Нормативные требования к воздушной среде

Состояние воздушной среды оценивают концентрациями загрязняющих веществ, т.е. содержание их в единице объема или массы. Концентрации не являются постоянными во времени. Они меняются в зависимости от метеорологических условий, характера выброса в атмосферу, вида и плотности застройки и др.

Различают разовую концентрацию, среднесуточную или среднюю за более длительный промежуток времени: среднемесячную и среднегодовую. Под разовой концентрацией понимают содержание загрязняющих примесей в воздухе при относительно кратковременном отборе проб воздуха (10-20 мин.). Наивысшее значение концентрации, полученное при анализе многократно отобранных проб, называют максимально разовой концентрацией.

По эффекту действия загрязняющих примесей на человека устанавливают следующие виды концентраций: предельно допустимая, опасная для жизни и смертельная.

При нормировании состояния воздушной среды принято использовать предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в воздухе (ПДК_м.р.), (ПДК_с.с.), (ПДК_р.з).

Предельно допустимая максимально разовая концентрация (ПДКм.р.) - основная характеристика опасности вредного вещества. Это такая максимальная концентрация концентрация вредного вещества, которая не вызывает у человека рефлекторных реакций.

ПДК_с.с. – это максимальная концентрация примеси в атмосферном воздухе, воздействие которой на организм человека периодически или в течение всей жизни не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом. Предельно допустимая среднесуточная концентрация (ПДКс.с.) установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека.

ПДК_р.з. – это максимальная концентрация примеси в воздухе производственных помещений, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41ч в неделю и за все время рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Под рабочей зоной понимается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

Для веществ, у которых не определены ПДК, устанавливаются ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ), временно допустимые концентрации (ВДК).

Предельно допустимые концентрации вредных веществ являются основными показателями, используемыми для контроля качества воздуха в нашей стране. С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды, при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.

Основным критерием, определяющим чистоту воздушного бассейна, является отношение фактической концентрации загрязняющего вещества и предельно допустимой концентрации, которое должно быть меньше или равно 1.

С_фак/ПДК £ 1

Но чаще всего речь идет о воздействии на организм не одного какого-либо вещества, а нескольких примесей или других неблагоприятных факторов окружающей среды (например, шум, вибрация, различного рода излучения, температура, влажность и т. п.). Комплекс неблагоприятных факторов усложняет проблему воздействия веществ на биологический объект.

Комбинированное действие вредных веществ – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких веществ при одном и том же пути поступления.

Комплексное воздействие вредных веществ – это одновременное поступление в организм нескольких веществ разными путями (через дыхательные пути с вдыхаемым воздухом, через желудок с пищей и водой, через кожные покровы и т.д.). Комплексное воздействие связано с проблемой комплексного гигиенического нормирования – одновременного установления гигиенических нормативов содержания вредных веществ в продуктах питания, воде, атмосферном воздухе.

Сочетанным действием называется одновременное или последовательное действие на организм факторов различной природы (химических, биологических, физических). Например, повышение температуры, повышение влажности усиливают токсический эффект воздействия веществ.

Комбинированное действие веществ может привести к нескольким случаям:

1 - суммация (аддитивность) отдельных эффектов воздействия;

2 – потенцирование (синергизм) – усиление эффекта воздействия; эффект больше, чем при простой суммации;

3 – антагонизм – эффект комбинированного воздействия меньше, чем при простой суммации.

Если в воздухе присутствует несколько веществ однонаправленного действия, то критерием, определяющим чистоту атмосферного воздуха, является следующее соотношение:

Sⁿ_i (Сi_. к / ПДК_i) £ 1

где С₁, С₂… С_n – фактические концентрации загрязняющих веществ однонаправленного действия, мг/м³.

К – коэффициент, учитывающий комбинированное воздействие веществ.

ПДК₁, ПДК₂… ПДК_n - предельно допустимые концентрации этих веществ, мг/м³.

В зонах санитарной охраны курортов, саноториев и домов отдыха это отношение должно быть меньше или равно 0,8.

Качество воздуха в нашей стране регламентируется Санитарными нормами. Санитарные нормы устанавливают ПДК вредных веществ максимально разовые, среднесуточные, в рабочей зоне, для воздуха, поступающего через приемные устройства систем вентиляции. Концентрации загрязняющих веществ не должны превышать:

в атмосферном воздухе населенных мест – предельно допустимых максимально разовых, ПДК_м.р.;

в воздухе, поступающем внутрь зданий и сооружений через приемные устройства вентиляции и кондиционирования – 30% ПДК_р.з. вредных веществ в рабочей зоне производственных помещений.

Для предотвращения и максимального снижения загрязнения атмосферного воздуха промышленными предприятиями вводятся нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в окружающую среду.

ПДВ – количество вредного вещества, которое разрешается выбрасывать в атмосферу в единицу времени (г/с; т/год) источнику загрязнения при условии, что выбросы вредного вещества от данного источника загрязнения в совокупности с другими источниками загрязнения (с учетом перспективы их развития) не создадут приземную концентрацию, превышающую ПДК_м.р.

С 1980 г. в нашей стране действует государственный стандарт, определяющий правила установления предельно допустимых выбросов. В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.02-78 ПДВ устанавливается для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятия. Если на данном предприятии значение ПДВ по объективным причинам не могут быть достигнуты в настоящее время, то по согласованию органами Госкомприроды РФ устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ) и допускается планирование поэтапного, с указанием продолжительности каждого этапа, снижение выброса до величин, обеспечивающих соблюдение ПДК. При установлении ПДВ необходимо учитывать гидрометеорологические факторы, рельеф местности, наличие жилой застройки и т.д.

Расчет ПДВ (г/с) для организованных выбросов вредных веществ в атмосферу производится по следующим формулам:

a) Для одиночного точечного нагретого источника с круглым устьем:

(ПДК - С_ф) H^{2 3} Ö V_i DT

ПДВ =----------------------------------,

AF mnh

где С_ф – фоновая концентрация, мг/м³;

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с;

DТ – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, ⁰С;

А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, c^2/3Ч⁰C^1/3Чмг/г;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, определяются по дополнительным формулам;

h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h=1).

Фоновая концентрация, С_ф. характеризует загрязнение атмосферы, создаваемое другими источниками выбросов в населенном пункте или районе города, исключая данный. Фоновые концентрации устанавливаются местными органами Госкомгидромета.

Расход газовоздушной смеси, V₁ определяется по формуле:

,

где d – диаметр устья источника выброса, м; W_o - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м /с.

При определении значения T (⁰С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха T_в (⁰С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01.-82.

Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, А принимается в зависимости от географического расположения данного населенного пункта на территории РФ. Его значения изменяются от 250 до 120.

Значение безразмерного коэффициента F в зависимости от степени дисперсности вредных веществ и их агрегатного состояния изменяется от 1 до 3.

б) Для одиночного холодного источника с круглым устьем:

(ПДК - С_ф) ^H3/4 8 V_i

ПДВ =----------------------------------

AF nh

Распространение в атмосфере промышленных выбросов подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние атмосферы, расположение предприятий и источников выбросов, характер местности, физические и химические свойства выбрасываемых веществ, высота источника, диаметр устья и т.п. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное – распределением температур в вертикальном направлении. На рис. 19 показано распределение концентрации вредных веществ в атмосфере над факелом организованного высокого источника выброса (H і 50 м).

C

С_м

Факел

Х_м

Х

1 2 3 4

1 – Зона неорганизованного загрязнения

2 - Зона переброса факела

3. - Зона задымления

4 - Зона постепенного снижения уровня загрязнения

Рис.19. Распределение концентрации вредных веществ в атмосфере от организованного высокого источника выбросов.

Зона задымления является наиболее опасной для населения. В этой зоне приземная концентрация вредного вещества достигает своего максимального значения.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества, С_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х_м (м) от источника и определяется по формуле:

a) нагретые выбросы

A M F m n h

С_м = ------------------------,

H^{2 3}Ö V_i DT

b) холодные выбросы

A M F n h

С_м = ------------------------,

H ³Ö Н

где М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с.

Мощность выброса вредного вещества М (г/с) можно определить расчетным путем по формуле:

M=C_фак.ЧV₁Ч10^-3,

где С_фак. – фактическая концентрация вредного вещества, выбрасываемого из устья источника загрязнения, мг/м³.

Измерение концентрации пыле- и газообразных примесей в атмосфере осуществляется определенными методами анализа. Но независимо от используемого метода анализа контроль концентраций вредных примесей сводится к следующим операциям: отбор про воздуха, подготовка пробы к анализу, анализ и обработка результатов

Расчет приземных концентраций проводится в двухметровом слое над поверхностью земли. Если мощность выброса вредного вещества М соответствует предельно допустимому выбросу (ПДВ) этого вещества, то значение максимальной приземной концентрации С_м на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) не должно превышать ПДК_м.р.

5. Санитарно-защитные зоны предприятий

Согласно требованиям Санитарных норм проектирования промышленных предприятий предусмотрено, что объекты, являющиеся источниками выделения в окружающую среду вредных неприятнопахнущих веществ (НПВ), следует отделить от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Размеры СЗЗ устанавливаются в зависимости от мощности предприятия, количества и характера выделяемых в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ. В соответствии с классификацией промышленных предприятий в зависимости от степени вредности выделяемых веществ установлено 5 санитарно-защитных зон.

Размер санитарно-защитных зон СЗЗ предприятий

Класс предприятия	Размер СЗЗ, м
I
II
III
IV
V

Размеры и конфигурации СЗЗ уточняются для различных направлений ветра с учетом среднегодовой розы ветров района предприятия.

Производства по обработке животных продуктов относят к следующим санитарным классам:

I класс, размер СЗЗ 1000 м

Заводы клееварочные, изготовляющие клей из остатков кожи. кости; заводы по производству технического желатина, утильзаводы по переработке падали животных, отходов и отбросов.

II класс, размер СЗЗ 500 м

Заводы костеобжигательные, костемольные, салотопленные (производительностью более 30 т/год).

III класс, размер СЗЗ 300 м

Предприятия по обработке сырых меховых шкур животных и крашению(овчинно-шубные, дубильные, меховые и т.д.), предприятия по обработке сырых шкур крупных животных (кожевенно-сыромятные, производство подошвенного материала), салотопленные производительностью до 30 т/год, предприятия по мойке шерсти, склады мокросоленых и необработанных кож.

1У класс, размер СЗЗ 100 м

Комбикормовые заводы, валяльное и кошмо-войлочное производство, производство желатина высшего сорта, предприятия по обработке волоса. щетины, пуха, пера.

У класс, размер СЗЗ 50 м

Производство лакированных кож. щеток, валяльные мастерские.

Производства по обработке пищевых продуктов и вкусовых веществ относят к следующим санитарным классам:

II класс, размер СЗЗ 500 м

Скотобазы, бойни мясокомбинаты, мясохладобойни, предприятия по вытапливанию жира из морских животных, кишечно-моечные, пункты очистки и мойки вагонов после перевозке скота.

III класс, размер СЗЗ 300 м

Свеклосахарные, кормовых антибиотиков, рыбные промыслы, цехи ферментов, бойни мелких животных и птиц.

IУ класс, размер СЗЗ 100 м

Мельницы, крупорушки, комбикормовые заводы, элеваторы, кофеобжарочные, сыроваренные, маргаринные, мясокоптильные, пищевого спирта, рыбоконсервные с утильцехами, свеклосахарные без жомохранилища, кукурузно-крахмальные, по переработке овощей, крахмала.

У класс, размер СЗЗ 50 м

Кондитерские фабрики, столового уксуса, табачные, чаеразвесочные, спиртоводочные, маслобойные растительного масла, консервные, сахарорафинадные, пивоваренные (без солодовен), макаронные, хлебозаводы холодильники мощностью более 600 т, первичного виноделия, винные заводы, фруктовых вод и безалкогольных напитков, по варке торного солода и приготовлению дрожжей, рыбокоптильные.

Дата добавления: 2014-01-11