Методологія оцінки впливу на стан атмосферного повітря джерел вторинного пилового забруднення

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методологія оцінки впливу на стан атмосферного повітря джерел вторинного пилового забруднення

Вступ

За результатами проведених теоретичних досліджень [1] визначені особливості формування екологічної небезпеки з урахуванням процесів вторинного техногенного пилового забруднення атмосферного повітря. Це сформувало базис для здійснення моніторингу стану еконебезпеки стосовно джерел вторинного пилового забруднення та розробки науково обґрунтованих, ефективних систем управління екобезпекою.

Неврахування джерел вторинного пилового забруднення під час проведення оцінки впливу діяльності об'єкту техносфери на стан довкілля може привести до неконтрольованого та ненормованого надходження пилоподібних забруднювачів у атмосферне повітря у значній кількості. Такі обставини обумовлюють необхідність проведення досліджень з методологічних основ оцінки впливу таких джерел пилового забруднення на стан атмосферного повітря.

Мета роботи. Розробка методики оцінки впливу на стан атмосферного повітря джерел вторинного пилового забруднення.

Матеріал та результати дослідження

пиловий забруднення атмосферний екологія

Джерелами вторинного пилового забруднення є місця складування промислових відходів даного виробництва, на території яких можливе розміщення пилоподібних речовин і матеріалів, що виведено за межі основного технологічного процесу і для утилізації та рекуперації яких на цей час відсутні ефективні технології.

Відомо, що основними апаратами “сухого” пилоочищення, в яких уловлюється основна маса пилу з розміром часток до 100 мкм, є тканинні фільтри, електрофільтри [2].

Таким чином, якщо наприклад, установка промислового очищення пиловміщуючих викидів являє собою двоступеневу систему сухого пилоочищення (на першому ступені - циклон, на другій - тканинний фільтр), то в результаті ефективної роботи рукавного фільтру буде затримуватись до 99% пилових часток, що надходять до нього після очищення у циклонному елементі. Дисперсність уловленого у рукавному фільтрі пилу буде знаходитись у межах від 1 до 100 мкм. Такі відходи, у разі відсутності ефективних технологій їх вторинного використання, як правило, вивозяться у місця складування промислових відходів даного підприємства. Останні можуть стати джерелами вторинного пилового забруднення навколишнього середовища. Наприклад, відходи сухого пилоочищення викидів дробарно-сортувального цеху підприємства з виробництва гранітного щебеню розміщаються на хвостосховищах або відвалах, які, в свою чергу, є місцями складування відходів видобутку граніту (вскришної породи). Таким чином, пилоподібні відходи пилоочищення можуть бути неврахованими як неорганізовані джерела пилового забруднення атмосферного повітря.

На рисунку 1 наглядно відображено процес утворення джерел вторинного техногенного пилового забруднення атмосферного повітря на прикладі технологічного процесу виробництва продуктів переробки граніту.

Аналіз наведеної схеми дозволяє зробити висновок: відповідно до вимог чинного законодавства та нормативної документації у галузі нормування техногенного впливу на атмосферне повітря неорганізовані джерела викидів (у т.ч. місця складування відходів) повинні враховуватись при проведенні оцінки впливу промислового об'єкту на атмосферне повітря. У даному випадку місцем складування відходів пилоочищення є місця складування відходів видобутку граніту - відвали гірської породи. Таким чином, саме відвали гірської породи є неорганізованим джерелом викидів, вплив яких на атмосферне повітря враховується при встановленні нормативів викидів для промислового об'єкту. При цьому, на поверхні цих відвалів можуть складуватись відходи, які є відмінними від матеріалу, що складає відвал за походженням, складом та основними характеристиками їх негативного впливу на довкілля.

Джерела вторинного пилового забруднення атмосферного повітря можуть додавати значного внеску у формування еконебезпеки зазначеного підвиду в регіоні, що обумовлює необхідність проведення їх детального моніторингу. Базисом проведення моніторингу джерел вторинного пилового забруднення атмосферного повітря в дисертаційних дослідженнях є наступні критерії:

- врахування дисперсного складу пилоподібних відходів, а саме, розміри часток пилу від 1 до 10 мкм, що обумовлено особливою небезпечністю для здоров'я людини часток такого розміру [3];

- відсутність ефективних технологій утилізації пилоподібних відходів;

- наявність неефективних умов складування зазначених відходів, що може сприяти інтенсивному надходженню пилоподібних речовин в атмосферне повітря.

Якщо за результатами проведеного моніторингу в регіоні досліджень виявлено раніше невраховані джерела забруднення, то необхідно провести оцінку їх впливу на стан атмосферного повітря. Для цього потрібно визначити основні параметри і характеристики виявлених джерел з урахуванням метео-кліматичних характеристик, а саме: кількісну характеристику викидів пилоподібних забруднювачів у атмосферне повітря, г/с, т/рік; висоту джерела викиду, м; характеристику джерела викиду (лінійне, площинне); розрахункові координати джерела викиду; швидкість викиду пилоподібних речовин, м/с; обсяги викиду, м³/с; потужність викиду з урахуванням реалізованих природоохоронних заходів.

В основу визначення обсягів надходження забруднювачів з місць складування пилоподібних відходів виробництва автором покладено методику розрахунку викидів забруднюючих речовин (пилу) з відкритих площ відвалів, уступів у вугільних розрізах і т.і. [4]. Розрахунок викидів (г/с) проводиться за формулою:

, (1)

де S -площа відкритого місця складування відходів, м²;

N - питоме здування пилу з урахуванням швидкості вітру і дисперсного складу пилу, г /(м² ·с).

У свою чергу, величина N визначається за емпіричною залежністю [5]:

(2)

де С₁₀ - вміст в породі часток пилу розміром до 10 мкм, % мас.;

х_в - швидкість вітру, м /с.

Наведений алгоритм (формула 2) дозволяє визначити розрахунковим шляхом питоме здування пилу при швидкостях вітру, більших за 4 м/с, для швидкостей вітру менше, ніж 4 м/с пропонується застосовувати експериментально одержані значення вказаної величини.

Можливість застосування цього емпіричного методу для конкретного різновиду пилу з урахуванням вологості пилоподібного відходу, а також атмосферного повітря, експериментально підтверджено шляхом проведення лабораторних досліджень стосовно визначення впливу метеокліматичних чинників на значення питомого здування пилу з місць складування пилоподібних відходів виробництва [5]. Результати лабораторних досліджень підтвердили доцільність застосування емпіричної залежності (формула 2) для розрахунків інтенсивності надходження пилоподібних забруднювачів з джерел вторинного пилового забруднення атмосферного повітря. Було проведено порівняльний аналіз результатів лабораторних досліджень з даними, одержаними із застосуванням розрахункового методу. Наглядно результати відображено у таблиці 1.

Таблиця 1 -Значення величин питомого здування пилу N, г/м²·с

Аналіз одержаних результатів показав, що на швидкостях вітру до 7 м/с значення питомого здування (таблиця 1) є вищими за відповідні значення, одержані за розрахунковим методом. На думку автора такий результат пояснюється тим, що початок здування пилу з поверхні зразка в лабораторних умовах було зафіксовано вже при швидкості вітру 4 м/с, тоді як емпірична залежність дозволяє проводити розрахунки, починаючи від 5 м/с, - при 4 м/с значення питомого здування дорівнює “0”. Поступове зниження питомого здування, що спостерігається при швидкостях вітру від 7 до 10 м/с - є наслідком неврахованих при проведенні лабораторних досліджень чинників, які можуть впливати на кінцевий результат, наприклад: зменшення інтенсивності потоків повітря від вентилятора при зіткненні з підставкою, яка моделює форму реального відвалу [5].

За результатами досліджень встановлено, що середнє значення відхилення результатів лабораторних досліджень від результатів, одержаних за розрахунковим методом, складає менше 20 %, що цілком підтверджує можливість застосування рекомендованого розрахункового методу для встановлення потужності викидів (г/с) пилу з джерел вторинного пилового забруднення атмосферного повітря.

Визначення валового викиду пилоподібних забруднювачів у атмосферне повітря з джерел вторинного забруднення пропонується проводити на основі значення середньодобової кількості утворення пилоподібного відходу в результаті роботи технологічного чи очисного обладнання з урахуванням середньозважених (одержаних за результатами багаторічних спостережень) значень певних метеокліматичних характеристик, що мають суттєвий вплив на процес надходження пилу в атмосферне повітря з вищезазначених джерел; втрат пилоподібної речовини внаслідок її переміщення у місця складування, а також, з урахуванням ефективності реалізованих заходів щодо зменшення викидів пилу безпосередньо у місцях розміщення відходу. Таким чином, валовий викид у атмосферне повітря речовин з джерел вторинного пилового забруднення визначається за формулою:

т/рік, (3)

де М - кількість пилоподібних відходів, що вивозиться у відвал, т/добу;

К₁ - середня (за результатами багаторічних спостережень у конкретному регіоні) кількість діб/рік з опадами;

К₂ - середня (за результатами багаторічних спостережень у конкретному регіоні) кількість діб/рік штилю;

К₃ - коефіцієнт, що враховує ефективність технологічних заходів щодо зменшення кількості речовин, які надходять у атмосферне повітря: К₃ = (1 - з), де з - ефективність природоохоронного заходу, визначається за результатами лабораторних або натурних інструментальних замірів;

К₄ - коефіцієнт, що враховує втрати пилоподібної речовини при перевезенні до місця складування, орієнтовно може бути визначений за формулою:

, (4)

де М₁ - кількість пилоподібної речовини, що перевозиться, кг;

Q - кількість пилу, що здувається під час транспортування у місця складування, кг; визначається за формулою:

, кг, (5)

де t - час переміщення пилоподібного відходу до місця складування, с;

Q₁ - викид пилу при перевезенні, кг/с.

Значення Q₁ може бути розраховане за формулою:

(6)

де N - чисельне значення питомого здування пилу з кузову транспортного засобу, може бути орієнтовно визначено за формулою 2 залежно від швидкості руху автомобіля, г/м²·с;

F - площа поверхні, з якої відбувається здування пилу (площа поверхні відходу в кузові вантажівки), м²;

К₅ - безрозмірний коефіцієнт, який враховує ступінь захищеності пилоподібного вантажу від здування з кузову автотранспорту; орієнтовно, за аналогією з методикою наведеною у [4], визначається за таблицею 2.

Таблиця 2 -Значення коефіцієнту К₅

Висновки

Запропонована методологія дозволяє розрахунковим шляхом установити основні характеристики джерел вторинного пилового забруднення атмосферного повітря - величини потужності викиду (г/с) та валового викиду (т/рік). Одержані результати дозволять науково обґрунтовано здійснювати оцінку впливу джерел вторинного пилового забруднення на стан атмосферного повітря.

Література

1 Бахарєв В.С. Теоретичні аспекти формування регіональної екологічної небезпеки, пов'язаної з пиловим забрудненням атмосферного повітря // Вісник КДПУ. - Кременчук: КДПУ. - 2005. - №2(31). - С.92-95.

2 Справочник по пыле- и золоулавливанию / М.И.Биргер, А.Ю.Вальдберг, Б.И. Мягков и др.; Под общ. ред. А.А.Русанова. - М.: Энергоатмоиздат, 1983.-312 с.

3 Бахарєв В.С., Козловська Т.Ф. Шляхи визначення імунної стійкості організму людини в умовах дії техногенних джерел пилового забруднення // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2005. - №4/₂ (16). - С.138-141.

4 Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами.- Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - С. 102-104.

5 Бахарєв В.С. Дослідження впливу метеокліматичних чинників на значення питомого здування пилу з місць складування тонкодисперсних відходів виробництва // Вісник КДПУ. - Кременчук: КДПУ. - 2006. - №5(40).

Размещено на Allbest.ru