 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Ознакомится с кратким изложением теоретического материала по данной теме и рассчитать нормативы качества окружающей среды и предельно-
допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ.
ЗАДАНИЕ1.
Определить приземную максимальную концентрацию (См) диоксида азота (N02), диоксида серы (S02), оксида углерода (СО) в газопылевой и газовоздушной смеси выбросов из стационарного одиночного источника загрязнения.
ЗАДАНИЕ 2
Определить радиус санитарно-защитной зоны (хм) при неблагоприятных метеорологических условиях и максимально концентрации загрязняющих веществ См.
По характеру воздействия выбросов загрязнения разделяют также на первичные - непосредственно при выбросах из стационарных источников или прямое воздействие; и вторичные - трансформация (превращение) исходных веществ в более токсичную форму, (ядовитый газ фосген образуется из неядовитого вещества) при взаимодействии друг с другом или другими составными частями окружающей среды.
Например, фреоны - химически инертные вещества, которые при попадании в результате фотохимических реакций в стратосферу, разлагаются с образованием активных радикалов, а затем при столкновении с молекулами озона (Оз) образуют молекулы кислорода (02).
Природа загрязнений может быть физическая, физико-химическая, электромагнитная, биологическая и т.д. Физические загрязнения, представляются как правило, как ионизацией воздуха при передаче энергии на большие расстояния (ЛЭП), пыль, дым, тепловое, шумовое, световое.
При электромагнитных загрязнениях изменяются ритм работы сердца, координация движений.
Физико-химические загрязнения - аэрозоли - коллоидные растворы, образованные при смешение жидких и твердых частиц с воздухом, в котором эти частицы диспергированы до молекул.
Аэрозоли называются дымами, если они образованы твердыми частицами и перенасыщенными парами воздуха (горение и другие химические реакции). Аэрозоли называются туманами, если они образованы жидкостями и перенасыщенными парами воздуха, кислотными газообразными окислами.
Химические загрязнения - пестициды, канцерогенные, мутагенные, террагенные вещества, моющие средства.
Биологические загрязнения - вирусы и бактерии, вызывающие инфекционные заболевания (язва, бруцеллез и др.), аллергены.
По характеру источника воздействия выделяют - локальные загрязнения - токсичные загрязнения от единичной трубы с предприятия, населенного пункта.
Все виды загрязнения определяют от величины фонового загрязнения - естественная концентрация или степень воздействия природных веществ, измеряемая в заповедниках, на специальных станциях (измеряемые показатели - атмосфера, природные воды + снежный покров, почвы, грунтовые воды).
По уровню фонового загрязнения в России выделены три региона: Европейская территория страны (ETC), Казахстан и Средняя Азия, Сибирь и Дальний Восток. Значительные антропогенные нагрузки испытывают западные районы ETC.
1.1.3. ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Классификацию загрязняющих веществ различают:
1. по хозяйственным и территориальным признакам - локальные и диффузионные или пространственно - распределенные
2. по скорости эмиссии выбросов в окружающую среду - регулярные и экстремально - залповые
Особую опасность для окружающей среды представляют пространственно - распределенные загрязнения, так как они загрязняют большие территории (автомобильный транспорт) с одной стороны, а с другой стороны, их трудно обнаружить, пока они себя не проявят (лесные пожары, обработка хлор- и фосфорсодержащими пестицидами больших массивов для борьбы с вредителями, болезнями и сорными растениями).
Поступающие из различных источников загрязняющие вещества переносятся воздушными и водными потоками и распределяются под влиянием турбулентного перемешивания. В случае атмосферных переносов они перемещаются не только по горизонтали, но и по вертикали, то есть выводятся из атмосферы за счет сухого осаждения или вымывания осадками. Интенсивность этих выпадений зависит от турбулентности (течение жидкости, при котором частицы совершают неустановившиеся, неупорядоченные движения по сложным траекториям); рельефа местности и характера подстилающей поверхности.
При средней скорости западных воздушных потоков в верхней атмосфере 30 - 35 м/с, наблюдаемых в умеренных широтах, аэрозольные выбросы успевают обогнуть земной шар за 10 - 12 суток. Переносы в меридиальном направлении осуществляются более медленно, чем в широтном. Вследствие этого для Северного и Южного полушарий характерны свои фоновые уровни загрязнений.
Организацией постоянного наблюдения за распределением вредных примесей (т.е. загрязнение больших районов) и уровнем загрязнения занимаются службы экологического мониторинга.
Наиболее полные данные получены о распределении радионуклидов, так как они представляют наибольшую опасность для человечества. Основная часть радиоактивных изотопов в атмосфере соединяется с аэрозольными частицами, поэтому наблюдение за их перемещением позволяет судить о процессе формирования воздушных потоков над территорией и переносе других загрязняющих веществ, для которых характерно образование аэрозолей (полиаромагические),
При 0,3 <Vm ≤ 2 n =3 - √(Vm -0,3) *(4,36 -Vm) (1.6)
при Vm > 2 n = 1
Величина Vm определяется расходом газовоздушной смеси V1 в устье источника выброса, м/с:
Vm = 0,65 * 3√(V1 * ∆T)/Hи (1.7)
Приземная концентрация вредных веществ См при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимальных значений на оси факела выброса (по направлению ветра) на расстоянии хm от источника выброса. Величина хт определяется по формуле:
Xm = d * Hи (1.8)
где d - безразмерная величина, определяемая в зависимости от значения Vm
при Vm ≤ 2 d = 4,95* Vm*(l + 0,28 * 3√f), (1.9)
при Vm > 2 d = 7 * √Vm*(l + 0,28 * 3√f), (1.10)
Когда безразмерный коэффициент F ≥ 2. величина Xm определяется по формуле:
(5-F) * d * Hи
Xm = -------------------, (1.11)
Опасная скорость ветра Vm (м/с), при которой имеет место наибольшее значение См, зависит от величины Vm:
при Vm ≤ 0,5 Vm = 0.5;
при 0,5 < Vm ≤ 2 Vm = Vm; (1.12)
при Vm >2 Vm = Vm * (l+0,12 * √f).
Величина наибольшей концентрации каждого вредного вещества См в приземном слое атмосферы не должна превышать величину максимальной разовой ПДК данного загрязнителя для селитебных территорий или ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ), то есть:
См ≤ ПДК.
При одновременном совместном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, их безразмерная суммарная концентрация для каждой группы указанных вредных веществ не должна превышать единицы при расчете;
C1 C2 Cn
------ + ------- + ….. + ------- ≤ 1
ПДК1 ПДК2 ПДКn
где C1, C2,….,Cn - концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе. мг/м3; ПДК1, ПДК2,…,ПДКn - соответствующие им предельно-допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м3.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ -это максимальное количество токсичного вещества в единице объема (м3) или массы (кг), объекта окружающей среды, которая не оказывает вредного воздействия на живые организмы в процессе или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений (ГОСТ 12.1.005-88).
Предельно допустимые выбросы (ПДВ) - это масса выбрасываемых источников загрязнения загрязняющих веществ в единицу времени, величина которых не превышает ПДК.
Величина См для выброса нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условий на расстоянии Хм (м) от источника определяется по формуле:
A * M * F * m * n * η
См= --------------------------- (1.2)
Н2и * √V1 * ∆T
где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания веществ в атмосферном воздухе. Для Центральной части Европейской территории РФ А = 120, для Северной и Северо - Западной части, Среднего Поволжья, Урала - А = 160, для района Сибири и Дальнего Востока - А = 200; η - коэффициент, учитывающий особенности рельефа местности (η = 1,0); М -масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с; F - коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей F = 1, для пыли и золы F = 2... 3. m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, коэффициент m определяется по формуле:
m = ----------------------------, (1.3)
0,67 + 0,1√f + 0,343√f
в которой параметр f определяется по формуле:
103 * ώ02 * Dи
f =------------------ (1.4)
Н2и * ∆T
ω=4*V1/ π* 
(1.5)
где ώ02 - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с; Dи - диаметр источника выброса, м; Ни - высота источника выброса над уровнем земли, м; ∆T - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси(Тг) и температурой окружающего воздуха(Тв); ºС.
Значение безразмерного коэффициента n определяется по формулам:
при Vm ≤ 0,3 n = 3
хлорорганические соединения). Концентрацию этих веществ определяют с помощью шаров - зондов, аэростатов, самолетов и наземных станций контроля.
Таким образом, при оценке степени загрязнения атмосферы необходимо учитывать:
- сведения о существующих и перспективных источниках загрязнения;
- характеристики загрязняющих веществ (токсичность, возможность дальнейших превращений, концентрацию, способность к осаждению, растворимость в воде);
- гидрометеорологические условия;
- результаты прошлых наблюдений за загрязнением;
- уровни загрязнения природных сред в соседних областях и регионах;
- сведения о глобальном переносе примесей.
При оценке характеристики загрязняющих веществ особую роль отводят канцерогенным веществам и, так называемым, супер-экотоксикантам, особо опасным токсичным веществам, концентрации которых определяются в микродозах. Качественная классификация супер-экотоксикантов приведена в таблице 1.1.
К канцерогенным относятся вещества, воздействие которых достоверно увеличивает частоту возникновения опухолей (доброкачественных и злокачественных) в популяциях человека или животного..
Таблица 1.1
КАЧЕСТВЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ СУПЕР-ЭКОТОКСИКАНТОВ
| Номер группы | Название группы | Состав группы | |
| 1 группа | ингибиторы и индукторы мгновенного действия | природные токсины, ОВ, ФОС, лекарства, промышленные яды с ЛД 0,1 мг/кг | |
| 2 группа | фиготоксиканты | синтетические средства < 0,1 г/га | |
| 3 группа | суперингибиторы и индукторы | бензантроцены,бензофураны, диоксины, микотоксины, нитрозоамины,нафтиламины, радионуклиды | |
| 4 группа | тривиальные экотоксикаты в суперобъемах | тяжелые металлы и их оксиды, полихлорфенолы, ПАУ | |
В свою очередь, химические канцерогены подразделяются на группы:
- полиароматические углеводороды (ПАУ) и гетероциклические соединения;
- ароматические азотсоединения;
- ароматические аминосоединения;
- нитрозоамины и нитроамины;
-металлы, металлоиды и неорганические соли.
Образование канцерогенных веществ можно представить на примере. Если растение в процессе жизненного цикла не использует азот в форме - N03- на образование белков, нуклеиновых кислот, то в итоге происходит накапливание этих анионов. Тогда образование нитрозоаминов можно описать уравнением:
R2N-H + HO-N=0 -> R2N=0 + Н20
амин азотистая нитрозо-
кислота амин
В настоящее время наибольшее распространение получила классификация загрязняющих веществ по степени опасности, в основе которой лежит принцип оценки токсичности продуктов, возникающих в результате антропогенной деятельносги.
В соответствии с ГОСТ 12.01.007-76 в РФ все вредные вещества по степени опасности разделены на 4 класса (таблица 1.2):
1 - чрезвычайно опасные; 2 - высоко опасные; 3 - умеренно опасные; 4 -мало опасные.
Обычно опасность химических соединений характеризуют величиной минимально действующей концентрации:
1. пороговой дозы (концентрации) вещества, которая при однократном (остром) или многократном (хроническом) воздействии вызывает явные необратимые изменения жизнедеятельности человека.
2. смертельные (летальные) показатели. Смертельная доза вызывает
50 % гибели подопытных животных.
3. абсолютно смертельная доза вызывает 100 % гибель подопытных животных.
Величина токсичности вещества определяется:
c * t * v
Т=----------- (1.1) g
где: Т - величина токсичности; с - концентрация, мг/л; t - время воздействия, мин; v -обьем легочной вентиляции, л; g - масса тела, кг.
Рассчитываются также:
- коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) - отношение максимально достижимой концентрации вещества в воздухе при 20°С к средней смертельной концентрации для белых мышей при временной экспозиции 120 минут;
- зона острого токсичного воздействия - отношение средней смертельной концентрации (дозы) к порогу однократного воздействия вещества. Чем меньше это отношение, тем опаснее вещество. Такие вещества даже при незначительном превышении концентрации (дозы) над пороговой вызывают смертельный исход;
- зона хронического действия - отношение порога однократного действия к порогу хронического действия. Чем больше это отношение, тем опаснее вещество.
Таблица 1.2
ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПО СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ
Поиск по сайту: