Стан атмосферного повітря Чуднівського району

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

Розділ 1. Огляд літературних джерел з теми досліджуваного питання

1.1 Стан атмосферного повітря Чуднівського району

1.2 Природо-кліматична характеристика Чуднівського району

Розділ 2. Об'єкт та суб'єкт дослідження

2.1 Загальні відомості про суб'єкт дослідження

2.2 Програма досліджень

2.3 Методологічні та організаційні основи оцінки стану атмосферного повітря від впливу котельні в Чуднівському районі

2.4 Механізм та джерела утворення викидів забруднюючих речовин від котельні

2.5 Результати дослідження

Розділ 3. Розробка проекту нормативу ГДВ та оцінка впливу котельні на атмосферне повітря

3.1 Розробка проекту нормативу ГДВ. Визначення гранично допустимого викиду

3.2 Розрахунок максимальної концентрації забруднюючих речовин на відстані Хм від труби котельні

3.3 Розрахунок меж СЗЗ

3.4 Оцінка санітарного стану повітря на межі СЗЗ та селітебної

3.5 Розрахунок категорії небезпечності котельні

Висновки

Літературні джерела

Вступ

Актуальність теми. Бурхливий розвиток науки і техніки, в останні десятиліття все гостріше ставить перед людством питання раціонального використання природних ресурсів. Нажаль, доводиться констатувати той факт, що рівень індивідуальної і суспільної свідомості людей значно відстає від рівня науково-технічного прогресу. В гонитві за швидкими прибутками багато підприємців керуються висловом французького короля Людовіка XV - "Після нас хоч потоп". Тому на сьогоднішній день з особливою гостротою постає питання впровадження ефективних економіко-правових механізмів природокористування. [4].

Доцільність розкриття проблемних аспектів охорони атмосферного повітря продиктована цілою низкою обставин, оскільки на сьогоднішній день це питання дійсно вийшло на перший план в Україні. Атмосферне повітря - життєво важливий компонент навколишнього природного середовища, який являє собою природну суміш газів, що знаходиться за межами житлових, виробничих та інших приміщень. Атмосферне повітря лише умовно можна вважати невичерпним природним ресурсом. Річ у тім, що повітря необхідне тільки певної якості, а під впливом антропогенної діяльності хімічний склад та фізичні властивості повітря дедалі погіршуються. На Землі вже практично не залишилося місця, де б повітря зберегло свої початкові чистоту та якість, а в деяких промислових зонах стан атмосфери вже просто загрозливий для навколишнього середовища. Забруднення атмосфери відбувається, як природним так й антропогенним шляхами. Природне забруднення атмосфери відбувається за рахунок надходження до неї вулканічного газу, природного пилу, спорів грибів, різних мікроорганізмів, пилок рослин тощо. Антропогенне забруднення атмосфери - це наслідок не продуманої виробничої діяльності людини. Взагалі, забрудненістю атмосфери називають несприятливі зміни стану атмосферного повітря, цілком або частково зумовлені діяльністю людини. ін. Шкідливі речовини, що потрапляють в атмосферу від промислових і сільськогосподарських підприємств, енергетичних установок, транспортних засобів, розчиняються у повітрі та переносяться рухомими потоками повітря на великі відстані. Розсіювання забруднень призводить до зниження концентрації шкідливих речовин у зонах їх викиду та до одночасного збільшення площ із забрудненим повітрям. Найбільшими джерелами забруднення атмосферного повітря є крупні промислові підприємства, особливо металургійні, хімічні і нафтохімічні, будівельних матеріалів, електростанції, котельні, тобто ті галузі економіки, де використовується величезна кількість палива. Значні обсяги забруднюючих речовин надходять у атмосферне повітря і від діяльності транспортних засобів. Якість атмосфери регламентується за стандартами в яких розглядаються показники якості атмосферного повітря за станом забруднення, правила контролю якості повітря населених пунктів, та ін. [7].

Об'єкт дослідження. Викиди забруднюючих газів суміші.

Суб'єкт дослідження. Котельня.

Предмет дослідження. Якість парникових газів.

Розділ 1. Огляд літературних джерел з теми досліджуваного питання

1.1 Стан атмосферного повітря Чуднівського району

Аналізуючи показники забруднення повітряного басейну, що включає обсяг викидів шкідливих речовин стаціонарних та пересувних джерел забруднення потрібно відмітити деяке збільшення загальної кількості викидів в атмосферне повітря в 2011 році у порівнянні з минулим роком. Це збільшення складає 3,38 тис. тонн, що на 4,01% більше ніж у 2010 році.

В той же час, спостерігається деяке зниження обсягу викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря від стаціонарних джерел викидів, який в 2011 році склав 18,38 тис. т., що на 1,02% менше ніж у 2010 році (18,6 тис. т.).

Щільність викидів від стаціонарних джерел забруднення у розрахунку на квадратний кілометр території Житомирської області склала 0,616 т/км2 проти 6,82 т/км² в середньому по Україні (24 місце по Україні).

В розрахунку на душу населення щільність викидів від стаціонарних джерел забруднення Житомирської області склала 14,3 кг/чол. проти 89,7 кг/чол. в середньому по Україні (19 місце серед областей країни).

За обсягом викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря від пересувних джерел області, який в 2011 році склав 69,11 тис. т., що на 5,4% більше ніж в минулому році.

На стаціонарні джерела викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря в 2011 році припало майже 21% сумарних обсягів забруднення повітря області, на пересувні (автомобільний, залізничний, авіаційний, водний транспорт та виробнича техніка) - 79%.

Зменшення викидів по стаціонарним джерелам пов'язано насамперед із зменшенням обсягів виробництва ряду підприємств області. Так, у порівнянні з минулим роком, зменшили викиди в атмосферне повітря такі підприємства області як ПрАТ "Бехівський спецкар'єр" - 218,34 т., ВАТ "Овруцький ГЗК "Кварцит" - на 70,79 т., КП "Тепломережа" - 68,76 т., ВАТ "Біомедскло" - на 24,81 т., Новоград-Волинська виробничо-технічна служба Рівненського ЛВУМГ - на 22,04 т, та ряд інших [8].

Одночасно в минулому році значно зріс обсяг викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря від пересувних джерел викидів. Так, в порівнянні з 2010 роком, обсяг викидів транспортом збільшився на 3,6 тис. т. (на 5,4 %) і склав 69,11 тис. т. Динаміка викидів забруднюючих речовин від стаціонарних та пересувних джерел наведена в табл. 1.1.

Таблиця 1.1.

Динаміка викидів в атмосферне повітря, тис. т.

Роки	Викиди в атмосферне повітря, тис. т.	Щільність викидів у розрахунку на 1 кв. км, кг	Обсяги викидів у розрахунку на 1 особу, кг	Обсяг викидів на одиницю ВРП* (тис. т на млн. грн.).
	Всього	у тому числі
		стаціонарними джерелами	пересувними джерелами
2000	61,80	12,3	49,5	2072,1	43,45	-
2007	83,69	19,22	64,47	2805,9	63,23	0,0008
2009	80,47	19,07	61,40	2697,9	62,05	0,0054
2010	84,11	18,60	65,51	2822,5	65,41	0,0057
2011	87,49	18,38	69,11	2941,2	68,41	-

Важливими узагальнюючим показником, який характеризує стан повітряного басейну в цілому є загальний обсяг забруднюючих речовин, що надійшли в розрахунку на одного мешканця та в розрахунку на 1 км² території.

При аналізі кількості викидів від стаціонарних та пересувних джерел, що приходяться на душу населення, найбільше навантаження спостерігається в містах Нов.-Волинському - 143,64 кг/чол., Бердичеві - 111,41 кг/чол., Житомирі - 81,43 кг/чол., Коростені - 76,74 кг/чол.., в Малинському - 84,03 кг/чол., Коростенському - 82,26 кг/чол., Попільнянському - 73,30 кг/чол. районах області, при середньому по області 68,398 кг/чол. [4]

До основних антропогенних джерел забруднення атмосфери належать: теплове та енергетичне устаткування; промислові підприємства, сільське господарство, всі види транспорту.

Однією з основних причин забруднення атмосферного повітря є низький рівень оснащення джерел викидів пилогазоочисним обладнанням. Значно впливає на забруднення атмосфери відсутність установок по вловлюванню газоподібних сполук, а саме: діоксиду сірки, діоксиду азоту, оксиду вуглецю, летючих органічних сполук та інших.

Зазначені речовини надходять в повітря від котелень, які працюють на кам'яному вугіллі, асфальтобетонних заводів, фарбувальних виробництв, тощо.

Основними напрямами зменшення надходження забруднюючих речовин в атмосферне повітря є, насамперед виконання природоохоронних заходів, передбачених матеріалами у яких обґрунтовуються обсяги викидів забруднюючих речовин, переведення паливо використовуючого обладнання на природний газ, впровадження сучасних технологій очищення промислових викидів.

Зменшення шкідливих викидів від пересувних джерел можливе за рахунок збільшення використання неетильованого бензину, посилення контролю за токсичністю відпрацьованих газів автомобільних двигунів, будівництва об'їзних автошляхів для транзитного транспорту [7].

1.2 Природо-кліматична характеристика Чуднівського району

Чуднівський район знаходиться в південно-західній частині Житомирської області. На сході межує з Бердичівським, на заході - Романівським, на півночі - Житомирським, на південному заході - Любарським районами Житомирської області, на півдні з Хмільницьким районом Вінницької області. Територія району розташована в межах Придніпровської рівнини. Клімат помірно-континентальний з відносно вологим і теплим літом та м'якою зимою. Середньорічна сума опадів - 582 мм.

Географічна сітка району представлена 10 ріками, які відносяться до другої групи рік України і знаходяться, в основному, в басейні річки Тетерів.

На території району зустрічаються крупні кристали граніту - альмандину та дрібні кристали гранату у відкладеннях сірого граніту, а також графіт.

Розвіданий запас Кілківського гранкар'єру становить 1523,9 куб. м. при глибині розвідки 35 метрів. Розвідано також лесовидні відкладення, також в незначних кількостях є будівельний пісок, торф.

Ґрунти району:

- в північній частині району домінують дерново-підзолисті, світло-сірі, сірі-підзолисті ґрунти;

- в центральній та південній частині району переважають темно-сірі, підзолисті та чорноземні ґрунти.

Загальна площа лісів в районі 8,7 тис. га. В лісах найбільше листяних порід - дуб, граб, береза, тополя, хвойних порід - сосна, ялина [4].

Розділ 2. Об'єкт та суб'єкт дослідження

2.1 Загальні відомості про суб'єкт дослідження

Котельня Тютюнниківської лікарні розташована у с. Тютюнники Чуднівського району, Житомирської області. Відстань від котельні до лікарні становить 25 м, а до найближчого житлового будинку - 30 м.

Рис. 1. Загальний вигляд котельні.

В котельні лікарні с. Тютюнники встановлено два газові котли марки Protherm серії "ВЕДМІДЬ".

Рис. 2. Котли марки Protherm серії "ВЕДМІДЬ":

а) загальний вигляд;

б) вигляд механізму.

Чавунні газові котли Protherm серії "ВЕДМІДЬ" є оптимальним вирішенням модернізації системи опалювання. Котли можуть підключатися як до систем опалювання старого типу, так і служити як доповнення опалювальних систем, в яких як джерело тепла використовуються котли на твердому паливі. Завдяки високій якості чавуну котли володіють тривалим терміном служби, а їх просте обслуговування забезпечує тривалу і безпроблемну експлуатацію.

Чавунний теплообмінник газового котла складається з окремих ланок, сконструйованих так, щоб тепло, отримане за допомогою спалювання палива, повністю використовувалося для нагріву опалювальної води. Якісна теплоізоляція зводить до мінімуму втрати тепла, що виникає внаслідок теплового випромінювання по всьому периметру котла. Чавунний теплообмінник є компактним і таким, що володіє підвищеною стійкістю елемент котла. Пальник котла оснащений двома - п'ятьма трубками виготовленими з неіржавіючої сталі, конструкція яких дозволяє досягати найефективніше здійснювати процес горіння. Їх комбінація із спеціально розробленими форсунками обумовлює рівномірне змішення газу з повітрям, унаслідок чого досягається висока ефективність в роботі і знижується вміст шкідливих речовин в продуктах згорання. Система спалювання котла відповідає вимогам найстрогіших європейських норм. Наступною конструкційною перевагою котла є регульовані "ніжки", за допомогою яких положення котла можна легко пристосувати до будь-яких нерівностей в місці установки. Таким чином, у майбутнього користувача не виникає необхідність, втрачаючи час, багато разів приймати заходи, необхідні для оптимізації положення котла. Загальна конструкція газового котла обумовлює його універсальне вживання в класичних системах опалювання із застосуванням гарячої води.

Оригінальна конструкція переривання тяги димаря котла забезпечує надійну експлуатацію і швидкість спрацьовування в разі порушення тяги. В разі виникнення нестандартних ситуацій (поява в димарі сторонніх предметів, вплив зовнішнього середовища) система контролю тяги димаря - СКТД - забезпечить швидке виключення казана, що виключить попадання димових газів в приміщення.

Використання різних, так званих датчиків (у моделях KLZ і KLOM) NTC обумовлює гарантію того, що газовий котел майже відразу зреагує на можливу нестандартну поведінку всієї системи опалювання. Система прочитування параметрів котла, таким чином, може своєчасно перешкодити можливому пошкодженню котла або цілої системи опалювання. [5].

Захист від замерзання оберігає котел (KLZ і KLOM) від утворення льоду в системі, не дивлячись на можливу установку режиму "ЛІТО" і сигнали регулювальників, що управляють. Подібним способом захищений і накопичувальний бак гарячої господарської води в котлах KLZ. Дана функція діє і в разі підключення додаткового накопичувального бака до котлів типу KLOM і KLO, за умови вживання аксесуарів, рекомендованих Protherm.

Функція "Soft start" обумовлює плавний хід процесу розпалу. Паливо при старті дозується в пальники так, щоб розпал котла не був гучним. Крім того, казани Protherm серії Ведмідь оснащені системою захисту від перегріву. Кожен цикл горіння котла закінчується так званим вибіганням насоса. Функція контролю датчиків температури призначена для стеження за правильним функціонуванням датчиків. В разі виникнення пошкодження датчиків відбувається автоматична зупинка газового котла, а користувачеві поступає повідомлення про ситуацію, що склалася. Захист накопичувального бака від корозії в котлах типу KLZ забезпечується за допомогою магнієвого електроду. Даний електрод входить в стандартне оснащення всіх накопичувальних баків Protherm, що побічно нагріваються, використовуваних в комбінації з котлами KLOM або KLO.

Під відкидною пластмасовою кришкою котла серії KLZ і KLOM знаходиться дисплей, на якому відображується температура опалювальної або гарячої господарської води, а також кодові позначення авто-діагностичних повідомлень.

Котли серії KLZ (з вбудованим накопичувальним баком) оснащені двома насосами для контурів опалювання і гарячого водопостачання, запобіжним клапаном, автоматичним повітряним клапаном і 10-літровим розширювальним баком. Обширне оснащення даного котла обумовлює швидке і просте підключення до опалювальної системи без вкладення додаткових фінансових інвестицій.

Котли серії KLZ і KLOM стандартно оснащені модулем еквітермічного регулювання роботою котла. Наступним елементом оснащення котлів серії KLZ є вбудований таймер, за допомогою якого можна встановлювати тимчасові інтервали для нагріву гарячої води в накопичувальному баку, внаслідок чого досягається економія, головним чином, в період, коли витрата гарячої води мінімальна (вночі; у робочий час і тому подібне) [6].

2.2 Програма досліджень

У програму досліджень входять:

- ознайомлення з суб'єктом господарювання;

- збір інформації про вплив котельні на атмосферне повітря;

- проведення досліджень забруднюючих речовин. При проведенні досліджень використовувалась методика, яка базується на різних нормативних документах;

- ознайомлення з еколого-кліматичними характеристиками розташування об'єкта господарювання (район розташування котельні).

Основними нормативними документами, які використовувалися в даній роботі були: - ОНД-86. "Методика розрахунку концентрації в атмосферному повітрі шкідливих речовин, що міститься у викидах підприємств" та П-201-97 "Державні санітарні правила охорони атмосферного повітря населених міст" [3].

2.3 Методологічні та організаційні основи оцінки стану атмосферного повітря від впливу котельні в Чуднівському районі

Методика розробки проекту нормативу ГДВ.

Відповідно до Закону "Про охорону атмосферного повітря", з метою обмеження техногенної дії на атмосферу, в якості охоронного заходу, поряд з ГДК, передбачають регулювання і кількісне обмеження викидів в атмосферу.

Реалізація цього положення Закону здійснюється нормуванням гранично допустимим викидом забруднюючих речовин стаціонарними і пересувними джерелами забруднення.

ГДВ встановлюється для кожного джерела забруднення атмосфери (і для кожного інгредієнту, який надходить до атмосфери з цього джерела), таким чином, що викиди шкідливих речовин від даного джерела та від сукупності джерел усього населеного пункту з урахуванням перспектив розвитку інфраструктури промислових підприємств і розсіювання шкідливих речовин в атмосфері не створюють приземну концентрацію, яка перевищувала б їх ГДК_мр (гранично допустима концентрація максимально разова).

Основні значення ГДВ - максимально разові, встановлюються за умови повного навантаження як технологічного, так і газоочисного обладнання та їх нормальної роботи, і не повинні перевищуватись в будь-який довільний 20-хвилинний період часу.

Поряд з максимально разовими (контрольними) значеннями ГДВ (г·с^-1) встановлюють похідні від них річні значення ГДВ_р (т·рік^-1), для окремих джерел і для підприємства в цілому з урахуванням нерівномірності викидів у часі, в тому числі з огляду на планові ремонти технологічного та газоочисного обладнання. ГДВ для кожного стаціонарного джерела (відповідно ГОСТ 17.2.3.02 - 78) встановлюється за умов, що викиди шкідливих речовин від такого джерела сумісно з фоновим забрудненням не створять в приземному шарі атмосфери концентрацію, яка перевищує ГДК, тобто необхідним є виконання умови

де С_М, - концентрація в приземному шарі атмосфери забруднювачів від цього джерела ( за умов найбільш несприятливих для розсіювання); С_ф - фонова концентрація, мг•м ^-3.

Значення гранично допустимих викидів для нагрітої газоповітряної суміші з одиночного (точкового) джерела з круглим отвором (наприклад труба котельні) у випадку, коли фонова концентрація суміші С_ф встановлена як незалежна від швидкості та напрямку вітру і постійна на території району, що розглядається, тоді в цьому випадку ГДВ визначається за формулою

, (2.1)

де А - коефіцієнт, що залежить від температурної стратифікації атмосфери та визначає умови горизонтального розсіювання атмосферних домішок, с^2/3•мг•град•г^-1; F - безрозмірний коефіцієнт, що враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосфері.

Для дрібнодисперсних аерозолів з коефіцієнтом очищення викидів не менш як 90 %: F=2, від 75 до 90 % F=2,5, менш як 75 % і в разі відсутності очищення F = 3); m, n - безрозмірні коефіцієнти, що враховують умови виходу газоповітряної суміші з отвору джерела викиду; Н - висота джерела викиду над рівнем Землі, м; ?Т - різниця між температурою газоповітряної суміші Т_гс, що викидається, та температурою навколишнього середовища (повітря) Т_п; V_гс - об'єм газоповітряної суміші, м³•с^-1 - визначається за формулою

 (2.2)

де D - діаметр отвору джерела викиду, м; середня швидкість виходу газоповітряної суміші з отвору джерела викиду, м с^-1;

Величину безрозмірного параметра m визначають в залежності від параметра f, м•с^-2•с^-1, за формулою:

(2.3)

де f - знаходять за виразом

. (2.4)

У випадку, якщо значення параметра f відповідає нерівності f_е < f <100 - параметр f_е обчислюють за виразом

, (2.5)

а V^' _m, м/с, дорівнює

. (2.6)

Значення коефіцієнта m розраховують за формулою (2.3), в яку замість f підставляють f_е. Величину безрозмірного коефіцієнта п - визначають в залежності від параметра V_м за формулами:

 при 0,5 Vm 2; (2.7_а)

- при V_m 0,5; (2.7_б)

п= 1 - при V_м >2. (2.7_в)

При цьому V_м знаходять за формулою

(2.8)

Безрозмірний коефіцієнт з приймається рівним 1, якщо в радіусі п'ятдесяти висот труб Н від джерела перепад відміток місцевості не перевищує 50 м на 1 км.

Методика визначення максимальної концентрації забруднюючої речовини на відстані Хм від котельні. У разі викиду шкідливих газів з одиночного точкового джерела з круглим устям, за несприятливих метеорологічних умов, на відстані Х_m від джерела максимальну концентрацію забруднюючої речовини (С_m) визначають за формулою

, (2.9)

де М - маса шкідливої речовини, що викидається в атмосферу, г•с^-1;

Розрахунок викиду маси шкідливих речовин в атмосферу від котельні залежить від типу палива, яке використовується. Необхідно розрізняти котельні, які працюють на твердому паливі (кам'яне вугілля), рідкому паливі (мазут) та газу. У разі, коли котельня працює на газу, розрахунок викиду маси шкідливих речовин в атмосферу ведеться тільки за оксидом вуглецю та азоту.

Розрахунок викидів оксиду вуглецю:

т/рік, (2.10)

де В - річні витрати палива, м³ (перевести в тонни); q₃ - втрати теплоти через хімічну неповноту згоряння палива; R - коефіцієнт, який враховує частку втрати теплоти, R = (0,5); Q₄ - нижча теплота згоряння палива, Q₄ = 34,02 МДж/м³ ; q₄ - втрати теплоти через механічну неповноту згоряння палива, %.

Розрахунок викидів оксиду азоту:

т/рік, (2.11)

, (2.12)

де a - безрозмірний коефіцієнт, при 100 обчислюється за формулами:

- при V_m 0,5; (2.13_а)

a визначають за формулами:

- при 0,5 V_m2 (2.13_б)

- при V_m 2 (2.13_в)

Якщо f 100 або , значення де В - річні витрати палива, м³ (перевести в тонни);

К_NO2 - коефіцієнт, який характеризує кількість оксиду азоту, які утворюються на 1 ГДж тепла в залежності від теплової потужності котлоагрегату і приймає значення від 0,072 до 0,09 кг/ГДж ; к₄ - коефіцієнт, який враховує ступінь зниження викидів NО₂ в результаті застосування технічних рішень.

Відстань X_m (м) від джерела викидів, на якій приземна концентрація С за несприятливих метеорологічних умов досягає максимального значення С_m, визначають за формулою

a =5,7 - при V_m 0,5 (2.14_а)

a =11,4 V_m - при 0,5 V_m 2 (2.14_б)

a =16- при V_m 2 (2.14_в)

Примітка: Котельня працює за опалювальним графіком по 8 годин на добу.

Методика визначення меж СЗЗ. Санітарно-захисні зони ( СЗЗ ) - це ділянки землі навколо об'єктів господарської діяльності, що відокремлюють їх від житлових масивів з метою зменшення шкідливих впливів цих об'єктів на здоров'я людини. Для промислових підприємств СЗЗ розташовують з підвітряного боку і засаджують деревами та чагарниками, що мають бактерицидні властивості. Згідно з санітарними нормами проектування промислових підприємств виділяють п'ять класів промислових об'єктів з СЗЗ завширшки від 50 до 3000 м. з урахуванням ступеня забруднення поблизу виробництва. В табл. 2.2. наведені розміри С33 залежно від класу промислового об'єкту. Відстань від джерела викидів до зовнішніх меж СЗЗ за напрямком румбів з урахуванням рози вітрів визначається за формулою

, (2.15)

де L - розрахункова відстань від джерела викидів до межі СЗЗ, м; L_о - розрахунковий розмір ділянки місцевості в даному напрямі, де концентрація шкідливих речовин (з урахуванням фонової концентрації від інших джерел) перевищує ГДК, м; Р - середньорічна повторюваність напрямку вітру румба, що розглядається ,%; Р_о - повторюваність вітру одного румба при круговій розі вітрів, %. [2].

Методика оцінки санітарного стану повітря на межі СЗЗ та селітебної.

Важливими величинами, які характеризують вплив шкідливих речовин на живі організми є гранично допустимі концентрації (ГДК) цих речовин у повітрі. Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі бувають трьох видів:

- максимально разова ;

- середньодобова ;

- робочої зони .

Ці величини мають різну мету. Максимальна разова і середньодобова гранично допустимі концентрації встановлюють для населених міст і при їх встановленні враховують стан здоров'я людей, які піддаються дії шкідливих речовин та тривалість дії забруднюючих речовин на організм людей, а гранично допустима концентрація робочої зони -- для робочих зон. При одночасній присутності в атмосферному повітрі декількох забруднюючих речовин, їх допустима концентрація визначається з врахуванням характеру можливого впливу на організм людини. Якщо ці речовини мають різно-направлену дію, концентрація їх не повинна перевищувати або . Якщо ці речовини мають однонапрямлену дію, їх сумарна допустима концентрація повинна відповідати умові

, (2.16)

де с_і - фактичні концентрації забруднюючої речовини в атмосферному повітрі, мг/м³; ГДК_і - гранично допустима концентрація цих речовин в атмосферному повітрі, мг/м³.

Методика визначення класу небезпечності котельні. Шкідливі речовини, що потрапляють у навколишнє середовище від промислових та транспортних підприємств, розчиняються в повітрі та переносяться рухомими потоками повітря на великі відстані. Розсіювання забруднень призводить до зниження концентрації шкідливих речовин в зонах їхнього викиду та до одночасного збільшення площ із забрудненим повітрям. На характер поширення шкідливих речовин в атмосфері та на величину зон забруднення впливають метеорологічні умови (горизонтальний та вертикальний рух мас повітря, їх швидкість, температура, вологість, дощ, сніг, наявність хмар).

Крім метеорологічних факторів на розсіювання забруднень впливають рельєф місцевості, наявність лісів, водоймищ, гір тощо. На забрудненість міст та населених пунктів впливає їхнє планування та озеленення.

Для визначення категорій небезпечності підприємств потрібно використовувати дані про викиди забруднених речовин в атмосферу за формою статистичної звітності 2тп-повітря [2].

Категорію небезпечності підприємства (КНП) визначають за формулою

, (2.17)

де М_і - маса викиду і-ої речовини, т/рік;

ГДК_СД - середньодобова гранично допустима концентрація і-ої речовини,мг/м³ ; n - кількість шкідливих речовин, яке викидає підприємство і забруднює атмосферу; а_і - безрозмірна константа, яка дозволяє порівняти ступінь шкідливості і-ої речовини зі шкідливістю сірчистого газу (Табл. 2.1).

Таблиця 2.1

Безрозмірна константа у відповідності з класом небезпечності речовин

Константа	Клас небезпечності речовин
аі	1	2	3	4
	1,1	1,3	1,0	0,9

Граничні умови для виділення підприємств за категоріями небезпечності наведені в табл. 2.2.

Таблиця 2.2

Категорії небезпечності підприємств і граничні значення КНП

Категорія небезпечності	Значення КНП
I	?108
II	108 >КНП ?104
III	104>КНП?103
IV	<103

Викиди за інгредієнтом і класом небезпечності речовин, що викидаються підприємством наведені в _табл. 2.3.

Таблиця 2.3

Інгредієнт і клас небезпечності речовин

Назва речовин, які викидаються	ГДКСД, мг/м3	Клас небезпечності
Зважені речовини (пил)	0,15	3
Оксид вуглецю	3,0	4
Сірчистий ангідрид	0,05	3
Оксид азоту	0,04	2
Бенз(а)перен	0,000001	1

2.4 Механізм та джерела утворення викидів забруднюючих речовин від котельні

На Землі щорічно спалюється біля 2 млрд. т вугілля, біля 1 млрд. тонн нафти та газу, при цьому в атмосферу викидається 500 млн. тонн карбон діоксиду, 120 млн. тонн попелу, 60 млн. тонн сульфід діоксиду. При спалюванні різноманітних видів палива щорічно витрачається 23% кисню, що утворюється при фотосинтезі.

При горінні палива відбувається окислення сполук Гідрогену і Карбону з виділенням енергії:

С+О₂>СО₂ ?Н= - 395 кДж/моль;

Н₂=0,5О₂>Н₂О ?Н= - 287 кДж/моль.

При недостачі кисню протікають реакції:

2С+О₂>2СО ?Н = - 111 кДж/моль;

С+СО₂>2СО ?Н = 172 кДж/моль.

При неповному згоранні кількість тепла, що виділяється, зменшується. Домішки, що можуть бути в паливі при окисленні, утворюють:

S+O₂>SO₂.

В умовах високих температур (наприклад, в топках котлоагрегатів) молекули діоксигену дисоціюють:

О₂>О+О;

тоді:

N₂+O>NO+N;

N+O₂>NO+O;

2NO+O₂>NO₂.

Утворення твердих часточок (диму) залежить від складу палива й повноти згорання, його склад може бути самий різноманітний: пил незгорілого палива, попіл, силікати та ін.

До парникових газів відносять природні ( вуглекислий газ , метан та закис азоту) та антропогенні, тобто ті , що є результатом діяльності людини, (галогенфторвуглеці, перфторвуглеці та гексафторид сірки) гази. Наведено стислу характеристику природних та антропогенних джерел та поглиначів цих газів.

Вуглекислий газ. Все життя на Землі бере участь в загально-планетарному вуглецевому циклі та робить свій внесок в рухомий вуглецевий фонд. У процесі вегетації рослини використовують сонячну енергію для поглинання вуглекислого газу і його перетворення в біомасу (процес фотосинтезу). Баланс природного загально-планетарного вуглецевого циклу досить стабільний, бо в природі існує система зворотних зв'язків. Антропогенна діяльність порушила врівноваженість потоків.

Проблема полягає в тому, що повна маса вуглецю рухомого фонду незрівнянно мала порівняно з масою вуглецю, накопиченого за сотні мільйонів років в осадових породах Землі. Спалювання в результаті людської діяльності рідкого, твердого та газоподібного природного палива призводить до некомпенсованого викиду вуглекислого газу в атмосферу.

Метан. Оцінки обсягів щорічних природних джерел та стоків метану складають приблизно 500 мільйонів тонн. Природними джерелами атмосферного метану є:

- анаеробний розклад органічних речовин у біологічних системах;

- перетравлення термітами деревини шляхом розкладу целюлози в метан;

- океани, моря та прісні водойми.

Наведемо основні види діяльності людини, які призводять до викидів метану а атмосферу:

- вирощування рису на дуже зволожених землях;

- кишкова ферментація тварин та розклад відходів тваринного походження;

- розклад твердих міських відходів;

- видобуток та транспортування вугілля, природного газу та нафти.

Метан - супутній продукт спалювання біомаси та неповного згоряння палива.

Закис азоту. Природні джерела атмосферного закису азоту - океани, ґрунти тропічних та помірних широт, ліси та луки. Основний природний стік відбувається в результаті фотохімічного розпаду в атмосфері.

Антропогенними джерелами емісії закису азоту є:

- сільськогосподарська обробка ґрунтів, особливо використання азотомістких добрив;

- спалювання викопного природного палива;

- виробництво адипінової (нейлонової) та азотної кислот;

- спалювання біомаси.

Галогенфторвуглеці (HFC), перфторвуглеці (PFC) та гексафторид сірки (SF₆) - цілком антропогенні гази, які не спостерігалися в атмосфері Землі до початку ХХ сторіччя, - викликаються промисловими процесами, такими як виробництво алюмінію, магнію та галогеномістких вуглеводнів (наприклад, HCFC-22). [3].

2.5 Результати досліджень

Після проведення досліджень котельні Тютюнниківської лікарні було визначено такі показники:

- висота джерела викиду Н становить 20 м;

- діаметр гирла труби Д - 0,85 м;

- швидкість виходу газів - 5,6 м/с;

- температура викиду газової суміші Т_гс - 145 С;

- температура навколишнього середовища Т_п - 25 С;

- фонова концентрація СО - 0,7 мг/м³;

- фонова концентрація NO₂ - 0,4 мг/м³.

Також було визначено показники за допомогою яких можна розрахувати викид шкідливих речовин в атмосферу від котельні:

- річна витрата палива у котельні становить 500 м³;

- витрата теплоти через хімічну неповноту згоряння палива - 0,46%;

- втрати теплоти через механічну неповноту згоряння палива - 0,5 %;

- коефіцієнт, який характеризує кількість оксиду азоту - 0,08;

- час роботи - 240 діб.

Розділ 3. Розробка проекту нормативу ГДВ та оцінка впливу котельні на атмосферне повітря

3.1 Розробка нормативу ГДВ

Значення ?Т(°С) слід визначити, приймаючи температуру Т_п рівною його середній температурі в 13 годині найбільш спекотного місяця, (Т_п=23С). Коефіцієнт стратифікації для с. Тютюнники становить 180.

1. Визначаємо об'єм газоповітряної суміші за формулою (2.2)

3,18м³/с.

2. Визначаємо параметр f за формулою (2.4):

0,56 м(с^2·град.).

3. Обчислюємо параметр m за формулою (2.3):

.

4. Визначаємо параметр V_м за формулою (2.8)

1,7 м/с.

5. Коефіцієнт п визначається за умов (2.7а)

_.

6. Визначаємо ГДВ для СО та NO₂ за формулою (2.1)

67,33 мг/с.

0,7 мг/с.

3.2 Розрахунок максимальної концентрації забруднюючих речовин на відстані Хм від труби котельні

1. Розраховуємо викид оксиду вуглецю за формулою (2.10)

2,95 т/рік.

Секундні викиди оксиду вуглецю будуть становити

0,43 мг/с.

2. Розраховуємо викид оксиду азоту за формулою (2.11)

0,98 т/рік.

Секундні викиди оксиду азоту будуть становити

0,14 мг/с.

3. Визначаємо максимальну концентрацію оксиду вуглецю за формулою (2.9)

0,028 мг/с.

4. Визначаємо максимальну концентрацію оксиду азоту за формулою (2.9)

0,0091 мг/с.

5. Визначаємо відстань від джерела викидів, на якій приземна концентрація за несприятливих метеорологічних умов досягає максимального значення за формулою (2.12):

Безрозмірний коефіцієнт a, при 100 обчислюється за формулою (2.13_б)

= 10,35

в цьому разі відстань від джерела викидів, на якій приземна концентрація за несприятливих метеорологічних умов досягає максимального значення буде дорівнювати

= 207 м.

3.3 Розрахунок меж СЗЗ

Нормативний розмір СЗЗ дорівнює відстані від джерела викидів, на якій приземна концентрація за несприятливих метеорологічних умов досягає максимального значення Lо = Xm.

1. Обчислюємо розміри СЗЗ в залежності від рози вітрів (табл. 3.1). за формулою (2.15). Результати розрахунків розмірів СЗЗ за румбами заносимо в табл. 3.2. Для того щоб отримати СЗЗ котельні, для заданих параметрів і умов викиду, потрібно відкласти обчислені значення L на протилежних напрямах румба [2].

Таблиця 3.1

Напрям вітру за даними метеостанції с. Тютюнники Чуднівського району.

Напрям вітру	Повторювання
Північний	13
Північно-східний	2
Східний	1
Південно-східний	3
Південний	19
Південно-західний	21
Західний	32
Північно-західний	9

повітря атмосфера котельня очищення

Таблиця 3.2

Результати розрахунку розмірів СЗЗ

Напрям вітру	Повторювання	Розмір СЗЗ, м
Північний	13	215,28
Північно-східний	2	33,12
Східний	1	16,56
Південно-східний	3	49,68
Південний	19	314,64
Південно-західний	21	347,76
Західний	32	529,92
Північно-західний	9	149,04

3.4 Оцінка санітарного стану повітря на межі СЗЗ та селітебної

В атмосферному повітрі населеного пункту виявлено забруднення повітря двооксидом нітрогену (NO₂) та оксидом вуглецю (СО). Забруднювачі мають одно-направлену дію.

- NО₂ - 0,0091 мг/м³;

- СО - 0,028 мг/м³.

ГДК двооксиду сульфуру становить 0,05 мг/м³, двооксиду нітрогену - 0,04 мг/м³ та оксиду вуглецю - 3 мг/м³.

На підставі формули (2.16) визначаємо, чи є небезпека від забруднення повітря населеного пункту забруднюючими речовинами:

0,24 мг/м³ < 1

3.5 Розрахунок категорії небезпечності котельні

Визначаємо категорію небезпечності котельні за формулою (2.17)

64,94.

Категорія небезпечності підприємства становить 64,94, це означає що котельня відноситься до IV-ої категорії небезпечності [3].

Висновки

Однією з основних причин забруднення атмосферного повітря є низький рівень оснащення джерел викидів пилогазоочисним обладнанням. Значно впливає на забруднення атмосфери відсутність установок по вловлюванню газоподібних сполук, а саме: діоксиду сірки, діоксиду азоту, оксиду вуглецю, летючих органічних сполук та інших.

Зазначені речовини надходять в повітря від котелень, які працюють на кам'яному вугіллі, асфальтобетонних заводів, фарбувальних виробництв, тощо.

Основними напрямами зменшення надходження забруднюючих речовин в атмосферне повітря є, насамперед виконання природоохоронних заходів, передбачених матеріалами у яких обґрунтовуються обсяги викидів забруднюючих речовин, переведення паливо використовуючого обладнання на природний газ, впровадження сучасних технологій очищення промислових викидів.

Зменшення шкідливих викидів від пересувних джерел можливе за рахунок збільшення використання неетильованого бензину, посилення контролю за токсичністю відпрацьованих газів автомобільних двигунів, будівництва об'їзних автошляхів для транзитного транспорту.

Розрахунок викиду маси шкідливих речовин в атмосферу від котельні залежить від типу палива, яке використовується. Необхідно розрізняти котельні які працюють на твердому паливі, рідкому паливі та газу, отже розрахунок викиду маси шкідливих речовин в атмосферу ми ведемо тільки за оксидом вуглецю та азоту. Викиди оксиду вуглецю становлять 2,95 т/рік, а викиди оксиду азоту - 0,98 т/рік.

Відстань від джерела викидів - 207 м. Максимальна концентрація забруднюючої речовини - 0,028 мг/м, що не перевищує ГДК. Максимальна концентрація оксиду азоту - 0,0091 мг/м, це значення також не перевищує норму. Отже, небезпеки від забруднення повітря населеного пункту забруднюючими речовинами від котельні, немає.

Санітарно-захисні зони - це ділянки землі навколо об'єктів господарської діяльності, що відокремлюють їх від житлових масивів з метою зменшення шкідливих впливів цих об'єктів на здоров'я людини. Для промислових підприємств СЗЗ розташовують з підвітряного боку і засаджують деревами та чагарниками, що мають бактерицидні властивості. У даній задачі розмір СЗЗ залежить від розрахункового розміру ділянки місцевості в даному напрямі та рози вітрів.

Літературні джерела

1. А.П. Войцицький Конспект лекцій з дисципліни "Нормування антропогенного навантаження на природне середовище". Житомир: - 2005, 137 с.

2. А.П. Войцицький Методичні вказівки з дисципліни "Нормування антропогенного навантаження на природне середовище". Житомир: - 2007, 117 с.

3. А. П. Войцицький Методичні вказівки з дисципліни "Техноекологія".

4. http://www.donps.zhitomir.net/index.php?mode=news&id=400.

5. Про охорону атмосферного повітря [Текст]: Закон України №2707_XII від 16.10.1992 р. у редакції закону №2556-III від 21.06.2001 р. // Відомості Верховної Ради України. - 2001. - №48. - Ст. 252.

6. Про охорону навколишнього природного середовища: Закон України №1264-XII від 25.06.1991 р. // Відомості Верховної Ради України. - 1991. - №41. - Ст. 546.

7. http://ebooktime.net/book_297_glava_39_2.5.3.

8. Санітарні правила "Санітарно - захисні зони і санітарна класифікація підприємств, споруд та інших об'єктів. СанПіН 2.2.1/2.1.1.1031-01". М., 2001. - 26 с.

Размещено на Allbest.ru