Наукові нормативи гранично допустимих викидів (ГДВ)

Наукові нормативи гранично допустимих викидів (ГДВ)

45

Зміст

• Вступ
• 1. Аналітичний огляд літератури
• 1.1 Поняття забруднення. Класифікація забруднень довкілля
• 1.2 Джерела забруднення
• 1.3 Основні забруднювачі повітря
• 2. Науково-технічні нормативи на гранично допустимі викиди
• 2.1 Розробка і затвердження ГДВ
• 2.3 Контроль за додержанням нормативів ГДВ (ТПВ)
• 2.4 Розрахунок ГДВ для гарячих, холодних викидів
• Висновки
• Перелік посилань
• Додаток

Одну з вдалих класифікацій забруднення запропонував Р. Пірсон. Вона включає тип забруднення, його джерело, наслідки та засоби контролю. За цими ознаками виділяються наступні типи забруднювачів, а саме:

стічні води та інші нечистоти, які поглинають кисень,

носії інфекцій,

речовини, які представляють поживну цінність для рослин,

органічні кислоти та солі,

твердий стік,

радіоактивні речовини.

Прийнято розрізняти антропогенні забруднювачі, які можуть руйнуватись біологічними процесами та ті, що не піддаються руйнуванню. Перші надходять до природних кругообігів речовин і тому швидко зникають або піддаються руйнуванню біологічними агентами. Другі не включаються до природних кругообігів речовин, а тому руйнуються організмами у харчових ланцюгах.

Забруднення довкілля поділяють на природні, які викликані якими-небудь природними, часто катастрофічними, причинами (виверження вулканів, селеві потоки тощо), і антропогенні, які виникають у результаті діяльності людини.

2.2 Порядок розробки нормативів ГДВ (ТПВ)

Організація робіт в місті або населеному пункті по розробці нормативів ГДВ (ТПВ) підприємствами, установами, організаціями здійснюється органами Мінекобезпеки України. Для організації і координації робіт по розробці нормативів ГДВ (ТПВ) на підприємствах галузі, міністерства і відомства призначають головну галузеву організацію на яку покладається вирішення питань з охорони атмосферного повітря. Розробку проекту нормативів ГДВ по господарюючому суб'єкту проводять інститути-генпроектувальники, НДІ й інші організації (екоцентри, малі підприємства та ін), які стоять на обліку в Мінекобезпеки України та мають дозвіл, виданий органами Мінекобезпеки України.

Порядок обліку підприємств та видачі дозволів на розробку нормативів гранично допустимих викидів забруднюючих речовин у атмосферне повітря встановлюється Мінекобезпеки України.

Господарюючий суб'єкт забезпечує організацію-розробника вихідною інформацією, яка потрібна для розробки проекту нормативів ГДВ. Для цього він виконує санітарно - технічне обстеження вентиляційних систем й інвентаризацію джерел викидів забруднюючих речовин на поточний стан, уточнює перспективу розвитку підприємства.

При розробці проекту нормативів ГДВ повинні враховуватись вимоги по стабілізації і зниженню викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря в терміни і в об'ємах, що передбачені відповідними постановами Кабінету Міністрів України по виконанню міжнародних угод в частині охорони атмосферного повітря. Нормативи ГДВ розробляються для речовин, які мають ГДК або ОБРВ забруднюючих речовин у атмосферному повітрі населених пунктів. Для речовин, які виявлені у викидах діючих підприємств і не мають ГДК (ОБРВ), встановлюється тимчасово погоджений викид (ТПВ) на строк не більше 2-х років з моменту затвердження проекту нормативів ГДВ. В цьому випадку в складі поданого на розгляд і затвердження проекту нормативів ГДВ для підприємства, повинні бути офіційні документи, які підтверджують рішення про розробку ГДК (ОБРВ) цих речовин з зазначенням строків та реальних установ виконавців, які атестовані в Міністерстві охорони здоров'я України в установленому порядку.

Запропоновані значення нормативів ГДВ для підприємства, заходи по їх досягненню і матеріали, які обгрунтовують прийняті рішення оформлюються відповідно до Інструкції щодо оформлення та змісту проекту нормативів гранично допустимих викидів забруднюючих речовин у атмосферне повітря від стаціонарних джерел, затвердженої наказом Мінекобезпеки України N 76 від 18.07.96 р. за погодженням з Міністерством охорони здоров'я України, на основі програмних продуктів, які погоджені з Мінекобезпеки України.

Розрахунок концентрацій в атмосферному повітрі забруднюючих речовин, які містяться у викидах підприємств, на електронно-обчислювальній машині виконується згідно програмних продуктів, погоджених з Мінекобезпеки України.

Пропозиції по нормативам ГДВ подаються до органів Мінекобезпеки України та органів Міністерства охорони здоров'я України у вигляді роздрукованого звіту, а також на дискеті. Розроблений проект нормативів ГДВ підписується керівником організації, що розробила цей проект, і направляється на затвердження в органи Мінекобезпеки та Міністерства охорони здоров'я України. Зазначений проект нормативів ГДВ попередньо погоджується з місцевими органами державної виконавчої влади та органами місцевого самоврядування в установленому порядку. В населених пунктах, у зоні яких на атмосферне повітря впливає діяльність кількох підприємств, установ і організацій, за рішенням місцевих органів державної виконавчої влади, органів місцевого самоврядування розробляються зведені проекти нормативів гранично допустимих викидів забруднюючих речовин у атмосферне повітря по місту або населеному пункту (далі зведений проект нормативів ГДВ). Місцеві органи державної виконавчої влади та місцевого самоврядування, відповідно до їх компетенції, визначають Головну міську організацію (ГМО) по розробці зведеного проекту нормативів ГДВ по місту або населеному пункту за поданням місцевих органів Мінекобезпеки України та Міністерства охорони здоров'я України. На Головну міську організацію по розробці зведеного проекту нормативів ГДВ по місту або населеному пункту, органом, що її створив, покладається вирішення питань з охорони атмосферного повітря.

На основі поданих підприємствами проектів нормативів ГДВ проводяться кінцеві розрахунки забруднення атмосфери від усіх діючих об'єктів, а також об'єктів, які будуються та реконструюються.

Систематизовані пропозиції по нормативах гранично допустимих викидів для підприємств, а також заходи по їх досягненню в складі зведеного проекту "Охорона атмосфери і нормативи ГДВ по місту або населеному пункту" подаються на затвердження в органи Мінекобезпеки України та Міністерства охорони здоров'я України. Ці пропозиції попередньо погоджуються з місцевим органом державної виконавчої влади та органом місцевого самоврядування в частині строків виконання заходів по досягненню нормативів ГДВ [2].

Прийняті позначення: H - висота джерела, h - висота (глибина) перепони, a - напівшина пасма, гребеня, балки, або протяжність бічного схилу виступу; а - відстань відстань від середини перепони (для пасма або балки), та від верхньої кромки схилу (для виступу) до джерела. Значення функції визначається за відповідним графіком, розташуванням над поперечними перетинами вказаної форми рельєфу. Якщо джерело розташоване на верхньому плато виступу, то в якості аргумента функції замість |x|/а, як показано на малюнку.

В напрямку вітру і постійна на території визначається за формулою:

ГДВ= (ГДВ-Сф) H

Де: А-коефіцієнт, що залежить від температурної стратифікації атмосфери та визначає умови горизонтального розсіювання атмосферних домішок с мг град /г;

F - безрозмірний коефіцієнт, що враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосферу;

M,n - безрозмірні коефіцієнти що враховують умови виходу газоподібної суміші з отвору джерела викиду;

H - висота джерела викиду над рівнем землі, м;

T - різниця між температурами газоподібної суміші Т2,що викидається та температурою навколишнього середовища Тн С;

V1 - об'єм газоподібної суміші м3/с;

;

де, D-діаметр отвору джерела викиду, м;

w - середня швидкість виходу газоподібної суміші з отвору джерела викиду, м. с,

- безрозмірний коефіцієнт що враховує вплив рельєфу місцевості на розсіювання домішок;

Розрахунок ГДВ проводиться наступним чином:

Коефіцієнт А вибирається для несприятливих мете реологічних умов при котрих концентрації шкідливих речовин а атмосфері від джерела викиду сягають максимальних значень.

Значення v та т визначаються шляхом технологічних розрахунків або приймаються згідно з діючими для даного виробництва нормативами.

Пилоочищені викидів від шкідливої речовини, що розглядається ГДВ повинні прийматися за вмістом цієї речовини в газоподібній суміші після проходження очисних пристроїв.

При розрахунку ГДВ повинні прийматися менші значення V1 та що реально сумісно спостерігається протягом року при звичайних умовах функціонування підприємства.

Н=0.5*In+In2+In3+…. In).

Тут - коефіцієнт що враховує величину зарядного струму приймається рівним 0.85 при заряджанні акумулятора постійним струмом 0.25 - при заряджанні струмом, що спадає за величиною.

Кількість лугу, що виділяться, визначається за залежністю: Х=0.14V; Х=1.5Vh2; Де Vr, Vh2 - кількість газів та водню що виділяється з акумулятора л/год.

Особливістю лужних акумуляторів є активна взаємодія водного розчину з вуглекислим газом повітря з утворенням карбонатів. Наявність їх викликає підвищення внутрішнього опору акумуляторів. Зростання карбонатів а 2,5-3 рази порівняно з нормою знижує ємність акумуляторів на 35-40%. Нагріті газоподібні суміші. Значення гранично допустимих викидів (ГДВ), г/с для нагрітої суміші з одиночного джерела з круглим отвором або групи таких близько розташованих одиночних джерел у випадках, коли фонова концентрація суміші, що розглядається. Встановлена як незалежна від швидкості. Ефективний об'єм газоповітряної суміші V1 що викидається в атмосферу в цьому випадку визначається за формулою

V=DLDW\ (L+D);

Для джерела квадратним устям ефективний діаметр, дорівнює довжини квадрата. Значення ГДВ для випадку викидів з одиночного аераційного ліхтаря визначається за формулою:

ГДВ=ГДВ\s;

Де ГДВ - значення ГДВ розраховане за рівнянням (4.36); або (4.45); при D=Dе, та V1=v1е,

Значення Dе для випадку аераційного ліхтаря знаходиться за залежністю:

De=2L*v1/ Lw+v1

Значення V визначається за формулою:

V=П*De/4*w;

Безрозмірний коефіцієнт s визначається за рівнянням:

S= 1+0.45L/x/ 1=0.45L/x+0.1 (L/x);

Холодна газоподібна суміш. Величина ГДВ для випадку холодної суміші за всіх інших умов, однакових з розглянутими вище визначається за формулою:

ГДВ= (ГДВ-С) *Н*8V/A*FA*m*n*;

Залежність значень коефіцієнта А від розташування джерела така ж, які у випадку нагрітих викидів. Безрозмірний коефіцієнт n визначається за виразами (4.40-4.42) в залежності від значення параметра V, що розраховується за формулою:

V= 1.3 w*d/H

Якщо різниця температур Т (С) близька до нуля або при розрахунках за виразом параметр f перевищує 100 м с С, то для таких викидів ГДВ розраховується так само, як і для холодних викидів оскільки початкове перегрівання Т не справляє суттєвого впливу на початкове піднімання факела та розсіювання викидів в атмосферу.

Джерела з прямокутним устям. Величина ГДВ для випадку викидів з джерела з прямокутним устям визначається залежностями, але при D=De, V1=V1e. При цьому ефективний діаметр устя джерела De визначається за формулою:

De=2L*b/L+b

Одиночне джерело котрого викидається суміш шкідливих речовин постійного складу з сумарною шкідливою дією. Для одиночного джерела з котрого викидається суміш постійного складу шкідливих речовин з сумарною шкідливою дією, спочатку визначається допоміжна речовина - сумарний ГДВ= ГДВс, приведений до викиду однієї з речовин.

Для цього у вказаних виразах потрібно використати ГДК цієї шкідливої речовини. Після цього з врахуванням складу викиду викидів визначається ГДВ окремих речовин.

Група N одиночних джерел різної висоти, розташованих поряд. Визначення сумарного ГДВ для груп N одинарних джерел різної висоти розташованих поряд, також визначається за рівняннями, або викидається з усіх джерел, м/с). Загалом розрахунок ГДВ для близько розташованих один від одного джерел (однакових точкових), не відрізняється від розрахунку ГДВ для одинарних джерел.

Багато ствольна труба. У випадку багато ствольної труби величина в зі всіх стволів розраховується наступним чином:

ГДВ=ГДК-Сф/q+d (qm-qm)

При викиді шкідливих речовин М=1 та діаметрі устя джерела D, що відповідає його ефективному діаметрі De, котрий визначається за виразом:

De= (2+N) /3*D,

Об'єм газоповітряної суміші V, м/с, при цьому відповідає її ефективному об'єму, що розраховується за залежністю.

Безрозмірний коефіцієнт d1 визначається залежністю:

D1=L-D/d2H-D,

Де L - середня відстань між центрами устів стволів, м,

D - діаметр устя окремого ствола м

D2 - безрозмірний коефіцієнт, що визначається за рівнянням

D2= 0.2* [0/3* (V/u) *+0.17* (V/u) 3],

В залежності від значень f, V, u, котрі визначаються з виразів (4.39), (4.43), (4.46), (4.62-4.64), (4.79), за параметрами викидного ствола.

Визначення тимчасово погодженого викидів та розрахунок поля концентрації для випадку одиночного джерела.

Значення тимчасово погоджених викидів (ТПВ) вибирається таким чином, щоб максимум приземної концентрації См був мінімальним врахуванням конкретного викиду та несприятливих погодних умов.

Величина максимальної приземної концентрації шкідливих речовин від одиночного (точкового) джерела з круглим устям для викидання нагрітої газоподібної суміші за несприятливих метеорологічних умов визначається наступним чином:

См= А*F*m*n*/H2

Де М - кількість шкідливої речовини, що викидається в атмосферу за одиницю часу г/с;

Всі інші позначення - ті ж, що і в попередньому розділі при встановлені тимчасово погоджених викидів.

Для визначення величини См необхідно розрахувати наступні параметри:

Відстань, на котрій досягається максимальна концентрація См, шо позначається як:

Хм=d*H;

F>2:

X=5-F/4*d*H;

При викидані нагрітої газоповітряної суміші безрозмірний коефіцієнт визначається за наступними виразами:

При Vm d= 4.95*Vm (1+0.28*

При Vm>2 d=7*

Значення небезпечної швидкості вітру um на рівні флюгера (приблизно 10м від землі), при котрій має місце найбільше значення приземної концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі См визначається за співвідношенням:

При Vm<0.5 Um=0.5;

При 0.5<V<2 um=Vm

При Vm>2 U=Vm (1+0.12

Розподіл найбільших значень приземної концентрації С від точкового джерела в залежності від хта у при несприятливих умовах стратифікації (для хне=хм, уне=um) визначається за виразом:

С=СмнS1 (x/xmd) *S2 (y/x);

Де Смн - максимальна концентрація при несприятливих умовах стратифікації та швидкості вітру u;

Xmd - відстань від джерела, на котрій досягається ця концентрація.

Значення Смн та хмд визначаються через См та хм зі співвідношень:

Cmd= rCm;

Xmd=xm;

При цьому вважаємо, що початок системи координат знаходиться в площині (х, у), в горизонтальній підстилковій поверхні та співпадає з проекцією джерела на цю площіную Вісь х орінтована за напрямком вітру, а вісь у скерована перпендикулярно до осі х.

Безрозмірна величина г визначається в залежності від відношення u/um за наступними рівняннями:

Максимальна концентрація См для аераційного ліхтаря, що досягається при вітрі вздовж осі факела, визначається за виразом:

См=См*S;

Де См - максимальна приземна концентрація суміші від точкового джерела.

Розрахована за рівняннями при D=De, що визначається за відношенням та V1 за S3 - знаходиться за залежністю.

Максимальна концентрація См для араційного ліхтаря, що досягається при вітрі вздовж осі факела, визначається виразом:

См= СмоS3;

Де Смо - максимальна приземна концентрація суміші від точкового джерела, розрахована за рівняннями при D=De, що визначається за відношенням. У випадку довільного напрямку вітру при розрахунку концентрації речовини, що викидається з аераційного ліхтаря довжиною L в точці, розташованій на віддалі х від його центру, ліхтар розбивається на N однакових ділянок кожна з котрих замінюється одинарним джерелом, що знаходиться в центрі ділянки. Значення N знаходиться з виразу і округляється до найближчого більшого цілого числа:

N1= 5*L

Для кожного з одинарних джерел значення приземної максимальної концентрації шкідливих речовин См визначається за рівнянням:

См= См/N;

Відстань хм на котрій досягається максимальна концентрація шкідливих речовин См визначається за співвідношенням:

Хм=хм;

Небезпечна швидкість вітру um визначається з рівності:

Um=um;

Значення См мг/м3 хм м та uм м/с приймаються рівними відповідно максимальній швидкості вітру um для одиночного точкового джерела з круглим устям діаметром Д та об'ємом газоповітряної суміші Ve що викидається. Визначення ГДВ та ТПВ для окремого джерела. При визначенні ГДВ та ТПВ для окремого джерела слід встановити його зону впливу.

Радіус цієї зони приблизно оцінюється найбільше з двох значень х та при цьому х відповідає віддалі на котрій С складає приблизно 5% від См. Величина х2 визначається як віддаль починаючи з котрої С<0.05ГДК, де См та С задається виразами. Значення х2 знаходять графічно як розв'язок рівняння:

S (x2/xm) =0.05ULR/См

Визначення максимальної концентрації суміші при викиді через багато ствольну трубу. Значення максимальної концентрації суміші См при викиді через багато сторону трубу.

См=См+D (См-См)

Відповідні значення віддалі хм та небезпечна швидкість вітру um при котрих досягається максимальна концентрація визначається за залежностями.

При викидані нагрітої газоподібної суміші безрозмірний коефіцієнт визначається за наступним виразами:

При викиданні нагрітої газоповітряної суміші безрозмірний коефіцієнт визначається за наступними виразами:

При Vm<2 d= 4.95*Vm (1+0.28*)

При Vm>d=7

Значення небезпечної швидкості вітру u нарівні флюгера приблизно 10 м від землі), при котрій має місце найбільше значення приземної концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі См визначається за співвідношенням:

При Vm<0.5 um+0.5, При 0.5< Vm<2 u=V

При Vm>2 u=V (1+0.12)

Розподіл найбільших значень приземної концентрації С від точкового джерела в залежності від х та у при несприятливих умовах стратифікація (для х=хм, у=um) визначається за виразом:

С=Смн*S (x/Xmd) *S (Y/X),

Де, Смн - максимальна концентрація при несприятливих умовах стратифікації та швидкості вітру u; Хмд-відстань від джерела на котрій досягається ця концентрація. Значення Смн та хмд визначаються через См та хм зі співвідношень:

C= rCm, Хмд = хм.

При цьому вважаємо що початок системи координат знаходиться в площині (х, у) в горизонтальній поверхні та співпадає проєкцією джерела на цю площину. Вісь х орієнтована за напрямком вітру, а вісь н скерована перпендикулярно до осі х. Безрозмірна величина r визначається взалежності від відношення um за наступними рівняннями:

Хм=хм+d (хм-хм);

Uм=um+d1 (um-um);

Де См - максимальна концентрація шкідливої речовини, що визначається при значеннях параметрів викиду для одного ствола та викиді М, що є рівним сумарному викиду зі всіх стволів;

Хм та um відповідно віддаль на котрій спостерігається максимальна концентрація шкідливих речовин См та небезпечна швидкість вітру ум при параметрах викидів для одного ствола.

См-максимальна концентрація суміші, мг/м3, шо визначається при викиді М, що є рівним сумарному викиду з усіх стволів, і значення D, що розраховується виразом. Об'єм газоподібної суміші V, що викидається за залежністю х та uм - відповідно віддаль на котрій спостерігається максимальна концентрація См та небезпечна швидкість вітру, що визначається за залежностями при D=D V1=V, безрозмірні коефіцієнти d1 та d2 визначаються виразами.

У випадку коли См+Сф (де Сф - фонова концентрація) значно перевищує ГДК і необхідно знизити значення См до деякого значення См при знайденому ТПВ необхідно проаналізувати з рахунок яких параметрів викиду, в тому числі і висоти труби, можна досягти зниження концентрації викидів. За несприятливих метеорологічних умов коли викиди із забрудненнями можуть бути шкідливими для здоров'я населення підприємства повинні знизити викиди шкідливих речовин. Сучасні вимоги до якості та ступеня очищення викидів досить високі. Способи очищення викидів в атмосферу віл шкідливих речовин можна об'єднати наступні групи:

очищення викидів від пилу та аерозолів шкідливих речовин.

Очищення викидів від газоподібних шкідливих речовин. Зниження викидів атмосфери вихлопними газами від двигунів внутрішнього згорання.

Зниження забруднення атмосфери при транспортуванні навантажені і вивантажені сипких вантажів.

Для очищення викидів від шкідливих речовин використовуються механічні, фізичні, хімічні комбіновані методи.

Фізичні методи базуються на використані електричних та електростатичних полів охолодження конденсації кристалізації, поглинання.

Фізико-хімічні базуються на принципах сорбції, абсорбції, адсорбції, хемосорбції), коагуляції, та флотації.

Гравітаційні пилоочисні камери працюють за принципом зниження швидкості і руху газів до рівня, коли пил та частки рідини осідають під впливом сил ваги. Гравітаційні пилоосаджувальні камери - це порожнинна або з полицями коробка з бункером для збирання пилу.

Інерційні сепаратори працюють на принципі різкої зміни напрямку потоку газів.

Циклонні сепаратори працюють на принципі використання відцентрового ефекту. Відокремлення твердих частинок в них відбувається під дією відцентрованої сили. Практично використовуються наступні типи циклонних сепараторів:

Горизонтальні пиловловлювачі, котрі працюють за принципом надання газам вихороподібного кругового руху за допомогою вертушки. Ступінь очищення повинен визначатися за кожною забруднюючою речовиною. Ступінь очищення поділяється на проектний та фактичний, а за рівне на максимальний та експлуатаційний.

Для оцінки забезпеченості підприємств очищеним в часі використовується коефіцієнт забезпеченості технологічних процесів газоочищенням:

Км=Тг/Тмо;

Де Тмо-час роботи технологічного обладнання;

Тг-час роботи газоочисних установок [8].

1. zacon. rada.gov.ua документ, редакцiя вiд 06.06.2002

2. Ukrlegal.com

3. www.yur-info.org.ua

4. Постанова кабінету міністрів “ Порядок встановлення нормативів збору за забруднення навколишнього природного середовища і стягнення цього збору" від 1березня 1999 року №-303

5. Постанова кабінету міністрів “ За понадмірні обсяги викидів збір обчислення і сплачування в 5 розмірі" від 3 серпня 1998 року №-1218

6. Апостолюк С.О. Джигерей В.С. // Промислова екологія -

7. Київ “Знання” - 2005

8. Некос // Нормування антропогенного навантаження - Київ ”Знання” - 2005