Выбор размещения и количества постов наблюдения, программ и сроков наблюдения

Н. В. Глотова

мониторинг среды обитания

Учебное пособие по курсовой работе

Челябинск

2001

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

502(07)

Г 548

Н. В. Глотова

Мониторинг среды обитания

Учебное пособие по курсовой работе

Под редакцией А.И.Сидорова

Челябинск

Издательство ЮУрГУ

УДК 502.5(076.5) + [628.52/.53:658.562] (076.5)

Глотова Н.В. Мониторинг среды обитания: учебное пособие к курсовой работе / Под ред. А.И.Сидорова. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001. - 43 с.

Пособие предназначено для студентов специальности 330100 – «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», изучающих вопросы мониторинга среды обитания.

В пособии излагается порядок разработки системы мониторинга атмосферного воздуха города, приводятся необходимые методики расчетов, справочные материалы.

Ил.2, табл.10, список лит. - 5 назв.

Одобрено учебно-методической комиссией механико-технологического факультета.

Рецензенты: Ю.Г.Горшков, Ю.А.Бородин.

ВВЕДЕНИЕ

Среди мероприятий по стабилизации и улучшению экологической обстановки в России особое место отводится формированию системы экологического мониторинга, основной задачей которого являются информационное обеспечение и поддержка процедур принятия решений в области природоохранной деятельности и экологической безопасности.

Целью настоящей курсовой работы является разработка системы мониторинга атмосферного воздуха города и оценка степени загрязненности воздуха на основании исходных данных по выбросам загрязняющих веществ.

1. Методика определения перечня веществ,

подлежащих контролю

В атмосферный воздух города поступает большое количество различных вредных веществ. Повсеместно выбрасываются такие вредные вещества, как пыль (взвешенные вещества), диоксид серы, диоксид и оксид азота ( наблюдения за оксидом азота обязательно проводят только в городах с численностью населения 250 тыс. и более), оксид углерода, которые принято называть основными, а также различные специфические вещества, выбрасываемые отдельными производствами, предприятиями, цехами.

Перечень веществ для измерения на стационарных, маршрутных постах и при подфакельных наблюдениях устанавливается на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загрязнения в городе и метеорологических условий рассеивания примесей. Определяются вещества, которые выбрасываются предприятиями города, и оценивается возможность превышения ПДК этих веществ, В результате, составляется список веществ, подлежащих контролю в первую очередь. Принцип выбора вредных веществ и составления списка прио­ритетных веществ основан на использовании параметра потребления воздуха (ПВ):

реального

ПВ_i = M_i/q_i (1)

и требуемого

ПВ_тi = M_i/ПДК_i, (2)

где М_i–суммарное количество выбросов i-й примеси от всех источников, расположенных на территории города;

q_i– концентрация, установленная по данным расчетов или наблюдений.

Устанавливается, будет ли средняя или максимальная концентрация примеси превышать при данных выбросах соответственно среднюю суточную ПДК_c.c. или максимальную разовую ПДК_м.р.. Если ПВ_тi > ПВ_i , то ожидаемая концентрация примеси в воздухе может быть равна ПДК или превысит ее, и, следовательно, i-я примесь должна контролироваться. Перечень веществ для организации наблюдений устанавливается сравнением ПВ с ПВ_т для средних (ПВ_c.c.) и максимальных (ПВ_м.р.) концентраций примесей.

Для выявления необходимости наблюдений за i-й примесью с использо­ванием ПВ_с.с. предлагается графический метод. На рис 1.показано семей­ство прямых линий, соответствующих q= ПДК_с.с. по заданным значениям M_i, потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) и характерного размера города L_jопределяемого условно как радиус круга площадью S_j, соответствующей площади города, т. е.

L_j=Ö S_j / p. (3)

ПЗА для города определяется по географическим зонам.

Если один или группа источников расположены за городской чертой на одной промплощадке, то учитывается повторяемость P_j(в долях единицы) направления ветра со стороны промплощадки. В этом случае вместо М_i берется М'=Mi·Pi(в среднем для европейской части России (ЕЧС) SР_j принимается равной 0,5), а вместо L_j, берется L'_j равное 2 км, т.е. расстоянию, на котором средняя концент­рация примеси имеет наибольшее значение.

На рис 1. для i-й примеси по значениям М_i (M_i') L_j (L_j') определяется место­положение точки по отношению к расчетной прямой q_i= ПДК_c.c.j.. 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_c.c.) или будет равна ей и, следовательно, i-юпримесь необходимо контролировать. Если точка ложится ниже прямой, то контролировать i-ю примесь не следует (если при этом ожидаемое максимальное значение концентра­ции не будет превышать ПДК).

При применении графического метода следует учитывать, что прямые на рис. 1 соответствуют значениям ПДК_c.c. от 0,005 до 0,05 мг/м³. Если значение ПДК i-й примеси больше 0,05 (или меньше 0,005), используется прямая линия, соответствующая значению ПДК_c.c. в 10 раз меньшему (или большему), чем ПДК, а значения М, нанесенные на оси координат, умножаются (или делятся) на 10. Например, для серной кислоты, имеющей ПДК_c.c. = 0,1 мг/м³, используем линию ПДК_c.c. в 0,01 мг/м³, а значения Мна оси ординат умножаем на 10.

После отбора примесей, подлежащих контролю, определяется очередность организации контроля за специфическими примесями, выбрасываемыми разными источниками. Для этого рассчитывается параметр требуемого потребления воздуха (ПВ_T1) по формуле

ПВ_T1i=M_i/ ПДК_с.сi.(4)

Если ПВ_Т11|>ПВ_Т12>ПВ_Т13>..., то первой в список контролируемых примесей войдет примесь с наибольшим значением ПВ_Т1 под номером 1, второй — примесь со следующим значением ПВ_т1, под номером 2 и т.д. Таким образом составляется первый предварительный список примесей в порядке 1,2,3,... Если несколько примесей имеют одинаковые значения ПВ_Т1, то сначала записывается примесь класса опасности 1, затем 2, 3 и 4.

Рис. 1. Зависимость между суммарными выбросами М,характерным размером города Lи средней концентрацией примеси Q = ПДК: а –для города с ПЗА=2,5…3,0; б – для города с ПЗА>3,0

С помощью рис. 1можно определить целесообразность организации наблюдений за основными примесями в городах, где контроль не осуществляется, а по величине ПВ_Т1 составить список городов, где необходимо организовать наблюдения за основными примесями.

Перейдем к оценке ожидаемой максимальной концентрации примесей. В этом случае при выборе примесей для контроля их содержания в воздухе устанавливается соотношение (ПВ₂) между ожидаемой при данных выбросах максимальной разовой концентрацией i-й примеси и ее ПДК_м.р. Значения ПВ₂ для наиболее часто встречающихся неблагоприятных условий рассеивания отдельно для холодных и горячих выбросов на соответствующих высотах и различных скоростей выхода газовоздушной смеси из трубы, т. е. для различных А, DT, Н, Vприведены в табл. 1.

Таблица 1

Параметр ПВ₂=M/q (тыс. т×м³/(мг×год)) для разных значений

А(с^2/3×м×°С^1/3/г) и V (м³/с)

Отдельно рассматриваются выбросы с разностью значений температуры выбрасываемой газовоздушной смеси и окружающего воздуха DT < 50°С и DT ³50°С. Значения H устанавливаются с учетом следующих условий.

Если примесь поступает в атмосферу от многих мелких источников и автотранспорта, принимается Н £ 20 м. Если примеси выбрасываются из нескольких промышленных источников разной высоты, то принимаем условно Н = 50 м, что примерно соответствует средней высоте труб. Если в городе основные примеси выбрасываются в основном промышленными предприятиями с высокими трубами (ТЭЦ, ГРЭС и др.), то для них принимается Н, равная 100…250 м.

По значениям M_iи ПДК_м.р.i определяется параметр реального потребления воздуха, который сравнивается затем с ПВ_Т2. Если ПВ_Т2i>ПВ_2i, то i-я примесь включается во второй предварительный список примесей, рекомендованных для контроля.

С помощью значений ПВ₂, приведенных в табл. 1, определяется второй предварительный список. Этот список одновременно является списком городов, где необходимо организовать наблюдения за основными примесями.

Окончательный приоритетный список примесей, рекомендуемых для наблюдений, составляется из двух списков. Сначала распределяются места в списке примесей по значению ПВ_Т1. Номер первый присваивается примеси, которой соответствует наибольшее значение ПВ_Т1. Затем распределяются места в порядке убывания значений ПВ_Т2.

Работа проводится в несколько этапов. Окончательный приоритетный список составляется по сумме мест в предварительных списках, составленных по значениям ПВ_Т1 и ПВ_Т2. При этом примеси, для которых нет ПДК_м.р. включаются в список по удвоенному номеру места, полученного по значению ПВ_Т1. 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.

Пример. Требуется составить приоритетный список примесей, подлежащих контролю в городе N.

1. В соответствии с данными инвентаризации. выбросов вредных веществ в городе N, расположенном на ЕЧС (А=120; ПЗА= 2,5), характерный размер которого L=6км, высота выбросов H=50м, DT>50, в табл. 2 приведены значения количества выбросов Мдля восьми примесей (графа 2), а также значения ПДК_c.c и ПДК_м.р (графы 3 и 4).

2. Из списка исключаются примеси, не имеющие ПДК.

3. Для основных примесей (диоксида азота, диоксида серы), выбрасываемых множеством предприятий, принимается характерный размер города L = 6 км. Ha рис. 1 по значениям Ми Lдля этих примесей определяем, что средние концентрации q_SO2, q_NO2будут превышать соответствующие ПДК, и в таблице в графе 5 ставим знаки плюс.

4. Для специфических примесей, поступающих в атмосферу от одиночных источников (акролеин, аммиак и др.), рассчитывается М' = М×Р, где Р=0,5 (так как данный город расположен на ЕЧС). Из рис. 1 по значению М'и L'= 2 км определяем, что необходимо контролировать средние концентрации следующих примесей: аммиак, свинец и сероводород. Против них в графе 5 ставится знак плюс, против остальных специфических записей — знак минус.

5. Рассчитываются значения ПВ_Т2 для всех примесей, имеющих ПДК_м.р (графа 8) и сравниваются эти значения с ПВ_Т2 из табл. 1 для выбросов при DT³50°С, H=50 м. Для примесей, у которых ПВ_Т2 > ПВ₂, ставим в графе 6 знак плюс (диоксид дзота, аммиак, ацетон, диоксид серы, сероводород).

6. Рассчитывается индекс ПВ_Т1 для примесей со знаками «++», «-+» (или «+-») и записывается в графу 7.

Таблица 2

Пример составления приоритетного списка веществ, подлежащих контролю для города N (ЕЧС) при А=120, ПЗА=2,5, L=6 км, H = 50 м

Примечание. В графах 5, 6 плюс — контроль нужен, минус —контроль не нужен. Для сероводорода значение ПДК_с.с равное 0,008 взято условно.

1. По значению ПВ_Т1 для шести примесей устанавливаются номера мест с 1-го по 6-е. Они помешаются в графу 9. По значениям ПВ_Т2 номера мест с 1-го по 5-е записываются в графу 10.

2. Определяется сумма мест для каждой из шести примесей и записывается в графу 11. Для свинца, у которого нет ПДК_м.р номер места равен 3X2 = 6.

3. Составляется приоритетный список примесей для организации наблю­дений в городе N. При этом для одинаковых значений суммы мест первой ставится примесь с большим значением ПВ_Т1+ПВ_Т2 или примесь, класс опасности которой выше (имеет меньший номер).

Приоритетный список

1. Диоксид азота 3. Свинец 5. Аммиак 2. Диоксид серы 4. Сероводород 6. Ацетон

На основании установленного перечня веществ, подлежащих контролю, в каждом городе определяются вещества для организации наблюдений на постах. На опорных стационарных постах организуются наблюдения за содержанием основных загрязняющих веществ: пыли, диоксида серы, оксида углерода, оксида и диоксида азота, — и за специфическими веществами, которые характерны для промышленных выбросов многих предприятий данного города (населенного пункта).

Выбор размещения и количества постов наблюдения, программ и сроков наблюдения

Поиск по сайту: