Экология (стр. 10 )

Природный экологический риск связан с вероятностью проявления многих неблагоприятных природных явлений (землетрясения, вулканизм, сели, наводнения, цунами). Как в первом, так и во втором случае необходимо учитывать многие особенности геологического строения, рельефа, ландшафтов. Необходимо также учитывать соседство ценных и уникальных природных объектов, особо охраняемых территорий. Экологический риск возрастает при высокой плотности населения, а также зависит от характера восприятия населением происходящих событий. Известно, что катастрофические последствия аварий, катастроф и стихийных природных явлений резко возрастают при психологической неготовности населения к данным событиям.

Экологический риск измеряется:

- возможными натуральными показателями ущерба (число жертв, число разрушенных объектов, величины недополученного урожая и недополученной промышленной продукции и др.);

- возможным уровнем загрязнения природной среды;

- возможными размерами ухудшения качества природных ресурсов, деградации природных систем.

Система оценки экологического риска направлена на выяснение объективной картины экологической опасности на определенной территории. Обычно территория признается безопасной, если риск проживания на ней не превышает 10-6. Если же оценки риска составляют 10-5 и более, то принимается решение об осуществлении комплекса мер по снижению экологической опасности. Существуют четыре подхода к процедуре определения экологического риска: системный, модельный, экспертный, социологический.

Системный подход строится на статистических данных относительно уже происшедших аналогичных неблагоприятных экологических событий.

Модельный подход заключается в разработке моделей воздействия вредных факторов на человека и окружающую среду. Ставится задача выявления объективной картины риска на определенной территории, включая систематизацию факторов опасности, количественных оценок риска применительно к здоровью населения.

Экспертный подход состоит в оценке событий, их вероятности, связи и последствий ведущими специалистами - экспертами.

Социологический подход предполагает социологическое исследование отношения населения к тому или иному виду риска.

Система оценки экологического риска направлена на выявление объектной картины экологической опасности на определенных территориях. Особенно сложно оценить экологический риск на территории, где имеется несколько источников экологической опасности разной природные. Такую территорию называют «горячими точками».

Оценка экологической опасности с помощью расчета или измерения риска принципиально отличается от оценки экологической опасности на основе реальной ситуации, поскольку оценка риска дает лишь вероятностную картину.

Оценка риска производится чаще всего для событий, которые имеют редкую и чаще всего непериодическую повторяемость. В большинстве случаев оценка экологического риска носит прогнозируемый характер. Обзор природных и антропогенных катастроф и катастрофических явлений показал, что они разнотипны по воздействию на окружающую среду по времени проявления и влияния, и по распространению в пространстве этого влияния.

4.3.2 Определение категории опасности предприятий

На основе данных, определяют массу загрязняющих веществ, выброшенных в атмосферный воздух предприятием - природопользователем в течении года (т/год) и определяют категорию опасности предприятия (КОП), а также выбирают ширину санитарной защитной зоны (СЗЗ) от источника загрязнения до жилого района.

Для определения категории опасности предприятий используют данные о выбросе загрязняющих веществ в атмосферу. Категорию опасности предприятий рассчитывают по уравнению:

КОП = , (1)

где Мi – масса выброса i-того вещества, т/год;

ПДКс. с. – среднесуточная предельно допустимая концентрация і –того вещества, мг/м3:

п - количество вредных веществ, которые выбрасываются производством и загрязняют атмосферу;

аі – безразмерная константа, которая позволяет сравнивать степень вредности і-того вещества по сравнению с вредностью сернистого газа (определяется по табл. 2)

Таблица 2- Безразмерная константа аі соответствующая классу опасности веществ.

Константа	Класс опасности веществ
1	2	3	4
аi	1.7	1.3	1.0	0.9

По величине КОП производства разделяются на 4 категории опасности. Предельные условия для установления категории опасности производства приведены в табл.3.

Таблица 3- Категории опасности предприятий и предельные значения КОП.

Категории опасности	Значения КОП	Ширина СЗЗ, м
I	³108	1000
II	108>КОП³104	500
III	104>КОП³103	300
IV	<103	100

В зависимости от категории опасности производства осуществляется учет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и осуществляется периодически контроль за выбросами предприятий, а также назначается ширина санитарно-защитной зоны от источника загрязнений до жилых районов (СЗЗ).

В качестве примера рассмотрим выбросы, которые загрязняют атмосферный воздух электродного завода и определим категорию этого предприятия.(Табл.4).

Таблица 4 - Выбросы по ингредиентам и классам безопасности выделяемых веществ

Название выделяемых веществ	ПДКс. д. мг/м3	Класс опасности	Коэффициент ai	Выброс, т/год
Бенз(а)пирен	0,000001	1	1,7	0,6646
Смолянистые	0,02	2	1,3	911,579
Сернистый ангидрид	0,05	3	1,0	727,285

Рассчитаем КОП этого предприятия

КОП=

Полученное значение КОП превышает 108, что является свидетельством того, что этот завод является источником загрязнения окружения и относится к 1-й категории по степени загрязнения атмосферы. Степень загрязнения атмосферы выбрасываемыми веществами можно оценить на основании численного результата, полученного от возведения в степень соответствующего слагаемого, входящего в уравнение (1). Распределим вещества, которые выделяются предприятием, по степени загрязнения атмосферы (СЗА) (табл.5).

Таблица 5-Распределение вредных веществ по степени загрязнения атмосферы.

Бенз(а)пирен
Смолянистые	57068
Сернистый ангидрид	14545

Ширина санитарной зоны – 1000 м.

4.3.3 Мониторинг окружающей среды

По территориальному охвату различают три ступени экологического мониторинга: локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический), региональный (геосистемный, природно-хозяйственный) и глобальный (биосферный, фоновый). В программу локального мониторинга, ограниченного небольшой территорией, входят биоэкологические (санитарно-гигиенические) наблюдения за изменением в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными, мутагенными и иными неблагоприятными свойствами.

Пункты экологических наблюдений располагаются в местах концентрации населения и районах интенсивной его деятельности с таким расчетом, чтобы они контролировали основные линии связи человека (трофические и др.) с естественными и искусственными компонентами окружающей среды. Это могут быть территории промышленно-энергетических центров, атомных электростанций, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядохимикатов и др.

На региональном (геосистемном) уровне наблюдения ведут за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т. д.), где имеются отличия параметров от базового фона ввиду интенсивных антропогенных воздействий. Например, ведут контроль за популяционным состоянием исчезающих видов животных в пределах какого-либо региона и т. д.

Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений в биосфере в целом — задача глобального мониторинга. Его называют еще фоновым или биосферным. Объектами глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей природной среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО).

При выполнении работ по программе глобального мониторинга особое внимание уделяют наблюдениям за состоянием природной среды из космоса, с помощью спутниковых дистанционных методов. Космический мониторинг позволяет получить уникальную информацию о функционировании экосистем, как на региональном, так и на глобальном уровнях.

4.4 Контроль и управление качеством атмосферы

В ряде стран и на международном уровне разрабатываются стандарты, ограничивающие содержание наиболее опасных загрязняющих веществ, как в атмосферном воздухе, так и в источнике загрязнения. Загрязнение воздуха должно нормироваться. Для этого необходимы сравнительные критерии содержания примесей, под которыми ГОСТ понимает вещества, не содержащиеся в постоянном составе воздуха. Основным показателем, используемым для контроля качества воздуха, являются предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК). Реальная ситуация, связанная с временной невозможностью полностью прекратить выброс вредных веществ в атмосферу, выражается в том, что существует раздельное нормирование содержания примесей в воздухе, т. е. используются два типа ПДК: в воздухе рабочей зоны (ПДКр. з.) и в атмосферном воздухе населенных мест (ПДКатм.). Раздельное нормирование содержания примесей в воздухе рабочей зоны предусматривает также разделение ПДК на максимально разовые и среднесуточные.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ)-это максимальные выбросы загрязняющих веществ в единицу вреиени для данного природопользователя по одному компоненту, которые создают в пирземном слое атмосферы концентрацию этого вещества, не превыщающую ПДК, с учетом фонового(существующего) загрязнения, и эффекта суммации веществ однонаправленного действия.

Фоновую концентрацию принимают по данным органов санитарного надзора, концентрацию выбрасываемых веществ для данного прродопользователя расчитывают с учетом условий рассеивания и массы выбросов. Та максимальная масса, при которой выполняется условие по ПДК, и будет ПДВ в г/с. Величины ПДВ, в зависимости от условий работы, пересчитываются из граммов в секунду на тонны в год. Расчет ПДВ производится либо самим природопользователем, либо организацией, имеющей на это лицензию. Вступают они в действие после утверждения специально уполномоченными органами, корректируются не реже одного раза в пять лет и служат основой для расчета выплат за загрязнение природной среды данным природопользователем. В случае если данный природопользователь не может достичь величены ПДВ по причине очень больших фоновых концентраций по существенным технологическим причинам, назначаются временно согласованные выбросы (ВСВ) с обязательным установлением графика их постоянного снижения до ПДВ и разработкой конкретны мер для этого.

ПДВ зависит от следующих факторов: от площади рассеивания, от вредности выбрасываемых веществ т. е. чем больше площадь рассеивания вещества, тем больше и разрешенная масса выбросов. Основные мероприятия предприятий по борьбе сзагрязнениями это снижение всех видов отходов, замена токсичных исходных продуктов на нетовсичные, переход на замкнутые циклы, оптимизация размещения производства.

Так, для воздуха населенных пунктов стандартом установлено предельно допустимую концентрацию (ПДК) по некоторым веществам и основных их соединений. Все вредные вещества по степеням действия на организм человека делятся на четыре класса:

1 – чрезвычайно опасные;

2 – высоко опасные;

3 – умеренно опасные;

4 – мало опасные.

Чем опаснее вредное вещество, тем ниже его ПДК в атмосферном воздухе. Для каждого вещества, что загрязняет атмосферный воздух, установлено два норматива: максимальная разовая и среднесуточная грань допустимой концентрации.

Максимально разовая ПДК установлена для предохранения рефлекторных реакций у человека через раздражение рецепторов органов дыхания (неприятный запах, чихание, и т. д.) при малом промежутке времени (до 20 мин.) атмосферных загрязнений. В связи с тем, что концентрация загрязнений в атмосферном воздухе не постоянные во времени и изменяются в зависимости от метеорологических условий, рельефу местности, характера выброса, разовые пробы необходимо производить через короткие промежутки времени 20 – 30 мин. Наибольшее значение содержания исследуемых примесей в атмосферном воздухе, полученное при анализе многоразово отобранных проб, называют максимально разовой концентрацией.

Среднесуточная концентрация определяется как среднеарифметическое значение разовых концентраций, для которых указана продолжительность отбора, или с ровными интервалами между отборами равной продолжительности.

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества в приземном слое не должна превышать максимально разовую ПДК.

Раздельное нормирование содержания примесей в воздухе рабочей зоны предусматривает также разделение ПДК на максимально разовые и среднесуточные.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) - это максимальные выбросы загрязняющих веществ в единицу времени для данного природопользователя по одному компоненту, которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию этого вещества, не превышающую ПДК, с учетом фонового (существующего) загрязнения, и эффекта суммации веществ однонаправленного действия. За фоновую концентрацию принимают по данным органов санитарного надзора, такую концентрацию выбрасываемых веществ для данного природопользователя, которую рассчитывают с учетом условий рассеивания и массы выбросов. Та максимальная масса, при которой выполняется условие по ПДК, и будет ПДВ в г/с. Величины ПДВ, в зависимости от условий работы, пересчитываются из граммов в секунду на тонны в год. Расчет ПДВ производится либо самим природопользователем, либо организацией, имеющей на это лицензию. Вступают они в действие после утверждения специально уполномоченными органами, корректируются не реже одного раза в пять лет, и служат основой для расчета выплат за загрязнение природной среды данным природопользователем. В случае если данный природопользователь не может достичь величины ПДВ по причине очень больших фоновых концентраций по существенным технологическим причинам, назначаются временно согласованные выбросы (ВСВ) с обязательным установлением графика их постоянного снижения до ПДВ и разработкой конкретны мер для этого. ПДВ зависит от следующих факторов: от площади рассеивания, от вредности выбрасываемых веществ, т. е. чем больше площадь рассеивания вещества, тем больше и разрешенная масса выбросов.

Основные мероприятия предприятий по борьбе с загрязнениями это снижение всех видов отходов, замена токсичных исходных продуктов на нетоксичные, переход на замкнутые циклы, оптимизация размещения производства.

Для защиты атмосферы от негативного антропогенного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами исполь­зуют следующие меры:

экологизацию технологических процессов;

очистку газовых выбросов от вредных примесей;

рассеивание газовых выбросов в атмосфере;

устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения, и др.

Рассеивание газовых примесей в атмосфере — это сниже­ние их опасных концентраций до уровня соответствующего ПДК путем рассеивания пылегазовых выбросов с помощью высоких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше ее рассеивающий эффект. Но, следует признать, что, как отмечает А. Гор (1993): «Применение высоких дымовых труб, хотя и помогло уменьшить локальное дымовое загрязнение, осложнило в то же время региональные проблемы выпадения кислотных дождей».

Защита атмосферного воздуха от вредных выбросов предприятий в значительной степени связана и с устройством санитарно-защитных зон и архитектурно-планировочными решениями.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) — это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства. Ширина этих зон от 01.01.01 м и зависит от класса производства, степени вредности и количества выде­ленных в атмосферу веществ. Следует заметить, что граждане, чье жилище оказалось в пределах СЗЗ, защищая свое конституционное право на благоприятную среду, могут требовать либо прекращения экологически опасной деятельности предприятия, либо переселения за счет предприятия за пределы СЗЗ.

Архитектурно-планировочные мероприятия включают правильное взаимное размещение источников выброса и населенных мест с учетом направления ветров, выбор под застройку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами и т. д.

Предусматривают следующий комплекс мер по охране озонового слоя:

» организацию наблюдений за изменением озонового слоя

под воздействием хозяйственной деятельности и иных

процессов;

соблюдение нормативов допустимых выбросов веществ, вредно воздействующих на состояние озонового слоя;

регулирование производства и использование химических веществ, разрушающих озоновый слой атмосферы.

4.4.1 Расчет ПДВ вредных веществ в атмосферу

Предельно допустимый выброс – научно-технический норматив, представляющий собой мощность выброса, который устанавливается при условии, что содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупности не превышает норматив качества воздуха для населения, животного и растительного мира. Максимально разовая концентрация (ПДКмр) примесей в атмосферном воздухе – наивысшее значение содержания загрязняющих примесей в атмосферном воздухе (полученное при анализе многократно отобранных проб), которое при кратковременном воздействии не оказывает на человека негативного влияния. Максимальная разовая ПДК устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека через раздражение рецепторов органов дыхания (ощущение неприятных запахов, чихание, аллергические реакции, изменение биоэнергетической активности головного мозга, световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном (до 20 мин) воздействии атмосферных загрязнений.

Расчет величины предельно допустимого выброса вредного вещества в атмосферный воздух из одиночного стационарного источника (дымовой трубы) производится по формуле:

ПДВ = (1)

где: ПДВ – предельно допустимый выброс вредного вещества в атмосферу из одиночного стационарного источника: (г/с) ;

Н - высота одиночного стационарного источника выброса (дымовой трубы) над уровнем земли, (м)

ПДКмр – максимальная разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха, (мг/м3);

ПДКмрso2= 0,5 мг/м3 ; ПДКмрNO2=0,5 мг/м3 ;

ПДКмрСО=0,5мг /м3 ; ПДКмр. пыли нетокс.=0,5 мг/м3;

Сфон - фоновая концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха, (мг/м3);

V1 - расход воздушной смеси, (м3/с);

tгаз - температура выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси (оС);

tвозд - температура атмосферного воздуха, (оС);

m - безразмерный коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

n - безразмерный коэффициент, учитывающий условия газовоздушной смеси из устья источника выброса, определяемый в зависимости от величины uм;

φ - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; при ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, принимается равным единице (φ=1);

А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы. Его численное значение, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается в зависимости от географического местоположения источника загрязнения, а именно:

для одиночных стационарных источников высотой менее 200м, расположенных в Украине в зоне 50÷ 52 град. северной широты - А=180,

а для расположенных южнее 50 град. с. ш. – А=200;

F - безразмерный коэффициент – показатель рассеивания вредных веществ в атмосфере и вероятности накопления исходной примеси или вторичных загрязнителей с учетом месторасположения предприятия.

Расход газовоздушной смеси V1, (м3/с), определяют по формуле:

V1 =, (2)

где Q - средний объем выбрасываемых газов, (м3/ч);

Безразмерные коэффициенты m и n, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, определяются в зависимости от параметров ¦, ¦е, uм, uм, которые вычисляются по формулам:

f =, (3)

uм =0,65, (4)

uм ' =1,3 (5)

fе =800(uм' )3 (6)

Коэффициент m определяется по формулам:

m = при f<

m = при¦³

Для ¦е <¦ <100 значение m вычисляют при f = fе, (9)

w o –средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, (м/с), определяется по формуле: