ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Кафедра экологии и безопасности жизнедеятельности
«УСТАНОВЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОГО ВЫБРОСА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ПРЕДПРИЯТИЯ»
Качество природной среды – это состояние естественных и преобразованных человеком экосистем, сохраняющие их способность к постоянному обмену веществ и энергии и воспроизводству жизни. В естественных экосистемах качество природной среды обеспечивается действием законов развития природы, в преобразованных – соблюдение меры соответствия природной окружающей среды потребностям живых организмов и экологическим интересам общества. К нормативным законодательным документам по охране природы относятся стандарты качества природной среды, которые устанавливают оптимальные характеристики природной среды, достигаемые при существующем уровне технического прогресса и обеспечивающие сохранение здоровья населения, развитие животного и растительного мира. Основными задачами системы стандартов в области охраны природы являются: - обеспечение сохранности природных комплексов; - содействие восстановлению и рациональному использованию природных ресурсов; - содействие сохранению равновесия между развитием производства и устойчивостью окружающей среды; - совершенствование управления качеством окружающей природной среды в интересах человечества. Стандарты подразделяются на экологические и производственно-хозяйственные. Экологические стандарты регламентируют предельно допустимые нормы антропогенного воздействия на природную среду, превышение которых угрожает здоровью человека, пагубно для растительности и животных. Такие нормы устанавливаются в виде предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ и предельно допустимых уровней (ПДУ) вредного физического воздействия. Предельно допустимая концентрация – это концентрация, при воздействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредованно не возникает заболеваний или изменений состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. В практике нормирования и для санитарной оценки степени загрязнения воздушной среды используются следующие виды ПДК. Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.) (мг/м3) – это такая концентрация вещества в воздухе, которая не вызывает у работающих людей при ежедневном вдыхании в пределах 8 часов в течение всего рабочего стажа заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований непосредственно в процессе работы или в отдаленной перспективе. Предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест (ПДКсс) – это такая концентрация вещества в воздухе населенного пункта, которая не оказывает на человека прямого или косвенного действия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания. Предельно допустимая максимальная разовая концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест (ПДКмр) – это такая концентрация, которая не вызывает рефлекторных реакций в организме человека. При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммирующим действием, сумма их концентраций не должна превышать единицы:
где С1, С2, …, Сn – фактическая концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе; ПДК1, ПДК2, …, ПДКn – предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе. На рис. 1 представлена классификация предельно допустимых концентраций в воздухе.
Рис. 1 – Классификация предельно допустимых концентраций. Значения ПДКмр приводятся в нормативных документах. К сожалению, не для всех выбрасываемых веществ имеются значения предельно допустимой максимальной разовой концентрации для воздуха населенных мест. Если в нормативах для данного вещества есть значение среднесуточной предельно допустимой концентрации воздуха населенных мест, определяемой как средней за сутки в течение года, то считают, что ПДКмрi=10´ПДКссi. Если нет данных и по ПДКссi, то используют значение ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ): ПДКмрi=ОБУВi. Производственно – хозяйственные стандарты качества природной среды регламентируют экологически безопасный режим работы производственного, коммунально–бытового и любого другого объекта. К производственно-хозяйственным стандартам качества природной среды относятся предельно допустимый выброс (ПДВ) загрязняющих веществ в природную среду. Концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе населенного пункта зависит от количества этих веществ, выбрасываемых всеми источниками загрязнения. Чтобы концентрации загрязняющих веществ не превышали ПДК, то есть не создавались условия, опасные для здоровья населения, для каждого источника загрязнения устанавливается ПДВ. Предельно допустимый выброс (г/с) – это максимально допустимое к выбросу в атмосферный воздух количество загрязняющих веществ данным источником загрязнения в единицу времени. Предельно допустимый выброс устанавливается для каждого стационарного и передвижного источника выбросов загрязняющих веществ, включая транспортные средства. Для источников неорганизованных выбросов (хранилища, железнодорожные сливо-наливные эстакады и т.п.) и совокупности мелких одиночных источников (вентиляционные фонари и т.п.) ПДВ суммируют, тем самым, устанавливая его значения для предприятия или объекта. Когда в воздухе населенного пункта по объективным причинам невозможно поддержать требуемые значения ПДВ, поэтапно снижают выбросы вредных веществ действующими объектами до значений, обеспечивающих соблюдение ПДК. В этом случае для каждого объекта устанавливают временно согласованные выбросы загрязняющих веществ (ВСВ) и намечают мероприятия по их снижению. При установлении ПДВ учитываются фоновые (уже содержащиеся в приземном слое атмосферы) концентрации каждого из рассматриваемых веществ. Мы будем рассматривать только случай, когда зона влияния данного источника целиком расположена на участках города, где приземные концентрации выбросов не превышают ПДК. Зона влияния – это круг с центром, совпадающим с источником выброса и радиусом, равным X=10´Xm, где Хm – расстояние до максимальной величины приземной концентрации при опасной скорости ветра (см. таблицу 1 в лабораторной работе 1). При этом на границе зоны влияния приземная концентрация данного выброса составляет около 5% от Сm. В таком случае мощность выброса М (г/с), при которой достигаемая приземная концентрация Сmi с учетом уже имеющейся фоновой концентрации Сфi данного I-ого вещества будет равна предельно допустимому максимальному разовому значению концентрации этого вещества для воздуха населенных мест. То есть ПДВ=Мi, при котором расчет рассеивания дает: Сmi+Cфi=ПДКмр. Среди процессов, происходящих в атмосферном воздухе при поступлении в него примесей, выбрасываемых различными предприятиями, следует выделить рассеивание этих примесей в атмосферном воздухе, в результате чего происходит снижение их концентрации, причем с увеличением расстояния до точки выброса эти концентрации снижаются до безопасных уровней. Поэтому с целью защиты селитебных территорий и других объектов и зон градостроения от воздействия загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу вместе с выбросами, требуется отделить предприятия и их подразделения свободными территориями – санитарно- защитными зонами (СЗЗ). СЗЗ представляют собой территории определенной протяженности и ширины, располагающиеся между предприятиями и источниками загрязнения и границами зон жилищной застройки. На территории СЗЗ, окружающей предприятие, не допускается расположение постоянного жилья, больниц, детских учреждений. На этой территории могут располагаться склады, гаражи и другие вспомогательные производственные объекты. Территория санитарно-защитной зоны обязательно должна быть озеленена. Размеры СЗЗ предприятия согласно санитарным нормам проектирования промышленных предприятий определяются в зависимости от категории опасности предприятия, определяемой численным значением
где Мi – масса выброса I-ого вещества, т/год; ПДК ссi – среднесуточная предельно допустимая концентрация, мг/м3; n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием; a - константа опасности данного вещества:
Все предприятия разделены на 10 групп по отраслям в зависимости от совокупности вызываемых ими вредностей. В пределах каждой группы выделяют 5 классов предприятий по степени их опасности и в зависимости от класса устанавливается нормативная ширина СЗЗ (табл. 1).
Ширина СЗЗ откладывается от границы территории предприятия в перпендикулярном направлении. В результате образуется территория СЗЗ, границы которой аналогичны границам территории предприятия.
Таблица 1 – Значения ширины санитарно-защитной зоны предприятия в зависимости от степени их опасности.
При установлении протяженности СЗЗ учитывается господствующие направления ветров, т.е. она может иметь в зависимости от розы ветров различную протяженность в разных направлениях, но в любом случае – не ниже минимальной. Размеры СЗЗ могут быть уменьшены за счет технологических мероприятий, например, систем очистки и обезвреживания загрязняющих веществ, уменьшения влияния вредных производственных факторов. В соответствии с ОНД – 86, найденные таким образом границы СЗЗ должны проверяться расчетом рассеивания выбросов для разных направлений ветра и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия. Обычно рассматривают 8-ми румбовую розу ветров (ветер С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ). Для каждого румба для данной местности устанавливают повторяемость Р (%) в среднем за год ветра в данном направлении (рис. 2). Значения повторяемости направлений ветра для Самары приведены в табл. 2.
Рис. 2 – Повторяемость различного направления ветра в течение года.
Таблица 2 – Значения повторяемости ветра в течение года.
Ширину СЗЗ определяют по формуле:
где l – расстояние от источника до точки, за которой приземная концентрация не превышает ПДК. В данной лабораторной работе с целью упрощения расчетов предлагается принять l=Xm; Р0 – повторяемость направлений ветров одного румба при круглой розе ветров (%). При 8-ми румбовой розе ветров Р0=100/8=12,5%. Отложив восемь значений ширины СЗЗ от источника выброса в направлении действия ветра, т.е. в противоположном (если ветер дует с севера, значение откладывается в южном направлении), соединяем полученные точки прямыми линиями. В результате получаем границы СЗЗ с учетом рассеивания выбросов. В качестве границы СЗЗ берутся наибольшие из тех, которые получены обоими методами. Отметим, что следует стремиться, чтобы СЗЗ не выходила за пределы, определяемые по КОП.
|
,
Предельно допустимая концентрация ПДК
,
,
