СТАНДАРТЫ ПО КАЧЕСТВУ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА, ОПАСНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Для количественной оценки содержания примеси в атмосфере используется понятие концентрации — количества вещества, содержащегося в единице объема воздуха, приведенного к нормальным условиям.
Качество атмосферного воздуха — это совокупность его свойств, определяющая степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом. Качество атмосферного воздуха может считаться удовлетворительным, если содержание примесей в нем не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК). ПДК — это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и на окружающую среду в целом прямого или косвенного воздействия, включая отдаленные последствия.
Под прямым воздействием понимается нанесение организму человека временного раздражающего действия, вызывающего ощущение запаха, кашель, головную боль. При накоплении в организме вредных веществ выше определенной дозы могут возникать патологические изменения отдельных органов или организма в целом.
Под косвенным воздействием понимаются такие изменения в окружающей среде, которые, не оказывая вредного влияния на живые организмы, ухудшают обычные условия обитания: поражаются зеленые насаждения, увеличивается число туманных дней и т.д.
Основным критерием установления нормативов ПДК для оценки качества атмосферного воздуха является воздействие содержащихся в воздухе загрязняющих примесей на организм человека.
Для оценки качества атмосферного воздуха установлены две категории ПДК: максимально разовая (ПДКмр) и среднесуточная (ПДКСХ).
ПДКмр — основная характеристика опасности вредного вещества. Она установлена для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, световой чувствительности, биоэлектрической активности головного мозга) при кратковременном воздействий атмосферных примесей. По данному нормативу оцениваются вещества, обладающие запахом или воздействующие на другие органы чувств человека.
ПДКС с — установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека. Вещества, оцениваемые по этому нормативу, обладают способностью временно или постоянно накапливаться в организме человека.
В настоящее время по нормативам ПДК оценивается более 1000 веществ, которые могут попадать в атмосферный воздух. ПДК наиболее распространенных загрязняющих веществ приведены в табл. 8.3.
Таблица 8.3 — Предельно допустимые концентрации наиболее распространенных веществ, мг/м3
| Загрязняющее вещество | ПДКм.р | ПДКс.с. |
| Азота диоксид | 0,085 | 0,04 |
| Азота оксид | 0,4 | 0,06 |
| Ангидрид серный | 0,5 | 0,05 |
| Аммиак | 0,2 | 0,04 |
| Бензапирен | 0,1 мкг/100 м3 | |
| Взвешенные вещества | 0,5 | 0,15 |
| Ртуть металлическая | — | 0,0003 |
| Свинец и его соединения | — | 0,0003 |
| Углерода оксид | ||
| Угольная зола ТЭС | 0,05 | 0,02 |
| Формальдегид | 0,035 | 0,003 |
| Хлор | 0,1 | 0,03 |
Перечень веществ, содержание которых в атмосферном воздухе нормируется, постоянно пополняется. Установлены временные нормативы ПДК загрязняющих веществ для древесной растительности (ПДКд) (табл. 8.4).
Таблица 8.4 — Нормативы ПДКд, мг/м 3
| Примеси в атмосферном воздухе | ПДКдм.р | ПДКдс, |
| Азота оксид (в пересчете на NO2) | 0,04 | 0,02 |
| Аммиак | 0,1 | 0,04 |
| Бензол | 0,1 | 0,05 |
| Метанол | 0,2 | 0,1 |
| Пары серной кислоты (H2SO4) | 0,1 | 0,03 |
| Сернистый ангидрид | 0,3 | 0,02 |
| Сероводород | 0,008 | 0,008 |
| Твердые частицы (пыль) | 0,2 | 0,05 |
| Циклогексан | 0,2 | 0,2 |
| Формальдегид | 0,2 | 0,003 |
| Фтористые соединения (в перерасчете на фтор) | 0,02 | 0,005 |
Если вещество оказывает на окружающую природную среду вредное действие в меньших концентрациях, чем на человека, то при нормировании исходят из порога действия этого вещества на окружающую природу. Воздействие веществ, для которых не установлены ПДК, оценивается по ориентировочному безопасному уровню воздействия загрязняющего атмосферу вещества (ОБУВ). ОБУВ — временный гигиенический норматив для загрязняющего атмосферу вещества, устанавливаемый расчетным методом для целей проектирования промышленных объектов.
Нормативы ПДК для атмосферного воздуха являются едиными для всей территории Беларуси. Установленные в других странах ПДК могут отличаться в большую или меньшую сторону. Например, в США установлена ПДКмр для S02 — 0,75 мг/м3, в Украине — 0,5 мг/м3. Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, а также для зон отдыха городов ПДК установлена на 20 % меньше, чем для жилых районов.
Некоторые вещества при одновременном присутствии в атмосферном воздухе обладают однонаправленным действием, т.е. эффектом суммации. В этом случае при оценке качества атмосферного воздуха должно выполняться следующее условие:
,
где С1, С2. Сn — концентрация каждого из веществ, обладающих эффектом суммации, мг/м 3 ; ПДК1, ПДК2, . ПДКn — предельно допустимые концентрации этих веществ.
Перечень веществ, обладающих эффектом суммации, постоянно дополняется и на сегодня насчитывает более 50 групп веществ однонаправленного действия.
Для каждого проектируемого и действующего объекта, являющегося стационарным источником загрязнения воздушного бассейна, устанавливают нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух. ПДВ устанавливают из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками не создают приземную концентрацию, превышающую ПДК за пределами санитарно-защитной зоны:
где С — концентрация вещества в приземном слое от расчетного источника при сохранении норматива ПДВ; Сф — фоновая концентрация этого же вещества.
Если на данном предприятии или группе предприятий, расположенных в одном районе, значения ПДВ по объективным причинам не могут быть немедленно достигнуты, устанавливают временно согласованный выброс (ВСВ). Нормативы ВСВ устанавливают на период разработки и реализации воздухоохранных мероприятий, обеспечивающих достижение нормативов ПДВ. Срок действия норматива ПДВ, как правило, не превышает 5 лет. При появлении новых производств, реконструкции действующих, изменении технологического процесса или вида используемого сырья и в других аналогичных случаях нормативы ПДВ подлежат пересмотру.
Источник
Оценка состояния воздушного бассейна.
Источники загрязнения.
Наличие предприятий, выделяющих вредные выбросы, даже при высокой эффективности очистных установок (до 97-98 %) существенно влияет на состояние атмосферного воздуха городов. В сельской местности загрязненность атмосферы в 10 раз, а в промышленных городах в 150 раз выше, чем над океаном. Очаги ярко выраженного загрязнения связаны с зонами промышленных районов крупных городов и городских агломераций.
Основные источники загрязнения — энергетические установки, промышленные производства, транспорт (особенно автомобильный), коммунально-бытовой сектор, сельское хозяйство. Значимость тех или других источников загрязнения воздуха различна в разных странах и городах, она меняется от уровня научно-технического прогресса, стратегии взаимодействия техники и природы, уровня благоустройства населенных мест и многих других социально-экономических факторов.
К числу основных промышленных источников загрязнения относятся предприятия черной и цветной металлургии, комплексы химических, нефте — и сланцеперерабатывающих предприятий по производству строительных материалов. Поскольку на современном этапе развитие процессов урбанизации за крупным промышленным производством сохраняется определяющая роль основного градообразующего фактора, проблема загрязнения атмосферы — одна из основных проблем охраны окружающей среды.
Загрязнение воздуха имеет многообразные вредные последствия. Воздействия эти могут быть различны в зависимости от вида загрязнителя, его концентрации в воздухе, длительности и периодичности воздействия.
Оценка состояния воздушного бассейна.
Оценка состояния воздушного бассейна, прежде всего, включает определение потенциальной опасности его загрязнения в зависимости от природно-климатических факторов конкретной территории города или района, определяющих способность атмосферы рассеивать и адсорбировать вредные примеси. Это зависит от характера турбулентного обмена и скорости ветра, наличия туманов, рельефа местности и других факторов. Неблагоприятный характер рассеивания вредных веществ наблюдается, в частности, при наступлении температурных инверсий. Инверсии представляют собой такое состояние атмосферы, при котором температура в приземном слое воздуха растет, а не падает, как это бывает в обычных условиях. При этом нижняя менее нагретая поверхность инверсионного слоя вследствие большей плотности, играет роль экрана, от которого факел загрязняющих веществ отражается к земле и распространяется на большие расстояния.
Значительное повышение уровня загрязнения воздушного бассейна, как правило, наблюдается при застоях воздуха (сочетание слабых ветров с приземными инверсиями температуры) и штилях (низкие скорости ветра в градации от 0 до 1 м/с). Такие метеорологические условия характерны, например, для районов горных долин, где имеет место скопление более плотного и холодного воздуха в приземном слое, часто наблюдается высокая устойчивость состояния воздушных масс. В случае расположения в долинах промышленных предприятий с вредными выбросами, создаются опасные условия загрязнения атмосферы. Положительную роль в очищении атмосферы играют интенсивное перемешивание воздушных масс, которое может складываться на фоне повышенных скоростей ветра и других факторов, а также осадки, обеспечивающие вымывание примесей из атмосферы.
Сочетание метеорологических параметров, обуславливающих тот или иной уровень загрязнения воздушного бассейна (концентрации примесей в приземном слое воздуха) для источников с фиксированными параметрами выбросов принято характеризовать величиной так называемого «потенциала загрязнения воздуха» (ПЗА)
В процессе оценки загрязнения воздушного бассейна города определяются: основные источники вредных выбросов в воздушный бассейн (промышленные и энергетические объекты, автотранспорт) и их характеристики; районы города с уровнем загрязнения атмосферного воздуха сверх нормативного; социально-экономическая оценка уровня загрязнения атмосферы.
Для характеристики основных источников вредных выбросов в воздушный бассейн по данным инвентаризации (формы статистической отчетности «2ТП-воздух») определяется количественный и качественный состав вредных выбросов, рассчитывается годовой валовый выброс всех вредных веществ промышленными, энергетическими и транспортными источниками в целом по городу, дается ретроспективный анализ выбросов за 5-10 лет. Оценка загрязнения атмосферного воздуха города и его отдельных районов базируется на расчетных методах определения концентрации вредных веществ и их соединений в приземном слое атмосферного воздуха и установлении ареалов их распространения на территории, прилегающей к источникам выбросов. В России с 1987 г. введен в действие Общесоюзный нормативный документ, регламентирующий усовершенствованную методику расчета загрязнения воздушного бассейна и принцип его санитарно-гигиенической оценки.
При оценке загрязнения атмосферы на расчетный срок учитываются не только количество выбрасываемых вредных веществ при существующих объемах промышленного производства, но и предполагаемый рост его мощностей и объемов, возможные варианты очистки, данные об изменении социально-экономических показателей и инфраструктуры города или района. В последние годы широко используются унифицированные программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА), например программы типа «эфир», которые позволяют описать вклад в загрязнение до 1000 и более источников загрязнения. Результаты загрязнения воздушного бассейна, полученным на ЭВМ, представляют собой изолинии равных концентраций отдельных веществ или групп. Путем графического совмещения схем распределения концентраций отдельных веществ или групп на территории города составляется итоговая карта районирования городских территорий по загрязнению воздушного бассейна. Такие карты выполняются на опорной схеме города в масштабе 1:25000. На карте выделяют территории со сверхнормативным уровнем загрязнения, а также показывают места расположения основных источников вредных выбросов.
Уровни загрязнения воздушного бассейна в ходе проведения расчетов могут быть описаны либо в натуральных показателях- концентрациях вредных веществ (мг/м3), либо в нормированных показателях, характеризующих кратность превышения ПДК. Поскольку на отдельных участках территории города концентрации вредных веществ могут в несколько раз превышать нормативы ПДК, вводят дополнительную оценку загрязнения по степеням опасности для здоровья населения. Используется условный индекс «Р», характеризующий степень опасности загрязнения для одного компонента или для суммы вредных веществ с учетом кратности превышения ПДК и класса опасности вещества.
Приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК — такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО — Главной Геофизической Обсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия — среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя — индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске (оксиды азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.
Результатом оценки может явиться выделение на территории города зон с «допустимым», «слабым», «умеренным» и «сильным» уровнем загрязнением. При определении факторов, обуславливающих то или иное состояние атмосферного воздуха, принимаются во внимание особенности планировки и застройки города в целом и его отдельных элементов (ориентация и профили улиц, формирующие аэрационный режим на городской территории, влияние открытых, застроенных и озелененных пространств на характер движения и турбулентный режим воздушных потоков и др.).
Источник