Оценка загрязнения воздуха. Нормирование выбросов в атмосферу

Основной физической характеристикой примесей атмосферы является концентрация (т.е. масса вещества, мг в единице объёма воздуха, м³) при нормальных условиях. Концентрация примесей определяет физическое, химическое и другие виды воздействия веществ на человека и окружающую среду и служит основным параметром при нормировании содержания примесей в атмосфере.

Чистым условно считается такой воздух, содержание основных компонентов в котором находится в пределах норм, а концентрации примесей не превышают допустимых нормативов (ПДК). Для каждого вещества устанавливается норматив предельно допустимой концентрации – ПДК, которая при действии на организм человека в течение заданного промежутка времени не вызывает необратимых изменений в нем. Величины нормативов ПДК разрабатываются специально уполномоченными государственными органами с учетом реакций организма человека и других живых организмов.

К настоящему времени установлены нормативы ПДК (мг/м³) веществ в воздухе более чем для тысячи соединений. Для воздуха различают ПДК для воздуха рабочей зоны и ПДК для атмосферного воздуха населенных мест. Кроме того, различают максимальную разовую ПДК и среднесуточную ПДК. Максимально разовая ПДК устанавливается из условия отсутствия рефлекторных реакций в организме при действии в течение 20 мин, среднесуточная ПДК – при круглосуточном действии. Максимально разовая ПДКм.р. – основная характеристика опасности вредного вещества. Она устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, световой чувствительности, изменение биоэлектрической активности головного мозга и др.) при кратковременном воздействии атмосферных примесей (воздействие не более 20 мин.).

Среднесуточная ПДКс.с - устанавливается для предупреждения общетоксичного, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека.

Для вредных веществ, ПДК которых не утверждены, Министерством здравоохранения Р.Ф. определены ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосфере населённых пунктов. ОБУВ утверждается сроком на три года.

В зависимости от величины ПДК все вещества относят к четырем классам опасности:

Класс опасности ПДК_р.з., мг/м³

I чрезвычайно опасные < 0,1

II высокоопасные 0,1-1,0

III умеренно опасные 1,0-10

IV малоопасные > 10

ПДК устанавливаются для среднестатистического человека с некоторым запасом. Но люди с ослабленным здоровьем могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК (например, степень воздействия вредных веществ во многом связана с количеством выкуриваемых в день сигарет).

Научно обоснованные нормативы ПДК в приземном слое атмосферы должны обеспечиваться контролем всех источников загрязнения воздуха. Для этого устанавливают нормативы ПДВ. ПДВ – это максимальные выбросы в единицу времени для данного источника загрязнения (природопользователя) по данному компоненту, которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию данного вещества С_i, не превышающую ПДК, с учетом фонового загрязнения С_фi , и эффекта суммации веществ однонаправленного действия. При этом должно соблюдаться условие:

ПДВ_i→Σ(С_фi+С_i)/ПДК_i ≤ 1 (1)

Концентрацию С_фi принимают по данным центра санитарно-эпидемиологического надзора в мг/м³; величину С_i рассчитывают по определенным методикам, учитывая условия рассеивания и массу (мощность) выброса М, г/с. Та максимальная масса, при которой выполняется условие (1), и будет ПДВ в г/с. Расчет ПДВ производится либо самим природопользователем, либо организацией, имеющей соответствующую лицензию. Величина ПДВ зависит от многих факторов, общее правило: чем больше площадь рассеивания, тем больше и разрешенная масса выбросов. Формулы для расчета норматива ПДВ при выбросе загрязняющих веществ через одиночные незатененные трубы высотой Н, м, расходом Q, м³/с, горячих газов (2) с избыточной температурой DТ или холодных газов (3) имеют вид:

(2)

(3)

Установленные нормативы ПДВ вступают в силу после утверждения органами Минприроды и ЦСЭН, корректируются не реже одного раза в пять лет и служат основой выплат за загрязнение среды данным природопользователем.

Если вещество оказывает на окружающую среду вредное действие в меньших концентрациях, чем на организм человека, то при нормировании исходят из порога действия этого вещества на окружающую природу.

Наибольшая концентрация С каждого вредного вещества в приземном слое (1,5-2,5 метра) не должна превышать максимально разовую предельно допустимую концентрацию, т.е. С ≤ ПДК_м.р. при экспозиции (т.е. времени воздействия) не более 20 мин. Если время воздействия вредного вещества превышает 20 мин., то С ≤ ПДК_с.с.

С₁, С₂….С_n- концентрации вредных веществ в атмосфере в одной и той же точке местности, мг/ м³; ПДК₁, ПДК₂,….,ПДК_n- предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосфере, мг/м3.

Эффектом однонаправленного действия обладают, например, такие вредные вещества, как диоксиды серы и азота; диоксид серы и сероводород; сильные минеральные кислоты (серная, соляная); этилен, пропилен, бутилен, амилен; озон, диоксид азота, формальдегид; и др.