Определение количественных и качественных характеристик источников загрязнений атмосферы

Для определения количественных и качественных характеристик выделений и выбросов загрязняющих веществ в атмосферу используются инструментальные и расчетные (расчетно-аналитические) методы.

Инструментальные методы являются превалирующими для источников с организованным выбросом ЗВ в атмосферу. При инструментальных измерениях должны применяться только газоаналитические средства, предназначенные для контроля промышленных выбросов и внесенные в Государственный реестр средств измерений.

Расчетные методы используются в основном для определения характеристик неорганизованных выделений (выбросов), к которым относятся:

• • неплотности технологического оборудования (пропуски технологических газов через уплотнения перекачивающего оборудования и запорнорегулирующую арматуру, расположенную вне вентилируемых помещений), в том числе работающего при избыточном давлении;
• • факельные установки и амбары для сжигания некондиционного углеводородного сырья;
• • открытое хранение топлива, сырья, материалов и отходов, в том числе пруды-отстойники и накопители, нефтеловушки, шламохранилища, золоотвалы, отвалы горных пород, открытые поверхности испарения и т. п.;
• • взрывные работы;
• • погрузочно-разгрузочные работы, в том числе маршруты перемещения сыпучих материалов;
• • карьеры добычи полезных ископаемых, открытые участки их дробления, рассева на фракции;
• • оборудование и технологические процессы, расположенные в производственных помещениях, неоснащенных вентиляционными установками, также расположенные на открытом воздухе (например, передвижные сварочные посты, пилорамы и т. д.).

В рамках работ по учету, нормированию и контролю выбросов стационарных источников к неорганизованным источникам также относятся:

• • транспортные средства, хранящиеся или эксплуатируемые на производственной территории (автотранспорт, тепловозы, дорожная и строительная техника, речные и морские суда в акватории порта и т. п.);
• • резервуарные парки, сливно-наливные железнои автодорожные эстакады и терминалы речных и морских портов.

Оценка выбросов от неорганизованных источников выполняется с помощью расчетных (расчетно-аналитических) методов, базирующихся на удельных технологических показателях, балансовых схемах, закономерностях протекания физико-химических процессов, а также на сочетании инструментальных измерений и расчетных формул, учитывающих параметры конкретных неорганизованных источников. Большую группу неорганизованных источников составляют так называемые фугитивные источники, мощность выделения вредных веществ в атмосферу от которых существенно зависит от гидрометеорологических показателей. К подобным источникам следует отнести источники пылевых выбросов и открытые поверхности (площадных) орошаемых или водных объектов.

Основными параметрами при определении пылевых выбросов от неорганизованных источников являются:

• • производительность выполняемых работ, т. е. фактическое количество (весовое, объемное, площадное) перерабатываемого материала или время протекания каждого процесса за рассматриваемый период с учетом нестационарности;
• • доля пылевой фракции размером до 200 мкм, содержащаяся в исходном материале и определяемая путем отмывки и просева средней пробы;
• • доля фракции пыли (от всей массы пыли), переходящая в аэрозоль и зависящая от дисперсного состава пыли;
• • фракция пыли, выделяющаяся и оседающая внутри помещений при работе оборудования с местным отсосом либо от других типов неорганизованных источников;
• • крупность материала (погрузка-разгрузка, дробление, просев и т. д.);
• • влажность сыпучих материалов, под которой понимается влажность его пылевой и мелкозернистой фракции размером, равным (или менее) 1 мм;
• • защищенность узла источника пылевыделения от внешнего гидрометеорологического воздействия;
• • скорость ветра в районе выполнения работ — как средняя за рассматриваемый период, так и от 0,5 м/с до и*, где и* — скорость ветра по средним многолетним данным, повторяемость превышения которой составляет 5%;
• • продолжительность периодов выпадения осадков в виде дождя и периода устойчивого снежного покрова во время проведения определенного вида работ;
• • высота сброса сыпучего груза;
• • тип технических средств, применяемых при выполнении работ с сыпучими материалами (экскаватор, грейфер, бульдозер и т. д.).

При расчетах перечисленные параметры учитываются в виде:

• • совокупности коэффициентов, корректирующих выброс пыли в атмосферный воздух;
• • совокупности некоторых корректирующих коэффициентов и удельных показателей пылевыделения для отдельных неорганизованных источников, в которых учтены свойства как самого материала, гак и влияние внешних факторов, обусловливающих выброс в атмосферу;
• • удельных показателей пылевыделения, установленных для неорганизованных пылевых источников при определенных параметрах протекания рассматриваемых процессов.

Расчетные методы применяются также при определении характеристик организованных источников загрязнения атмосферы, например, для определения выбросов от типичных для многих предприятий производств: сварочных и окрасочных работ, механической обработки материалов, нанесения металлопокрытий гальваническим способом, котельных и других топливосжигающих устройств малой производительности, транспортных средств и инфраструктуры транспортных объектов.

При отсутствии методов по расчету выделений (выбросов) в атмосферу от оборудования, расположенного в производственных помещениях, и невозможности проведения инструментальных измерений (по причинам технического или экономического характера) в отдельных случаях для определения массы выделения (выброса) в качестве исходной информации используются значения ПДК рабочей зоны и расчетные оценки воздухообмена в данном помещении.

При определении параметров источников загрязнения атмосферы следует учитывать длительность выброса загрязняющих веществ. В расчетах приземных концентраций загрязняющих веществ с применением нормативной методики расчета ОНД-86 должны использоваться данные о мощности выбросов ЗВ в атмосферу М, г/с, отнесенные к 20-минутному интервалу времени.

Для таких выбросов значение мощности, М, г/с, определяется следующим образом:

где Q — суммарная масса загрязняющих веществ (ЗВ), г, выброшенная в атмосферу из рассматриваемого источника загрязнения атмосферы (ИЗА) в течение времени его действия Т_у ч.

В тех случаях, когда при инвентаризации выбросов определяется средняя интенсивность поступления отдельного ЗВ в атмосферу из рассматриваемого ИЗА во время его функционирования, M_fV г/с, (т.е. в период времени 7), значение Q, г, рассчитывается по формуле.

где Г — время действия ЗВ, с.

Например, для ИЗА продолжительность выброса определенного ЗВ (например, S0₂) составляет 5 мин (300 с) при средней интенсивности поступления ЗВ в атмосферу М_п = 0,5 г/с; при этом суммарная масса загрязняющих веществ.

Величина определяемой мощности выброса Q при инвентаризации и используемой в расчетах загрязнения атмосферы составляет.

Для ИЗА, время действия Ткоторых меньше 20 мин, значение используемой в расчетах мощности М выброса ЗВ меньше измеренной (за время Т) интенсивности поступления этого ЗВ в атмосферу М_п при этом соотношение между М_п и М определяется выражением.

При использовании инструментальных методов определенный объем газовоздушной смеси (ГВС) необходимо привести к фактическим параметрам ГВС, поступающей в атмосферу. Например, если объем газовоздушной смеси, приведенный к нормальным условиям, V_n = 2,3 м³/с, а фактическая температура Т^~ 120 °C, то значение объема газовоздушной смеси составит:

Следует заметить, что при реальных диапазонах изменения давления и температуры ГВС пренебрежение влиянием давления при определении выбросов ЗВ в рамках процедуры инвентаризации вносит в оценку параметров выбросов ЗВ погрешность меньшую, чем пренебрежение влиянием температуры.

Определение разовых значений концентраций ЗВ в выбросах при использовании инструментальных методов выполняется путем отбора и последующего анализа ряда проб либо путем проведения ряда измерений с помощью соответствующего газоанализатора. Разовое значение мощности выброса загрязняющих вешеств М_зв, г/с, для организованного ИЗА рассчитывается по результатам определения концентраций этого ЗВ и параметров ГВС на выходе из ИЗА по формуле.

где С._ш — определенная по результатам измерений концентрация ЗВ, мг/м³, в газовоздушной смеси на выходе из ИЗА; М_ш — масса ЗВ, отнесенная к кубометру сухой ГВС при нормальных условиях, Tj. — температура ГВС, °С, на выходе из ИЗА; У_гвс — полный объем ГВС (включая объем водяных паров), выбрасываемой в атмосферу из устья ИЗА за 1 с при температуре ГВС; р_в — концентрация паров воды в ГВС на выходе из ИЗА: масса водяных паров, отнесенная к кубометру сухой ГВС при нормальных условиях; К_г — коэффициент, ч, учитывающий длительность выброса; определяется по формуле.

Сомножитель —4——:г^~ учитывается только для ИЗА, у кото;

рых T_r > 30 °C. l + P,-t243.1(H.

Если при проведении измерений концентрация загрязняющего вещества, присутствующего (в соответствии с технологическим процессом) в выбросах ИЗА, оказалась меньше нижнего предела обнаружения, установленного в применяемой методике, то следует подобрать более чувствительную методику. Если концентрация ЗВ оказалась меньше нижнего предела диапазона определения наиболее чувствительной методики измерений, то она считается равной:

• • половине нижнего предела диапазона измерения методики, если он не меньше 0,5 ПДК_рз, где ПДКр₃ — значение предельно допустимой концентрации измеряемого ЗВ в воздухе рабочей зоны;
• • нулю, если нижний диапазон методики ее измерения меньше 0,5 ПДК_р;г