Состояние атмосферы Оренбургской области.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 16Следующая ⇒

Особенно высокое загрязнение атмосферного воздуха наблюдается в промышленных городах области, где находятся предприятия энергетической, нефтехимической, металлургической и газоперерабатывающей промышленности. По данным Оренбургского гидрометеоцентра, средние концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе превышают ПДК по пыли, диоксиду азота, по фенолу, аммиаку в различных городах.

Наибольшие выбросы в воздушный бассейн вносят стационарные источники предприятий, на их долю приходится 80%.

Большое влияние на загрязнение атмосферного воздуха оказывают вещества, обладающие эффектом суммации, - пятиокись ванадия и диоксид серы; диоксид серы и аэрозоль серной кислоты, диоксид серы и сероводород; диоксид серы и фенол; диоксид серы и фтористый водород; оксид углерода и пыль цементного производства.

Наиболее загрязненными территориями в Оренбургской области являются: Орско-Новотроицкий, Медногорско-Кувандыкский, Гайский промузлы, где сосредоточены предприятия черной, цветной металлургии, химической, нефтеперерабатывающей, горнодобывающей промышленности. На долю этого региона приходится 74 % загрязняющих веществот выбросов стационарных источников области.

Основными загрязнителями Восточного региона являются: ОАО “Носта” – 15 %, ООО “Южполиметалл” – 25%, ОАО “Оренбургэнерго” – 4%, ООО “Медногорский медно-серный комбинат – 18%, ООО”Оренбурггазпром ” – 9%.

Тема 2: Нормирование качества атмосферы.

Уровень загрязнения атмосферы обычно характеризуется значениями приземных концентраций различных ингредиентов, измеренными на пунктах наблюдения загрязнения (ПНЗ), расположенных в различных частях города. Для выражения степени загрязнения атмосферного воздуха как унифицированные единицы приняты мкг/м³ или мг/м³.

Чтобы оценить степень загрязненности атмосферы, средние и максимальные концентрации веществ нормируются на величину средней (максимальной) концентрации для большого региона или на санитарно-гигиенический норматив, например на предельно допустимую концентрацию (ПДК). Причем ПДК загрязняющих веществ в воздухе жилых застроек во много раз меньше, чем ПДК для тех же веществ в воздухе промышленных предприятий. Различают среднесуточные (ПДКсс) и максимально разовые (ПДКмр) концентрации. Значения среднесуточных ПДК введены для учета вероятности длительного воздействия вредных веществ на организм человека и обеспечивают предупреждение общетоксического, канцерогенного и другого воздействия при неограниченно длительном вдыхании.

Производными от ПДК являются нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. Предельно допустимые выбросы – предельное количество вредного вещества, разрешаемое к выбросу от данного источника, которое не создает приземную концентрацию, опасную для людей, животного и растительного мира. Значения ПДВ определяются для каждого источника загрязнения. При расчете учитывают фоновые концентрации вредных веществ в воздухе Сф и концентрации вредных веществ от остальных источников загрязнения С, сумма которых должна быть меньше или равна ПДК, т.е.

С+Сф£ПДК

При совместном присутствии в воздухе нескольких веществ со своими значениями ПДК с концентрацией Сi (i=1, 2, 3, …, n) их суммарная концентрация должна удовлетворять следующему условию:

(С₁/ПДК₁)+(С₂/ПДК₂)+…+(С_m/ПДК_m )£1

где С₁, С₂, С_m – фактические концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе

ПДК₁, ПДК₂, ПДК_m – предельно допустимые концентрации тех же вредных веществ в атмосферном воздухе.

В настоящее время в разных странах разработаны и используются на практике разнообразные индексы загрязнения. Можно выделить группу индексов, основанных на измерении численного значения физических показателей для определения загрязнения атмосферного воздуха. К этой группе индексов загрязнения можно отнести предложенный Ричем, так называемый, «индекс продуктов сгорания» СРJ, представляющий собой отношение общего количества топлива, сжигаемого в данном районе страны, к объему воздуха, в котором происходит рассеивание. Этот метод можно применить только к тем районам, где основной вклад в загрязнение атмосферы вносят выбросы пыли от сжигания топлива.

В 1975 г. в Канаде Инхабером был предложен индекс загрязнения, основанный на данных о видимости. Расчетная формула при этом имеет вид:

FQJ_i=V_i/2V_ср,

где V_i - видимость в i-ом районе;

V_ср - видимость в «чистом воздухе», получаемая путем определения данных наблюдений за 10-летний климатологический ряд на северных станциях Канады.

Основным недостатком этих индексов является то, что они не учитывают выбросы в атмосферу таких продуктов сгорания, как СО, SO₂, NO_х и т. д.

Ко второй группе индексов, которая основана на измерении численного значения химических показателей, можно отнести индекс АРJ. Он основан на проводимых один раз в день измерениях содержания в воздухе сернистого газа, окиси углерода, аммиака, альдегидов и частиц пыли. Расчетная формула имеет вид:

АРJ = SО₂ + СО + 10N₃ + 10 альдегиды + 20 пыль

Здесь концентрации примесей берутся в рmm, а содержание пыли в млн. частиц на 1 кубический фут.

В Окридже (США) в 1971 г. разработано два индекса, в основу которых положена эмпирическая связь между уровнями загрязнения и стандартами качества воздуха. Первый из индексов (QRAQJ₁) используется в том случае, если число измеряемых примесей меньше 5, при n =5используется индекс QRAQJ₂. При этом измеряются следующие вещества: СО, SО₂, NО_Х, О_х и количество осажденной пыли.

QRAQJ₁=(5,7´S(C_i/S_i))^1,37,

QRAQJ₂=(39,02´S(C_i/S_i))^0,967,

где С_i - концентрация i-ой примеси;

S_i - стандарт качества воздуха.

Коэффициенты и показатели степени в формулах выбраны такие, что при численном значении индекса QRAQJ=10 предполагается, что воздух незагрязненный. При QRAQJ=100 – что все измеряемые примеси достигают установленного стандарта качества воздуха.

Индекс MAQJ, основанный на учете вторичных стандартов качества воздуха

где J_S - индекс загрязнения атмосферы SO₂;

J_C - индекс загрязнения атмосферы СО;

J_п -индекс загрязнения атмосферыпылью;

J_o - индекс загрязнения атмосферы оксидантами;

J_N - индекс загрязнения атмосферы NО₂.

Наряду с разработанным индексом MAQJ был предложен для практического использования максимальный индекс EVJ:

где Е – экстремальное значение индексов СО, SO₂, пыли и фотохимических оксидантов.

В основу индекса PSJ положены стандарты качества воздуха для каждой примеси и критерии, определяющие эпизоды опасного загрязнения для здоровья людей. Уровни загрязнения воздуха и численные значения индексов PSJ приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Степень качества атмосферного воздуха в зависимости от численного значения индекса.

Численное значение	Степень качества воздуха	Концентрация (мкг/м³)
		пыль (24ч)	SО₂ (24ч)	СО (8ч)	O₃ (1ч)	NО₂ (1ч)
500	Значительная	1000	2620	57,5	1200	3750
400	Критическая	875	2100	46,0	1000	3000
300	Предупреждающая	625	1000	34,0	800	2260
200	Тревожная	375	800	17,0	400	1130
100	Стандартная	260	365	10,0	160	-
50	50 % - стандартная	75	80	5,0	80	-
0	---------	0	0	0	0	-

Все описанные выше индексы использовались для характеристики загрязнения атмосферы небольшим количеством примесей.

В СССР при разработке методов краткосрочного прогноза загрязнения атмосферы использовался параметр Р, характеризующий повторяемость случаев, когда концентрация превышала средний уровень загрязнения воздуха этими примесями в 1,5 раза:

P=m/n

где n - общее число наблюдений;

m - количество случаев с концентрацией примесей, превосходящих среднее значение в 1,5 раза.

Этот индекс является относительной характеристикой загрязнения из-за различной нормировки на среднее значение и поэтому не может использоваться для сравнительного анализа различных районов страны. Э. Ю. Безуглой был разработан индекс ИЗА.

где - средний уровень загрязнения i-ой примесью в городе;

с - в целом по стране.

Этот индекс удобен для сравнения уровней загрязнения воздуха различных городов, но с каждым годом величины ИЗА оказываются несопоставимыми из-за нормировки на разные с.

Для количественной оценки степени загрязнения атмосферного воздуха М. А. Пинигиным разработаны специальные номограммы, представляющие собой индексы загрязнения, выраженные в графическом виде. С помощью этих номограмм оценивается опасность фактического загрязнения в зависимости от кратности превышения ПДК, класса опасности вещества и степени осреднения концентрации. В соответствии с этими номограммами концентрации веществ оцениваются по трем степеням: вызывающие опасения (настораживающие), опасные и чрезвычайно опасные. При этом в качестве нижней границы чрезвычайно опасной концентрации принята ПДК вещества в воздухе рабочих зон.

Степень опасности загрязнения устанавливается по кратности превышения среднесуточной ПДК за определенный промежуток времени (20 - 30 минут, сутки, месяц, год) по фактическим концентрациям вредных веществ. Эти номограммы могут быть использованы и для количественной оценки суммарного загрязнения атмосферного воздуха несколькими веществами. С этой целью степень опасности загрязнения веществами, относящимися к разным классам опасности, стандартизуют по одному какому-либо классу. В качестве такого нормирующего (стандартного) класса принимают третий класс, поскольку в него входит преобладающее число веществ, загрязняющих атмосферный воздух.

В случае необходимости, при одновременном присутствии вредных веществ в атмосфере, обладающих комбинированным действием, может быть рассчитан комплексный индекс загрязнения:

где т - номер пары веществ;

- число возможных пар N веществ;

0,5(С_i + C_j)_m - средняя концентрация mпары веществ, концентрации которых предварительно приведены к третьему классу опасности;

i, j - номера примесей, участвующих в комбинированном действии;

а_т - коэффициент, характеризующий эффект комбинированного действия (в случае независимого действия вещества а_т = 0, при суммировании а_т = 1, при потенцировании а_т > 1 и в случае антагонизма а_т < 1).

В Канаде предложен индекс АQJ₂, основанный на данных суммарного выброса пыли, сернистого газа к данным о численности населения. При этом все территория Канады была разбита на ряд районов, для которых и определялся индекс

где SМ - сумма выбросов пыли и сернистого газа;

Р - население данного района;

и - аналогичные характеристики для Канады в целом.

Этот индекс учитывает относительный вклад каждого района в общий уровень загрязнения воздуха рассматриваемых примесей.

Существует также индекс в виде безразмерного параметра, меняющегося от 0 до 100, основанный на данных наблюдений за концентрацией сернистого газа и задымленности воздуха с учетом их комплексного действия на здоровье человека:

где - концентрация сернистого ангидрида в ррm;

СОН - задымленность воздуха, выраженная через коэффициент прозрачности.

Уровень в 100 единиц считается очень опасным и предписывается действию суммы концентраций сернистого ангидрида и твердым частицам. Формула, определяющая данный индекс, является эмпирической и не учитывает содержание в воздухе других примесей.

Вместе с тем, этот индекс является одним из первых, с помощью которого была сделана попытка установить непосредственную зависимость между загрязнением атмосферы и здоровьем населения.

П. Бабкок разработал индекс общего загрязнения воздуха (РJ), который суммирует вклад основных загрязняющих веществ (пыль, SO₂, NО₂, СО, углеводороды), а также учитывает действие первичного и вторичного озона и синергизм системы «SO₂ - твердые частицы». Относительная токсичность веществ учитывается путем деления исходных концентраций веществ на их допустимые уровни. Степень образования озона при фотохимических реакциях углеводородов пропорциональна солнечной радиации и образованный уровень концентрации озона вместе с первичным учитывается по допустимому уровню для озона. В этом методе расчета индекса наряду с учетом относительной токсичности каждого вредного вещества учитываются также взаимодействие примесей и влияние солнечной радиации.

В 1982 г. в СССР Нестеровой С. Н. был предложен комплексный индекс загрязнения, в основу расчета которого положены данные о массе выбросов веществ и степени их токсичности, в зависимости от класса опасности

где, a_i- коэффициент, зависящий от класса опасности (a₁=1000, a₂=100, a₃= 10, a₄=1);

М_i-масса выбрасываемого вещества.

При расчете этого индекса учитывается как количество выбрасываемых примесей, так и степень их опасности.

В воздушной среде содержится целый ряд различных химических веществ, имеющих различный уровень концентрации. Одним из первых «интегрально-индикаторных» показателей, с помощью которого можно было проводить общую гигиеническую оценку загрязнения воздуха стал индекс разработанный Бушем и Ноттаджем. Авторы предложили использовать измерение концентрации СО₂ для оценки загрязнения атмосферы примесями СО, NО, NО₂, О₃. В основе метода лежит положение о том, что при сжигании любого вида топлива СО₂ образуется совместно с другими продуктами сгорания в более или менее стандартных пропорциях. Путем статистической обработки найдена зависимость между уровнем содержания СО₂ в среднем за сутки и другими примесями.

В СССР был разработан, так называемый, «озонный индекс» (Р_0з ) в основу которого положено, что при распаде озона происходит окисление большинства неорганических и органических веществ, в частности NО, NН₃, SO₂, H₂S, СО, альдегидов, спиртов, аминов и т. д.

Наиболее предпочтительными индексами являются те, которые опираются на стандарты качества воздуха, хотя при их расчете (за исключением индекса/) неявно предполагается, что для разных примесей одинаковое превышение стандарта одинаково опасно, т. е. не учитывается токсичность примесей. Кроме того, если для малотоксичной примеси отношение q/ПДКвелико, то данные индекса загрязнения атмосферы мало чувствительны к изменению концентрации прочих примесей.

Степень загрязнения атмосферы определяется сравнением статистических характеристик, описывающих концентрации вредного вещества с санитарно-гигиеническими нормативами для атмосферного воздуха населенных мест.

Сочетание нескольких показателей, определяющих уровень загрязнения атмосферы, выбросы вредных веществ и климатические условия распространения примесей в атмосфере, позволяющие отразить особенности загрязнения атмосферы в заданном физико-географическом районе, представляет собой интегральный показатель загрязнения атмосферы.

Интегральным показателем может быть выражена величина относительного ущерба от загрязнения атмосферы, связывающая комплексный индекс загрязнения атмосферы с площадью, подверженной воздействию загрязнения, или численностью населения, находящегося на этой площади.

Исследователями для оценки качества воздуха используется индекс загрязнения атмосферы (И3A=J), который рассчитывается через массу примеси в атмосфере по формуле

где n - количество примесей в воздухе населенного пункта.

a_i - безразмерная константа, позволяющая соотнести степень вредности i-того вещества с вредностью диоксида серы (III класс опасности). Значения для токсикантов 1; 2; 3 и 4 классов опасности соответственно равны 1,7; 1,3; 1,0 и 0,9.

Индекс загрязнения атмосферы, рассчитанный но формуле (1.1), показывает во сколько раз суммарный уровень загрязнения атмосферы превышает допустимые значения. Показатель индекса загрязнения атмосферы косвенно учитывает влияние метеоусловий на состояние атмосферы, но он не учитывает влияния выбросов предприятий и рельефа местности на нее в данной точке города.

Дополнительным критерием оценки степени загрязнения атмосферы служит относительный комплексный индекс насыщения загрязнения атмосферы вредными веществами, концентрация которых превышает ПДК (J₀)- Для одного поста наблюдений или города в целом J₀рассчитывается по формуле:

J₀=K/m

где К - число примесей, максимум концентрации которых превышает ПДК;

m - количество примесей, измеряемых по программе наблюдений.

Для удобства этот индекс записывается в виде простой дроби, числитель которой равен общему количеству измеряемых примесей, превышающих ПДКс.с., азнаменатель равен общему количеству измеряемых примесей.

Для оценки влияния выбросов вредных веществ предприятий используется категория опасности предприятия (КОП), которая учитывает суммарную массу выбросов вредных веществ в атмосферу от предприятия, приведенную к одному классу опасности

КОП= =

где Мi - количество выбросов i-той примеси атмосферу, т/год;

ПДКi - среднесуточная ПДК i-того вещества в атмосфере населенного пункта, мг/м³;

КОВ – категория опасности вещества, выбрасываемого в атмосферу города или населенного пункта, м³/с.

По величине значения категории опасности предприятия делят на четыре категории. Граничные условия для деления предприятий по категории опасности приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Граничные условия для деления предприятий по категории опасности

Категория опасности предприятия	Значения КОП
I	КОП³31,7*10⁶
II	31,710⁶>КОП³31,710⁴
III	31,710⁴>КОП³31,710³
IV	КОП<31,7*10³

К первой категории опасности относятся предприятия со значениями КОП³31,7*10⁶. Это предприятия, имеющие значительные валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу или значительные валовые выбросы загрязняющих веществ первого класса опасности.

Ко второй категории опасности относят предприятия со значением 31,7*10⁶ >КОП³31,7*10⁴. Суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу составляет 30-35 % общих городских выбросов.

К третьей категории опасности относят предприятия со значениями 31,7*10⁴>КОП³31,7*10³. На их долю приходится 10-15 % общих городских выбросов.

К четвертой категории опасности относят предприятия при значении КОП <31,7* 10³. Эта группа объединяет самые мелкие предприятия с небольшими выбросами вредных веществ в атмосферу. В целом по городу на их долю приходится от 1 до 5 % общих городских выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Степень загрязнения атмосферы можно оценить за различные периоды Т (месяц, год).

Основным достоинством этого метода оценки загрязнения атмосферы является возможность:

определения степени загрязнения атмосферы различными загрязняющими веществами одним числом;

оценка степени загрязнения атмосферы через нормативные значения гигиенических показателей (ПДК);

сравнения степени загрязнения атмосферы как различных городов, так и в одном городе в разных районах и за разные сезоны.

Следовательно, все комплексные показатели являются необходимыми для оценки качества атмосферы и прогнозирования уровня ее загрязнения.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 595; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!