся вредными выбросами, отделяются от жилых районов санитарно-защитными зонами (СЗЗ). В зависимости от характера и концентрации выбрасываемых вредных веществ установлено пять классов СЗЗ. Так, I зона устанавливается для предприятий, производящих серную и азотную кислоту, перерабатывающих сернистую нефть (содержание серы свыше 5%) и т. д. СЗЗ способствуют разбавлению вредных выбросов до допустимого уровня.
Степень загрязнения воздуха зависит также и от высоты выброса. При обдувании ветром высоких зданий промышленных предприятий над и за ними создается область пониженного давления (зона аэродинамической тени), где возникает циркуляция воздуха, вовлекаются пыль и газовые выбросы (рис. 4.4). Все организованные выбросы следует направлять выше этой зоны. Приземные концентрации вредных веществ при этом уменьшаются примерно в 6 раз.
С увеличением высоты выброса степень рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере возрастает, и их концентрация может быть уменьшена до ПДК. Высота труб достигает 350-400 м, особенно на крупных ТЭС.
Необходимую высоту труб определяют расчетным путем с учетом количества выбрасываемых вредных веществ, условий и скорости их рассеивания в воздухе, разности температур выбрасываемой газовоздушной смеси и атмосферного воздуха.
Иногда применяется и "факельный" выброс: струя загрязненных газов поднимается вверх со скоростью 15-40 м/с на высоту 60 м и более, что обеспечивает рассеивание загрязняющих веществ.
Эти мероприятия улучшают санитарное состояние населенных мест, но не предотвращают поступления загрязнителей в атмосферу.