Тема 4,5 Расчёт нормативов предельно допустимых выбросов ПДВ) промышленных источников

1 Промышленные выбросы и их влияние на окружающую среду. (Проверка знаний по тестам).

2 Постановка преподавателем цели и объяснение методики проведения занятия (проверка домашнего задания - знание методики расчета).

3 Расчёт предельно допустимых выбросов (ПДВ) промышленных источников.

(.самостоятельная работа студентов по выполнению заданий с краткой записью необходимых материалов в тетради).

4.Оформление результатов расчета по указанной форме. Написание выводов по теме.

5 Защита выполненной работы.

6 Подведение итогов работы.

1 Какие ЗВ выбрасывают в ОС различные промышленные предприятия?

2 Расскажите о мероприятиях по снижению загрязнений атмосферного воздуха.

3 Для чего устанавливают температурное состояние газовоздушных выбросов в ОС?

4 При разработке и оформлении проекта нормативов ПДВ, какими документами руководствуются?

5 Дайте определение понятиям: ПДВ, ВСВ.

6 В каких случаях вводится по этапное снижение ЗВ?

7 Кем контролируется соблюдение установленных нормативов?

1 Изучить методические указания по расчету предельно допустимых выбросов (ПДВ) промышленных источников

- Выписать ПДК для основных вредных веществ, образующихся при горении топлива.

- Выписать вредные вещества, обладающие эффектом суммации.

- Дать классификацию вредным веществам.
2 Проверка преподавателем домашнего задания - знание методики расчета .

3 Произвести расчёт предельно допустимых выбросов (ПДВ) промышленных источников согласно варианта.

4.Оформление результатов расчета. Написание выводов по теме.

5 Защита выполненной работы.

6 Подведение итогов работы.
Теоретические материалы.

На стадии проектирования предприятий и при проведении реконструкции действующих заводов предусматриваются соответствующие природоохранные мероприятия. Для этого необходима информация об объеме газовоздушных выбросов и их качественном составе, для чего используют расчетные или балансовые методы определения характеристик выбросов.

Предельно допустимый выброс (ПДВ, г/с) является научно-техническим нормативом, устанавливаемым для каждого конкретного источника загрязнения при условии, что выбросы вредных веществ от него и всей совокупности других источников с учетом их рассеивания и превращения в атмосфере не создадут приземных концентраций, превышающих нормативы качества воздуха.

Нормативы устанавливают для каждого источника и предприятия в целом (в т/год). При расчете ПДВ необходимо учитывать фоновые концентрации, значения которых выдаются предприятию территориальными организациями гидрометеорологии. Значения фоновых концентраций (Сф, мг/м³) для городов с населением не более 250 тыс. человек могут быть приняты равными:

S0₂ - 0,1; NO_x - 0,03; СО - 1,5; пыль - 0,2; сажа – 0,025

Если предприятие является единственным источником выброса вредного вещества в городе (на­селенном пункте), то значение фоновой концентрации принимается равным нулю.

Расчет нормативов выбросов ПДВ проводится по формулам отдельно для холодных и нагретых выбросов по параметру f (м/с² град):

(7)

где ω₀ – средняя скорость выходf газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с

Д - диаметр устья источника, м,

Н - высота источника над уровнем земли, м;

∆Т - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха, Т_в, ˚С.

Выбросы, для которых f>100. относятся к холодным, выбросы, для которых f<100, относятся к нагретым.

Расчет ПДВ (г/с) для источника нагретых выбросов производят по формуле:

(8)

где ПДК_м.р. - максимально разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м³,

С_фон - фоновая концентрация вредного вещества, мг/м³.

А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; для территории Казахстана А=200.

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Величины F принимаются: F=l для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей; F=2-2,5 для более крупнодисперсной пыли и золы;

F=3 при отсутствии очистки и большом выбросе пыли.

у - коэффициент, учитывающий рельеф местности.

у=1 для гористой местности,

у=1,1 для холмистой местности;

у= 1,2 для равнины.

m, n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса

(9)

Безразмерный коэффициент n определяется в зависимости от параметра V_м (м/с):

n=3 при V_м≤0,3

n=3 -при 0,3< V_м ≤2;

n=1 при V_м>2

V₁ – объем выходящей в атмосферу газовоздушной смеси, м³/с

(11)

Если источник выброса имеет прямоугольное сечение, то расчеты ПДВ для нагретых и холодных выбросов производят по тем же формулам с учетом замены Д на Д_э и V₁ на V_1э.

Эффективный диаметр устья Д, определяют по формуле:

(12)

где L - длина устья, м,

b - ширина устья, м

Для источников выбросов с квадратным устьем L=b.

Эффективный объем выходящей в атмосферу газовоздушной смеси в этом случае определяют по формуле:

(13)

Регламентация выбросов. Предельно допустимые концентрации для различных вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу

Основным критерием контроля качества атмосферного воздуха являются предельно допустимые концентрации вредных веществ. Существуют различные единицы выражения концентрации: весовые, объемные, в долях, процентах и др. При санитарной оценке качества воздуха принято выражать содержание загрязняющих веществ (концентрацию) в мг на 1 м³ воздуха (мг/ м³). Это удобно тем, что применимо для любого агрегатного состояния примесей: газов, паров, аэрозолей, твердых веществ.

Критерием оценки влияния выбросов предприятий на атмосферный воздух является сравнение фактических концентраций (примесей в атмосфере), полученных в результате рассеивания выбросов, с предельно допустимыми. Для атмосферного воздуха установлены следующие значения предельно допустимых концентраций (ПДК):

максимально разовая ПДКм.р. - такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, которая не вызывает рефлекторных реакций в организме человека (изменений биоэлектрической активности головного мозга, ощущения запаха, световой чувствительности глаза и др.);

среднесуточная ПДКсс - такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе насе­ленных мест, которая не оказывает прямого или косвенного вредного воздействия в условиях неопреде­ленно долгого круглосуточного вдыхания с целью предупреждения резорбционного действия (общеток­сического, канцерогенного, мутагенного и других влияний).

В местах образования вредных веществ (производственные помещения) также установлены значения предельно допустимых концентраций содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны ПДК^ Значения предельно допустимых концентраций для различных веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий, приведены в таблице 2.

Величина ПДК зависит от влияния вещества на здоровье людей и окружающую природную среду. Выбрасываемые вещества по степени воздействия на организм человека разделены на следую­щие классы опасности (в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76):

• 
  чрезвычайно опасные вещества, у которых значение ПДК в воздухе рабочей зоны не превышает 0,1 мг/м³ (I класс);
  
• 
  высоко опасные со значением ПДК_р.з.. от 0,1 до 1,0 мг/м³ (II класс);
  
• 
  умеренно опасные при изменении ПДК_р.з.. в интервале от 1,0 до 10,0 мг/м³ (III класс);
  
• 
  малоопасные вещества, для которых ПДК_р.з.больше 10,0 мг/м³ (IV класс);
  

С_факт ≤ ПДК (14)

Рассчитать норматив предельно допустимого выброса (ПДВ г/с) по каждому выбрасываемому веществу, при условии , что высота источника выбросов Н = 30 м; диаметр устья трубы Д = 0,5 м; средняя скорость выхода газовоздушной смеси Wo = 8 м/с; температура выбрасываемой смеси Т_г = 155°С; температура окружающего атмосферного воздуха Т_в = 25°С. (использовать теоретические материалы и результаты расчета задачи №2).

1 При расчете максимального значения приземной концентрации, каким документом пользуются?

2 По какой формуле определяется максимальное значение приземной концентрации газовоздушной смеси и на каком расстоянии при неблагоприятных условиях погоды она достигается?

3 Назовите зоны загрязнения на оси факела выброса точечного источника.

1 Самостоятельно изучить методические указания по расчету максимального значения приземной концентрации газовоздушной смеси из одиночного источника промышленного предприятия.

2 Произвести расчет количества приземной концентрации по варианту.

4.Оформление результатов расчета. Написание выводов по теме.

5 Защита выполненной работы.

6 Подведение итогов работы.

1 Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001

2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.

3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов,-ЮНИТИ-Дана,2000.

4 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.

5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007

6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.

Задача № 4. Определить наибольшую ожидаемую концентрацию (С_макс) вредных веществ в приземном слое атмосферы, исходя из данных задачи №№1 и 2.

Рассчитать фактическое загрязнение атмосферы с учетом фоновой концентрации (С_макс+Сф) и сравнить с санитарно-гигиеническим нормативом ПДК_мр

Величину максимальной приземной концентрации вредных веществ С_макс (мг/м³) при выбросе нагретой газовоздушной смеси (f<100) из единичного источника рассчитывают по формуле:

C_макс=; (15)

где М - фактическое количество вредного вещества, вьтбрасьтваемого из трубы в атмосферу в единицу времени, г/с.

Величину наибольшей концентрации вредных веществ холодной газовоздушной смеси (f>100) определяют по формуле:

C_макс=; (16)

Если в рассчитываемой зоне сказывается влияние других источников выбрасывающих аналогичные вещества, то в этом случае оценку влияния выброса производят по формуле:

C_факт = С_макс + С_фон ≤ ПДК_м.р.; (17)

Если в воздухе находятся несколько вредных веществ, обладающих суммацией действия, с концентрациями С_n, то расчет допустимого содержания веществ проводится по формуле:

с₁/пдк₁ + с₂/пдк₂ +... + с_n/пдк_n ≤ 1, (18)

где С₁ С₂, ..., С_п - фактические концентрации веществ, обладающих эффектом суммации, мг/м ³;

ПДК₁, ПДК₂, .. .,ПДК_п - ПДК веществ данной совокупности.

Вредные вещества, обладающие эффектом суммации действи

Ацетон, фенол;

Ацетон, фурфурол, формальдегид,

Аэрозоли пятиокиси ванадия, окислов марганца;

Аэрозоли пятиокиси ванадия, сернистый ангидрид;

Бензол и ацетофенон;

Валериановая, капроновая и масляная кислоты;

Озон, двуокись азота и фаромальдегид;

Окись углерода, двуокись азота, формальдегид, гексан;

Сернистый ангидрид и аэрозоль сернистой кислоты;

Сернистый ангидрид и сероводород;

Сернистый ангидрид и двуокись азота;

Сернистый ангидрид и фенол;

Серный и сернистый ангидриды, аммиак, окислы азота;

Сильные минеральные кислоты (соляная,серная, азотная);

Уксусная кислота и уксусный ангидрид;

Этилен," пропилен, бутилен, амилен;

Мышьяковистый ангидрид и германий;

Мышьяковистый ангидрид и свинца ацетат;

Углерода оксид, пыль цементного производства;

При последовательном применении гексахлорана, фазолона и бутифоса сохраняются ПДК для каждого вещества в отдельности.