Оценка уровня загрязнения воздушной среды вредными веществами
Многие технологические процессы связаны с использованием и получением вредных веществ, которые могут поступать в воздух рабочей зоны за счет испарения с открытых поверхностей, утечки через неплотности технологического оборудования, при разгерметизации аппаратов, при неисправности вентиляционной установки и др. Приоритетным путем поступления токсичных веществ в организм человека является ингаляционный (через органы дыхания). Степень опасности воздействия вредных веществ на организм человека зависит от природы вещества, его агрегатного состояния, полученной дозы, внешних факторов окружающей среды (микроклиматических параметров, различных излучений и др.) и индивидуальных особенностей организма. Для снижения нежелательных последствий (хронических и острых отравлений) необходимо провести оценку степени опасности веществ, используемых и получаемых в предлагаемом технологическом процессе. Данные по этой оценке можно представить в виде таблицы 4.
Таблица 4
Показатели, характеризующие степень опасности веществ и материалов
| Наименование участка, оборудования | Выделяемые вещества, причи-ны их выделения | Агрегатное состояние | Характеристика токсического действия на организм человека | Класс опасности | Предельно допустимые концентрации, мг/м3 | Расход веществ, кг/час (т/год) | Количество выделяемых веществ | |||
| ПДКрз | ПДКмр | ПДКсс | г/ч | т/год | ||||||
Примечание к таблице 4. Таблица заполняется по данным преддипломной практики и технологической части проекта. При отсутствии данных информация может быть найдена в следующей литературе: для графы 4 – [9,10], граф 5,6 - [6], граф 7,8 – [11,12], граф 10, 11 – [4,13].
Так как в проекте должна быть обеспечена максимальная безопасность при работе с вредными веществами, то необходимо предусмотреть комплекс мероприятий по снижению степени воздействия этих веществ на человека и окружающую среду. К наиболее эффективным средствам по ограничению степени воздействия вредных веществ являются: механизация и автоматизация технологического процесса, герметизация и укрытие оборудования, использование эффективной системы вентиляции, применение СИЗ и др. [5,8]. Предусмотренные в проекте мероприятия можно представить в виде таблицы 5.
Таблица 5
Мероприятия по обеспечению безопасности при работе с вредными
веществами
| Наименование участка, оборудования | Выделяемые вещества | Средства коллективной защиты | Методы контроля | Периодичность контроля | СИЗ |
Примечание к таблице 5. При отсутствии данных информация для заполнения таблицы может быть найдена в следующей литературе: для графы 3 – [8], графы 4 - [14], графы 6 - [15]. Периодичность контроля (графа 5) зависит от класса опасности (КО) выделяемых веществ, а именно для веществ 1-го КО – 1 раз в 10 дней, 2-го КО – 1 раз в месяц, 3 и 4-го – 1 раз в квартал.
2.3. Выбор и расчет системы вентиляции
Одним из приоритетных мероприятий по обеспечению санитарных требований, предъявляемых к качеству воздуха в рабочей зоне, является правильно спроектированная система вентиляции. При выборе системы вентиляции руководствуются следующими положениями.
1. В больших цехах с малым количеством обслуживающего персонала или с большим избытками явного тепла (литейные, механические, цеха обжига, сушки и др.) наиболее эффективной и экономичной является организованная естественная вентиляция (аэрация). Аэрация осуществляется с помощью оконных проемов, расположенных на разной высоте, и аэрационных фонарей на крыше здания [8].
2. В больших помещениях, где установлено оборудование или выполняются операции, при которых в воздух поступают токсичные вещества или пыль, предусматривают местную вытяжную вентиляцию в виде аспирационных устройств, вытяжных шкафов, зонтов, бортовых отсосов и др. Местные вентиляционные установки позволяют удалить 80-90% выделяющихся в технологическом процессе веществ. В качестве общеобменной можно использовать естественную вентиляцию.
3. Для относительно небольших помещений с подвесным потолком, в которых с помощью местных отсосов не удается снизить уровень загрязнения воздуха, наряду с местной вентиляцией предусматривают механическую общеобменную вентиляцию [5].
4. В помещениях, где проводится работа с чрезвычайно токсичными или взрывопожароопасными веществами, наряду с рабочей вентиляцией предусматривают аварийную.
5. Если качество продукции зависит от параметров воздушной среды, то предусматривают частичное или полное кондиционирование. Этот вид вентиляции самый дорогой.
Производительность вентиляции основывается на принципе соблюдения санитарно-гигиенических нормативов, предъявляемых к качеству воздуха в рабочей зоне, как при нормальном режиме работы оборудования, так и при аварии. Расчет вентиляции сводится к определению необходимого объема воздуха, который следует удалять или подавать в производственное помещение. Методика расчета вентиляции приведена в приложении 1.
Все вентиляционное оборудование размещают в специальных помещениях – вентиляционных камерах (приточной и вытяжной). В приточной венткамере кроме вентиляторов необходимо также предусмотреть электродвигатели, фильтры и калориферы, а в вытяжной венткамере – вентиляторы, двигатели и, при необходимости, очистные установки. Это оборудование устанавливается в венткамерах, где и должны быть предусмотрены проходы для его обслуживания.
Вентиляторы местной вытяжной вентиляции допускается размещать на техническом этаже здания.
Приточную венткамеру следует размещать ближе к чистым участкам, а вытяжную – к более грязным. Размещать рядом приточную и вытяжную венткамеры нельзя. Минимальный разрыв между венткамерами должен быть не менее 8-10 м. Двери венткамер должны вести в коридор, на лестничную клетку или на улицу. Не допускается проектировать входы в венткамеры из производственного помещения.
Сведения о выбранных системах вентиляции и оборудования и результатах расчетов воздухообменов можно представить в виде таблиц 6 и 7.
Таблица 6
Характеристика вытяжной вентиляционной системы
| Наименование участка, помещения | Предлагаемая система вентиляции | Требуемый объем возду- ха, тыс.м3/ч | Характеристика вентилятора | Дополнительное оборудование | Место размещения | Площадь, м2 | |||
| марка | тип исполнения | производительность, тыс.м3/ч | количество | ||||||
Примечание к таблице 6. В графе 2 указывается предусмотренная в проекте вентиляционная система (местная, общеобменная, аварийная), в графе 3 – результаты расчета; графы 4-7 – заполняются по лит-ре [16,17]; в графе 8 указывается наличие двигателей, очистных установок; в графе 9 – место их размещения (в венткамере, на техническом этаже, на открытой площадке); графа 10 – площадь венткамеры (из чертежа).
Таблица 7
Характеристика приточной вентиляционной системы
| Наименование участка, помещения | Предлагаемая система вентиляции | Баланс воздуха | Характеристика вентилятора | Дополнительное оборудование | Место размещения | Площадь, м2 | ||
| марка | производительность, тыс.м3/ч | количество | ||||||
Примечание к таблице 7. Заполнение позиций аналогично таблице 6.
2.4. Оценка степени воздействия выбросов вредных веществ на окружающую среду
С помощью эффективной вентиляционной системы удается обеспечить санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к качеству воздуха в рабочей зоне и предупредить возникновение профессиональных заболеваний. Однако удаляемые из помещения с вентиляционным воздухом вредные вещества, попадая в атмосферу, могут нанести значительный ущерб окружающей среде и людям, живущим вблизи проектируемого предприятия. Для оценки степени экологической опасности выбросов загрязняющих атмосферу веществ введены санитарно-гигиенические нормативы предельно-допустимых выбросов (ПДВ, г/с). При наличии нескольких источников загрязнений атмосферы значения ПДВ находят путем расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере на ЭВМ по различным программам, типа УПРЗА «Эколог», с учетом эффекта суммации вредных веществ и розы ветров. Для ориентировочной оценки допустимых выбросов от одиночных источников, величина ПДВ может быть рассчитана по методике, предложенной в [18,19].
Реальный выброс i-го загрязняющего вещества (М, г/с) считается экологически безопасным при условии, если его величина не превышает значения ПДВ. Значение М, г/с, находят по формуле:
М = Gвыд (1-q) / 3600, (1)
где Gвыд – количество загрязняющего вещества, поступающего из технологического оборудования, г/ч (см. табл. 4, графа 10);
q – потери вещества в вентиляционной системе за счет утечки через неплотности вентиляционной системы, оседания на стенках воздуховодов и т.п. Обычно q = 0,1- 0,3.
При условии М > ПДВ следует предусмотреть пылегазоочистную установку (ПГОУ), которую можно выбрать по литературе [20¸22].
Характеристика выбросов загрязняющих атмосферу веществ и методы снижения экологически опасных выбросов можно представить в виде таблицы 8.
Таблица 8
Оценка степени воздействия на атмосферу выбросов загрязняющих веществ
| Наименование участка, помещения | Источник выделения | Характеристика источника загрязнения атмосферы | Характеристика пылегазовоздушных выбросов | |||||||||
| высота Н, м | диа-метр трубы D, м | объемная скорость V, м3/с | тем-ра отход. газов Т, оС | Загрязняющее вещество | Количество | Санитарно-гигиенические нормативы | Требуемая степень очистки | Тип предусмотренной ПГОУ | ||||
| М, г/с | В, т/г | ПДВ, г/с | ПДВ, т/г | |||||||||
Примечание к таблице 8. Таблица заполняется на основе материалов преддипломной практики. При отсутствии сведений в графе 2 указывается установка – источник выделения загрязняющего вещества Высота трубы (графа 3) рассчитывается по методике, приведенной в литературе [19] или принимается равной высоте здания + 1,5 м. Диаметр трубы (графа 4) обычно находится в диапазоне от 0,3 до 1 м. Температура удаляемого воздуха (графа 6) принимается на 20-50оС меньше, чем температура в аппарате (при отсутствии специальных рекуператоров тепла). Графы 9-12 заполняются по результатам расчетов по методике [18,19]. В графе 13 указывается предлагаемая система очистки, выбранная по [20¸22].
Для снижения степени воздействия проектируемого предприятия (цеха) на близлежащую селитебную и рекреационную зоны предусматривают озелененную санитарно-защитную зону (СЗЗ), ширина которой зависит от санитарной характеристики проектируемого производства. СЗЗ находится по литературе [19,23].