Нормирование выбросов вредных веществ в атмосферу

В системе экологического нормирования установление нормативов ПДВ загрязняющих веществ в ОС относится к производственно - ресурсному направлению нормирования. Установление ПДВ осуществляется по стандартизованной методике (ОНД-86) и базируется на нескольких правилах.

Правило 1. ПДВ в атмосферу устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредного вещества от данного источника и от совокупности других источников города с учетом перспективы развития промышленных предприятий, а также закономерностей рассеяния вредных веществ в атмосфере не создадут приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения (растительного и животного мира).

Правило 2. Если в воздухе городов концентрации загрязняющих веществ превышают установленные ПДК, а значения ПДВ по объективным причинам не могут быть достигнуты в настоящее время, то вводится поэтапное снижение выбросов. На каждом этапе обеспечения величин ПДВ устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ) на уровне выбросов предприятий с наилучшей достигнутой технологией производства. ВСВ устанавливается на определенный срок с планом-графиком мероприятий по постепенному приближению ВСВ к ПДВ.

Правило 3. При установлении ПДВ следует учитывать перспективы развития города, физико - географические, гидрометеорологические и климатические особенности.

Правило 4. Каждый субъект хозяйственной деятельности, являющийся источником загрязнения атмосферного воздуха, обязан иметь проект ПДВ. Том ПДВ разрабатывается природопользователем с привлечением специализированных научных организаций и согласовывается в контролирующих природоохранных органах. Отчетность предприятий о соблюдении нормативов ПДВ осуществляется по форме 2ТП-воздух.

Правило 5. ПДВ устанавливается для каждого источника. Для группы мелких источников устанавливается суммарный ПДВ. Данные нормативы пересматриваются не реже 1 раза в 5 лет.

Правило 6. Использование рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере за счет увеличения высоты их выброса допускается лишь после применения всех имеющихся современных средств по сокращению выбросов.

При установлении ПДВ используются следующие критерии качества воздуха:

· для каждого из веществ независимого действия в приземном слое атмосферы, т.е. на расстоянии 2 метра от поверхности земли, должно выполняться условие

1

· для веществ с суммативным действием максимальные концентрации должны удовлетворять условию

1

Все ПДК используются максимально разовые. Следовательно, при контроле выполнения норматива ПДВ измеряется и сравнивается с ПДВ фактический выброс В из источника, усредненный за 30 минут. Для любого случайно выбранного отрезка времени 30 минут должно выполняться неравенство В £ ПДВ. В случае отсутствия для вещества норматива ПДК_мр при расчете ПДВ используется значение ПДК_мр = 10 ∙ ПДК_СС.

В качестве фоновой концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе при установлении ПДВ принимается концентрация загрязняющего вещества, обусловленная источниками загрязнения, исключая данный, т.е. загрязнение атмосферы, созданное другими источниками.

Расчет норматива предельно - допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ предприятиями в атмосферу

Для каждого промышленного предприятия, которое выбрасывает в атмосферу вредные химические вещества, рассчитывается норматив ПДВ по всем этим веществам. Зачем это делается?

Ответ. ПДВ – это норматив предельного выброса вредного вещества для предприятия. Если предприятие укладывается в этот норматив (т.е., фактический выброс предприятием данного вещества не превышает его ПДВ в любой 30 - минутный отрезок времени), то

а) в окружающем регионе концентрация выбрасываемого вещества в приземном слое воздуха (h £ 2 м) нигде и при любой погоде не превышает ПДК_мр,

б) предприятие за каждую выбрасываемую тонну вещества платит по базовому тарифу.

Если же предприятие не укладывается в норматив ПДВ, то

а) при неблагоприятных метеоусловиях (см. лекции «Учение об атмосфере») концентрация вредного вещества может превысить ПДК_мр,

в) в этом случае за каждую тонну вещества, выброшенную сверх ПДВ, предприятие платит по увеличенному в несколько раз тарифу.

При расчетах ПДВ используются величины ПДК_мр. Как? Принцип расчета ПДВ изложен в Общесоюзном нормативном документе ОНД - 86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».

Для нагретых выбросов из одиночного высокого источника (труба), [3], с.43:

ПДВ^нагр = (ПДК_мр – С _ф) · Н ²· (V ₁· ∆ Т)^1/3/ (A·F·m·n · ) (1)

где ПДВ(Х) – предельно допустимый выброс вещества Х в атмосферу, г/с,

ПДК_мр(Х) – максимально – разовая ПДК вещества Х в воздухе, мг/м³,

Н – высота дымовой трубы над уровнем земли, м,

∆ Т – разность между температурой Т _г выбрасываемой газовоздушной смеси и темпера- турой Т _в окружающего атмосферного воздуха (∆ Т = Т _г – Т _в),

V ₁ – объемный расход газовоздушной смеси, м³/с, определяемый по формуле V ₁ = D ² /4,

D – диаметр устья трубы, м,

- усредненная линейная скорость газовоздушной смеси в устье трубы, м/с,

А – коэффициент стратификации атмосферы (характеризует рассеивание примесей, зависящее от величины вертикального температурного градиента и скорости ветра),

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в воздухе (для газообразных примесей F = 1, для аэрозолей в зависимости от степени очистки выбросов F = 1 - 3),

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не более 50 м на расстоянии 1 км = 1),

m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газов из источника загрязнения (являются функциями D, H, T, V ₁, ).

А если ПДК_мр для данного вещества не существует? Тогда полагают

ПДК_мр = 10 ∙ ПДК_сс .

Поскольку температура воздуха зависит от времени года, то при прочих равных условиях зимой, когда температура воздуха Т _в меньше, выбросы могут быть больше (величина ПДВ больше), чем летом. Поэтому для расчета ПДВ, не зависящего от сезона, следует брать среднюю температуру наиболее жаркого месяца (наиболее неблагоприятные условия для рассеивания нагретых примесей в атмосфере).

Очевидно, что для холодных источников (∆ Т = 0) формула (1) не работает. В этом случае другая модель рассеивания дает другую формулу для одиночного источника ([3], с.44):

ПДВ^хол = 8·(ПДК_мр – С _ф)· Н ^4/3· V ₁/(A·F·D·n · ) (2)

Эти же модели рассеивания позволяют вычислить расстояние х _max, м, от источника, где будет наблюдаться максимальная концентрация С _max выбрасываемого вещества (при наиболее неблагоприятных погодных условиях и при выбросе, равном ПДВ, С _max = ПДК_мр в точке х _max). Но что важнее для производственников и контролирующих служб, эти же модели позволяют вычислить максимальную концентрацию вещества в трубе, которая обеспечит ПДВ и С _max = ПДК_мр в точке х _max:

С ^нагр_{max в трубе} = (ПДК_мр – С _ф) · Н ² · (∆ Т / V ₁²)^1/3/ (A· F· m ·n · ) (3)

С ^хол_{max в трубе} = 8 ·(ПДК_мр – С _ф) · Н ^4/3 · V ₁/(A·F·D·n · ) (4)

Это позволяет организовать непрерывный контроль за выбросами, не выходя с территории предприятия.

Если выбрасывается несколько веществ, обладающих суммацией вредного действия (например, бензол и толуол), то для обеспечения безопасности населения должно выполняться условие:

где С _мр(Х _i) – максимально разовая концентрация i - го вещества.

И тогда разрешение М (Х _i) на выброс i - го вещества должно удовлетворять условию:

Расчеты ПДВ необходимы:

1) при согласовании в государственных органах по охране природы проектов вновь вводимых предприятий и реконструкции старых (насколько новое или реконструированное предприятие будут ухудшать качество воздуха);

2) при взимании платежей за пользование природными ресурсами (например, за пользование атмосферным воздухом в качестве резервуара газообразных отходов);

3) при уточнении размеров санитарно-защитных зон (СЗЗ) предприятий с поправкой на розу ветров, так как по правилам (СанПиН N 4946-89 «Санитарные правила по охране атмосферного воздуха населенных мест») СЗЗ должна иметь такой размер, чтобы на ее границах при самых неблагоприятных условиях обеспечивалось условие С _мр ≤ ПДК_мр.

Контроль соблюдения предприятием нормативов ПДВ: измеряется и сравнивается с ПДВ реальный выброс В из источника, усредненный за 30 минут. За любой 30-минутный промежуток времени должно соблюдаться неравенство В ≤ ПДВ. Контроль выбросов удобнее проводить измерением концентрации С _тр контролируемого вещества в трубе. Тогда

В = G < С _тр> = G ∙ ∙ С _тр(t) ∙ dt,

где G – объемный расход парогазовой смеси в трубе, м³/с.