Классификация пыли, измеряемой на стационарных постах Росгидромета, при проведении работ по нормированию вредных выбросов в атмосферу (на примере города Белгорода)

Боровлев А. Э.; Кунгурцев С. А.; Мамин С. Н.

УДК 551.510.42

КЛАССИФИКАЦИЯ ПЫЛИ, ИЗМЕРЯЕМОЙ НА СТАЦИОНАРНЫХ ПОСТАХ РОСГИДРОМЕТА, ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАБОТ ПО НОРМИРОВАНИЮ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА БЕЛГОРОДА)1

1начальник отдела Федерально-регионального центра аэрокосмического и наземного мониторинга объектов и природных ресурсов НИУ «БелГУ» е-таіі: borovlev@bsu.edu.ru 2начальник отдела ФРЦмониторинга е-mail: kungurtsev@bsu. edu. т 3канд. техн. наук, доцент каф. общей химии е-mail: mamin_s@bsu.edu.ru

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Представлены результаты исследований по классификации пыли, измеряемой весовым методом на стационарных постах Росгидромета г. Белгорода, и по нормированию выбросов в атмосферу твердых частиц предприятиями города и автотранспортом.

Ключевые слова: твердые частицы; пыль; двуокись кремния; нормирование выбросов загрязняющих веществ.

В настоящее время при разработке проектов нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) для предприятий учет фона взвешенных веществ при нормировании выбросов твердых частиц в атмосферу не проводится, так как разработчики руководствуются рекомендациями [Метод. пособие... 2005], где указано следующее: «При нормировании выбросов загрязняющих веществ (ЗВ), поступающих виде пылевых (твердых) частиц, следует учитывать, что сообщаемые органами Росгидромета значения фоновых концентраций “взвешенных веществ” (“пыли”) относятся к “сумме твердых частиц”, а не к веществу с ПДК=0,5 мг/м3 и кодом 2902. Фоновые концентрации пыли, определяемые весовым методом на стационарных постах Росгидромета, характеризуют суммарную концентрацию всех твердых веществ, поступающих в атмосферу. Для такой суммарной концентрации пыли гигиенический критерий качества атмосферного воздуха отсутствует. Поэтому значение фоновой концентрации пыли, измеряемой на постах Росгидромета, не используется при нормировании выбросов. Данные о значении фона взвешенных веществ (код 2902, ПДК максимальная разовая - 0,5 мг/м3) могут быть получены путем постановки дополнительных измерений индивидуальных компонентов, входящих в состав пыли, определяемой весовым методом, или на основе сводных расчетов загрязнения атмосферы компонентами пыли (аэрозоля), для которых не установлены соответствующие ПДК».

На практике измерений индивидуальных компонентов, входящих в состав пыли, на стационарных постах Росгидромета в большинстве городов России, в том числе в

1 Работа выполнена в рамках Госконтракта № 16.518.11.7058.

г. Белгороде, не проводится. Поэтому в настоящее время нормативы ПДВ для предприятий г. Белгорода установлены без учета фоновых концентраций пыли.

Для решения задачи нормирования выбросов предприятий с учетом фона по пыли, измеряемой на стационарных постах Росгидромета, нами предложено проведение следующих работ:

а) анализ данных выбросов пыли от стационарных источников загрязнения атмосферы (материалы сводного тома ПДВ города, формы №2-ТП (воздух) «Сведения об охране атмосферного воздуха»);

б) определение индивидуальных компонент, входящих в состав пыли, определяемой весовым методом на постах Росгидромета;

в) классификация пыли по результатам проведенных исследований.

В качестве исходных данных для анализа нами использованы материалы сводного тома ПДВ, разработанного в 2007 году [Боровлев 2007]. Было установлено следующее:

- выброс загрязняющих веществ в атмосферу от 64 промышленных предприятий г. Белгорода составляет 14,451 тыс. т, в том числе твердых частиц - 4,06 тыс. т;

- доля выбросов пыли неорганической, характеризующейся различным содержанием двуокиси кремния, в выбросе всех твердых частиц - 88,8%;

- доля выбросов пыли неорганической с содержанием двуокиси кремния менее 20% в выбросе всех твердых частиц - 59,4%;

- доля выбросов пыли неорганической с содержанием двуокиси кремния 7020% в выбросе всех твердых веществ - 28,2%;

- доля выбросов пыли неорганической с содержанием диоксида кремния более 70% в выбросе всех твердых частиц - 12,4%;

- основной вклад (75,9%) в загрязнение атмосферного воздуха города пылью вносит ЗАО «Белгородский цемент» (цементный завод).

Согласно результатам расчетов приземных концентраций с использованием программы расчета УПРЗА «Эколог» (версия 3.0), доля пыли неорганической с содержанием двуокиси кремния в суммарной концентрации всех твердых частиц в местах расположения стационарных постов наблюдений загрязнений атмосферы (ПНЗ) г.Белгорода составит:

ПНЗ №3 - 99,3 %;

ПНЗ №6 - 92,2 %;

ПНЗ №7 - 90,1 %.

Полученные расчетные оценки доли пыли неорганической с содержанием двуокиси кремния в суммарной концентрации всех твердых частиц в местах расположения ПНЗ города подтверждаются данными лидарного мониторинга. В настоящее время учёными НИУ «БелГУ» с помощью уникальной установки -лидарного измерительного комплекса БелГУ - проводится лидарный мониторинг состоянии атмосферы над промышленным районом г. Белгорода [Метод. указания. 1981]. По данным каждого сеанса лидарных измерений и результатам ситуационного моделирования строятся картограммы с мгновенными и усреднёнными зонами загрязнения атмосферы выбросами твердых частиц промышленных предприятий. В результате обработки экологических картограмм промышленного района города установлено, что в период 2010-2011 гг. в 95% случаев в местах расположения ПНЗ преобладающим источником выбросов пыли неорганической в атмосферу являлось ЗАО «Белгородский цемент».

На основании результатов определения доли пыли неорганической с содержанием двуокиси кремния в суммарной приземной концентрации всех твердых частиц и данных лидарного мониторинга атмосферы г. Белгорода нами предложено

Боровлев А. Э., Кунгурцев С. А., Мамин С. Н. Классификация пыли, измеряемой на стационарных постах Росгидромета при проведении работ по нормированию вредных выбросов в атмосферу (на примере города Белгорода)

классифицировать пыль, определяемую весовым методом на стационарных постах Росгидромета, как пыль неорганическую с содержанием свободной двуокиси кремния.

Для анализа содержания двуокиси кремния использовались выборка в количестве 45 проб пыли на фильтрах АФА-ВП-20 с трех ПНЗ (№ 3, 6, 7) за период 2010-2011 гг. Определение свободной двуокиси кремния проведено в соответствии с методикой [Боровлев, Кугшурцев 2008]. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты классификации пыли, определяемой весовым методом

на ПНЗ 1 г. Белгорода

№ ПНЗ Среднее содержание двуокиси кремния, % в пробах Наименование предприятий, для которых установлен фон по пыли на ПНЗ

3 19,7 ЗАО «Белгородский цемент», ОАО «Белгородасбестоцемент» ЗАО «Энергомаш(Белгород)»

6 14,68 ОАО «Стройматериалы»

7 11,4 ЗАО «Энергомаш(Белгород)-БЗЭМ ОАО «Завод ЖБК-1»»

Таким образом, установлено, что содержание свободной двуокиси кремния в анализируемых пробах пыли составляет 11,4-19,7%, что позволяет классифицировать пыль, определяемую на ПНЗ г. Белгорода как пыль неорганическую с содержанием двуокиси кремния менее 20% с ПДК максимальной разовой, равной 0,5 мг/м3, и кодом 2909 [Перечень и коды. 2005].

С учетом полученных результатов классификации пыли на ПНЗ города нами проведены работы по нормированию выбросов пыли ЗАО «Белгородский цемент». В указанных целях с использованием программы расчета УПРЗА «Эколог» (версия 3.0) был выполнен расчет приземных концентраций пыли неорганической: двуокись кремния - менее 20% (см. табл. 2).

Таблица 2

Результаты расчета приземных концентраций пыли неорганической: двуокись _________кремния менее 20% для ЗАО «Белгородский цемент»______________________

Показатели Величина приземной концентрации пыли неорганической: двуокись кремния менее 20%, в долях ПДК

Фоновая концентрация на посту до исключения вклада источника 0,64

Фоновая концентрация на посту после исключения вклада источника 0,596

Максимальная расчетная концентрация на границе ближайшей жилой зоны (фоновая концентрация + вклад источников предприятия) 1,326

Максимальная расчетная концентрация на границе ближайшей жилой зоны (вклад источников предприятия) 0,73

Без учета фона максимальная приземная концентрация пыли неорганической составляет 0,73 ПДК, то есть фактические выбросы указанной пыли могут быть предложены в качестве ПДВ. В случае же расчета с учетом фона максимальная приземная концентрация пыли неорганической на границе ближайшей жилой зоны составляет 1,326 ПДК, то есть на ЗАО «Белгородский цемент» требуется проведение мероприятий по снижению негативного воздействия выбросов в атмосферный воздух.

В настоящее время экологическое нормирование промышленных выбросов, содержащих твердые частицы, решается на основе новых гигиенических нормативов [Дополнения № 8. 2010], в которых установлены ПДК для мелкодисперсных взвешенных частиц размерами менее 2,5 мкм (РМ2.5) и менее 10 мкм (РМ10).

Таким образом, для достижения оптимального результата при проведении работ по нормированию выбросов твердых частиц в атмосферу требуется проведение комплексных исследований, предусматривающих определение индивидуальных компонент в пыли, измеряемой весовым методом на ПНЗ Росгидромета, а также размеров твердых частиц.

Предложенный подход для решения задачи классификации пыли, измеряемой весовым методом на стационарных постах Росгидромета, позволит учитывать фон пыли при нормировании выбросов предприятий и ужесточить требования при установлении ПДВ.

Библиографический список

Боровлев А. Э. Исследование техногенного воздействия промышленных предприятий и автотранспорта с целью обеспечения экологических норм загрязнения атмосферного воздуха урбанизированной территории (на примере города Белгород) // Проблемы региональной экологии. 2007. №6. С. 24-28.

Боровлев А. Э., Кунгурцев С. А. Лидарный аппаратно-программный комплекс как элемент геоинформационной аналитической системы г. Белгорода// Экологические системы и приборы. 2008. №11. С. 56-59.

Дополнения №8 к ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». Утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 19.04.2010 г. №26.

Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. СПб., 2005.

Методические указания по определению свободной двуокиси кремния в некоторых видах пыли, № 2391-81. М.: Минздрав СССР, 1981. 37 с.

Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. СПб., 2005, 290 с.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Боровлев А. Э., Кунгурцев С. А., Мамин С. Н.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Боровлев А. Э., Кунгурцев С. А., Мамин С. Н.

CLASSIFICATION OF THE DUST MEASURED ON STATIONARY POSTS OF FEDERALHYDROMETEREOLOGY AND ENVIRONMENTAL MONITORING SERVICE, AT WORK ON NORMALIZATION OF HARMFUL EMISSIONS IN THE ATMOSPHERE (ON THE EXAMPLE OF BELGOROD)