Оценка степени воздействия выброса загрязняющего вещества на атмосферу для одиночного источника

4. Газообразные  вещества и пары

К газообразным загрязняющим веществам относят вещества, которые  при температурах и давлениях, обычных для приземного слоя атмосферы, находятся в газообразном состоянии. Основными газообразными загрязнениями являются оксиды серы SO₂, SO₃, сероводород H₂S, оксиды азота NO, NO₂, оксиды углерода СО, СO₂, аммиак NH₃.

В атмосфере загрязняющие вещества могут взаимодействовать  с кислородом, водой, между собой  с образованием опасных для биосферы продуктов. В частности, такое явление, как кислотные дожди (кислотные осадки), обусловлено присутствием в атмосфере главным образом оксидов серы и азота. Болезни и усыхания лесов при воздействии кислотных дождей наблюдались еще в 1841 году в районе промышленного центра Германии – города Рура. Термин «кислотные дожди» впервые применил в 1872 году английский химик Смит, изучавший выбросы промышленных предприятий в районе Манчестера. В настоящее время более широким является термин «кислотные осадки».

В отсутствие любых загрязнений  у дождевой воды обычно слабо кислая реакция (рН=5,6), что обусловлено растворением в ней углекислого газа из воздуха с образованием слабой угольной кислоты:

СO₂ + Н₂О = Н₂СО₃

Оксиды серы и азота  в загрязненной атмосфере постепенно реагируют с парами воды, образуя кислоты, которые выпадают на поверхность земли в виде кислотных осадков:

4NO₂ + O₂ + 2Н₂О = 4НNO₃  
2SO₂ + O₂ = 2SO₃ 
SO₃ + Н₂О = Н₂SO₄

Кислотными называют любые  осадки – дожди, туманы, снег, рН которых  имеет значение 5,5 и менее. Обычно кислотность осадков на две трети обусловлена серной кислотой и на одну треть – азотной кислотой. Значение рН осадков зависит от количества как кислот, так и воды, в которой они растворены. Туман и роса могут быть более кислыми, чем дождь. В туманах кислоты растворены в относительно небольшом количестве влаги. К кислотным осадкам относят также выпадение из атмосферы сухих кислых частиц. Так кислоты могут адсорбироваться на частицах оседающей пыли. Если такие сухие отложения накапливаются на поверхности растений, то при смачивании небольшим количеством влаги, например при выпадении росы, на загрязненной поверхности образуются сильные кислоты. Потому к кислотным осадкам можно отнести и кислотную росу.

Присутствие в атмосфере  аммиака приводит к подщелачиванию осадков вследствие образования  слабого основания – гидроксида аммония:

NH₃ + Н₂О = NH₄ОН

 Продукты реакций, образующиеся при взаимодействия загрязнений в атмосфере (вторичные загрязнения), в результате течения различных биосферных процессов переносятся в другие природные среды, воздействуют на живые организмы, являются часто причиной экологических кризисов. Загрязненный атмосферный воздух является значимым экологическим фактором, оказывающим глубокое влияние на состояние растительных организмов. Исследования разных авторов позволяют расположить некоторые из изученных газообразных загрязнений в следующий ряд по мере увеличения их негативного воздействия на растения: СО₂ < СО < N_xO_y < SO₂ < CI₂ < F₂.

 Газообразные загрязняющие вещества и пары ряда органических веществ при попадании в атмосферу могут вызывать разрушение озонового экрана – тонкого слоя озона, находящегося в стратосфере на высоте около 25 км от поверхности земли. Озоновый экран защищает поверхность земли от воздействия ультрафиолетового излучения. Если бы все ультрафиолетовое излучение, падающее на верхние слои атмосферы, достигало поверхности Земли, то вряд ли на ней сохранилась бы жизнь. К озоноразрушающим загрязнениям относится оксид азота NO:

NO + O₂ ® NO₂ + O 
O + O₃ ® 2O2

Разрушение озона может  также проходить при попадании  в атмосферу хлорфторуглеводороды (фреонов), широко используемых в технике и быту.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

БГТУ 00.00.ПЗ

 Разраб.

Корнеевец К.В.

 Провер.

Колесников

 Реценз.

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

Колесников

 

ЕСТЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И  ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТЕХНОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРЫ

Лит.

Листов

1

БГТУ 7221302812

Методики  расчетов промышленных выбросов в атмосферу

5. Основные  экологические термины и определения

Атмосферный воздух - жизненно важный компонент окружающей природной среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений.

Валовый выброс - масса загрязняющего вещества, поступающего в атмосферу в течение года от источника или совокупности источников загрязнения атмосферы.

Вредное (загрязняющее) вещество - химическое или биологическое вещество либо смесь таких веществ, которые содержатся в атмосферном воздухе и которые в определенных концентрациях оказывают вредное воздействие на здоровье человека и окружающую природную среду.

Временно согласованный выброс - временный лимит выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для действующих стационарных источников выбросов с учетом качества атмосферного воздуха и социально-экономических условий развития соответствующей территории в целях поэтапного достижения установленного предельно допустимого выброса.

Гигиенический норматив качества атмосферного воздуха - критерий качества атмосферного воздуха, который отражает предельно допустимое максимальное содержание вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе и при котором отсутствует вредное воздействие на здоровье человека.

Загрязнение атмосферного воздуха - поступление в атмосферный воздух или образование в нем вредных (загрязняющих) веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха.

Запыленность газа - массовая концентрация пыли в газе.

Инвентаризация выбросов - систематизация сведений о распределении источников на территории, количестве и составе выбросов.

 

Источник выделения загрязняющих веществ - объект (технологические установки, агрегаты, машины и т. д. или технологические процессы), в котором возникает и из которого выделяется загрязняющее вещество.

Источник загрязнения атмосферы (ИЗА) - объект, распространяющий загрязняющие атмосферу вещества.

Качество атмосферного воздуха - совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим нормативам качества атмосферного воздуха и экологическим нормативам качества атмосферного воздуха.

Концентрация примесей в атмосфере - количество вещества, содержащееся в единице массы или объема воздуха, приведенного к нормальным условиям.

Линейный источник - источник, выбрасывающий загрязняющие атмосферу вещества по установленной линии (например, аэрационный фонарь).

Массовый выброс - масса загрязняющего вещества, поступающего в атмосферу от источника загрязнения атмосферы в единицу времени (г/с).

Мощность выброса - количество выбрасываемого в атмосферу вещества в единицу времени.

Неорганизованный промышленный выброс - выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта.

Организованный промышленный выброс - промышленный выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы.

Ориентировочный безопасный уровень  воздействия загрязняющего атмосферу  вещества (ОБУВ) - временный гигиенический норматив для загрязняющего атмосферу вещества, устанавливаемый расчетным методом для целей проектирования промышленных объектов.

Очистка газа - отделение от газа или превращение в безвредное состояние загрязняющих атмосферу веществ.

Плоский источник - источник, выбрасывающий загрязняющие атмосферу вещества с установленной поверхности (например, площадка складирования сыпучих материалов).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) примеси в атмосфере - максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом.

ПДК загрязняющего вещества в атмосферном  воздухе - концентрация, не оказывающая в течение всей жизни человека прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни.

Предельно допустимая (критическая) нагрузка - показатель воздействия одного или нескольких вредных (загрязняющих) веществ на окружающую природную среду, превышение которого может привести к вредному воздействию на окружающую природную среду.

Предельно допустимый выброс - норматив предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы, других экологических нормативов.

Приземная концентрация примеси в  атмосфере - концентрация примеси в атмосфере, измеренная на высоте 1,5-2,5 м от поверхности земли.

Промышленный источник загрязнения  атмосферы - источник загрязнения атмосферы, в результате действия производственных процессов или взаимосвязанных с ними вспомогательных процессов, осуществляемых в территориально ограниченных производственных комплексах.

Разовая концентрация примеси в  атмосфере - концентрация примеси в атмосфере, определяемая по пробе, отобранной за 20-30 -минутный интервал.

Лимитирующий (определяющий) показатель вредности - характеризует направленность биологического действия вещества: рефлекторное и резорбтивное. Под рефлекторным действием понимается реакция со стороны рецепторов верхних дыхательных путей - ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания и т. п. Указанные эффекты возникают при кратковременном воздействии вредных веществ, поэтому рефлекторное действие лежит в основе установления максимальной разовой ПДК. Под резорбтивным действием понимают возможность развития общетоксических, гонадотоксических, эмбриотоксических, мутагенных, канцерогенных и других эффектов, возникновение которых зависит не только от концентрации вещества в воздухе, но и от длительности его вдыхания. С целью предупреждения развития резорбтивного действия устанавливается среднесуточная ПДК.

Среднесуточная концентрация примеси  в атмосфере - концентрация примеси в атмосфере, определяемая по среднесуточной пробе.

Среднесуточная проба воздуха - проба воздуха, отобранная в течение 24 ч непрерывно или с равными интервалами между отборами не менее 4 раз в сутки.

Стационарный источник - любой источник с организованным или неорганизованным выбросом, дислоцируемый или функционирующий постоянно (или временно) на территории объекта.

Степень очистки - отношение массы извлеченного из газа или прореагировавшего загрязняющего вещества к массе загрязняющего вещества, присутствовавшего в газе до очистки.

Точечный источник загрязнения  атмосферы - источник, выбрасывающий загрязняющие вещества из установленного отверстия.

Фоновая концентрация загрязняющего  атмосферу вещества -концентрация загрязняющего атмосферу вещества, создаваемая всеми источниками, исключая рассматриваемые.

Экологический норматив качества атмосферного воздуха - критерий качества атмосферного воздуха, который отражает предельно допустимое максимальное содержание вредных (загрязняющих) веществ  в атмосферном воздухе и при  котором отсутствует вредное  воздействие на окружающую природную  среду.

6. Расчет концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий

1. Общие положения

Нормы предназначены для  расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального  распределения концентраций.

Степень опасности загрязнения  атмосферного воздуха характеризуется  наибольшим рассчитанным значением  концентрации, соответствующим неблагоприятным  метеорологическим условиям, в том  числе опасной скорости ветра. Нормы  не распространяются на расчет концентраций на дальних (более 100 км) расстояниях  от источников выброса.

В зависимости от высоты Н устья источника выброса вредного вещества над уровнем земной поверхности указанный источник относится к одному из следующих четырех классов:

а) высокие источники, Н ³ 850 м;

б) источники средней высоты, Н = 10-50 м;

в) низкие источники, Н = 2-10 м;

г) наземные источники, Н £ 2 м.

Для источников всех указанных  классов в расчетных формулах длина (высота) выражена в метрах, время - в секундах, масса вредных веществ - в граммах, их концентрация в атмосферном  воздухе - в миллиграммах на кубический метр, концентрация на выходе из источника - в граммах на кубический метр.

При одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе  нескольких (n) веществ, обладающих в соответствии с перечнем, утвержденным Минздравом СССР, суммацией вредного действия, для каждой группы указанных веществ однонаправленного вредного действия рассчитывается безразмерная суммарная концентрация q или значения концентрации n вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, приводятся условно к значению концентрации с одного из них.