Нормирование загрязненности атмосферного воздуха
Работы по установлению научно обоснованных нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе были начаты в конце сороковых годов прошлого века. В 1951 году в нашей стране были утверждены ПДК для 10 наиболее распространенных атмосферных загрязнителей. По сути это были первые в мире нормативы качества атмосферного воздуха, введенные по результатам работ профессора В.А. Рязанова и его последователей. К настоящему времени нормативы ПДК разработаны более чем для 2,5 тыс. веществ.
ПДК – максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному периоду осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и окружающую среду вредного действия, обнаруживаемого современными методами исследований.
Для атмосферного воздуха жилой зоны населенных пунктов устанавливаются 2 вида ПДК:
ПДК среднесуточная (ПДКС) – определяет допустимую степень загрязнения воздуха в течение длительного периода времени без строгого фиксирования его продолжительности. Она является основной и служит для предотвращения хронического неблагоприятного действия.
ПДК максимально разовая (ПДКР) – относится к 20 … 30–минутному интервалу времени, она определяет степень кратковременного воздействия примеси на организм человека.
Согласно действующему законодательству ни среднесуточная, ни максимально разовая концентрации не могут превышаться. Более того, при наличии в воздухе нескольких загрязняющих веществ с одинаковым механизмом вредного действия, необходимо учитывать их совместное присутствие.
|
|
|
Нормативными документами [3] официально установлены 52 группы веществ, обладающих суммацией вредного действия, для них дополнительно должно соблюдаться условие
где Сi – концентрация i–го вещества, мг/м3;
ПДКi – предельно допустимая концентрация i–го вещества, входящего в группу суммации, мг/м3;
n – количество веществ, образующих группу суммации.
Обеспечение нормативов качества атмосферного воздуха
В настоящее время основным способом ограничения загрязнения атмосферного воздуха считается установление для промышленных и иных объектов, загрязняющих атмосферу, научно обоснованных нормативов предельно допустимых выбросов.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) – масса выбросов вредных веществ в единицу времени (г/с, т/год) от данного источника с учетом выбросов аналогичных загрязнений от других источников (фона) и их рассеяния, создающая в приземном слое атмосферы концентрации, не превышающие ПДК для населения, растительного и животного мира.
|
|
|
Нормативы ПДВ устанавливаются для каждого выбрасываемого вещества, имеющего ПДК, для каждого конкретного источника выбросов и всего предприятия в целом.
Промышленные предприятия один раз в пять лет обязаны проводить повторную инвентаризацию своих источников и разрабатывать (актуализировать) проект нормативов ПДВ.
Для проектируемого или реконструируемого промышленного предприятия проект нормативов ПДВ входит в состав раздела «Охрана окружающей среды» Рабочего проекта.
Основные этапы разработки проекта нормативов ПДВ
Согласно установившийся практике разработка нормативов ПДВ проводится по следующей схеме.
1. Подготовительный этап. Он включает в себя сбор и анализ общих сведений о предприятии, изучение технологии производства с позиций выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, составление перечня и карты расположения источников выбросов, установление их геометрических размеров и др.
2. Инвентаризация выбросов – определение их количественных и качественных характеристик.
Для действующих предприятий инвентаризация должна проводится путем непосредственных инструментальных измерений.
|
|
|
Для проектируемых объектов, а также при отсутствии необходимой измерительной аппаратуры, допускается применение расчетного метода на основе отраслевых методик, разработанных и официально утвержденных в установленном порядке.
После завершения инвентаризации оформляются исходные данные для последующих экологических расчетов.
3. Расчетный этап является наиболее сложным и ответственным. В ходе его выполнения требуется решить ряд весьма непростых задач: определить максимально возможные уровни предельных концентраций загрязняющих веществ при разных направлениях и скоростях ветра в различных контрольных точках территории населенного пункта, оценить вклад в общее загрязнение отдельных источников, выбрать оптимальные природоохранные мероприятия и т.д.
В основу расчетов положена методика Госкомгидромета ОНД-86 [4]. Создаваемая на ее основе математическая модель процесса рассеяния загрязняющих веществ в атмосфере позволяет учесть и проанализировать влияние на него большого числа факторов: типа источника (точечный, линейный, площадный), климатических условий местности, физических параметров выбросов (температуры, аэродинамики), рельефа местности, геометрических характеристик источника (высоту, форму, размеры) и др.
|
|
|
Вполне очевидно, что решение поставленной задачи требует очень большого объема математических вычислений. Поэтому на основе этой методики было разработано несколько компьютерных программ, позволяющих автоматизировать математические расчеты.
Одной из наиболее известных и широко применяемых на практике является программ УПРЗА «Эколог» (унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы), версия 2.50. Программа составлена и реализуется фирмой «Интеграл» (г. Санкт-Петербург) и позволяет вести расчеты одновременно для 10 тысяч источников разных типов.
4. После завершения расчетного этапа проводится анализ полученных результатов. При этом возможны 2 варианта:
а) во всех расчетных точках населенного пункта максимальная приземная концентрация всех загрязняющих веществ индивидуально, а также с учетом суммации вредного действия, не превышает ПДКР. В этом случае в качестве нормативов ПДВ могут быть рекомендованы значения фактических выбросов загрязняющих веществ (г/с, т/год);
б) расчеты показывают превышение ПДКР в контрольных точках. В этом случае анализируются причины такого несоответствия, выявляется роль в этом отдельных источников загрязнения и разрабатывается план природоохранных мероприятий по достижению нормативов ПДК. Для проверки достаточности запланированных мероприятий проводят проверочный расчет рассеяния загрязняющих веществ с использованием скорректированных исходных данных.
Если по объективным причинам нормативы ПДК в короткий срок не могут быть достигнуты, предприятию могут установить временно согласованные выбросы (ВСВ), но с обязательной привязкой к плану поэтапного снижения выбросов в результате внедрения природоохранных мероприятий.
На основании утвержденных нормативов ПДВ либо ВСВ предприятию в установленном порядке выдается разрешение на выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, взимается плата за загрязнение.
Объемы выбросов, превышающие установленные нормативы, считаются сверхлимитными. За них устанавливается плата по повышенным тарифам.
Практическая часть
Разработка проекта ПДВ для реального промышленного предприятия – задача весьма непростая и очень объемная. Учитывая это, в данной работе, выполняемой исключительно в учебных целях, для повышения наглядности и облегчения понимания сути процесса, задача была максимально упрощена.
Студентам предлагается самостоятельно выполнить необходимые расчеты и разработать нормативы ПДВ для простейшего – «классического» случая – котельной, имеющей одиночный горячий источник выброса – дымовую трубу.
Постановка задачи
В рабочем поселке «N», расположенном в юго-западной части Башкортостана, планируется строительство котельной для снабжения теплом местного угольного разреза и жилого комплекса.
В ходе уточнения и привязки проекта к конкретным условиям требуется:
- произвести экологическую оценку вариантов работы котельной на разных видах топлива: буром угле (местное топливо), высокосернистом мазуте (Ишимбайский НПЗ) и природном газе;
- определить необходимую высоту дымовой трубы на разных видах топлива;
- разработать проекты нормативов ПДВ для всех видов топлива;
- уточнить (определить) размер требуемой санитарно-защитной зоны (ССЗ).
Исходные данные
Источник выбросов – дымовая труба котельной теплопроизводительностью 80 Гкал/час (4 котла по 20 Гкал/час), работающая по отопительному графику.
Численность населения поселка 10 тыс. человек, крупные промышленные предприятия отсутствуют. Местность ровная, открытая. Данные по проектируемой котельной приведены в табл. 1
Таблица 1
Параметрические данные по проектируемой котельной
| Параметры, обозначение | Ед. измерения | Значение |
| 1. Число дымовых труб, N | шт. | 1 |
| 2. Высота дымовой трубы, H | м | 40, 65, 90 |
| 3. Диаметр устья трубы, D | м | 2,0 |
| 4. Температура выхода газовоздушной смеси, tг | 0С | 140 |
| 5. Температура окружающего воздуха, tв | 0С | -20х) |
| 6. Коэффициент, зависящий от температурной стратификации, А | - | 160хх) |
| 7. Коэффициент рельефа местности, ŋр | - | 1,0ххх) |
| 8. Фоновое загрязнение атмосферыхххх): - пыль - оксиды серы (SO2) - оксиды азота (NO2) - оксид углерода (CO) | мг/м3 мг/м3 мг/м3 мг/м3 | 0,2 0,02 0,008 0,4 |
| 9. Масса выброса загрязняющих веществ: Mтв, MSO2, MNO2, MCO2 | г/с | принять по расчету |
| 10. Характеристика топлива | - | см. табл. 2 |
| 11. Максимально разовые предельно допустимые концентрации, ПДКР: - пыль - оксиды серы (SO2) - оксиды азота (NO2) - оксид углерода (CO) | мг/м3 мг/м3 мг/м3 мг/м3 | 0,5 0,5 0,085 5,0 |
х) – принята среднемесячная температура января, поскольку котельная работает по отопительному графику;
хх) – согласно п. 2.2 [4];
ххх) – согласно п. 2.1 [4], поскольку перепады высот на 1 км не превышают 50 м;
хххх) – рекомендуемые РД 52.04.186-89 значения для малых городов без крупных промышленных предприятий.
Исходные данные к расчету выбросов при работе котельной приведены в табл. 2.
Таблица 2
Исходные данные к расчету выбросов при работе котельной на разных видах топлива
|
Параметры, обозначения | Ед. измерения | Вид топлива | ||
| бурый уголь | мазут | природный газ | ||
| 1. Максимальный проектный расход топлива, В В' | г/с м3/с | 5300 - | 1975 - | - 1,31 |
| 2. Основные характеристики топлива: - зольность, Аr - содержание серы, Sr - теплота сгорания низшая, QHr - стехиометрический выход дымовых газов, S | % мас. % масс. г/м3 МДж/кг МДж/м3 м3/кг м3/м3 | 29,9 1,0 - 14,19 - 4,07 - | 0,14 2,5 - 39,99 - 11,0 - | 0,00 - 0,055 - 31,8 - 6,7 |
| 3. Технологические характеристики: - коэффициент избытка воздуха, α - коэффициент, учитывающий переход части золы во взвешенное состояние, χ - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителяхх) ηоз - доля оксидов серы, связываемых летучей золой, η'SO2 - доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителях, η''SO2 | - - - - - | 1,35 0,0035 0,85 0,1 0,00 | 1,15 0,010 0 0,02 0 | 1,1 - - - - |
| Продолжение табл. 2 | ||||
| 4. Теплотехнические коэффициенты: - потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания, q3 - потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания, q4 - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода, R - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1МДж тепла, КNO2 - коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов NO2 в результате применения технических решений, β | % % - г/МДж - | 0,75 4,5 1,0 0,23 0 | 0,5 0,5 0,65 0,11 0 | 0,5 0 0,5 0,11 0 |
х) – установка золоуловителей предусмотрена только в варианте работы котельной на буром угле
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 500; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!