Машиностроение. На машиностроительных предприятиях основными источниками загрязнения атмосферы являются следующие виды производства: сварка и тепловая резка металла, литейное производство, механическая обработка металлов, нанесение лакокрасочных покрытий.

     При выполнении сварочных работ и тепловой резке металла в воздух выделяется сварочный аэрозоль, в составе которого в зависимости от вида сварки, марок электрода и флюса содержатся оксиды металлов (железа, марганца, хрома, ванадия, алюминия, цинка, меди и др.) в виде твердых частиц и газообразные соединения (фтористый водород, оксид углерода, оксиды азота, озон). Образующийся аэрозоль характеризуется мелкой дисперсностью – скорость витания частиц не превышает 0,1 м/с.

     Механическая  обработка металлов (резание и абразивная обработка) сопровождается выделением в атмосферу пыли, стружки, туманов масел и эмульсий. Объем выбросов определяется исходя из нормо-часов работы станочного парка. Интенсивность пылеобразования при резании зависит от вида и мощности установленного оборудования, скорости резания, величины подачи режущего инструмента, геометрических параметров режущего инструмента, состава материалов обрабатываемого изделия. Интенсивность пылеобразования при абразивной обработке зависит от мощности станка, глубины резания, диаметра шлифовального круга. Размер частиц пыли – 15–60 мкм.

     Основными источниками загрязнения атмосферы в литейном производстве являются плавильные агрегаты, шихтовой двор, участки подготовки формовочных и стержневых смесей, разлива металла и очистки литья.

1.2. Нормирование качества  атмосферного воздуха

     Для количественной оценки содержания примеси в атмосфере используется понятие концентрации – количества вещества, содержащегося в единице объема воздуха, приведенного к нормальным условиям.

     Качество  атмосферного воздуха  – это совокупность его свойств, определяющая степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом. Качество атмосферного воздуха может считаться удовлетворительным, если содержание примесей в нем не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК).

     ПДК – это максимальная концентрация в атмосфере, отнесенная к определенному промежутку времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и на окружающую среду в целом прямого или косвенного воздействия, включая отдаленные последствия.

     Для оценки качества атмосферного воздуха  установлены две категории ПДК: максимально разовая ( ПДКмр ) и среднесуточная ( ПДКсс ).

     ПДКмр – основная характеристика опасности вредного вещества. Установлена для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, световой чувствительности) при кратковременном воздействии атмосферных примесей (в течение 20 мин). По этому нормативу оцениваются вещества, обладающие запахом или воздействующие на другие органы чувств человека.

     ПДКсс – установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека. Вещества, оцениваемые по этому нормативу, обладают способностью временно или постоянно накапливаться в организме человека.

     Для каждого проектируемого и действующего объекта, являющегося стационарным источником загрязнения воздушного бассейна, устанавливают нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

     ПДВ – это норматив, устанавливаемый для каждого конкретного источника исходя из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками не создают приземную концентрацию, превышающую ПДК за пределами санитарно-защитной зоны (СЗЗ). Это максимальные выбросы в единицу времени для данного природопользователя по данному компоненту, которые создают в приземном слое атмосферы максимальную концентрацию этого вещества Cмi , не превышающую ПДKМРi , с учетом фонового загрязнения Cфi . При этом должно выполняться условие:

     ПДВi→Cмi+Cфi/ПДKмpi ≤1.

     Фоновая концентрация Cфi характеризует загрязнение атмосферы в населенном пункте, создаваемое другими источниками, исключая данный, относится к тому же интервалу осреднения (~ 20 минут), что и ПДKМРi .

     Для каждого города на основании нормативов ПДВ предприятий и фонового состава атмосферного воздуха разрабатывают общегородские нормативы ПДВ, в соответствии с которыми индивидуальные ПДВ предприятий могут быть пересмотрены в сторону уменьшения.

     Температурная стратификация – (лаг. temperatura- правильное соотношение, нормальное состояние и stratum-слой, настил, facio-делаю). Высотное распределение температуры воздуха в атмосфере, закономерно понижающееся на 0,6–1°С на 100 м подъема. При устойчивой температурной стратификации обычна ясная безоблачная погода. При падении температур на 100 м меньше 0,6°С температурная стратификация становится неустойчивой, нарастает вертикальное движение воздуха, начинают формироваться облака, возникает конвективная фронтальная облачность.

     Коэффициент температурной стратификации атмосферы определяет условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе.

1.3. Определение предотвращенного  экологического ущерба

     Методика  по определению величины предотвращенного экологического ущерба предназначена для получения укрупненной эколого-экономической оценки ущерба, предотвращаемого в результате осуществления государственного экологического контроля, реализации экологических программ и природоохранных мероприятий.

     Ущерб от загрязнения окружающей среды – фактические и возможные убытки народного хозяйства, связанные с загрязнением окружающей среды (включая прямые и косвенные воздействия, а также дополнительные затраты на ликвидацию отрицательных последствий загрязнения). При этом учитываются потери, связанные с ухудшением здоровья населения, сокращением трудового периода деятельности и жизни людей.

     Предотвращенный экологический ущерб (У) от загрязнения окружающей среды представляет собой оценку в денежной форме возможных отрицательных последствий от загрязнения среды, которые удалось избежать в результате природоохранной деятельности территориальных органов системы Госкомэкологии России, осуществления природоохранных мероприятий и программ.

     Предотвращенный экологический ущерб определяется на территории каждого субъекта России исходя из объемов снижения отрицательного воздействия и величины показателя удельного экологического ущерба, наносимого единицей приведенной массы загрязнения по конкретному виду природных ресурсов и объектов.

     Основные  факторы, определяющие величину предотвращенного экологического ущерба на территории субъектов РФ:

     − снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;

     − снижение сбросов загрязняющих веществ в поверхностные водоемы и подземные горизонты;

     − снижение загрязненности земель, химическими веществами;

     − уменьшение площадей деградированных земель;

     − сохранение (увеличение) численности отдельных видов животных и растений;

     − создание и поддержание природных комплексов (охраняемых и заповедных территорий) и т.д.

     Приведенная масса загрязняющих веществ (М) – это условная величина, отражающая вредность или эколого-экономическую опасность всей суммы разнообразных загрязнений, поступающих в атмосферный воздух или водную среду от одного или различных источников сброса (выброса) загрязняющих веществ, включая залповые и аварийные сбросы (выбросы) загрязнений.

     Экономическую оценку предотвращенного ущерба в данной методике осуществляют по следующим видам природных ресурсов:

     − водные ресурсы;

     − атмосфера;

     − почвы и земельные ресурсы. 
 
 
 
 

2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

Расчет  загрязнения атмосферы  от организованного  высокого источника выбросов (литейного цеха)

Таблица 1

Исходные  данные необходимые для определения  санитарно-защитной зоны и категории  опасности промышленного объекта

 

Таблица 2

Исходные  данные и удельное выделение вещества на единицу продукции

 

Таблица 3

Значения  поправочного коэффициента, учитывающего

условия плавки, β

 

     Расчет  массы выбросов i-го вещества Mi (кг/ч) при работе плавильного агрегата производится по формуле:

Mi=qi*Д *β*(1−η), (2.1)

где q – удельное выделение вещества на единицу продукции, кг/т;

Д – расчетная производительность агрегата, т/ч;

β – поправочный коэффициент для учета условий плавки;

η – эффективность пылеочистки или газоочистки. Принимаем условно, в долях единицы.

Решение

M_ВВ = 6,3·5·0,85·(1 – 0,77) = 6,3 кг/ч = 1,71 г/с

M_NO = 0,26·5·0,85·(1 – 0,87) = 0,26 кг/ч = 0,04 г/с

М_Mn = 0,73·5·0,85·(1 – 0,77) = 0,73 кг/ч = 0,19 г/с 

     Определение максимальных приземных  концентраций загрязняющих веществ

     В отходящих дымовых газах литейного  производства по каждому загрязняющему веществу определяем максимальную приземную концентрацию.

     Максимальное  значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм (м) от источника и определяется по формуле:

     С_М =AMF_mnη/Н^{2 3}√V₁ΔT                                                              (2.2)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, с2/3· мг · град 1/3/г;

М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;