Предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности электрического поля

Напряженность (Е) электрического поля определяется на высоте 2,0 м от уровня земли (пола).

Согласно действующим нормам проектирования границы санитарно-защитных зон (СЗЗ) вдоль высоковольтных ЛЭП устанавливаются по величине Е, которая не должна превышать 1 кВ/м, и отстоят по обе стороны от проекции крайних фазовых проводов на землю на расстоя­ние: 10 м для линий напряжением 20 кВ; 15 м — 35 кВ; 20 м — 110 кВ;

25 м - 150, 220 кВ; 30 м - 330, 500 кВ; 40 м - 750 кВ; 55 м - 1150 кВ.

В СЗЗ запрещено строительство жилых и общественных зданий и отвод земельных участков (включая садовые) для постоянного пре­бывания населения. Расстояние от границ населенных пунктов до оси проектируемых ЛЭП напряжением 750—1150 кВ должно быть не менее 250—300 м. Интенсивность магнитных полей (МП) оценивается по ве­личине магнитной индукции в теслах (ОБУВ(опасно-безопасный уровень возбуждения?) 4,0—6,5 МТ) или по ампли­тудному значению напряженности в амперах на метр (1 МТ = 800 А/м; ОБУВ 3,2—5,2 кА/м). Допустимая напряженность электростатического поля, создаваемого высоковольтными установками постоянного тока, составляет 60 кВ/м максимально (при кратковременном воздействии на человека). При воздействии электромагнитных полей, создаваемых радиотехническими объектами, нормируются показатели напряженности электрического поля Е, энергетическая нагрузка Е²Т, поверхност­ная плотность потока энергии.

ПДУ для населения составляет для диапазона частот, МГц:

— 0,06-3 Е - 600 В/м; Е²Т - 28 800 (В/м)²ч;

— 3-30 Е - 300В/м; Е²Т – 7 200 (В/м)²ч;

— 30-300 Е-5-2,5 В/м;

— 300-3000 — 10 мкВт/см² (поверхностная плотность потока энер­гии).

Санитарными нормами устанавливаются допустимые значения обычного шума, инфра- и ультразвука на территории жилой застрой­ки и в помещениях, нормируются показатели виброускорения, виб­роскорости и вибросмешения в жилой застройке и на промышленных объектах. Расположение источников и зон дискомфорта, обусловлен­ных физическим воздействием (радиационным загрязнением, элект­ромагнитным излучением, шумом, тепловыми полями), фиксируется на экологических картах.

Геоботанические исследования начинают с изучения карт расти­тельности и дешифрирования аэрокосмических снимков. Раститель­ность рассматривается в качестве индикатора уровня антропогенной нагрузки на природную среду (вырубки, гари, перевыпас скота, ме­ханическое нарушение при рекреации, повреждение техногенными выбросами, антропогенные сукцессии, изменение видового состава, уменьшение проективного покрытия и продуктивности). Дается ха­рактеристика типов зональной и интразональной растительности в соответствии с ландшафтной структурой территории, распростране­ния основных растительных сообществ; лесотаксационные характери­стики и использование лесов; использование и состояние естествен­ной травянистой и болотной растительности, встречаемости редких и исчезающих видов, режим их охраны, характеристика агроценозов и их продуктивность.

Прогнозируемые изменения в растительном покрове даются при сравнении с естественными растительными сообществами, биораз­нообразием, присущим тому или иному зональному типу ландшаф­тов. Ареалы негативных нарушений растительности отражаются на те-' магических экологических картах.

Исследования животного мира проводятся на основе опублико­ванных и фондовых материалов. При необходимости проектируются полевые наблюдения, включая экологический мониторинг. Опреде­ляются виды животных по типам ландшафтов в зоне воздействия объек­та, подлежащие прежде всего охране. Устанавливаются особо ценные виды, места обитания (для рыб — места нереста, нагула и др.). Произ­водят оценку состояния функционально значимых популяций типич­ных и миграционных видов животных, пути их миграции, запасы про­мысловых животных и рыб, мест размножения, пастбищ и т.д.

Прогнозируемые изменения животного мира-аналога должны быть обоснованы и опираться на статистическую обработку.

Социально-экономические исследования рассматриваются как са­мостоятельный раздел инженерно-экологических изысканий для стро­ительства, обеспечивающий перспективы социально-экономическо­го развития региона, сохранение его ресурсного потенциала, соблю­дение исторических, культурных, этнических и других интересов местного населения. Они включают изучение социальной сферы (чис­ленности, этнического состава населения, занятости, системы рассе­ления и динамики населения, демографической ситуации, уровня жизни); медико-биологические и санитарно-эпидемиологические исследования; обследование и оценку состояния памятников архи­тектуры, истории, культуры.

Медико-биологические и санитарно-эпидемиологические исследова­ния проводят для оценки экологической обстановки и современного состояния, прогноза возможных изменений здоровья населения под влияниям экологического и санитарно-эпидемиологического состоя­ния территории при реализации проектов строительства.

Оценка экологических условий должна включать покомпонентную оценку воздействия состояния среды обитания (воздуха, питьевой воды, почв, продуктов питания, объектов рекреации и других факторов) на здоровье человека на основе установленной системы санитарно-гигиенических критериев. Состояние и степень ухудшения здоровья населе­ния должны оцениваться на основе установленных медико-демографи­ческих критериев: рождаемость, смертность, заболеваемость и т.д.

Стационарные наблюдения при инженерно-экологических изыс­каниях (локальный экологический мониторинг или мониторинг природно-технических систем) выявляют тенденции количественного и качественного изменения состояния окружающей среды в простран­стве и во времени в зоне воздействия объектов. Стационарные эколо­гические наблюдения должны включать:

· систематическую регистрацию и контроль показателей состояния окружающей среды в сферах воздействия источников влияния;

· прогноз возможных изменений состояния компонентов окру­жающей среды на основе выявленных тенденций;

· разработку рекомендаций и предложений по снижению и исклю­чению негативного влияния объектов на окружающую среду;

· контроль за использованием и эффективностью принятых ре­комендаций по нормализации экологической обстановки.

Стационарные экологические наблюдения проводят:

· при проектировании и строительстве объектов повышенной эко­логической опасности (предприятий нефтехимической, горно­добывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, чер­ной и цветной металлургии, микробиологических производств, ТЭЦ, АЭС, установок по обогащению ядерного топлива, нефте- и газопроводов и др.);

· при проектировании и строительстве жилищных объектов и ком­плексов в районах с неблагоприятной экологической ситуацией;

· при проектировании и строительстве объектов в районах с по­вышенной экологической чувствительностью природной среды к внешним воздействиям (на территориях, подверженных дей­ствию опасных геологических и гидрометеорологических про­цессов, в районах распространения многолетнемерзлых грун­тов, вблизи особо охраняемых территорий, заповедных и водоохранных зон и т.п.).

Оптимальная организация стационарных наблюдений (локального экологического мониторинга) предваряется обследованием с целью выявления основных компонентов природной среды, нуждающихся в мониторинге, определения системы наблюдаемых показателей, изме­рения фоновых значений; ландшафтного обоснования сети.

Следующий этап — проектирование постоянно действующей сис­темы экологического мониторинга, оборудование и функциональное обеспечение, организация взаимодействия с аналогичными система­ми других ведомств. Основной этап — проведение стационарных на­блюдений с целью определения тенденций изменения показателей состояния природной среды, отслеживания и моделирования эколо­гической ситуации для краткосрочных и долгосрочных прогнозов.

Программа мониторинга устаналивает:

· виды мониторинга (инженерно-геологический, гидрогеологи­ческий и гидрологический, мониторинг атмосферного возду­ха, почвенно-геохимический, ландшафтный, фитомониторинг, мониторинг обитателей наземной и водной среды);

· перечень наблюдаемых параметров;

· обоснование сети наблюдений в пространстве;

· методику проведения всех видов наблюдений;

· частоту, временной режим и продолжительность наблюдений;

· нормативно-техническое и метрологическое обеспечение на­блюдений.

Виды мониторинга и перечень наблюдаемых параметров обуслов­лены механизмом техногенного воздействия (физическое, химичес­кое, биологическое) и компонентами природной среды, на которые распространяется воздействие (атмосфера, литосфера, почвы, поверх­ностные и подземные воды, растительность, животный мир, назем­ные и водные экосистемы и ландшафты в целом и т.п.).

Лекция №12

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИРОДОЗАЩИТНЫХ ОБЪЕКТОВ Экологическое проектирование сапитарно-защитных зон

Проектируется и создается санитарно-защитная зона как защит­ный и эстетический барьер между источником воздействия и челове­ком, между территорией объекта воздействия и жилой застройкой, между промышленной и селитебной зонами. Санитарно-защитные зоны выполняют функции природного фильтра, обеспечивающего экрани­рование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха, снижения уровня воздействия до принятых гигиенических нормативов.

Санитарно-защитная зона — обязательный элемент экологического проектирования любого объекта, который может быть источником химического, биологического или физического воз­действия на окружающую среду и здоровье человека.

Размеры санитарно-защитных зон и гигиенические требования к ним устанавливаются санитарными правилами.(Проектирование, строительство, реконструкция и эксплуатация предприя­тий, планировка и застройка населенных мест. Санитарно-защитные зоны и сани­тарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01).)

В РФ разработаныклассификации производств, в основу которых положенысанитарно-гигиенические нормы с учетом класса опасности веществ, технологий и отходов, присущих тому или иному производ­ству. В зависимости от класса санитарно-гигиенической опасности про­изводства (I—V классы) для них установлены определенные размеры санитарно-защитных зон (СЗЗ), радиус которых варьирует от 1000 до 50 м. Минимальные размеры СЗЗ для предприятий первого класса опас­ности составляют 1000 м, для второго — 500 м, для третьего — 300 м, для четвертого — 100 м, для пятого — 50 м. Для объектов и технологий, не имеющих аналогов в стране и за рубежом, с выбросами первого и второго классов опасности размеры СЗЗ устанавливаются по решению Главного государственного санитарного врачаРФ.

Размеры СЗЗ должны также подтверждаться расчетами рассеива­ния выбросов в атмосфере для всей совокупности веществ, распрост­ранение шума, вибрации, электромагнитных полей с учетом фонового загрязнения окружающей среды, а также действующих и проектируе­мых объектов. Для групп промышленных производств или промыш­ленных узлов устанавливаетсяединая СЗЗ с учетом суммации всех воз­действий и фонового загрязнения окружающей среды. Размеры СЗЗ увеличивают при установлении измерением превышения допустимых воздействий на внешней границе СЗЗ.

Для современных крупных промышленных комплексов черной и цветной металлургии, нефтехимии и нефтепереработки, биосинтеза, лесохимии размеры СЗЗ обосновываются в процессе экологического проектирования и могут достигать десятков и сотен км²2. Например, для крупных карьеров КМА установлена СЗЗ в радиусе 10-17 км, для металлургических центров черной и цветной металлургии в радиусе 10—25 км. Как правило, для этих производств помимо СЗЗ устанавли­ваются также зоны санитарного разрыва, достигающие десятков км.

В пределах СЗЗ запрещена жилая застройка, размещение садовых и дачных участков, не допускается размещение пищевой промыш­ленности, хранилищ питьевой воды. Эта территория не может быть использована для рекреации, здесь нельзя проектировать парки, спортивные, лечебные, оздоровительные, образовательные комплексы.

В границах СЗЗ допускается выращивание технических культур, размещение производств меньшего класса опасности, чем основное производство, размещение предприятий инфраструктуры, нежилых помещений, складов, коммуникаций, ЛЭП, электроподстанций, нефте-и газопроводов, канализационных, насосных станций, сооружений обо­ротного водоснабжения, пожарных депо, бань, прачечных, гаражей и т.д.

В проекте санитарно-защитной зоны должны быть проработаны ее территориальная организация, благоустройство и озеленение (40—50% площади), а также определены средства на организацию зоны и пере­селение за ее пределы жителей.

Учет физических факторов воздействия на население при установлении санитарно-защитных зон

Санитарно-защитные зоны промышленных, коммунальных, энер­гетических производств автомобильного, железнодорожного, водно­го и воздушного транспорта — источников физических воздействий на большие расстояния (шум, инфразвук и др.), должны быть спро­ектированы (или обоснованы) в каждом конкретном случае расчет­ным путем с учетом характеристик источников воздействия, места их расположения и режима их эксплуатации и т.д.

Шумовой характеристикой является корректированный уровень звуковой мощности LPA в дБА, среднеквадратичные уровни звуково­го давления (дБ) в октавных полосах частот со среднегеометрически­ми частотами 31.5-63-125-250-500-1000-2000-4000-8000 Гц, а также уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА.Допустимые уров­ни звука и уровни звукового давления в октавных полосах частот и уров­ни звука на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях нормируются гигиеническими нормативами «Шум на рабо­чих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на терри­тории жилой застройки» (ГН 2.2. 4/2.1.8.562-96).Допустимые уровни, вибрации в жилых домах нормируются гигиеническими нормативами «Допустимые уровни вибрации на рабочих местах, в помещениях жи­лых и общественных зданий» (ГН 2.2.4/2.1.8.562.96).

Предельно допустимые уровни воздействия электрического поля определяются «Санитарными правилами и нормами защиты населе­ния от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи (ВЛ) переменного тока промышленной частоты» (СанПиН 2971-84).

В целях защиты населения отвоздействия электрического поля, со­здаваемого воздушными линиями электропередачи (ВЛ), устанавлива­ются санитарно-защитные зоны вдоль трассы высоковольтной линии, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м. Для вновь проектируемых ВЛ, а также зданий и сооружений устанавлива­ют границы санитарно-защитных зон вдоль трассы ВЛ с горизонталь­ным расположением проводов и без средств снижения напряженнос­ти электрического поля по обе стороны от нее на следующих рассто­яниях от проекции на землю крайних фазных проводов в направлении, перпендикулярном к ВЛ:

— 20 м — для ВЛ напряжением 330 кВ;

— 30 м — для ВЛ напряжением 500кВ;

— 40 м — для ВЛ напряжением 750кВ;

— 55 м — для ВЛ напряжением 1150 кВ.

Если напряженность электрического поля превышает ПДУ, дол­жны быть приняты меры по ее снижению (удаление от жилой заст­ройкиВЛ; применение экранирующих устройств и др.). В пределах санитарно-защитной зоны запрещается: размещение жилых и обще­ственных зданий и сооружений; площадок для стоянки и остановки всех видов транспорта; предприятий по обслуживанию автомобилей и складов нефти и нефтепродуктов. Ближайшее расстояние от оси про­ектируемыхВЛ напряжением 750—1150 кВ до границы населенных пунктов, как правило, должно быть не менее:

— 250 м — для ВЛ напряжением 750кВ;

— 300 м — для ВЛ напряжением 1150 кВ.

Установление величины санитарно-защитных зон в местах разме­щения передающих радиотехнических объектов осуществляется в соот­ветствии с действующими санитарными правилами и нормами по элек­тромагнитным излучениям радиочастотного диапазона и методиками расчета интенсивности электромагнитного излучения радиочастот.

Для магистральных трубопроводов и систем газоснабжения санитарно-защитные зоны определяются с учетом минимальных расстоя­ний от городов и других населенных пунктов, отдельных объектов, установленных с целью обеспечения их безопасности строительными нормами и правилами. Их величина уточняется и согласовывается с органами и учреждениями государственной санитарно-эпидемиологической службы в каждом конкретном случае.

Проектирование объектов экологической реабилитации

Среди объектов экологической реабилитации рассмотрим перера­ботку твердых бытовых отходов (полигоны ТБО), обезвреживание и захоронение токсичных промышленных отходов (полигоны промыш­ленных отходов).

Методы и технологии экологической реабилитации. Государствен­ная экологическая политика РФ в области технологий переработки отходов состоит в том, чтобы не допустить превращения России в большой полигон по переработке отходов других стран. Большинство проектов новых технологий, разработанных за рубежом, предлагают­ся для внедрения в РФ при условии переработки отходов, поставляе­мых из этих стран. Чтобы не допустить проникновения в Россию грязных технологий, существует механизм экологической экспертизы техни­ки и технологий. Этой экспертизой был отклонен проект строитель­ства на Дальнем Востоке мусороперерабатывающих заводов, так как предполагалось, что на этих заводах (75% мощности) будет перераба­тываться мусор из Калифорнии.

Переработка твердых бытовых отходов (ТБО). Во всем мире вслед­ствие роста населения, повышения уровня жизни и увеличения потреб­ления товаров отмечается резкое возрастание количества твердых быто­вых отходов. В разных странах количество ТБО, приходящихся на душу населения, составляет от 150 до 1000 кг в год. В России, по последним данным, состав ТБО представлен органическими веществами — 38% (33% пищевых отходов), бумагой — 23—30%, металлами, пластмассой текстилем, деревом, резиной, кожей, которые составляют от 2 до 7%, стекло составляет от 5 до 8%. Состав ТБО в разных регионах РФ различен и зависит от социальных и физико-географических условий. В Москве ежегодно образуется 2,5 млн т отходов, на одного человека приходится 1 м3³ отходов, или 200 кг по массе.

В Московской области в год на полигоны сбрасывают 8 млн т отходов, из них 4 млн — ТБО, 0,5 млн — строительные, 2 млн — промышленные, остальные — иловые осадки или загрязненный грунт. В области 58 санкционированных полигонов (самый крупный — Тимохово занимает 118,8 га и рассчитан на 26 млн 915 тыс. т отходов). В современной практике переработки ТБО используют методы их скла­дирования (захоронения), переработки, утилизации и сжигания.

Складирование ТБО. В мировой практике до настоящего времени подавляющее количество ТБО все еще продолжают вывозить на свал­ки (полигоны): в СССР на свалки вывозили 97% образующихся ТБО, в США - 73%, в Великобритании - 90%, в ФРГ - 70%, в Швейца­рии — 25%, в Японии — около 30%. Экологические последствия скла­дирования ТБО на свалках: большая потребность в земле, сложность организации новых свалок в связи с отсутствием свободных земель­ных участков, загрязнение окружающей среды, потенциальная опас­ность распространения инфекций, повышенная пожароопасность, потеря ценных компонентов.

Полигонные свалки (санитарные свалки) должны оборудоваться по специальным технологиям. Дно свалки планируется с небольшим укло­ном, выстилается прочной полиэтиленовой пленкой. Отходы уплотня­ются и засыпаются слоем песка или глины, затем уплотняются, сверху накладывается новый слой пленки и т.д. Свалки имеют сток в сборник жидкостей, фильтрующихся из отходов и грунта, которые по мере на­полнения вывозятся на переработку. После заполнения последних слоев проводится планировка рельефа и другие рекультивационные работы, через несколько лет на месте санитарных свалок можно играть в гольф.

Существует несколько методовпромышленной переработки ТБО:

• термическая обработка (в основном сжигание);
• биотермическое аэробное компостирование (с получением удобрения или биотоплива);
• анаэробная ферментация (с получением биогаза);
• сортировка (с извлечением тех или иных ценных компонентов для последующего вторичного использования).

Сжигание (часто с утилизацией тепла) — в настоящее время тех­нически наиболее отработанный и распространенный метод промыш­ленной обработки ТБО перед их удалением на свалки (в США мусоросжигание рассматривают как один из основных способов продле­ния срока службы свалок). В европейских странах сжиганием перерабатывают 20-25% объема городских отходов, в США — около 15%, в Японии — около 65%. Судя по зарубежным данным, техноло­гия прямого сжигания ТБО представляет экологическую опасность вследствие токсичных выбросов (тяжелые металлы, дибензодиоксины, дибензофураны и др.) и является самой дорогостоящей среди альтернативных технологий переработки ТБО.

Схема комплексной переработки твердых бытовых отходов

Биотермическое аэробное компостирование ТБО в мировой прак­тике большого распространения не получило (в Европе с получением компоста перерабатывают около 2% ТБО, в Японии и США — до 2%). Полученный из ТБО компост улучшает почвенную структуру, влагосодержание, уменьшает эрозию, однако всегда засорен мелким стек­лом, камнями, металлами, пластмассой, текстильными отходами и сильно загрязняет почву.

Промышленную технологию оптимально строить по принципу комбинирования методов переработки ТБО (рис.). В основе техно­логии должна быть сортировка (в том числе на основе селективного отбора). При этом повышается не только доля рецикла ряда компо­нентов ТБО как прибавки к сырьевому балансу страны, но и во мно­гом решается вопрос удаления опасных бытовых отходов и балласт­ных компонентов. Предварительная сортировка улучшает и ускоряет процесс компостирования органических веществ ТБО, облегчает очи­стку компоста от примесей, снижает потребную производительность мусоросжигательного оборудования, улучшает состав отходящих га­зов, существенно повышает уплотняемость свалок неутилизируемых отходов и, как следствие, уменьшает их объем и количество проника­ющих в почву фильтрационных вод. В США с 1991 г. действует закон о запрещении поставки ТБО без предварительной сортировки на свал­ки и мусоросжигательные заводы.

Технологии комплексной переработки ТБО предусматривают из­влечение тех или иных ценных компонентов и их использование в качестве вторичного сырья, удаление балластных компонентов с тер­мической переработкой (сжигание, пиролиз) лишь неутилизируемой и представляющей значительные трудности для отбора части ТБО. Вторично используются черные и цветные металлы (металлургичес­кое производство), легкая фракция (энергетическое использование), органическая фракция (получение компоста и биогаза), шлаки сжи­гания (производство материалов для малоэтажного строительства). Ком­плексная переработка ТБО наиболее соответствует современным эко­логическим и ресурсным требованиям, обеспечивает извлечение цен­ных компонентов для вторичного использования и получение новой товарной продукции (компост повышенного качества и топливные брикеты). Выход отходов переработки не превышает 10-15% (по массе).

Технологическая схема переработки ТБО в общем виде должна представлять комбинацию процессов селективного отбора (обязатель­но — отработанные люминесцентные лампы, возможно — батарейки и стеклобой), механизированной сортировки (извлечение металлов, выделение текстильной и крупногабаритной фракции, частичное уда­ление стеклобоя и батареек), термической обработки отходов обога­щения с утилизацией продуктов сжигания (шлаков и тепла отходя­щих газов). При этом все вопросы селективного отбора и переработки собранного вторичного сырья должны решаться на стадии проекти­рования. По-видимому, получать компост из органической фракции ТБО применительно к регионам Севера и Сибири нецелесообразно. Более рационально биотермическое компостирование использовать в южных и средних регионах России.