Характеристика некоторых аэрополютантов

1.1  Характеристика некоторых аэрополютантов

По ряду показателей, в первую очередь по массе и распространенности вредных эффектов, атмосферным загрязнителем номер один считают диоксид серы. Он образуется при окислении серы, содержащейся в топливе или в составе сульфидных руд. В связи с увеличением мощности высокотемпературных процессов и ростом парка автомобилей растут выбросы окислов азота. Поступление больших количеств SO₂ и окислов азота приводит к заметному снижению pH атмосферных осадков. Это происходит из – за вторичных реакций в атмосфере, приводящих к образованию сильных кислот (серной и азотной).

В атмосфере оказывается и ряд промежуточных продуктов указанных реакций. Растворение кислот в атмосферной влаге приводит к выпадению «кислотных дождей». В промышленных районах и в зонах атмосферного заноса окислов серы и азота pH дождевой воды колеблется от 3 до 5. Кислотные осадки особенно опасны в районах с кислыми почвами и низкой буферностью природных вод. В Америке и Евразии это обширные территории севернее 55º с.ш. Техногенная кислота, помимо прямого негативного действия на растения, животных и микрофлору увеличивает подвижность и вымывание почвенных катионов, вытесняет из карбонатов и органики почвы углекислый газ, закисляет воду рек и озер. Это приводит к неблагоприятным изменениям в водных экосистемах (Протасов В.Ф., Молчанов А.В., 1995).

На больших пространствах наблюдается деградация хвойных лесов, беднеет фауна водоемов.

Из естественных и антропогенных источников в атмосферу ежегодно поступают также сотни миллионов тонн аэрозолей. Аэрозоли антропогенного происхождения образуются при сжигании топлива, либо содержатся в промышленных выбросах. Минеральный состав аэрозолей антропогенного происхождения многообразен: оксиды железа и свинца, силикаты, сажа. Они содержатся в выбросах предприятий теплоэнергетики, черной и цветной металлургии, стройматериалов, а также автомобильного транспорта. Пыль, осаждающаяся в индустриальных районах, содержит до 20% оксида железа, 15% силикатов и 5% сажи, а также примеси различных металлов опасных для здоровья человека.

Основной аэрозоль атмосферы – сернистый ангидрид (SO₂), несмотря на большие масштабы его выбросов в атмосферу, является коротко живущим газом (4 – 5 суток). Выбросы сернистого ангидрида в приземном слое могут увеличить оптическую толщину атмосферы в видимых частях спектра, что приведет к некоторому уменьшению поступления солнечной радиации в приземном слое воздуха. Содержание этого вещества в атмосфере фоновых районов на территории России в холодный период года изменяется от 0,0046 мг/м³ на северо-западе до 0,001 мг/м³ в юго-восточной части региона. В теплый период года концентрации сернистого ангидрида в 2 – 8 раз ниже. Повышение концентраций зимой обусловлено ухудшением метеорологических условий рассеяния примесей, увеличением количества промышленных выбросов, замедлением химических процессов трансформации веществ при низкой температуре воздуха.

Наиболее опасен присутствующий в атмосфере пропионовый альдегид, который оказывает раздражающее воздействие на органы зрения и обоняния, является наркотиком, разрушающим нервную систему. Нервную систему поражают также фенольные соединения (Акимова Т.А.,2001).

1.2  Экологическое нормирование

Необходимость смены техногенного типа развития требует введения экологических ограничений или экологических нормативов. Экологическая техноёмкость территории и предельно допустимая техногенная нагрузка по существу являются универсальными территориальными экологическими нормативами, предназначенными для регламентации хозяйственной деятельности.

Вся сфера экологического нормирования и стандартизации, особенно связанная с техногенным загрязнением среды, так или иначе опирается на гигиенические нормы и использует установленные предельно допустимые концентрации (ПДК), предельно допустимые дозы (ПДД) или предельно допустимые уровни (ПДУ) вредных агентов. ПДК – это та наибольшая концентрация вещества в среде и источниках биологического потребления (воздухе, воде, почве, пище), которая при более или менее длительном действии на организм – контакте, вдыхании, приеме внутрь – не оказывает влияния на здоровье и не вызывает отдаленных эффектов (не сказывается на потомстве и т.п.). Поскольку возможный эффект зависит от длительности действия, особенностей обстановки, чувствительности реципиентов и других обстоятельств, различают ПДК среднесуточные (ПДК _СС), максимальные разовые (ПДК _мр), ПДК рабочих зон (ПДК _рз). В настоящее время установлены ПДК нескольких тысяч индивидуальных веществ в разных средах и для разных реципиентов.

ПДК не являются международным стандартом и могут несколько различаться в разных странах, что зависит от методов определения и спецификации.

Многие загрязняющие вещества, содержащиеся в выбросах и стоках предприятий и других источников загрязнения, обладают сходным токсикологическим действием на живые организмы. Кроме того, ряд веществ может усиливать свою токсичность в присутствии других. Это явление называют эффектом суммации вредного действия и его необходимо учитывать при нормировании.

На основании величин ПДК с помощью специальных программ вычисляются значения предельно допустимых эмиссий – предельно допустимые выбросы в атмосферу (ПДВ), предельно допустимые сбросы в водоёмы (ПДС) тех или иных веществ, выделяемых конкретными источниками данной территории. При этом учитываются характеристики источников и условия распространения эмиссий. ПДВ уже непосредственно регламентируют интенсивность и качество технологических процессов, являющихся источником загрязнения, и приобретают свойство экологических нормативов.

ПДВ – это масса выбросов вредных веществ в единицу времени от данного источника или совокупности источников загрязнения атмосферы города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, создающая приземную концентрацию, не превышающую ПДК для населения, растительного и животного мира.

Разработка нормативов ПДВ основывается на материалах инвентаризации имеющихся источников загрязнения атмосферы и результатах расчетов технологических, вентиляционных и иных выбросов загрязняющих веществ с учетом их рассеивания в атмосфере. На процесс рассеивания промышленных выбросов влияет много факторов: состояние метеорологических условий, рельеф местности, физические и химические свойства выбрасываемых веществ, расположение, высота и конструктивные особенности источников загрязнения. Основным нормативным документом, регламентирующим расчет рассеивания выбросов и определение величин ПДВ для промышленных предприятий, является «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД – 86» (Протасов В.Ф., Молчанов А.В., 1995).

Глава 2. Общая характеристика предприятия

ИП Д.В. Баев арендует нежилое помещение – существующий колбасный цех литер «Э» у Астраханского Облрыболовпотребсоюза без изменения технологического процесса по договору от 01.02.2005г.

Астраханский Облрыболовопотребсоюз образовался в 1988 году со всеми вспомогательными производствами и имел проект норматива предельно-допустимых выбросов.

В настоящее время Астраханский Облрыболовопотребсоюз сдаёт в аренду вспомогательные производства с неизменностью их технологического процесса. Основным видом деятельности предпринимателя Баева Д.В. является производство колбасных изделий.

Производственная площадка предприятия расположена в Советском районе города Астрахани.

Предприятие граничит с северо-востока с территорией «Спецавтохозяйства», с юга-запада с территорией строительной площадкой ЖБИ, с севера находится пустырь и далее на расстоянии 200м территория «Союзэлектрогаз» (Приложение 1).

Жилая зона не входит в санитарно-защитную зону предприятия.

Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 санитарно-защитная зона от границ предприятия составляет 300 м.

2.1.Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы

Основным видом деятельности колбасного цеха предпринимателя Баева Д.В. является производство колбасных изделий разных сортов и видов.

Для производства колбасных изделий используют коптильно-варильные камеры U2100/1EL-C, в которых опилки доводятся до состояния тления электротенами. Коптильные камеры (источник 0001) с дымовыми газами выбрасывают в атмосферу следующие вредные вещества: углерод черный (сажа), сернистый ангидрид, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, аммиак, фенол, диоксид углерода, диоксид серы (Таблица 2).

Таблица 2

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу

Код вещества	Наименование вещества	ПДКм.р., мг/м3	ПДКс.р., мг/м3	ОБУВ мг/м3	Класс опасности	Выброс, г/сек	Выброс, т/год
0328	Углерод черный	0,15	0,05	0,00	3	0,0010	0,002074
0330	Сернистый ангидрид	0,50	0,05	0,00	3	0,0003	0,00078
0337	Оксид углерода	5,00	3,00	0,00	4	0,0695	0,162209
0301	Диоксид азота	0,085	0,04	0,00	2	0,0012	0,004292
0304	Оксид азота	0,40	0,06	0,00	3	0,0002	0,000967
0303	Аммиак	0,20	0,04	0,00	4	0,0002	0,000415
1071	Фенол	0,20	0,04	0,00	2	0,0040	0,008294
1314	Альдегид пропионовый	0,01	0,00	0,00	3	0,0030	0,006221

Эффектом суммации обладают:

1.  Группа № 6009 – азота диоксид и серы диоксид

2.  Группа № 6010 – азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид и фенол

3.  Группа № 6038 – серы диоксид, фенол

Глава 3. Материалы и методы

3.1 Методы

Расчет рассеивания приземных концентраций произведен по программе УПРЗА «ЭКОЛОГ» версии 2.55 фирмы «Интеграл» г. Санкт – Петербурга.

Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200 – 03 санитарно – защитная зона берется от границ территории промплощадки и составляет 300 м.

Санитарно – защитная зона представлена на «Ситуационной карте схеме» (Приложение 1).

3.2 Материалы

Расчеты выполнены в городской системе координат. Для расчета выбрана система координат, в которой ось «Y» совпадает с направлением на север, ось «Х» - с направление на восток

За «0» в основной системе координат принят угол пересечения улиц Восточная и Дорожная.

Расчетная площадка выбрана с учетом территории мясоперерабатывающего предприятия, санитарно – защитной зоны и жилой застройки размером 1000м*1000м с шагом по длине и ширине 50м.

При расчете заданы следующие скорости ветра: 0,5 м/с; 3,6 м/с; 10,3 м/с.

Расчетная площадка имеет координаты:

Х1 = 0; Y1 = 500; X2 = 1000; Y2 = 500.

Жилая застройка не входит в санитарно – защитную зону предприятия, поэтому контрольные точки взяты на ССЗ

1.  т.1 с координатами: х = 490, у = 520

2.  т. 2 с координатами: х = 510, у = 585

3.  т. 3 с координатами: х = 525, у = 575

4.  т. 4 с координатами: х = 495, у = 535

Результаты расчета на ЭВМ приведены в виде карт рассеивания загрязняющих веществ в воздушном бассейне в районе расчетной площадки, включающей территорию предприятия, санитарно – защитную зону.

Распределение приземных концентраций в зоне влияния предприятия приведено на распечатках в виде таблицы и карт рассеивания.

загрязнение атмосфера промышленный выброс

Глава 4. Результаты

В мясоперерабатывающем цехе в коптильном отделении установлены 2 коптильные камеры производительностью 300 кг каждая. Одновременно работают 2 коптильные камеры типа U2100/1EL – C. Выброс осуществляется через трубу

d = 0,16 м, H = 5 м

вытяжной вентиляцией производительностью 400 м3/час.

В году 192 рабочих дней. Время работы камеры в смену 3 часа.

Максимальный выброс вредных веществ определяется по формуле:

M = (n₁*k₁ + n₂*k₂ ……)*10^-3,

где: k₁,k₂…. – удельные показатели выбросов вредных веществ от отдельных типов оборудования

n₁,n₂… - количество дымогенераторов данного типа.

Годовой выброс вредных веществ M^г (т/год) рассматривают с учетом продолжительности работы оборудования Т (час/год).

Подставляя данные в формулу определяем максимально – разовые выбросы:

М = (2 * 2) * 10^-3 = 0,004000 г/сек (оксид углерода)

М = (2 * 0,5) * 10^-3 = 0,000800 г/сек (диоксид азота)

М = (2 * 0,5) * 2 * 10^-3 = 0,000130 г/сек (оксид азота)

М = (2 * 0,1) * 10^-3 = 0,000200 г/сек (диоксид серы)

М = (2 *0,5) * 10^-3 = 0,001000 г/сек (углерод черный)

М = (2 * 0,1) * 10^-3 = 0,000200 г/сек (аммиак)

М = (2 * 2) * 10^-3 = 0,004000 г/сек (фенол)

М = (2 * 1,5) * 10^-3 = 0,003000 г/сек (пропионовый альдегид)

Подставляя данные в формулу определяем валовые выбросы

Т = 192 * 3 = 576 час/год

M^r = (2 * 2) * 576) * 3, 6 * 10^-6 = 0,008294 т/год (оксид углерода)

M^r = (2 * 0, 5) * 576) * 3, 6 * 10^-6 = 0,001659 т/год (диоксид азота)

M^r = (2 * 0, 5) * 576 * 3, 6 * 10^-6 * 2 = 0,000539 т/год (оксид азота)

M^r = (2 * 0, 1) * 576) * 3, 6 * 10^-6 = 0,000415 т/год (диоксид серы)

M^r = (2 * 0, 5) * 576) * 3, 6 * 10^-6 = 0,002074 т/год (углерод черный)

M^r = (2 * 0, 1) * 576) * 3, 6 * 10^-6 = 0,008294 т/год (фенол)

M^r = (2 * 1, 5) * 576) * 3, 6 * 10^-6 = 0,006221 т/год

Источник выброса организованный.

По группам суммации 6009, 6010 и 6038 также произведен расчет на ЭВМ. По остальным веществам: углерод черный, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, аммиак, оксид углерода на ЭВМ производить нецелесообразно, т.к. C_m/ПДК<1 (таблица 3), поэтому в этом случае ПДВ принимается на уровне фактических величин. Как показали выполненные на ЭВМ расчеты, по всем веществам превышения ПДК не наблюдается во всех расчетных точках. Выбросы источников по группам суммации отражены в таблице 4.

Таблица 3 Выбросы источников по веществам

Вещество	№ площадки	№ цеха	№ ист ка	Тип	Учет	Выброс (г/с)	F	Cm/ПДК	Хm	Um (м/с)
301Азота оксид	0	0	1	1	%	0,0008	1	0,0251	23,94	0,6732
303 Аммиак	0	0	1	1	%	0,0002	1	0,0063	23,94	0,6732
328 Углерод черный (сажа)	0	0	1	1	%	0,001	3	0,1255	11,97	0,6732
330 Сера диоксид	0	0	1	1	%	0,0002	1	0,0025	23,94	0,6732
337 Углерод оксид	0	0	1	1	%	0,004	1	0,005	23,94	0,6732
1071 Фенол	0	0	1	1	%	0,004	1	2,5092	23,94	0,6732
1314 Пропаналь	0	0	1	1	%	0,003	1	1,8818	23,94	0,6732

Где: учет - % - источник учитывается с исключением из фона;