CC BY
8
УДК 614.7:(628.5:061.5
В. Н. Шаприцкий, Н. В. Туминский, Г. И. Сидоренко, 10. Г. Фельдман,
Л. Л. Цыгановская
О ПОКАЗАТЕЛЯХ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ КАК ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Государственный институт по проектированию металлургических заводов, НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысииа АМН СССР, Москва
Современные промышленные предприятия и объекты теплоэнергетики отличаются большим разнообразием технологических процессов и условий формирования факторов, воздействующих на состояние атмосферного воздуха. В связи с этим при разработке территориальных комплексных схем (ТКС) охраны природы городов, совершенствовании санитарной классификации промышленных предприятий и решении других задач встает вопрос об адекватных информативных показателях, позволяющих сопоставлять предприятия по их реальному вкладу в загрязнение атмосферы, рекомендовать научно обоснованные оздоровительные мероприятия, ранжировать их по приоритетности.
Анализ предложенных показателей, описанных в литературе, позволяет разделить их на 2 группы. К 1-й группе относятся показатели выброса: перечень выбрасываемых веществ, их класс опасности; пространственно-временные показатели (высокие, низкие, организованные, неорганизованные, периодические, постоянные и др.); физические показатели (температура и скорость выброса газовоздушиой смеси); величина выброса отдельных загрязняющих веществ (в г/с, т/год); удельный выброс (выброс на 1 т продукции), достижимый минимальный удельный выброс [6]; показатели реального и требуемого потребления воздуха [2], разбавления [4], удельной характеристики вредных газовых составляющих [8]; условный показатель токсичности единицы объема газовой смеси (при отнесении концентраций веществ к ПДК СО); показатель уровня токсичности выбросов [3]; комплексный показатель П, основанный на учете показателей требуемого потребления воздуха и разбавления. Во 2-ю группу включены показатели приземного загрязнения воздуха: кратность превышения концентраций отдельных загрязняющих веществ соответствующих ПДК; показатель оценки суммарного загрязнения воздуха Ксум [1]; показатель оценки суммарного загрязнения воздуха Р [7]; показатель загрязнения воздуха К) (для источника) [9].
Из приведенного перечня можно видеть, что основное число показателей базируется на различных характеристиках выброса вредных веществ. В то же время следует отметить, что показатели выброса отличаются большой вариабельностью как для отдельных источников на
одном и том же предприятии, так и особенно для предприятий различных отраслей промышленности.
Наиболее общим показателем выброса является его мощность, выраженная в граммах в секунду или тоннах в год. К сожалению, крайнее разнообразие состава выбросов не позволяет использовать этот показатель для сравнения предприятий, не говоря уже об их классификации.
Сопоставительная оценка источников в одинаковых отраслях промышленности при одинаковом составе сырья и продукции возможна на базе показателей удельного выброса (на 1 т продукции) и минимального достижимого удельного выброса, учитывающих степень совершенства технологических процессов, оснащенность очистными сооружениями и их эффективность. *
Попытка сравнения источников, относящихся к различным отраслям промышленности, сделана с помощью показателей, отражающих объем воздуха, необходимый для разбавления вредных веществ, содержащихся в выбросе, до уровня их ПДК в атмосферном воздухе. Таковы показатели реального и требуемого потребления воздуха, разбавления выбросов. Однако эта группа показателей не учитывает условия поступления вредных веществ в атмосферу (высота, температура, скорость, степень централизации выброса и т. п.), т. е. факторы, в значительной мере определяющие уровни загрязнения.
Что касается показателя П, то он основан на 4 механической сумме параметров источников без учета сочетания выбросов, их объема, температуры и других характеристик, оказывающих большое влияние на величины приземных концентраций.
Таким образом, сопоставление и оценка про- ] мышленных предприятий как источников загрязнения атмосферного воздуха по показателям выбросов имеют относительное значение. Они наиболее полезны для сравнительной оценки прогрессивности технологии, эффективности технических средств пылегазоулавливания, динами- | ки выброса вредных веществ по годам на до- ] статочно однотипных предприятиях.
Более адекватными показателями характери- [ стики промышленных объектов в плане загрязнения атмосферы можно считать приземные концентрации вредных веществ, обусловленные,
— Ю —
с одной стороны, величиной выброса, а с другой— факторами, определяющими его рассеивание (метеорологические условия, планировочная ситуация и др.). Только приземные концентрации являются мерилом воздействия атмосферных загрязнений на состояние здоровья населения, достаточности и эффективности воз-^ духоохранных мероприятий, в том числе и са-нитарно-защитных зон.
В настоящее время для оценки суммарного загрязнения воздуха предложены комплексные показатели, в частности КСум [П и Р [7], авторы которых предприняли попытку учета степени осреднения фактических концентраций во времени и класса опасности загрязняющих веществ.
В формуле расчета Ксум учет класса опасности проводится путем введения различных значений коэффициента N (для веществ 1-го класса — 1, 2-го — 1,5, 3-го — 2, 4-го — 4); показатель рассчитывается по значениям разовых и среднесуточных концентраций вредных веществ. Осложняющим моментом является отсутствие оценочной шкалы различных значений Ксум, что затрудняет определение степени загрязнения воздуха.
При вычислении комплексного показателя Р определение изоэффективных концентраций ве-л ществ различных классов осуществляется путем приведения их к 3-му классу опасности; показатель рассчитывается для разовых, среднесуточных, среднемесячных и среднегодовых концентраций. Авторы разграничивают 5 степеней загрязнения атмосферы (от допустимой до очень сильной) в зависимости от величины показателя Р и количества загрязняющих веществ в воздухе, однако остается неясным, какие эффекты воздействия на население характерны для каждой степени загрязнения.
Рассматривая показатель загрязнения воздуха К, [9], необходимо указать, что он основан на учете условий поступления, количества и ток-^ сичности загрязняющих веществ, а также соче-^ тания источников выбросов в данном районе. Использование этого показателя, позволяющего оценивать в сопоставимом виде разнородные источники выброса на одном или нескольких предприятиях района, дает возможность оптимизировать выбор высоты труб, распределение топлива, очередность внедрения мероприятий по защите воздушного бассейна. Будучи основанным на величинах приземных концентраций, показатель К] по сравнению с показателем П более точно отражает воздействие предприятий на загрязнение воздуха. Однако сумма К] определяет влияние предприятий только в точках наибольшего загрязнения, что для полной характеристики источников загрязнения атмосферы недостаточно.
Учитывая ограничения, свойственные перечисленным показателям, мы поставили задачу раз-
работать показатель, который, основываясь на фактической оценке влияния предприятий на загрязнение воздуха, позволяет рассматривать разнородные предприятия в сопоставимом виде. С этой целью предлагается определять загрязнение, создаваемое предприятием на определенной площади или в зоне влияния («плотность загрязнения»). При определении зоны влияния выбрано расстояние от предприятия до границы, где приземные концентрации загрязняющих веществ, создаваемые выбросами, снижаются до 5 % от соответствующих ПДК. Эта величина принята на основании нормативного документа ОНД-86 [5]. В качестве варианта может быть взято расстояние (зоны влияния) до 1 ПДК.
Предлагаемый показатель может быть представлен в следующем виде:
8 п
р V1 С1
ПДКг
s«-22
«= 1 П=1
где S¡ — суммарный показатель загрязнения воздуха, создаваемого вредным веществом i или комбинацией вредных веществ, обладающей суммацией биологического действия, на определенной площади, или в зоне влияния предприятий; С,-, ПДК; — концентрация i'-го вещества в расчетной точке и соответствующая ПДК; п — количество расчетных точек, расположенных через равные промежутки в зоне влияния предприятий (с шагом 500 м); R — количество расчетных румбов в зоне влияния.
Ниже приведены результаты расчета показателя S применительно к электрометаллургическому комбинату мощностью 4,2 млн. т стали в год, работающему на малосернистой шихте и использующему в качестве топлива природный газ (см. таблицу). Расчет выполнен по программе, составленной в соответствии с действующим нормативным документом — СН 369—74 для основных токсичных компонентов — двуокиси азота, пыли, окиси углерода и сернистого ангидрида.
Как видно из таблицы, максимальный показатель S для комбинации двуокиси азота и сернистого ангидрида, обладающих суммацией биологического действия, равен 98,0, а зона влияния — 36,5 км (при расчете до 0,05 ПДК).
Для сравнения отметим, что для металлургического комбината мощностью 5,2 млн. т стали в год, работающего на сернистой шихте и использующего в качестве топлива уголь, величина показателя S составила 229,9, а зона влияния — 70 км.
Проведенный анализ оптимальности расчетного шага 500 м показал, что для крупных предприятий, зона влияния которых простирается на десятки километров, он является наиболее приемлемым, так как уменьшение расчетного шага без каких-либо преимуществ в cono-
Расчетные суммарные показатели загрязнения воздуха вокруг электрометаллургического комбината
Загрязняющее вещество Максимальная зона влн инни. м Показатель 5 Показатели по 8 румбам
С СВ В юв ю юз 3 сз
Двуокись азота -{- сернистый ангидрид Двуокись азота Пыль Окись углерода Сернистый ангидрид 36 500 35 500 13 500 12 500 2 500 97,98 92,50 48,63 16,98 0,70 13,96 30 500 13,27 30 000 7,47 10,90 29 500 10,14 29 000 7,44 11,91 36 500 11,91 35 500 7,48 14,80 31 500 14,06 30 500 5,21 11,65 29 500 10,80 28 500 3,64 10,65 28 500 9,76 28000 4,39 10,79 30 500 10,00 29 500 5,50 13,32 31 500 12,56 30 500 7,50
13000 1,90 13000 2,52 13000 2,47 13500 1,88 11 000 1,68 11 500 1,92 13000 2,40 13 500 2,21
11 500 0,03 0 12 500 0,03 0 12 500 0,03 0 10 500 0,04 0 10 000 0,04 0 10 500 0,04 0 И 500 0,4 2 500 11 500 0,03 0
Примечание. В числителе—сумма кратностен превышения концентраций ПДК по данному румбу, в знаменателе— расстояние, на котором достигается 0,05 ПДК. м
ставимости объектов повлекло бы за собой резкое увеличение времени расчета. И напротив, увеличение расчетного шага, особенно в случаях малых предприятий, могло бы привести к тому, что шаг был бы больше зоны влияния. Естественно, что при расчете зоны влияния до 1 ПДК шаг должен быть значительно меньшим, например 100 м.
Таким образом, расчеты показывают, что современные крупные промышленные предприятия являются источниками загрязнения атмосферного воздуха на значительных расстояниях. Учитывая, что санитарно-защитные зоны не могут бесконечно увеличиваться по социальным и технико-экономическим соображениям (увеличение времени на трудовые поездки, рост стоимости коммуникаций, изъятие из полезного использования сельскохозяйственных земель и т. п.), в целях обеспечения качества воздуха, отвечающего гигиеническим требованиям, должны быть существенно усилены поиски более прогрессивных технологий и эффективных средств очистки газов.
Мы далеки от мысли, что показатель 5 может быть противопоставлен другим показателям, с помощью которых оценивается загрязнен ние воздуха. Вместе с тем полагаем, что этот показатель, выраженный относительной численной величиной, определенной при стандартных условиях расчета в отношении лимитирующего загрязняющего вещества или веществ, обладающих эффектом суммации биологического действия, может быть использован при разработке ТКС охраны природы городов для ранжирования предприятий по степени их влияния на состояние атмосферного воздуха и обоснования первоочередных воздухоохранных мероприятий.
Показатель может быть применим и в тех случаях, когда необходимо выяснить влияние отдельных предприятий на какой-либо участок,
например зону массового отдыха, заповедную зону и т. п.; в этих целях он должен рассчитываться для каждого предприятия на заданной регулярной сетке с последующим сопоставлением полученных данных.
Показатель может быть полезен как один из критериев характеристики промышленных предприятий при их санитарной классификации и ^ т. д.
Выводы. 1. Промышленные предприятия как источники загрязнения атмосферного воздуха наиболее адекватно характеризуются приземными концентрациями вредных веществ.
2. Предложен новый показатель 5, с помощью которого можно оценить загрязнение атмосферного воздуха вокруг предприятий на определенной площади (в зоне влияния).
Литература
1. Буштуева К. А., Перцеф Д. П., Беккер А. А.. Ре-вич Б. А. // Гиг. и сан. — 1985. — № 1. — С. 4—6.
2. Временные рекомендации для составления приоритетно- А го списка вредных примесей, подлежащих контролю в атмосфере. — Л., 1983.
3. Григорьева К. В.. Горячева И. Г., Хомяков А. Т. Ц Хим. технол. — 1976. — № 1,—С. 49—51.
4. Зражевский И. М., Шишкин А. М. // Атмосферная диффузия и загрязнение воздуха. — Л., 1984. — С. 98—104.
5. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий.—Л., 1987.
6. Методические указания по проведению в основных отраслях промышленности определения удельных выбросов вредных веществ в атмосферу на единицу продукции. — М. 1978, —С. 12.
7. Пинигин М. А., Авалиани С. Л.. Рябова Е. А. // Состояние и перспективы развития гигиены окружающей среды,—М„ 1985. —С. 89—96.
8. Сигал И. Я.. Гуревич Н. А.// Укр. хим. журн. — 1971. — Т. 37, № 1, —С. 140—145.
9. Шаприцкий В. Н. Защита атмосферы в металлургии. — М„ 1984.
Поступила 08.05.87
Summary. Industrial enterprises as sources of air pollution can be most adequately characterized by surface levels of hazardous substances. A new indicator is suggested for assessing air pollution of a fixed area in the vicinity of
industrial enterprises (in the effect-associated zone), ranking the sources by the degree of their atmospheric effect and substantiating air-protection priorities.
УДК 614.777:1628.112:628.192
М. Л. Шрага, А. В. Смелое, Т. В. Казанцева
САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД, ГИДРАВЛИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ С ПОВЕРХНОСТНЫМИ ВОДАМИ
Архангельская городская санэпидстанция
Подземные воды гигиенистами всегда рассматривались как наиболее предпочтительные источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения [1]. Практический интерес со стороны санитарных врачей, гидрогеологов и специалистов городского хозяйства к подземным водам в последнее время сильно возрос прежде всего вследствие сильного загрязнения поверхностных вод. Наш опыт свидетельствует, что в условиях загрязнения поверхностных вод жидкими отходами лесохимических производств даже самые сложные технологические схемы водо-подготовки не могут обеспечить регламентируемое гигиеническими требованиями качество питьевой воды.
С другой стороны, применение современных методов гидрогеологической разведки позволяет обнаруживать промышленные запасы подземных вод в районах, которые ранее считались бесперспективными в отношении возможного использования подземных вод для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Цель настоящей работы — санитарное изучение возможности использования в качестве источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения неглубоко залегающего водоносного комплекса, водовмещающие породы которого представлены интенсивно-трещинова-тыми и закарстованными карбонатными породами.
Гигиеническая оценка качества вод выполнялась на протяжении 2 лет. Отбор проб подземных и поверхностных вод проводился во все сезоны года. Исследования выполнялись по общепринятым методикам [3].
В работе рассмотрены частные вопросы организации мероприятий по санитарной охране карстовых водовмещающих пород, гидравлически связанных с поверхностными водами, вытекающие из санитарных требований по охране источников водоснабжения [2].
Установлено, что качественный состав подземных вод изученного карбонатного водоносного комплекса обусловливается условиями взаимодействия в его пределах инфильтрационных и речных потоков вод. Источник потока инфильтрационных вод — ультрапресные атмосферные осадки с общей минерализацией 10—15 мг/л.
Территориально область формирования потока инфильтрационных вод ограничена нейтральной линией — с юга и запада — и границей распространения слабопроницаемых четвертичных отложений — с севера и востока. Площадь области составляет около 1500 км2.
Превышение величины атмосферных осадков над испарением, отсутствие в зоне аэрации слабопроницаемых покровных отложений и широкое развитие поверхностных форм карста обусловливают высокую интенсивность потока инфильтрационных вод, которая в величинах минимального 30-суточного стока 95% вероятности превышения равна 4 м3/с.
Солевой состав инфильтрационных вод определяется главным образом происходящим в водовмещающих породах процессом углекислотно-го выщелачивания, что приводит к увеличению содержания в воде кальция до 40—60 мг/л, магния до 20—25 мг/л, гидрокарбонатиона до 250— 280 мг/л. Общая минерализация вод возрастает до 350—370 мг/л.
Подземные воды комплекса гидравлически связаны с поверхностными водами рек, сток которых сформирован за счет их разгрузки. Территориально область формирования подземных вод и водосборная площадь речных систем совпадают. В границах месторождения подземных пресных вод отсутствует транзитный речной сток, по этой причине солевой состав поверхностных вод аналогичен подземным. Обнаруженные отличия в составе и качестве речных вод обусловлены непосредственным влиянием сброса производственных н хозяйственно-бытовых сточных вод.
К местным санитарным особенностям месторождения было отнесено наличие двух форм поглощения речных вод; русловое рассредоточение и прирусловое «понорное». Первая форма поглощения речных вод распространена более широко, и для нее характерна замедленность процесса поглощения и невысокая его интенсивность. Сосредоточение поглощения речных вод «понорами» наблюдается в северной части месторождения. Для него характерна очень высокая интенсивность поглощения. Расход отдельных «поноров» достигает сотен литров в секунду.
Установлено, что подземные воды в южной
