Оценка влияния выбросов загрязняющих веществ на состояние окружающей среды

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1  Оценка влияния  выбросов загрязняющих веществ  на состояние окружающей среды .............................................................................................  3

2  Инвентаризация источников  выбросов, определение доминирующих вредностей ................................................................................................   7

3  Расчёт категории опасности  промышленного объекта .................... 16

4  Расчёт рассеивания  вредных веществ в атмосфере  и установление предельно допустимых выбросов .................................................................. 18

5  Расчёт размера санитарно-защитной  зоны ....................................... 29

6  Расчёт экологического  ущерба от загрязнения атмосферы ............ 31

7  Проведение природоохранных мероприятий с целью достижения приземными концентрациями вредных веществ нормативов ПДВ ........... 36

Приложение ............................................................................................. 39

Список литературы ................................................................................. 47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1  ОЦЕНКА  ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ  ВЕЩЕСТВ НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

 

Основными ингредиентами  загрязнения атмосферы являются оксиды углерода (СО), азота (NО_х) и серы (SО_x), углеводороды (С_nН_m) и взвешенные частицы (пыль).

Загрязняющие вещества, выброшенные в воздушный бассейн в виде газов или аэрозолей, могут:

• оседать под действием силы тяжести (крупнодисперсные аэрозоли);
• физически захватываться оседающими частицами (осадками) и поступать в лито- и гидросферу;
• включаться в биосферный круговорот соответствующих веществ (углекислый газ, пары воды, оксиды серы и азота и пр.);
• изменять свое агрегатное состояние (конденсироваться, испаряться, кристаллизоваться и т. п.) или химически взаимодействовать с другими компонентами воздуха, после чего пойти одним из вышеуказанных путей;
• находиться в атмосфере относительно длительное время, переносясь циркуляционными потоками в различные слои тропо- и стратосферы и в разные географические области планеты до тех пор, пока не создадутся условия для их физической или химической трансформации (например, фреоны).

Основными источниками  загрязнения атмосферного воздуха  на территории нашей республики являются промышленные предприятия, автотранспорт и объекты энергетики.

Тепловые электростанции (ТЭС) следует рассматривать не только как загрязнители атмосферного воздуха оксидами серы, азота и твердыми частицами, но также и элементами-примесями (ЭП), в числе которых имеются весьма токсичные - бериллий, мышьяк, селен, ванадий, кадмий, ртуть, тяжелые металлы и естественные радионуклиды.

Транспорт является одним из важнейших источников загрязнения атмосферы. На его долю приходится не менее 55% общей массы газообразных загрязнителей воздуха.

В состав выхлопных газов  карбюраторных и дизельных двигателей входит около 200 химических соединений, из которых наиболее токсичны оксиды углерода, азота, углеводороды, в т. ч. полициклические ароматические углеводороды (бенз(а)пирен и др.). Транспорт является также источником пыли, возникающей от разрушения дорожных покрытий и истирания шин.

Черная и  цветная металлургия. Кокс является компонентом многих технологических процессов в черной и цветной металлургии.

При размоле угля, загрузке шихты в батареи и выгрузке кокса на коксохимических производствах образуются угольная пыль и сажа. В процессе коксования выделяется газ, содержащий пары углеводородов (смолистых веществ). Источником выброса твердых частиц в металлургии является производство чугуна и стали.

В литейном производстве при плавке чугуна происходит выделение  серы в процессе сгорания кокса. Мартеновские печи и кислородные конверторы вследствие высоких температур процесса являются источником оксида азота.

В цветной металлургии источники пыли – печи, сушилки концентратов, дробильно-помольное оборудование. Цветная металлургия является мощным источником газообразных выбросов диоксида серы, оксидов мышьяка, свинца, сурьмы, меди.

В машиностроительном и  металлообрабатывающем производстве в литейных, кузнечно-прессовых, модельных и механических цехах выделяется пыль, содержащая оксиды железа, марганца, магния, алюминия, фосфора и ряда других элементов.

В гальванических цехах  в вентиляционный воздух ванн травления  выделяются пары серной, соляной, азотной или плавиковой кислот, концентрация которых составляет 30-500 мг/м³. Особой токсичностью отличаются растворы цианистых солей (при цианистом цинковании), хромовой и азотной кислот.

Химическое  производство. Из огромного ассортимента веществ и соединений, выпускаемых химическими предприятиями, наиболее важными источниками загрязнения атмосферы как по объему продукции, так и по токсичности являются хлор, оксиды азота, диоксид и триоксид серы, хлористый водород, сероводород, фтористый водород, дисульфид углерода, фтор и его соединения. Из органических соединений: углеводороды и их хлоропроизводные, альдегиды и органические кислоты.

На угольных шахтах и обогатительных фабриках основными загрязнителями воздуха прилегающих территорий являются горящие породные отвалы (терриконы и др.). Основными продуктами окисления и газификации углистых пород терриконов являются СО₂, СО, SO₂, H₂S, СН₄, бенз(а)пирен и др.

При производстве строительных материалов источниками поступления в атмосферу твердых частиц являются цементные заводы, известковые печи, установки по производству магнезита, печи по обжигу кирпича, карьеры, предприятия по выпуску изоляционных материалов, керамические заводы, установки по производству асфальта.

 

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возникают:

• локальная или региональная загазованность приземного слоя;
• трансграничный перенос загрязнений на значительные расстояния;
• различные глобальные эффекты, такие как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.

Парниковый  эффект. Под парниковым эффектом понимают возможное повышение глобальной температуры планеты в результате изменения теплового баланса, обусловленное постепенным накоплением парниковых газов в атмосфере.

Основным парниковым газом является диоксид углерода. Его вклад в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 65%. К другим парниковым газам относятся метан (около 20%), оксиды азота (примерно 5%), озон, фреоны (хлорфторуглероды) и другие газы (около 10-25% парникового эффекта). Всего известно около 30 парниковых газов.

Вследствие парникового  эффекта среднегодовая температура  на Земле за последнее столетие повысилась на 0,3÷0,6°С. По разным источникам, удвоение содержания парниковых газов, которое может произойти во второй половине текущего века, вызовет повышение среднегодовой температуры планеты на 1÷3,5°С.

Кислотные дожди. Атмосферные осадки могут выпадать в виде дождя, снега, тумана, росы, т. е. во всех присутствует вода, являющаяся прекрасным растворителем многих примесей. В их состав входят такие анионы и катионы, как SО₂^-2, Сl^-, NО₃^-, НСО₃^-, NH₄⁺, Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Н⁺, соотношение которых определяет рН осадков, т. е. их кислотность.

При сжигании различных  видов топлив, а также с выбросами  различных предприятий в атмосферу поступает значительное количество оксидов серы и азот. При взаимодействии их с атмосферной влагой образуются азотная и серная кислоты. К ним примешиваются органические кислоты и некоторые соединения, что в сумме дает раствор с кислой реакцией.

Отрицательное влияние  кислых осадков разнообразно: почвы, водные экосистемы, растения, памятники  архитектуры, строения и другие объекты  в той или иной степени страдают от них.

Действие кислых осадков на почвы наиболее ощутимо проявляется в северных и тропических районах. Поступая в почву, кислые осадки увеличивают подвижность и вымывание катионов. Кислые осадки также повышают подвижность тяжелых металлов (кадмия, свинца, ртути). В ряде мест кислые осадки и продукты их действия (алюминий, тяжелые металлы, нитраты и др.) проникают в грунтовые воды, а затем в водоемы и водопроводную сеть, где также способствуют высвобождению из труб алюминия и других вредных веществ. В итоге происходит ухудшение качества питьевой воды.

Действие кислых осадков на водные экосистемы весьма многообразно. Кислые осадки, попадая в водные источники, повышают кислотность и жесткость воды.

Действие кислых осадков  и атмосферных загрязнений на леса способствует выщелачиванию из растений биогенов (особенно кальция, магния и калия), сахаров, белков, аминокислот. Кислые осадки повреждают защитные ткани, увеличивают вероятность проникновения через них патогенных бактерий и грибов способствуют появлению вспышек численности насекомых.

Истощение озонового  слоя. В последние годы наблюдается устойчивая тенденция снижения содержания озона в верхних слоях атмосферы. По разным оценкам, в средних и высоких широтах Северного полушария такое уменьшение составило 2-10%.

Крайне опасные для  человека и многих животных последствия  истощения озонового экрана - увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз. Из-за уменьшения концентрации озона только на 1% происходит увеличение интенсивности УФ-излучения у поверхности Земли на 15%. Помимо ухудшения здоровья истощение озонового слоя способствует усилению «парникового эффекта», снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей среды, увеличению числа мощных лесных пожаров.

Отрицательное влияние  загрязнений проявляется многофакторно и на животный мир, и на человека. Так, даже малые концентрации SО₂ при продолжительном воздействии обуславливают возникновение у человека гастрита, ларингита, бронхита и других болезней. Сероуглерод влияет на нервную систему, приводит к острой интоксикации и атеросклерозу. Сероводород вызывает головную боль, слабость и тошноту и даже в малых концентрациях может обуславливать функциональные расстройства центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Оксиды азота сильно раздражают дыхательные органы, приводя к возникновению в них воспалительных процессов, под их влиянием образуется метгемоглобин, понижается кровяное давление, возникает головокружение, рвота, одышка, возможна потеря сознания. Хлор и его соединения влияют на обоняние, световую чувствительность глаз, нарушают дыхание. Соединения фтора резко раздражают кожу и слизистые оболочки, при их длительном воздействии возможны носовые кровотечения, насморк, кашель, склеротические изменения в легких. Наличие в атмосферном воздухе углеводородов вызывает раздражение дыхательных путей, тошноту, головокружение, сонливость, расстройства дыхания и кровообращения.

 

2  ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ  ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОМИНИРУЮЩИХ ВРЕДНОСТЕЙ

 

В условиях негативного  изменения качественного состава  атмосферного воздуха под воздействием антропогенных факторов важнейшей задачей является полный учёт выбросов загрязняющих веществ и оценка их воздействия на окружающую среду. Основной целью инвентаризации выбросов загрязняющих веществ является получение исходных данных для:

• оценки степени влияния выбросов загрязняющих веществ предприятия на окружающую среду (атмосферный воздух);
• установления предельно допустимых норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферу как в целом по предприятию, так и по отдельным источникам загрязнения атмосферы;
• оценки состояния пылегазоочистного оборудования предприятия;
• оценки эффективности использования сырьевых ресурсов и утилизации отходов на предприятии;
• планирования воздухоохранных работ на предприятии.

При проведении инвентаризации предприятие обязано учесть все  поступающие в атмосферу загрязняющие вещества, которые присутствуют в материальном балансе применяемых технологических процессов, от всех стационарных источников загрязнения (организованных и неорганизованных), имеющихся на предприятии, и автотранспорта.

 

  Расчет  выбросов загрязняющих веществ

от машиностроительных предприятий. Котельного цеха

 

Необходимо рассчитать выделение вредных веществ (пыли, сернистого ангидрида, оксида углерода и т.) при выплавке чугуна и стали.

В качестве плавильных агрегатов  используются в основном вагранки открытого и закрытого типа, дуговые и индукционные печи. Расчет выбросов вредных веществ, (г/с), производится для каждого источника по каждому веществу по формуле

 

,  (2.1)   

где  – расход топлива, т/год, г/с, (таблица 2.4);

 – зольность топлива в %, принимается по таблице 2.1;

χ – коэффициент, характеризующий содержание горючего и золы в уносе, принимается по таблице 2.2;

_у – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях (в зависимости от их типа). На стадии разработки проекта строительства предприятия .

 

 

 

    Характеристика  топлива                                               Таблица 2.1

№ варианта	Топливо
23	Дрова	40,0	0,6	0,0	10,24	3,75