Экологическое нормирование с использованием ПДК
В настоящее время установлены ПДК для нескольких тысяч индивидуальных веществ в разных средах и для разных реципиентов.
Схема требований к нормированию вредных примесей в воздухе на основании ПДК представлена на рис.
|
| Рис. Схема распространения аэрополлютантов и требования к нормированию вредных примесей в воздухе |
Загрязнители могут обладать:
1) сходным токсическим действием;
2) усиливать свою токсичность в присутствии друг друга;
3) ослаблять свою токсичность в присутствии других.
ПДК – предельно-допустимая концентрация – та концентрация вредного вещества в почве, воздухе или водной среде, которая при постоянном воздействии практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у потомства. ПДК устанавливается с учетом ЛД50, устойчивости загрязнителя в окружающей среде, и с некоторым запасом.
ПДК загрязняющих веществ устанавливается в законодательном порядке либо Министерством здравоохранения.
Для нормирования воздушной среды ПДК подразделяют на:
1. ПДК рабочей зоны (ПДКрз)
2. ПДК максимально разовая (ПДКмр)
3. ПДК среднесуточная (ПДКсс).
ПДКрз – (выражается в мг/м3) – концентрация, которая не должна вызывать у рабочих при ежедневном вдыхании в течение всего времени работы (8 ч) отклонений в здоровье. Рабочая зона – пространство до 2 м от пола.
ПДКмр – максимально разовая концентрация вещества (в воздухе населенных мест – при вдыхании в течение 30 минут не должна вызывать рефлекторных реакций со стороны организма человека).
ПДКсс – среднесуточная ПДК – не должна причинять здоровью человека прямого или косвенного вреда при неограниченно долгом воздействии.
Основным недостатком при использовании ПДК является невозможность учета кумуляции загрязнений – суммирования вредных эффектов от различных загрязнителей. При этом различают:
¾ аддитивное воздействие – если общий эффект равен сумме эффектов всех загрязнителей в отдельности (например – табачный дым в помещении с уже загрязненным воздухом);
¾ антагонистическое воздействие – если общий эффект меньше суммы отдельных эффектов от загрязнителей (продукт реакции: аммиак + хлороводород → хлорид аммония – менее токсичен, чем оба исходных вещества по отдельности);
¾ синергетическое воздействие – если общий эффект больше суммы эффектов (продукт реакции: пропилен + оксиды азота + свет → n-ацетнитрил – самый токсичный компонент фотохимического смога).
Следует отметить, что при наличии в атмосферном воздухе нескольких вредных веществ, обладающих суммацией действия с концентрациями С, расчет допустимого содержания веществ проводится по формуле:
С1/ПДК1 + С2/ ПДК2 + ... + Сn/ПДКn < 1,
где С1, С2.....Сn- фактические концентрации веществ в атмосфере, мг/м3;
ПДК1, ПДК2, .... ПДКn - соответствующие ПДК для этих веществ, мг/м3.
Эффектом суммации действия обладают следующие сочетания вредных веществ: ацетон и фенол, диоксид серы и фенол, диоксид серы и диоксид азота, диоксид серы и аэрозоль серной кислоты, диоксид серы и сероводород, циклогексан и бензол, аммиак и оксиды азота и др.
В случае отсутствия значений ПДК для населенных мест могут применяться ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ). Они определяются путем расчета концентраций по физико-химическим свойствам или путем интерполяций и экстраполяции в рядах близких по строению соединений, или по показателям острой опасности. Величины ОБУВ должны пересматриваться через 2 года после их утверждения или заменяться ПДК с учетом накопленных данных о соотношении здоровья работающих и условий труда.
Среднемесячная концентрация - это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее значение из среднесуточных концентраций или из разовых концентраций, измеряемых по полной программе контроля (не реже 4 раз в сутки) не менее 20 сут в месяц.
Среднегодовая концентрация - это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее значение из среднесуточных концентраций или из разовых концентраций, измеряемых по полной программе контроля не менее 200 сут в год.
Пороговая концентрация острого действия – при однократном ингаляционном воздействии.
Пороговая концентрация хронического действия – при длительном ингаляционном воздействии по 6 ч ежедневно, мг/м3.
Если для человека принять летальную концентрацию в 2,5 раза меньше, чем для животных:
ЛД50/Сmin = z – зона однократного действия вещества.
Величина ПДК зависит от степени токсичности вещества, характеризующейся классом опасности. В зависимости от степени воздействия на организм человека все нормируемые вещества подразделяются на 4 класса опасности:
1-й класс - чрезвычайно опасные вещества, значение ПДК которых в воздухе рабочей зоны не превышает 0,1 мг/м3 (z ≤ 6);
2-й класс - высокоопасные со значением ПДКрз от 0,1 до 1 мг/м3 (z = 16-18);
3-й класс - умеренно опасные со значением ПДКр5от 1 до 10 мг/м3 (z ≥ 55);
4-й класс - малоопасные со значением ПДК > 10 мг/м3.
ПДК некоторых загрязнителей атмосферы мг/м3:
| Вещество | Класс опасности | ПДКмр | ПДКсс |
| 1. Пыль неорганическая 20-70% SiO2 | 0,3 | 0,1 | |
| 2. Диоксид серы (SO2) | 0,5 | 0,05 | |
| 3. Диоксид азота (NO2) | 0,085 | 0,04 | |
| 4. Оксид азота (NO) | 0,6 | 0,6 | |
| 5. Оксид углерода (СО) | |||
| 6. Диоксид углерода (СО2) | |||
| 7. Формальдегид Н2СО | 0,035 | 0,003 | |
| 8. Бензол С6Н6 | 1,5 | 0,1 | |
| 9. Фенол С6Н5ОH | 0,01 | 0,003 | |
| 10. Аммиак NH3 | 0,2 | 0,04 | |
| 11. Сероводород H2S | 0,008 | - | |
| 12. Хлор Cl2 | 0,1 | 0,03 | |
| 13. Свинец | 0,01 | 0,0003 | |
| 14. Ртуть металлическая | 0,01 | 0,0003 | |
| 15. Бензапирен C20H12 | – | 0,00001 | |
| 16. Диоксин | 0,5 | – | |
| 17. Ацетон | 0,35 | 0,35 | |
| 18. П-ксилол | 0,2 | 0,2 | |
| 19. Сажа | 0,15 | 0,05 | |
| 20. Сероуглерод | 0,03 | 0,005 | |
| 21. Толуол | 0,6 | 0,6 | |
| 22. Дихлорэтан | 3,0 | 1,0 | |
| 23. Пропилен | 3,0 | 3,0 | |
| 24. Винилацетат | 0,15 | 0,15 | |
| 25. Стирол | 0,04 | 0,002 |
ЛПВ – ограничительный норматив для водных объектов, используемый одновременно с ПДК – лимитирующий показатель вредности.
ЛПВ – не имеет количественной характеристики, а отражает приоритетность требований к качеству воды.
Три вида ЛПВ для поверхностных вод, согласно санитарным правилам и нормам:
1) Санитарно-токсикологический (характеризует токсическое действие вещества на организм человека и водных животных);
2) Общесанитарный (характеризует влияние вещества на общесанитарное состояние водного объекта, в частности, на скорость протекания процессов самоочищения);
3) Органолептический (способность вещества менять органолептические свойства воды – запах, вкус, цвет, появление пены и др.)
Сущность ЛПВ – загрязнитель воды (какой-либо) может оказывать на водные системы и здоровье человека неблагоприятное воздействие нескольких видов. То из воздействий, безопасная концентрация по которому данного вещества минимальна, и является лимитирующим.
ПДВ – предельно-допустимые выбросы (в атмосферу);
ПДС – предельно-допустимые сбросы (в водоем);
ПДВ и ПДС рассчитывают на основании величин ПДК для каждого конкретного предприятия данной территории. При этом учитываются как характеристики источников, так и условия распространения загрязнителей. Расчет ПДВ и ПДС представляет собой довольно сложную задачу, решаемую для каждого конкретного случая. Например, чтобы в жилом квартале содержание загрязнителя не превышало ПДК, нужно ограничить ПДВ. Концентрация же загрязнителя кроме ПДВ зависит от положения жилого квартала, силы ветра и других факторов.
|
| Рис. Изменение концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы от высокого источника выбросов |
ПДВ и ПДС – уже, в отличие от ПДК, не гигиенические, а экологические нормативы, которые непосредственно регулируют, регламентируют интенсивность и качество технологических процессов – источников загрязнений. Если предприятия превышают ПДВ (ПДС) – следуют экономические и административные санкции (соблюдение ПДВ и ПДС подкреплено законодательно). Однако:
1) Часто Предприятие не может соблюдать предписанные ему ПДВ (ПДС) по техническим причинам, санкции безрезультатны, а остановка производства по мнению власти чревата экономическими и социальными издержками ® вводятся ВСВ и ВСС!!!
– ВСВ – «временно согласованные» выбросы;
– ВСС – «временно согласованные» сбросы.
Введение ВСВ и ВСС производится обычно на уровне фактических выбросов и стоков, что является свидетельством отказа от нормирования и приводит к ухудшению экологической и гигиенической обстановки.
2) Существуют серьезные сомнения в самой пригодности ПДК как основы экологического нормирования (через ПДВ и ПДС), так как:
– далеко не для всех реальных загрязнителей установлены ПДК;
– нет ПДК для множества сочетаний различных загрязнителей; возможные взаимодействия между загрязнителями, образование вторичных продуктов и совмещенные эффекты не позволяют рассчитать «комплексы» ПДВ.
– ПДК веществ для некоторых ценных растений и животных могут быть ниже чем для человека ® проблема выбора?
– расчет большинства ПДВ делается на основании максимально-разовых ПДК, которые могут быть на порядок выше среднесуточных ПДК.
Для расчета ПДВ используют значение С – нормативно-предельная концентрация загрязнителя, причем:
С+Сф ≤ α·ПДКмр,
где α – безразмерный коэффициент,
α =1 для ПДВ,
α > 1 для ВСВ.
Расчет ПДВ ведется:
– по каждому загрязняющему веществу;
– при наличии нескольких загрязнителей однонаправленного действия – с соблюдением условия суммирования ПДК таких загрязнителей;
– для всех проектируемых и действующих предприятий данной территории;
– отдельно и по различным методикам для стационарных источников и передвижных (автотранспорт и др.), для загрязнителей атмосферы и водной среды;
– с учетом:
= параметров технологического процесса;
= фактического времени работы оборудования;
= эффективности работы очистных сооружений и др.
Основным нормативным документом, регламентирующим расчет рассеивания выбросов и величин ПДВ для промышленных предприятий является «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий», 1986. Расчет по этой методике ведется на основе ПДКмр, с учетом факторов, таких как:
– высота трубы;
– расход газовоздушной смеси;
– разность температур выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего воздуха;
– температурный градиент атмосферы, определяющий условия перемешивания примесей;
– скорость оседания вредных веществ из атмосферы;
– условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;
– влияние рельефа местности.
Формулы для расчета – сложные, полуэмпирические, с большим количеством коэффициентов, учитывающих влияние различных факторов из вышеперечисленных. Похожим образом (с учетом особенностей водной среды в сравнении с воздушной) рассчитываются ПДС.
ПДВ суммируются:
– для предприятия в целом;
– для территории с несколькими предприятиями.
Недостатки такого нормирования аналогичны использованию ПДК для санитарно-гигиенического нормирования. Но пока законодательно мы имеем именно такое нормирование.
Предприятия должны иметь санитарно-защитные зоны (СЗЗ) – ширина территории вокруг предприятия, отделяющая ее от жилых застроек.
(Сф < [ПДК]), где Сф – фактическая концентрация вредного вещества.
Предприятия разделены на 5 классов по ширине СЗЗ (м):
I. 1000 м
II. 500 м
III. 300 м
IV.100 м
V. 50 м.
К санитарному классу I относятся предприятия связанного азота (производства аммиака, азотной кислоты, удобрений); вискозного волокна и целлофана; органических растворителей и масел (бензола, толуола, ксилола и др.); суперфосфата, серной кислоты, олеума, сероуглерода; предприятия по переработке нефти и др.
К санитарному классу II относятся производства мочевины, искусственных и химических волокон, искусственной кожи, аммиачной селитры, шин и др.
Производства битума, гудрона и других продуктов из остатков перегонки нефти, пластических масс, полистирола и т. д. относятся к классу III.
К санитарному классу IV относятся производства готовых лекарственных форм, искусственного каракуля, обуви, обувных картонов и пр.
Предприятия по переработке пластмасс и синтетических смол (только механическая обработка), по вулканизации резины без применения сероуглерода относятся к классу V.
Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может быть увеличена по следующим причинам: использование неэффективных методов очистки выбросов в атмосферу; отсутствие эффективных способов очистки выбросов; необходимость размещения жилой зоны с подветренной стороны по отношению к предприятию, в зоне возможного загрязнения атмосферы; в зависимости от розы ветров и других неблагоприятных метеорологических условий (частые штили, туманы и др.); строительство новых, еще недостаточно изученных в санитарном отношении производств.
Территория санитарно-защитной зоны должна быть озеленена и благоустроена. В санитарно-защитной зоне допускается размещать предприятия, их отдельные здания и сооружения с производствами меньшего класса вредности, чем производство, для которого установлена санитарно-защитная зона (при условии аналогичного характера вредности): пожарные депо, бани, прачечные, гаражи, склады, здания управления, конструкторских бюро, учебные заведения, магазины, предприятия общественного питания, поликлиники, научно-исследовательские лаборатории, связанные с обслуживанием данного производства, помещения для дежурного персонала и охраны предприятия, стоянки общественного и индивидуального транспорта, коммуникации, линии электропередач, нефте- и газопроводы, сооружения для подготовки технической воды и т. д.
ПДС – максимальное количество загрязняющего вещества в единицу времени, которое может быть выброшено предприятием в воздух (выброс) или водоем (сброс), которое не вызывает при этом неблагоприятных экологических последствий.
ПДС = qст · Сст
Где qст – расход сточных вод, м3/ч
Сст – концентрация вредного вещества в сточной воде, г/м3.
ПДС устанавливается санэпидемстанцией.
ПДН – максимально возможное антропогенное воздействие на природные ресурсы (комплексы), которые не приводят к нарушению устойчивости экологических систем.
Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 8325;