Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

В целях государственного регулирования выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух в соответствии с Федеральным законом от 21.07.2014 № 219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон „Об охране окружающей среды“ и отдельные законодательные акты Российской Федерации» устанавливаются следующие нормативы (рис. 5.1).

Для расчета нормативов необходимо учитывать удельные количества загрязняющих веществ, образующихся при технологических процессах.

Технологический показатель выброса — показатель концентрации загрязняющего вещества, объема или массы выброса в атмосферный воздух в расчете на единицу времени или единицу произведенной продукции, характеризующий технологические процессы и оборудование.

Выбросы па объектах I категории (см. табл. 1.1), за исключением выбросов радиоактивных веществ, осуществляются на основании комплексного экологического разрешения; на объектах II категории — на основании декларации о воздействии на окружающую среду. На объектах III категории (за исключением выбросов радиоактивных веществ) такие документы нс требуются.

Цель нормирования выбросов загрязняющих веществ — государственное регулирование выбросов в атмосферу, стимулирование предприятия к снижению объемов и токсичности загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, и создание условий для поддержания качества атмосферного воздуха в районе расположения объекта на нормативном уровне.

Эта цель достигается последовательным решением следующих задач:

• 1) общий анализ предприятия как источника загрязнения атмосферы (инвентаризация и типизация источников выброса по их пространственному положению, характеру выбросов, физико-химическому составу загрязняющих веществ);
• 2) расчет и анализ уровня воздействия загрязнения атмосферы;
• 3) выработка предложений по установлению нормативов ПДВ и при необходимости лимитов временно согласованных выбросов (ВСВ) по каждому источнику и вредному веществу;
• 4) разработка плана мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с целью достижения нормативов ПДВ, если концентрации загрязняющих веществ с учетом фона превышают ПДК;
• 5) разработка плана мероприятий по регулированию выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях (НМУ);
• 6) организация контроля за соблюдением нормативов ПДВ (ВСВ).

Рис. 5.1. Виды нормативов воздействий на атмосферный воздух

Для проведения инвентаризации и разработки проекта нормативов ПДВ (ВСВ) используется следующая исходная информация:

• — информация о фоновых концентрациях загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, запрашиваемая в органах Росгидромета;
• — карта-схема предприятия с нанесенными на нее источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;
• — ситуационная карта-схема района размещения предприятия с указанием на ней границ санитарно-защитных зон (СЗЗ), селитебной территории, зон отдыха, санаториев, домов отдыха и т. д., постов наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха предприятия, стационарных постов Росгидромета;
• — информация о расходе, типе, составе используемого сырья, материалов, топлива;
• — данные о типах, основных характеристиках установленного оборудования и времени его работы;
• — сведения о количестве, марках транспортных средств, стоящих на балансе предприятия, местах стоянок; часах и режиме работы транспортных средств, не стоящих на балансе предприятия, используемых для доставки сырья и вывоза продукции;
• — данные первичного учета формы статистической отчетности № 2-тп (воздух) на границе СЗЗ;
• — метеорологические условия, влияющие на рассеивание примесей.

Нормативы ПДВ вредных (загрязняющих) веществ в атмосферу и ВСВ.

(лимиты) устанавливаются территориальными органами Минприроды России для каждого стационарного источника выбросов и производства в целом или его отдельных производственных территорий с учетом всех источников выбросов. Разрешение и условия согласования проекта нормативов ПДВ являются неотъемлемыми частями утверждаемого проекта.

Порядок расчета ПДВ регламентируется согласно Методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86), утвержденной Госкомгидрометом СССР 04.08.1986 № 192. Согласно этому документу определяется ПДВ каждого конкретного предприятия, исходя из условия, что сумма создаваемых всеми предприятиями приземных концентраций данного вещества (или комбинаций веществ) не должна превышать ПДК. ПДВ являются средством текущего контроля за деятельностью предприятия и нс отражают экологического уровня данного производства, так как могут быть достигнуты за счет увеличения высоты труб, а не за счет снижения объемов выбросов.

Значение ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы так, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира.

Величины ПДВ устанавливаются при разработке ведомственных предложений по ПДВ, сводных томов «Охрана атмосферы города и предельно допустимый выброс (ПДВ)», подразделов по защите атмосферы от загрязнения, в разделе «Охрана окружающей среды» предпроектной и проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий. Они устанавливаются как для строящихся, так и для действующих предприятий. ПДВ определяются для условия полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы. Значения ПДК не должны повышаться в любой 20-минутный период времени.

ПДВ устанавливаются отдельно для каждого источника выброса, не являющегося мелким (согласно п. 5.4 ОНД-86). Для мелких источников целесообразно установление единых ПДВ от их совокупностей с предварительным объединением группы источников в более мощный (с большими значениями С_м, чем у отдельных источников) площадиый или условный точечный источник. Неорганизованные выбросы всего предприятия или отдельных участков его промплощадки сводятся к площадным источникам или к совокупности условных точечных источников.

Наряду с ПДВ для одиночных источников устанавливаются ПДВ для предприятия в целом. При постоянстве выбросов они находятся как сумма ПДВ от одиночных источников и групп мелких источников. При непостоянстве во времени выбросов отдельных источников суммарное значение ПДВ предприятия меньше суммы ПДВ от отдельных источников и соответствует максимально возможному суммарному выбросу от всех источников предприятия при нормальной работе технологического и газоочистного оборудования.

ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ.

При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации веществ в воздухе Сф. Для действующих производств Сф заменяют на расчетное значение с учетом уже имеющихся объемов загрязнения от данного производства.

Алгоритм расчета норматива ПДВ может быть представлен следующим образом (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схема расчета норматива ПДВ.

Предельно допустимый выброс, г/с, из одиночного точечного источника (трубы), при котором обеспечивается непревышающая ПДК вещества в приземном слое воздуха, определяется по формуле.

где Л — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы.

* Для других территорий значения коэффициента А принимаются, но сходству климатических условий турбулентного обмена.

М — масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе:

• — для газов и мелкодисперсных аэрозолей^[1] со скоростью упорядоченного оседания, практически равной нулю, F= 1;
• — для мелкодисперсных аэрозолей (кроме первого случая) при степени очистки отходящих газов более 90% F= 2;
• — для мелкодисперсных аэрозолей (кроме первого случая) при степени очистки отходящих газов 75^-90% F= 2,5;
• — для мелкодисперсных аэрозолей (кроме первого случая) при степени очистки отходящих газов менее 75% F= 3;

т и п — коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника; Н — высота выброса над уровнем земли, м (для наземных источников принимается Н = 2 м); г| — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (для слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, принимается равным 1); АТ — разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Г_в, °С; V_x — расход газовоздушной смеси (ГВС):

где D — диаметр устья источника выброса, м; w₀ — средняя скорость выхода ГВС из устья источника выброса, м/с.

Значения массовых выбросов М, г/с, и расхода ГВС V/ м³/с, принимаются по технологической части вновь строящихся и реконструируемых предприятий, а для действующих — по данным инвентаризации.

При определении значения Т, °С, следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в, °С, равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца (по СНиП 2.01.01−82), а температуру выбрасываемой в атмосферу ГВС Т_г, °С, — по действующим для данного производства технологическим нормативам. Для котельных, работающих по отопительному графику, допускается при расчетах принимать значения Т" равными средним температурам наружного воздуха за самый холодный месяц.

Далее значения коэффициентов тип определяются в зависимости от параметров /, v_M, v'_u и /_е:

Значения коэффициента т лежат в интервале 0,3—1,4 и определяются по формулам:

а) при/<100.

б) при />100.

Дополнительный коэффициент /_е применяется для расчета коэффициента т при условии/_с </< 100. Коэффициент т в этом случае вычисляется при /=/_е.

Коэффициент п:

— при /<100 определяется в зависимости от v_m по формулам:

— при/>100 (или АТ — 0) и v'_M > 0,5 (холодные выбросы) п определяется при.

При одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией вредного действия, для каждой группы суммации рассчитывается безразмерная (приведенная) концентрация:

С_у, С₂, …, С_п — расчетная концентрация вещества в атмосферном воздухе в одной и той же точке местности, мг/м³; ПДК^ ПДК₂, …, ПДК" — соответствующие максимальные разовые предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ, мг/м³

Приведенная концентрация загрязняющих веществ С рассчитывается по формуле.

где Су — концентрация вещества 1, к которому осуществляется приведение; ПДК, — его предельно допустимая концентрация; С₂,…, С", ПДК₂, ПДК" — соответственно концентрации веществ, входящих в группу суммации и ПДК.

Расчет ПДВ для твердых частиц ведется отдельно, но для веществ, входящих в одну группу суммации (например, S0₂ и N0₂), обладающих однонаправленным действием, расчет производится по формуле.

Для расчета ПДВ в случае «холодных выбросов» используют формулу.

Разработанные нормативы и лимиты используются для расчета и взимания экологических платежей, связанных с загрязнением атмосферы, наложения штрафов и предъявления исков о возмещении ущерба при нарушении природоохранного законодательства, оценки эффективности атмосфероохранных мероприятий.

Помимо расчета ПДВ для регламентации загрязнения атмосферы необходимо установить максимальную приземную концентрацию загрязняющего вещества, опасную скорость ветра, при которой она формируется, а также расстояние .г, на котором она наблюдается.

Максимальное значение приземной концентрации вещества С_Х| (мг/м³) при выбросе ГВС из одиночного точечного источника с круглым устьем на расстоянии х_м (м) от источника определяются по формуле.

и в случае холодных выбросов — по формуле где.

причем п определяется при ?;_м = г/_м,.

где D — вспомогательный безразмерный коэффициент, определяемый для нагретых выбросов в зависимости от п_м и вспомогательного фактора /.

Расстояние от источника выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях концентрации загрязняющего вещества достигает своего максимума, определяется по формуле.

В случае холодных выбросов d зависит только от параметра н_м.

Для нагретых выбросов (J < 100):

Для холодных выбросов (/>100 или АТ = 0):

В частном случае, для высоких источников выбросов расстояние х_м определяется по формуле

Ветер оказывает двоякое влияние на рассеивание примесей: чем больше скорость ветра, тем больше турбулентность атмосферы и тем, следовательно, интенсивнее распространяются эти примеси в атмосфере; в то же время с увеличением скорости ветра уменьшается высота факела над устьем трубы. Опасная скорость ветра не является метеорологическим фактором и для одного и того же производственного здания, на котором имеются различные источники выбросов, она может иметь различные численные значения для каждого источника в зависимости от его характера.

Значение опасной скорости м_м м/с, на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ С_м, в случае / < 100 определяется по формулам.

При />100 или ДГ= 0 значение и_ы вычисляется по формулам.

При опасной скорости ветра м_м приземная концентрация вредных веществ С, мг/м³, в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х, м, от источника выброса определяется по формуле.

где s, — безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения х/х_м и коэффициента F по формулам:

Пользуясь формулой для расчета концентрации и зная в каждом конкретном случае расстояние х от источника выброса до начала населенного пункта (жилой застройки), можно рассчитать концентрацию вредного вещества в атмосферном воздухе населенного пункта.

Для низких и наземных источников (высотой Яне более 10 м) при значениях х/х_м < 1 величина s_{ в расчете заменяется на величину s/⁷, определяемую в зависимости от х/х_м и Я по формуле.

Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере С_у (мг/м³) на расстоянии у (м) по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле.

где s₂ — безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра, м/с, и отношения у/х по значению аргумента t_w:

но формуле.

• [1] Аэрозоль — дисперсная система, состоящая из мелких твердых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде (обычно в воздухе). Аэрозоли, дисперсная фаза которых состоитиз капелек жидкости, называются туманами, а в случае твердой дисперсной фазы — дымами;пыль относят к грубодисперсным аэрозолям. Размеры частиц в аэрозолях изменяютсяот нескольких миллиметров до 10−7 мм.