Практическая работа «Составление приоритетного списка вредных примесей, подлежащих контролю в атмосфере»

Контролировать содержание всех веществ в атмосфере невозможно по экономическим причинам и целесообразности. Существуют критерии выбора вредных веществ, подлежащих контролю, и правила определения очередности организации контроля, которые основываются на составлении приоритетного списка контроля вредных веществ.

Принцип выбора веществ, включаемых в приоритетный список, основан на использовании двух комплексных показателей состояния загрязнения атмосферы.

Первый параметр – требуемое потребление воздуха (ТПВ, тыс.т/год/мг/м³). Это объем воздуха, необходимый для разбавления i-того вещества в количестве М_i (тыс.т/год) до уровня концентрации, равной ПДК_нм[1].

В связи с наличием двух нормативов качества атмосферного воздуха населенных мест (ПДК_сс и ПДК_мр) в Рекомендациях указаны две величины ТПВ: ТПВ₁ – среднесуточный норматив и ТПВ₂ – максимально разовый. Определяются они следующими выражениями:

ТПВ₁ = М_i / ПДК_сс (1.1)

ТПВ₂ = М_i / ПДК_мр (1.2)

Второй параметр – величина реального потребления воздуха (РПВ). Она характеризует объем воздуха, который обеспечивает разбавление выбросов i-того вещества в количестве М_i (тыс. т/год) до уровня концентрации q_i, наблюдаемой в данном месте. Используют также две величины показателя РПВ: РПВ₁, рассчитываемый с учетом среднего уровня концентрации примеси, и РПВ₂, рассчитываемый с учетом максимального уровня концентрации примеси:

РПВ₁ = М_i / q_ср (1.3)

РПВ₂ = М_i / q_макс (1.4)

Установлено, что показатель РПВ зависит от рассеивающей способности атмосферы (характеризуется специальным параметром загрязнения атмосферы (ПЗА), от территории города или анализируемой зоны (L) и параметров источников выбросов в городе (анализируемой зоне).

Способ выбора примесей для контроля их содержания в атмосфере данного населенного пункта основан на сравнении соответствующих значений Требуемого ПВ и Реального ПВ. При этом определяется, будет ли оцениваемая средняя или максимальная концентрация вредного вещества при заданных выбросах превышать соответствующие значения ПДК_сс или ПДК_мр.

Если ТПВ ³ РПВ, (1.5)

т.е. М_i / ПДК_{нм i} ³ М_i / q_i, (1.6)

тогда q_i ³ ПДК_{нм i}, (1.7)

т.е. оцениваемая концентрация примеси будет равна или превысит ПДК_нм, и i-тую примесь следует включить в список веществ, которые необходимо контролировать.

Определение перечня вредных примесей, подлежащих контролю, осуществляют путем составления 2-х списков:

1-й список - с учетом среднесуточного загрязнения атмосферы: графический метод или расчет ТПВ₁ для каждого вещества;

2-й список – с учетом максимально возможного загрязнения атмосферы: расчет ТПВ₂ для каждого вещества.

Для составления 1-го списка и выявления необходимости наблюдений за i -й примесью с использованием ПВ_с.с может быть использован графический и теоретический метод.

Графический. На рисунке 1 показано семейство прямых линий, соответствующих q =ПДК_с.с. Суть метода заключается в том, что по заданным значениям M_i, потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) и характерного размера города L_j (определяемого условно как радиус круга площадью S_j, соответствующей площади города, т.е. L_j =√S_i/π), определяется местоположение точки по отношению к расчетной прямой q_i = ПДК_с.с.i. Значение потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) для рассматриваемой территории определяется по таблице 1 и рисунке 2.

Если точка попадает в область выше прямой или на прямую, то это означает, что ожидаемая средняя концентрация i-й примеси будет превышать санитарно-гигиеническую норму (ПДК_с.с) или будет равна ей и, следовательно, i-ю примесь необходимо контролировать. Если точка ложится ниже прямой, то контролировать i-ю примесь не следует. Данный метод следует применять для оценки необходимости включения в исследования примеси по основным показателям: пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксид и диоксид азота.

Рисунок 1. Зависимость между суммарными выбросами M, характерным размером города L и средней концентрацией примеси q = ПДК_cc

Таблица 1. Районирование территории по природному потенциалу загрязнения атмосферы(по РД 52.04.667-2005)

Рисунок 2. Карта-схема районирования территории по природному потенциалу загрязнения атмосферы

Теоретический метод: Это упрощенный способ, используемый в случае наличия в анализируемой зоне (городе) одного или нескольких источников выброса, расположенных локально, т.е. расстояние L,, на котором можно ожидать наибольшего значения q_i, принимается равным 2 км. Таким образом метод может быть использован для целесообразности включения специфических примесей.

В данном методе вместо номограмм для определения целесообразности контроля можно пользоваться следующими зависимостями:

a) при значении ПЗА = 2,1-3,0, принимается суммарный выброс i-ой примеси (М_i) ³ 200 ПДК_ссi, т.е. М_i/ПДК_ссi ³ 200, и следовательно, можно принять реальное потребление воздуха (РПВ₁) = 200;

b) при значении ПЗА > 3,0, принимается суммарный выброс i-ой примеси (М_i) ³ 100 ПДК_ссi, т.е. М_i/ПДК_ссi ³ 100, и следовательно, можно принять реальное потребление воздуха (РПВ₁) = 100.

Таким образом, для каждой примеси рассчитывается величина требуемого потребления воздуха (ТПВ₁) по формуле (1.1) и сравнивается с РПВ₁ для заданного региона. В случае выполнения неравенства (1.5) примесь подлежит контролю (ставят знак «+»), если не выполняется, то не подлежит контролю (ставят знак «–»).

После отбора примесей, подлежащих контролю, определяется очередность организации контроля. Для этого по рассчитанному параметру требуемого потребления воздуха (ТПВ₁) по формуле (1.1) составляется ряд ТПВ_{1 1} > ТПВ_{1 2} > ТПВ_{1 3} >.... Первой в список контролируемых примесей войдет примесь с наибольшим значением ТПВ (ТПВ_{1 1}под номером 1), второй - примесь со следующим значением ТПВ₁ и т.д.

Таким образом составляется первый предварительный список примесей в порядке 1, 2, 3,.… Если несколько примесей имеют одинаковые значения ТПВ₁, то сначала записывается примесь класса опасности 1, затем 2, 3 и 4.

Далее приступают к составлению 2-го предварительного списка (с учетом максимально возможного загрязнения атмосферы: расчет ТПВ₂ для каждого вещества).

Для этого для каждой примеси рассчитывается значение реального потребления воздуха РТП₂ по формуле (1.2). Полученное значение сравнивается со значением РПВ₂ для наиболее часто встречающихся неблагоприятных метеорологических условий рассеяния (таблица 2), с учетом высоты источников (Н), разницей температур ГВС и воздуха (DТ), коэффициента рассеивания, соответствующего неблагоприятным метеорологическим условиям (А).

Таблица2. Параметр РПВ₂ (тыс.т/год/мг/м³) при различных условий выбросов

Если значение ТПВ₂ просчитанное по формуле (1.2) больше величины РПВ₂ выбранной по табл.1, то примесь подлежит контролю, очередность контроля определяется аналогично определению очередности по первому предварительному списку.

Окончательный приоритетный список составляется по сумме мест в предварительных списках, составленных по значениям ТПВ₁ и ТПВ₂. Вещества подлежат контролю и учитываются в распределении мест по ТПВ₁ и ТПВ₂, если имеют хотя бы один знак «+» (т.е. вещества имеющие два минуса не превышают нормативных уровней и, следовательно, не подлежат контролю и не входят в приоритетный список). При этом примеси для которых нет ПДК_м.р, включаются в список по удвоенному номеру места, полученного по значению ТПВ₁. Если несколько примесей имеют одинаковые номера мест в окончательном списке, то очередность этих примесей устанавливается по классу опасности веществ. В первую очередь записываются примеси классов опасности 1 и 2.