CC BY
181
УДК 504.3.054 © 2013: М.А. Яценко-Хмелевская, В.В. Цибульский, Н.Г. Хитрина, Л.И. Короленко; ФНИ «XXI век»
ОЛЬФАКТОМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЫБРОСОВ ЗАПАХА НА РОССИЙСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
М.А. Яценко-Хмелевская*, В.В. Цибульский, Н.Г. Хитрина,
Л.И. Короленко
ОАО «НИИ охраны атмосферного воздуха» (НИИ Атмосфера), Санкт-Петербург, Россия
* Эл. почта: akpv.atm@gmail.com Статья поступила в редакцию 31.05.2013; принята к печати 16.08.2013
Рассмотрены проблемы загрязнения атмосферного воздуха, связанные с появлением неприятного запаха. Описан ольфактометрический метод количественного измерения запаха. Приведены примеры по использованию ольфактометрии для исследования выбросов запаха на нескольких российских предприятиях — заводе по очистке сточных вод и теплоэнергетических предприятиях. Предложены основные подходы к нормированию и контролю запаха в России.
Ключевые слова: запахи, ольфактометрия, концентрация, выбросы, атмосферный воздух.
OLFACTOMETRIC INVESTIGATIONS OF ODOR EMISSIONS BY INDUSTRIAL
ENTERPRISES IN RUSSIA M.A. Yatsenko-Khmelevskaya*, V.V. Tsibulski, N.G. Khitrina, L.I. Korolenko
OAO Research Institute of Atmospheric Air Protection, Saint Petersburg, Russia
E-mail: akpv.atm@gmail.com
Problems related to air pollution associated with adverse odor emissions are discussed. An olfactometric method of odor quantitation is described and exemplified with investigations of odor emissions by heat-and-power plants and sewage treatment facilities in Russia. Approaches to odor control and standardization in Russia are suggested. Keywords: odors, olfactometry, quantitation, emissions, atmospheric air.
ВВЕДЕНИЕ
Появление неприятного запаха в атмосферном воздухе моментально фиксируется человеком и вызывает у него чувство дискомфорта и раздражения. Когда запахом обладает индивидуальное вещество, его рефлекторное воздействие на человека учитывается при установлении ПДК (ОБУВ)1 данного соединения. Однако во многих случаях запах формируется не отдельным веществом, а сложной смесью веществ, из которой часто невозможно выделить конкретные обладающие запахом соединения с установленными ПДК. В случае, когда запах формируется не индивидуальным веществом, а смесью пахучих веществ неизвестного состава, в развитых странах осуществляют контроль не за выбросами отдельных пахучих веществ, а запаха в целом2. Мероприятия по контролю запаха включают самую разнообразную деятельность, в том числе опросы населения, анализ поступающих от населения жалоб, инспекторские проверки и т. д. Однако полную количественную
1 Предельно допустимая концентрация (ПДК) - утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив качества атмосферного воздуха; ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ) - временный гигиенический норматив максимального допустимого содержания загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных мест.
2 Австралийский и новозеландский стандарт AS/NZS 4323:3:2001 "Stationary Source Emissions - Determination of Odour Concentration by Dynamic Olfactometry" (http://www.docshut.com/yvnw/as-nzs-4323-3-2001-station-ary-source-emissions-determination-of-odour-concentration-by-dynamic-ol-
оценку выбросов запаха от источников предприятия можно получить только на основе ольфактометри-ческого измерения концентрации запаха с последующим моделированием распространения выбросов запаха в атмосфере. Ольфактометрия представляет собой метод измерения запаха по степени его воздействия на человека, при этом в качестве детектора запаха служит человеческий нос. Обоняние человека характеризуется высокой чувствительностью, поскольку порог восприятия запаха человеком в целом ряде случаев намного ниже чувствительности искусственных детекторов, применяемых в существующих инструментальных методах. Полученные при ольфактометрических исследованиях концентрации запаха в выбросах используют для расчета выбросов запаха, моделирования распространения запаха в атмосфере и установления нормативов запаха в атмосферном воздухе.
До настоящего времени в России практически не уделялось внимание проблемам выбросов запаха от
factometry.html); Американский стандарт ASTM E679-9 "Standard Practice for Determination of Odor and Taste Thresholds by a Forced-Choice Ascending Concentration Series Method of Limits"; Европейский стандарт EN 13725 "Air Quality. - Determination of Odour Concentration by Dynamic Olfactometry"; Индийский стандарт "Guidelines on Odour Pollution & Its Control" (http:// cpcb.nic.in/divisionsofheadoffice/pci2/package_odourreport_2.12.08.pdf); Японский стандарт "Olfactory Measurement Method in Japan (http://www.env. go.jp/en/air/odor/olfactory_mm/04ref_1.pdf); Technical framework. Assessment and management of odour from stationary sources in NSW (http://www.environ-ment.nsw.gov.au/resources/air/20060440framework.pdf ).
промышленных предприятий. Однако все возрастающее количество жалоб населения, не желающего жить в дискомфортных условиях, на неприятный запах вынуждает государственные органы предпринимать решительные меры, в частности, в ближайшее время в России предполагается внедрить систему контроля и нормирования запахов. Одновременно наиболее продвинутые предприятия-источники выбросов пахучих веществ уже сейчас понимают важность этой проблемы и необходимость количественного исследования выбросов запаха от принадлежащих предприятию источников.
В настоящей работе представлены результаты оль-фактометрического исследования выбросов запаха на нескольких российских предприятиях. Проведение такого рода исследований было вызвано большим количеством жалоб населения на неприятный запах, при этом природоохранным органам не удавалось обнаружить превышения нормативов качества атмосферного воздуха в жилой зоне вблизи предприятий ни для одного из выбрасываемых ими пахучих веществ. Измерения концентрации запаха в выбросах были проведены сотрудниками НИИ охраны атмосферного воздуха (Санкт-Петербург), где в 2008 г. была организована ольфактометрическая лаборатория.
Ольфактометрический метод измерения концентрации запаха
Ольфактометрический метод измерения концентрации запаха в исследуемой пробе основан на предъявлении группе отобранных экспертов различных концентраций запаха, получаемых путем разведения данной пробы чистым воздухом, с целью определения фактора разведения при достижении 50%-го порога ощущения.
Прибор для измерения запаха с помощью человеческого носа называется ольфактометром (рис. 1). Оль-фактометр представляет собой устройство, в котором пахучее вещество разбавляется чистым воздухом в разных пропорциях (от 2-кратной до 64000-кратной степени разбавления) и, соответственно, в разных концентрациях подается через нюхательный порт членам экспертной группы для оценки.
В европейских странах концентрация запаха в исследуемой пробе выражается в единицах запаха в
кубическом метре3. Упрощенно можно сказать, что уровень запаха, который ощущают 50% испытуемых, считается равным 1 ЕЗ/м3. При ольфактометрических исследованиях уровень запаха измеряется путем определения фактора разведения, требуемого для достижения порога определения в 1 ЕЗ/м3. Диапазон измеряемых уровней колеблется от 10 до 107 ЕЗ/м3.
Применяемая единица запаха связывает возбудитель, то есть пахучее вещество или смесь пахучих веществ, с его физиологическим воздействием. В этом смысле, единица запаха очень сходна с используемой в токсикологии величиной LD50, которая обозначает дозу с «летальным» исходом для 50% тестируемых животных. Аналогичным образом единица запаха представляет собой уровень запаха, который ощущают половина членов экспертной группы и, соответственно, могут почувствовать 50% населения. При этом необходимо иметь в виду, что в состав экспертной группы, участвующей в измерении запаха методом ольфактометрии, входит небольшое число людей, поэтому такая малая статическая выборка не может быть достаточна репрезентативной для учета чувствительности к запаху всего населения. С этой точки зрения, данный подход не отвечает статистическим требованиям, используемым в токсикологии, поскольку статистическая выборка населения должна включать гораздо большее число людей, чем обычное число лиц, участвующих в измерении запаха (от 4 до 8 человек). Решение данной проблемы заключается в стандартизации процедуры выбора людей, принимающих участие в ольфактометрических исследованиях, путем подбора членов экспертной группы, чувствительность к запаху которых лежит в диапазоне среднестатистической чувствительности основной массы населения, при этом люди с гиперчувствительностью к запаху или малочувствительные к запаху исключаются. Соответственно, в состав экспертной группы по запахам могут быть включены только те добровольцы, индивидуальная чувствительность к запахам которых отвечает определенным критериям.
Процедура ольфактометрического измерения концентрации запаха состоит в следующем. Четыре человека размещаются за прибором (рис. 1), каждый около своего индивидуального порта. Оператор подсоединяет пробоотборный пакет с пахучей газовой смесью (отобранной пробой), включает программу, и ольфак-тометр начинает подавать газ из пакета, разбавленный чистым воздухом, в каждый нюхательный порт. Кратность разбавления составляет от 2 до 64000. Эксперт, нажимая или не нажимая на специальную кнопку, должен отметить, чувствует он запах в тот момент, когда подача разбавленной пробы выпадает на его порт, или не чувствует. Запах предъявляется испытуемым в течение одной серии разведений в случайном или возрастающем порядке. Предъявление проб испытуемым обязательно сочетается с предъявлениями чистого воздуха. После четырех раундов измерений программа ольфактометра, установленная на подключенном к прибору компьютере, рассчитывает измеренный уровень и выводит результаты измерений и расчета на монитор компьютера, что дает возможность распечатать указанную информацию и сохранить ее в памяти компьютера.
Рис. 1. Ольфактометр ТО-8
3 Европейский стандарт EN 13725 "Air quality. - Determination of Odour
Concentration by Dynamic Olfactometry".
Пробы запаха отбирают в выбросах предприятия или в сильно загрязненном пахучими веществами атмосферном воздухе с помощью специального вакуумного пробоотборника (рис. 2), включающего вакуумируемый сосуд, для создания вакуума в котором используется вакуумный насос с питанием от аккумуляторной батареи. Вакуумный насос и батарея расположены в нижней части пробоотбор-ного устройства. Корпус пробоотборника сделан из прозрачного пластика, что позволяет наблюдать за процессом наполнения пробоотборного пакета, в который отбирается проба запаха. Пробоотборные пакеты (мешки) изготавливаются из полиэтилентереф-талата (ПЭТ, налофан).
Рис. 2. Вакуумный пробоотборник для отбора проб запаха
После определения уровня запаха в выбросе от конкретного источника, а также параметров газовоздушной смеси можно рассчитать величину мощности выброса запаха (ЕЗ/с) согласно методическому пособию, разработанному в НИИ Атмосфера4. Поскольку запах, формируемый совокупностью пахучих веществ, подчиняется тем же закономерностям переноса, что и индивидуальные соединения, для изучения распространения запаха в атмосферном воздухе можно применять обычные математические модели расчета рассеивания выбросов загрязняющих веществ [7-9]. Такого рода математическая модель, применяемая в Российской Федерации, описана в «Методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86)»5 и реализована в виде компьютерных программ, в частности, например, УПРЗА «Эколог» фирмы «Интеграл» и УПРЗА «Призма-регион» фирмы «Логус».
Результаты, полученные при ольфактометриче-ском исследовании запаха, могут быть использованы для выработки рекомендаций по снижению воздействия выбросов запаха на население, оценке эффективности проводимых мероприятий по снижению выбросов запаха, а также для контроля предельных концентраций запаха в атмосферном воздухе.
В настоящее время основаниями для проведения исследований запаха на предприятиях являются жалобы населения на неприятный запах, предписания органов исполнительной власти, осуществляющих контроль атмосферного воздуха, а также желание руководства предприятия.
Инвентаризацию источников запаха целесообразно проводить только в том случае, когда газовоздушная смесь, поступающая в атмосферу, представляет собой смесь веществ неизвестного состава. При поступлении в атмосферу индивидуального загрязняющего вещества, обладающего запахом и имеющего гигиенический норматив (ПДК, ОБУВ), его выбросы учитываются и нормируются обычным путем при проведении инвентаризации источников выбросов вредных веществ на предприятии и подготовке проекта ПДВ.
Исследование запаха на источнике выбросов пахучих веществ включает:
• органолептическое обследование предприятия с точки зрения выбросов запаха;
• выявление наиболее мощных источников запаха;
• отбор проб запаха на источниках выбросов;
• ольфактометрическое измерение уровня запаха в выбросах (ЕЗ/м3);
• расчет мощности выбросов запаха (ЕЗ/с);
• расчет рассеивания выбросов запаха в окрестностях предприятия;
• оценку уровней воздействия запаха на проживающее в окрестностях предприятия население.
Именно указанный подход, позволяющий получить количественные данные о выбросах запаха и его концентрации в атмосферном воздухе, лежит в основе систем регулирования запаха во многих зарубежных странах.
4 Методическое пособие по расчёту, нормированию и контролю выбросов (загрязняющих) веществ в атмосферу (дополненное и переработанное). -СПб. : ОАО «НИИ Атмосфера», 2012.
5 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86). - М. : Гидрометеоиздат, 1986.
Ниже приведены несколько примеров исследования выбросов запаха на российских предприятиях, проведенных в лаборатории ольфактометрического анализа запаха НИИ охраны атмосферного воздуха (Санкт-Петербург) [1-6].
Ольфактометрическое исследование выбросов запаха на заводе по очистке сточных вод
Заводы по очистке сточных вод, куда поступают образующиеся в результате жизнедеятельности людей канализационные стоки, являются непременными атрибутами крупных промышленных городов. Обычно такие предприятия строились на некотором отдалении от города, поскольку, являясь мощными источниками выбросов дурнопахнущих веществ, вызывают раздражение у населения. Однако происходящее в последние годы активное строительство коттеджных поселков вблизи городов, а также разрастание жилой зоны самих городов приводит к тому, что все большее количество людей проживает в непосредственной близости от такого рода предприятий. Соответственно, с каждым годом растет количество жалоб населения на неприятный запах. Нельзя сказать, что природоохранные органы не предпринимают по этому поводу никаких действий. На всех указанных предприятиях проводится инвентаризация выбросов загрязняющих веществ и устанавливаются предельно-допустимые нормативы выбросов, контроль которых осуществляется в соответствии с утвержденным графиком. Кроме того, в жилой зоне вблизи таких предприятий обычно проводится периодическое измерение содержания пахучих веществ в воздухе. Однако, как правило, все эти мероприятия по контролю не подтверждают наличие каких-либо превышений нормативов качества атмосферного воздуха.
Ниже приведены результаты ольфактометриче-ского исследования выбросов запаха на одном из заводов по обезвреживанию хозяйственно-бытовых, промышленных и поверхностных сточных вод промышленного города [5]. Проведение такого рода исследований было вызвано большим количеством жалоб населения на неприятный запах, при этом природоохранным органам не удалось обнаружить превышения нормативов качества атмосферного воздуха в жилой зоне вблизи исследуемого предприятия ни для одного из выбрасываемых им индивидуальных пахучих веществ.
На исследуемом предприятии применяется следующая технология по очистке сточных вод. Сточные воды поступают в приемную камеру, где разделяются на потоки и подаются на сооружения механической очистки. В процессе механической очистки сточные воды проходят через решетки, песколовки и первичные отстойники, освобождаясь от грубых минеральных, органических примесей и взвешенных веществ. Осветленная сточная вода подается на сооружения биологической очистки, состоящие из аэротенков и вторичных отстойников. Биологическая очистка осуществляется с помощью микроорганизмов активного ила, которые сорбируют и затем окисляют органические загрязнители сточных вод в присутствии кислорода воздуха. Осевший во вторичных отстойниках ил поступает в камеры активного ила и далее в резервуар активного ила блока насосно-воздуходувной станции, после чего ил перекачива-
ется обратно в аэротенок. Избыточный активный ил помещают или в распределительную камеру первичных отстойников, или в распределительную камеру илоуплотнителей цеха обработки осадка. Осветленная сточная вода через сборные камеры сбрасывается в расположенный рядом с предприятием водоем. Осевший в первичных отстойниках сырой осадок перекачивается на обработку в цех обработки осадка для механического обезвоживания.
На основании органолептических оценок, выполненных в процессе натурных обследований территории данного предприятия, были выбраны шесть источников, вблизи которых наиболее сильно ощущался неприятный запах. К таким источникам были отнесены приемная камера, решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки и илоуплотните-ли. На всех выбранных источниках были отобраны пробы (не менее пяти). Усредненные результаты ольфактометрического анализа проб, а также рассчитанные значения мощности выброса запаха представлены в табл. 1.
Табл. 1
Уровень и мощность выбросов запаха от источников предприятия по обезвреживанию сточных вод
Источник выбросов Уровень запаха, ЕЗ/м3 Мощность выброса, ЕЗ/с х 10-3
Корпус механических решеток, приемная камера 4903 55,65
Корпус механических решеток, решетка 7220 3,99
Открытые сооружения, первичный отстойник 202 11,99
Открытые сооружения, песколовка 34 1,79
Открытые сооружения, аэротенок 25 8,23
Открытые сооружения, илоуплотнитель 25 0,28
Как можно видеть, наибольшие концентрации запаха наблюдались при начальной обработке поступающих на предприятие сточных вод. По мере проведения очистки концентрация запаха уменьшалась. Хотя максимальная концентрация была обнаружена в выбросах от решетки, где происходит первичное механическое отделение от воды крупных примесей (организованный источник, выбросы от которого поступают в атмосферу через трубу), мощность выбросов запаха от этого источника меньше, чем от других источников, характеризующихся более низкими концентрациями запаха. Это связано с тем, что остальные источники являются неорганизованными и представляют собой открытые водные поверхности с большими площадями.
Расчет рассеивания выбросов запаха от исследуемого предприятия показал, что его выбросы могут создавать высокие концентрации запаха в жилой зоне, превышающие нормативные значения, действующие в других странах.
Расчет рассеивания запаха от различных источников предприятия показал, что основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносит приемная
камера (порядка 50%). Вклад остальных источников существенно меньше и колеблется в диапазоне от 5 до 12%. Соответственно, одним из важных выводов данного исследования является выявление основного источника выбросов запаха, на котором целесообразно проведение мероприятий по снижению выбросов пахучих веществ. Существенное снижение выбросов запаха на этом источнике позволит в значительной степени решить проблему неприятных запахов даже при отсутствии каких-либо мероприятий на остальных источниках.
Таким образом, результаты количественного исследования выбросов запаха на одном из предприятий по очистке сточных вод показали обоснованность жалоб населения, проживающего в окрестностях предприятия, на неприятный запах. К сожалению, при отсутствии в России нормативов запаха в атмосферном воздухе природоохранные органы не имеют возможности воздействовать на предприятие и обязать его провести мероприятия по снижению выбросов пахучих веществ. Соответственно, разработка и внедрение такого рода нормативов позволит существенно улучшить экологическую обстановку в районе предприятия и, следовательно, повысить качество жизни населения.
ольфактометрическое исследование выбросов запаха при сливе мазута и пропарке мазутных цистерн
Ниже приведены результаты одного из первых в России ольфактометрического исследования выбросов запаха на нескольких российских теплоэнергетических предприятиях. Проведение такого рода исследований было вызвано большим количеством жалоб населения на неприятный запах, при этом природоохранным органам не удалось обнаружить превышения нормативов качества атмосферного воздуха в жилой зоне вблизи предприятий по тем веществам, которые внесены в план-график контроля нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ).
Предварительные исследования показали, что сильный запах нефтепродуктов в окрестностях предприятий появлялся при разгрузке железнодорожных цистерн с мазутом. Указанная процедура осуществлялась с высокой периодичностью и почти всегда сопровождалась жалобами населения на неприятный запах. При проведении такого рода операции в зимний период мазут перед разгрузкой разогревают острым паром с температурой порядка 250 ° С, который подается непосредственно в цистерны. Разогретый мазут самотеком сливается по приемно-сливным лоткам в подземные приемные емкости, из которых перекачивается в основные резервуары мазутохранилища. После слива мазута пропарка цистерн острым паром продолжается
с целью их очистки от остатков нефтепродукта. Как слив разогретого паром мазута, так и пропаривание железнодорожных цистерн сопровождаются значительными выбросами дурнопахнущих веществ, формирующих вокруг предприятия неприятный запах, раздражающий население.
Органолептические исследования процесса слива мазута и пропарки железнодорожных цистерн показали, что источниками неприятного запаха являются:
• эстакада, на которой происходит слив и пропарка железнодорожных цистерн (выброс пара вместе с запахом происходит из горловины цистерны, а также из сливных лотков);
• предварительные приемные емкости, куда поступает разогретый мазут из железнодорожных цистерн, при этом выброс пахнущих веществ происходит вместе с паром;
• мазутные резервуары, в которые мазут перекачивается из приемных емкостей с помощью насосов (при температуре мазута внутри резервуаров 50-80 °С происходит постепенное насыщение воздушного пространства резервуара пахучими веществами, испаряющимися из мазута, и выброс запаха в процессе «большого дыхания», а при хранении мазута - за счет «малого дыхания»).
С целью исследования выбросов запаха при разгрузке мазута на четырех российских предприятиях (ТЭЦ и три котельные) был проведен отбор и ольфак-тометрический анализ проб выбросов из вышеперечисленных источников. Отбор проб осуществлялся на основе специально разработанной в НИИ Атмосферы методики отбора проб влажных выбросов запаха от технологических операций по хранению и сливу мазута и пропариванию мазутных цистерн. В осенне-зимний период отбор проб проводился при температурах порядка 0-+5 °С, летом - при +20 °С.
На каждом источнике отбиралось не менее пяти проб, анализ которых проводился дважды - в день отбора пробы и на следующий день. В результате анализа были определены уровни запаха в вышеуказанных выбросах (ЕЗ/м3). Усредненные результаты приведены в табл. 2.
Как можно видеть, максимальный уровень запаха в выбросах наблюдается от «большого дыхания» мазутных резервуаров и приемных емкостей мазута и составляет 38000-47000 ЕЗ/м3. Для трех предприятий (№ 1, 2 и 4) уровень запаха при пропарке цистерн и сливе мазута примерно на порядок меньше, чем при «большом дыхании», и лежит в диапазоне 2400-6000 ЕЗ/м3. Исключение составляет предприятие № 3, уровень запаха при пропарке цистерн которого практически в 10 раз выше, чем на остальных котельных, и даже несколько превышает уровень
Табл. 2
Средние значения уровня запаха при сливе и хранении мазута и пропарке мазутных цистерн
Технологическая операция Средние значения уровней запаха, Ез/м3
Номер предприятия № 1 № 2 № 3 № 4
Слив мазута и пропарка цистерн 5965 2450 48609 4964 20170*
Приемная емкость мазута 37954 - 46729 -
Мазутный резервуар 45931 - - -
* Измерения были проведены в летний период.
У_)
запаха от приемной емкости мазута. На предприятии № 4 отбор проб проводился дважды: в зимний и летний периоды, при этом летом уровень запаха при сливе мазута превышал «зимние» уровни почти в 4 раза. Некоторое увеличение концентрации пахучих веществ в выбросах в летнее время вполне объяснимо с физической точки зрения, поскольку при более высоких температурах процесс испарения идет более интенсивно. Однако такое существенное увеличение уровня запаха в летний период вряд ли можно объяснить только повышенной температурой воздуха. Необходимо отметить, что технологические операции, применяемые для слива мазута и пропарки мазутных цистерн на всех исследованных теплоэнергетических предприятиях практически идентичны, и, соответственно, варьирование уровней запаха в выбросах предприятия при одинаковых погодных условиях не могут быть обусловлены различиями в технологии. Единственное отличие состояло в мазуте, поскольку разгружаемый мазут поступал на исследуемые предприятия от разных заводов-производителей. Технология производства мазута на российских предприятиях практически одинакова, однако качество и состав поступающей на переработку нефти могут существенно различаться. Поэтому наиболее разумным объяснением наблюдаемых различий уровней запаха в выбросах при осуществлении указанных операций является различный состав и содержание примесей в мазуте. К сожалению, существующая спецификация мазута, поступающего на предприятие, не позволяет заранее оценить уровни выбрасываемого при его разгрузке запаха. В целом, согласно результатам нашего исследования, можно сделать вывод, что применение качественного мазута позволит в несколько раз уменьшить выбросы пахучих веществ при сливе мазута и пропарке мазутных цистерн без применения каких-либо дорогостоящих и трудозатратных мероприятий.
По результатам определения уровней запаха в выбросах указанных предприятий были рассчитаны мощности выбросов запаха (ЕЗ/с) при одновременной разгрузке 2 (минимальные выбросы) или 8 (максимальные выбросы) железнодорожных цистерн, а также проведен расчет рассеивания выбросов запаха в окрестностях предприятия, в частности, на границе жилой зоны. Выбросы предприятий, расположенных в пределах города, создавали при неблагоприятных метеорологических условиях достаточно высокие концентрации запаха в атмосферном воздухе (порядка 6-8 ЕЗ/м3), оказывая достаточно сильное воздействие на проживающее в округе население, что подтверждается их многочисленными жалобами.
В случае предприятия № 1, расположенного практически в центре крупного промышленного города, была проведена дополнительная оценка воздействия запаха на население с учетом поступающих жалоб. С этой целью были рассмотрены два расчетных уровня запаха в атмосферном воздухе - 1 и 5 ЕЗ/м3. Согласно расчетам, при разгрузке максимально возможного числа железнодорожных цистерн уровень запаха 1 ЕЗ/м3 достигался на расстоянии приблизительно 1,2-1,5 км от источников выброса, уровень запаха 5 ЕЗ/м3 достигался на расстоянии 300-500 м. Сопоставление изолиний уровней 1 и 5 ЕЗ/м3 с местами проживания населения, фиксирующего запах нефтепродуктов, показало, что подавляющая масса
жалоб приходит с территории, ограниченной изолинией уровня 1 ЕЗ/м3, то есть при таком уровне население не просто ощущает запах нефтепродуктов, но и начинает активно жаловаться на причиняемый этим запахом дискомфорт (рис. 3).
Таким образом, проведенные исследования выбросов запаха при разгрузке мазута на нескольких российских теплоэнергетических предприятиях позволили сделать следующие выводы.
• При проведении технологических операций по сливу мазута и пропарке железнодорожных цистерн в атмосферу поступают загрязняющие вещества, обладающие неприятным запахом. Источниками выбросов запаха являются железнодорожная эстакада с разгружаемыми цистернами, приемная емкость мазута и резервуар для хранения мазута. В среднем уровни запаха в выбросах этих источников составляют: 2500-6000 ЕЗ/м3 - для железнодорожной цистерны, 38000-47000 ЕЗ/м3 - для приемной емкости, 46000 ЕЗ/м3 - для мазутного резервуара.
• Основным источником загрязнения атмосферы запахом являются цистерны на железнодорожной эстакаде, вклад которых в формирование концентрации запаха в воздухе составляет 60-90%. Соответственно, для уменьшения концентрации запаха основные природоохранные мероприятия должны быть направлены на снижение выбросов пахучих веществ от железнодорожных цистерн.
• Концентрация запаха нефтепродуктов в выбросах теплоэнергетических предприятий, вероятно, определяется качеством разгружаемого мазута. Применение качественного мазута позволит уменьшить выбросы запаха в несколько раз без внедрения других мероприятий по снижению выбросов.
• Подавляющее количество жалоб населения на неприятный запах нефтепродуктов приходит с территории, ограниченной изолинией концентрации 1 ЕЗ/м3, то есть население начинает жаловаться на появление запаха нефтепродуктов при концентрации запаха 1 ЕЗ/м3 и выше.
Подходы к нормированию и контролю запаха в атмосферном воздухе
Как уже упоминалось, во многих зарубежных странах при невозможности выделить одно или несколько основных веществ, формирующих запах, осуществляют контроль запаха в целом. Уровень запаха в воздухе, не вызывающий раздражение у основной массы населения, составляет величину порядка 2-3 ЕЗ/м3. Однако нормативный уровень запаха устанавливается с учетом не только его рефлекторного воздействия, но многих «социальных» факторов, в частности, природы запаха, плотности населения, особенности конкретной территории (места компактного проживания населения, зоны отдыха, промышленные районы, сельская местность и т. д.) и варьирует в диапазоне от 2 до 15 ЕЗ/м3.
В России проблема появления неприятного запаха в атмосферном воздухе решается только в случае выбросов индивидуальных пахучих веществ, например, сероводорода, метилмеркаптана и т. п., ПДК которых устанавливается не только на основе исследования токсичного действия указанных веществ на здоровье человека и его потомства, но и с учетом рефлекторного воздействия запаха. Однако, как было показано выше, частой является ситуация, когда жители, про-
Рис. 3. Карта рассеивания выбросов запаха в окрестностях ТЭЦ Условные обозначения:
место фиксации запаха нефтепродуктов, отмеченное в жалобе; _изолиния рассчитанной концентрации запаха
живающие в окрестностях конкретного предприятия, жалуются на появление неприятного запаха, а контролирующие органы не обнаруживают превышения ПДК веществ, выбрасываемых предприятием, и, соответственно, не могут обязать предприятие принимать меры по сокращению выбросов.
В случае многочисленных жалоб населения и для оперативного решения проблемы запаха мы предлагаем осуществлять контроль выбросов запаха на основе рассчитанных уровней его воздействия на населения [1-4, 6, 10]. Для оценки уровней воздействия запаха на население предлагается следующая процедура:
• органолептическое обследование предприятия с точки зрения выбросов запаха;
• выявление наиболее мощных источников запаха;
• отбор проб запаха на источниках выбросов;
• ольфактометрическое измерение концентрации запаха в выбросах;
• расчет мощности выбросов запаха;
• расчет рассеивания выбросов запаха в окрестностях предприятия;
• оценка уровней воздействия запаха на проживающее в окрестностях предприятия население;
• подготовка материалов по обоснованию предлагаемого уровня воздействия для местных природоохранных органов.
По результатам проведенного ольфактометриче-ского исследования выбросов запаха от конкретного предприятия и при отсутствии превышения нормативов ПДК (ОБУВ) для контролируемых веществ из тома ПДВ местные природоохранные органы на основе жалоб населения и с учетом интересов бизнеса устанавливают ориентировочный уровень воздействия запаха для конкретной жилой территории. Такой ориентировочный уровень воздействия, то есть концентрацию запаха в атмосферном воздухе, которая, с одной стороны, не оказывает сильного раздражающего влияния на население, а с другой стороны, может быть достигнута за счет проведения на предприятии мероприятий по снижению выбросов пахучих веществ, следует рассматривать как норматив запаха и требовать его соблюдения.
Предлагаемая процедура не заменяет необходимости проведения соответствующих исследований в рамках гигиенического нормирования, но является быстрым и эффективным способом количественной оценки запаха в атмосферном воздухе, предоставляет инструмент воздействия на предприятия, даже при соблюдении последними всех установленных нормативов ПДВ, и, в конечном счете, позволяет улучшить качество жизни населения.
Литература
1. Цибульский В.В., Хитрина Н.Г., Яценко-Хмелевская М.А., Короленко Л.И. Использование методологии гигиенического нормирования для установления нормативов запаха в атмосферном воздухе // Проблемы охраны атмосферного воздуха. Сборник трудов. - СПб. : НИИ Атмосфера, 2011. - С. 82-88.
2. Цибульский В.В., Яценко-Хмелевская М.А., Хитрина Н.Г., Короленко Л.И. Принципы нормирования и контроля запахов // Проблемы охраны атмосферного воздуха. Сборник трудов. -СПб. : НИИ Атмосфера, 2010. - С. 131-135.
3. Цибульский В.В., Яценко-Хмелевская М.А., Хитрина Н.Г., Короленко Л.И. Подходы к инвентаризации, нормированию и контролю выбросов запаха от источников загрязнения атмосферы // Охрана атмосферного воздуха. Атмосфера. - 2010. - Вып. 4. - С. 30-34.
4. Цибульский В.В., Яценко-Хмелевская М.А., Хитрина Н.Г., Короленко Л.И. Подходы к нормированию запаха в атмосферном воздухе России на основе ольфактометрических измерений запаха в промышленных выбросах // Экологическая химия. - 2011. - Т. 20. - № 1. - С. 1-10.
5. Цибульский В.В., Яценко-Хмелевская М.А., Хитрина Н.Г., Короленко Л.И. Исследование за-
паха очистных сооружений // Экология производства. - 2011. - № 4. - С. 52-56.
6. Цибульский В.В., Яценко-Хмелевская М.А., Хитрина Н.Г., Короленко Л.И. Инвентаризация, нормирование и контроль источников выбросов запаха // Охрана атмосферного воздуха. Атмосфера. - 2011. - Вып. 4. - С. 31-35.
7. Diosey P.G., Hess M.E., Farrell L. Modeling of odors and air toxics: a comparison of the iscst3, aermod, and calpuff models // Proceedings of the Water Environment Federation, Odors and Toxic Air Emissions. - 2002. - P. 372-392.
8. Duffee R.L., O'Brien M.A. Establishing Odor Control Requirements by Odor Dispersion Modeling // 85th Annual Meeting of the Air and Waste Management Association. - Kansas City, KS. - 1992.
9. Richard J. Pope P.E., Diosey P. Odor dispersion: models and methods // Clearwaters. - 2000. -Vol. 30. - № 2 (http://nywea.org/clearwaters/pre-02fall/302140.html).
10. Tsibulski V., Yatsenko-KhmelevskayaM., Khi-trina N., Korolenko L. Approaches to regulation of odours in the ambient air at the territory of the Russian Federation based on olfactometric odour measurements relating to industrial emissions // Russ. J. Gen. Chem. - 2011. - Vol. 81. - P. 2665-2671.
