Пассивные методы защиты атмосферы от загрязнения

Выше было сказано, что защита окружающей среды может осуществляться активными методами (которые непосредственно связаны с изменением в технологии производства) и пассивными, которые не вносят изменений в технологию, применяются лишь нейтрализация или ограничение вредного воздействия (это организация санитарно-защитных зон, рассеивание загрязняющих веществ за счет строительства высоких труб и т.д.).

Важным природоохранным этапом является стадия проектирования предприятия. Если на ее стадии будут решены вопросы охраны окружающей среды, то бед будет гораздо меньше. Поэтому проекты проходят тщательную санитарную и экологическую экспертизу.

При проектировании предприятий в проект следует включать разработки по созданию малоотходных технологий и совершенствованию конструкций аппаратов и оборудования, систем очистки и рекуперации выбросов, а также определение допустимых выбросов и по создание санитарно-защитных зон.

При планировании предприятий необходимо учитывать следующие моменты.

В городах не разрешается размещать промышленные предприятия, распространяющие пылевидные и газообразные выбросы. Предприятия располагают вдали от городов, с подветренной стороны по отношению к ближайшему жилому району и отделять от границ жилых районов санитарно-защитными зонами. Для уменьшения задымления, запыления и отравления газами атмосферы предприятия должны располагаться на возвышенных местах, хорошо обдуваемых ветрами. Это увеличивает высоту выброса дыма и газов, а следовательно, и их разбавление.

Одним из важнейших элементов при проектировании мероприятий по охране атмосферы является прогноз максимально возможных концентраций загрязняющих веществ на определенной территории.

Для этого Главной геофизической обсерваторией им. А.И.Воейкова разработана методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятия. Данная методика изложена в общесоюзном нормативном документе ОНД-86, обязательном для применения во всех подобных расчетах. Также для расчета максимальных концентраций вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, необходимо использовать одну из модификаций унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) для ЭВМ, являющейся приложением к ОНД (Эфир, РУЗА, ЛБЭД-РК, Эколог и др.).

Инвентаризация и расчет предельно допустимых выбросов.В процессе разработки норм ПДВ (ВСВ) производится специальная процедура, инвентаризация выбросов – систематизация сведений о наличии и распределении источников на территории предприятия, количестве и составе выбросов.

При инвентаризации учитывается комплекс параметров:

мощность (интенсивность) выброса (г/сек, т/год);

высота, размер и конфигурация устья источника;

расход и температура газовоздушной смеси в устье источника;

расположение источника на площадке, фиксируемое на карте-схеме (ситуационном плане) в заданной системе координат.

Учету подлежат все вредные вещества, содержащиеся в отходящих газах (технологических выбросах), аспирационном воздухе (вентиляционные выбросы), а также выбросы транспортных средств.

При инвентаризации выбросов вредных веществ в атмосферный воздух допускается использование как прямых инструментальных измерений, так и расчетные методы по методикам, утвержденным контролирующими органами в установленном порядке.

Совершенствование технологических процессов, применение высокоэффективных систем газоочистки позволяют в значительной мере уменьшить размеры промышленных выбросов в атмосферу. В то же время полностью уловить пыле- и газообразные примеси в отходящих газах не удается. Для того, чтобы концентрация вредных веществ в приземном слое не превышала ПДК, пылегазовые выбросы подвергают рассеиванию в атмосфере через высокие трубы. На рис. 3 показано распределение концентрации вредных веществ в атмосфере над факелом организованного высокого источника выброса.

х_м

Рис. 3. Распределение концентрации вредных веществ в атмосфере от организованного высокого источника выброса

По мере удаления от трубы в направлении распространения промышленных выбросов их концентрация в приземном слое атмосферы сначала нарастает, достигает максимума в зоне задымления (на расстоянии х_м) и затем медленно убывает, что позволяет говорить о наличии трех зон неодинакового загрязнения атмосферы: зона переброса факела выбросов, характеризующаяся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы; зона задымления – зона максимального содержания вредных веществ, расположенная на расстоянии х_м от источника, и зона постепенного снижения уровня загрязнения.

Расчет ПДВ проводится после инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по формуле:

г/с, (3)

где С_Д = ПДК – С_ф – концентрация вредных веществ допустимая к отведению в атмосферу; С_ф – фоновая концентрация рассматриваемого вещества; Н – высота трубы; Q – объем выбрасываемой газовоздушной смеси; ΔТ – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего воздуха; А – коэффициент температурной стратификации атмосферы (для Свердловской области А = 160); F – коэффициент оседания веществ в атмосфере (для пыли F = 3, для газов F=1); m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса (диаметр и высота устья, температура и скорость выхода газовоздушной смеси).

Следующимприродоохранным мероприятиемявляется установлениесанитарно-защитной зоны (СЗЗ)вокруг предприятия. Согласно СНиП и СанПиН, санитарно-защитные зоны следует создавать вокруг всех промышленных предприятий, выбрасывающих вредные вещества в атмосферу, в том числе и общественного производства. СЗЗ– благоустроенная или озелененная территория, отделяющая площадку предприятия, являющегося источником загрязнения атмосферы, шумовых, радиационных и прочих воздействий, от жилой и общественной застройки. Размеры ее устанавливаются с учетом санитарной классификации предприятий, расчетов загрязнения атмосферы и других факторов. Санитарная классификация приведена в Санитарных правилах и нормах – СанПиН 2.2.1/2.1.1567-96. Нормами установлено 5 классов предприятий и соответственно 5 размеров нормативных СЗЗ: I класс – 2000 м; II класс – 1000 м; III класс – 500 м; IV класс – 300 м; V класс – 100 м.

Размеры СЗЗ должны проверяться расчетом загрязнения атмосферы (расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере) с учетом перспективы развития предприятия и фактического загрязнения атмосферного воздуха. Полученные таким образом размеры расчетной СЗЗ должны уточняться отдельно для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета и среднегодовой розы ветров района по формуле:

(4)

где L – уточненный размер СЗЗ в направлении, противоположном розе ветров, м; L₀ – нормативный размер СЗЗ, полученный по данным СанПиН 2.2.1/2.1.1567-96, м; Р – среднегодовая повторяемость рассматриваемого направления ветра, %; Р₀ – повторяемость направлений ветров при круговой розе ветров (при восьмирумбовой розе ветров Р₀ = 100:8 = 12,5 %).

Зачастую при реконструкции предприятия возникают проблемы, связанные с рассеиванием загрязняющих веществ в атмосфере: имеющиеся мощности по очистке отходящих газов не гарантируют ПДВ, расчетная величина СЗЗ больше, чем расстояние от предприятия до жилой зоны и другие проблемы. Для их решения необходима установка дорогостоящего комплекса по очистке отходящих газов либо переход на другую технологию. Но есть более простое решение – увеличение высоты трубы для рассеивания выбросов. Это может гарантировать достижение ПДВ, предприятие по классу опасности становится менее опасным, и санитарно-защитная зона предприятия может быть уменьшена.

В основу методики расчета необходимой минимальной высоты положено то, что величина наибольшей концентрации каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы не должна превышать максимально разовую предельно допустимую концентрацию данного вредного вещества в атмосферном воздухе. Учитывая это равенство, по формуле (3) можно определить минимальную высоту трубы.