Понятие об эффекте суммации и фоновой концентрации

Понятие об эффекте суммации и фоновой концентрации.

Если в воздухе присутствует одно загрязняющее вещество, то должно соблюдаться условие: CiПДКi где Ci и ПДКi соответственно – концентрация и предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества.

Эффект суммации – это однонаправленное неблагоприятное влияние на организм нескольких разных веществ.

Однонаправленное в том смысле, что вызывает одни и те же заболевания. В таком случае говорят, что вещества входят в одну группу суммации. Существует несколько десятков групп суммации, в одну из которых, напрмер, входит фенол и ацетон, а в другую аммиак, диоксид азота и диоксид серы. В том случае, когда в воздухе присутствуют несколько веществ, входящих в одну группу суммации, неравенство преображается к виду : , где n – количество веществ в группе суммации.

Фоновая концентрация (СФ) – это концентрация загрязняющего вещества, без учёта вклада исследуемого источника или группы источников загрязнения. 

С учётом фоновой концентрации неравенство преобразуется к виду: 

В том случае, если мы имеем несколько источников выброса, которые загрязняют атмосферу одним и тем же веществом, то на территории предприятия должно соблюдаться следующее соотношение: , где N – количество источников выброса, Сi – концентрация выброса i-го источника.

Неравенство для населённого пункта имеет вид: , где Сmaxi – максимальная концентрация i-го источника.



Расчёт предельно допустимого выброса вредного вещества в атмосферу.



        





Концентрация загрязняющего вещества распространяется по факелу выброса, причём наибольшее значения концентрации достигается на оси факела выброса (оси ).







Нарисуем график зависимости концентрации загрязняющего вещества по оси факела выброса от расстояния до источника выброса. 

   

- максимальная приземная концентрация. Расчёт предельно допустимого выброса состоит из нескольких частей и первая часть – расчёт максимальной преземной концентрации.





 Все формулы даются для двух вариантов: горячего выброса и холодного выброса.

1)                        (горячий выброс)

 



 

                                                       , где





- безразмерный коэффициент, зависящий от температурного режима атмосферы.

(грамм/секунда) – мощность выброса или количество вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени.

- безразмерный коэффициент, зависящий от скорости оседания вредного вещества.

и - коэффициенты, зависящие от условий выхода газа воздушной смеси из устья источника, рассчитываются по специальным формулам и имеют сложную размерность.

- безразмерный коэффициент, зависящий от рельефа местности.

(метр) – высота источника выброса.

- разность между температурой выброса газа и температурой окружающего воздуха.

(кубический метр/секунда) – объёмный расход газовоздушной смеси.

, где

(метр) – диаметр устья источника.

(метр/секунда) – линейная скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника.

2)                           (холодный выброс)

Второй этап расчёта определяется опасностью расстояния от источника выброса.

Опасное расстояние – это такое расстояние от источника выброса по оси факела выброса, на котором достигается максимальная приземная концентрация.

3) Расчёт предельно допустимого выброса (ПДВ).

ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы по каждому выбрасываемому веществу и мощность выброса всегда должна быть .

ПДВ – это такое количество вредного вещества, которое можно выбросить в единицу времени так, чтобы с учётом эффекта суммации, фоновой концентрации и рассеивания, максимальная приземная концентрация не превышала бы ПДК.

В том случае, если , то для горячих выбросов:

, а для холодных выбросов:



.



4) Расчёт минимальной высоты источника выброса.

  



Пусть , при той же мощности, в результате получим график, идущий ниже первого.

Таким образом, чем больше высота источника выброса при заданной мощности, тем меньше максимально предельная концентрация.

Минимальная высота источника выброса при заданной мощности выброса – это такая высота, при которой максимальная приземная концентрация равна ПДК ().



Расчёт минимальной высоты источника выброса.













Если , то расчёт прекращается и полученное значение считается окончательно.

Если , то по полученному  считается параметр , и считается новая высота , 

.



Итерационная процедура заканчивается, когда .

Контроль и управление качеством воды в водных объектах.

Если показатели состава и свойств воды изменились под прямым или косвенным влиянием деятельности человека и стали частично или полностью непригодными для одного из видов водопользования, то такой водный объект называется загрязненным.

Понятие загрязнённости воды не абсолютно. Оно относится к вполне определённой зоне водного объекта и к конкретному виду водопользования.

Водоохранным называется комплекс мероприятий, обеспечивающий соблюдение норм качества воды в местах водопользования. Существуют пять аспектов водоохранных мероприятий: юридический, экономический, технический, организационный, экологический.

Для воды основным нормативным показателем является также ПДК.

ПДК – это такой нормативный показатель, который исключает неблагоприятное влияние на здоровье человека и ограничение любого из видов водопользования. Состав и свойства воды должны соответствовать нормативам не только в местах водопользования, но и в так называемом створе водопользования, но и в так называемом створе водопользования или расчётном створе, который, для проточных водоёмов расположен на 1 километр выше по течению от пункта водопользования. А для непроточных в – в 1 километре по обе стороны от пункта водопользования.

Для воды существует три типа ПДК:

ПДКХП – хозяйственно-питьевое.

ПДККБ – культурно-бытовое.

ПДКРХ – рыбо-хояйственное

Практически во всех нормативных таблицах  ПДКХП и ПДККБ равны. Жестче всех нормативов ПДКРХ.

Для водных объектов всегда учитывается эффект суммации или фоновой концентрации. Существуют дополнительные требования к составу и свойствам воды. Ограничения накладываются на следующие показатели:

Количество взвешенных веществ

Количество плавающих примесей

Запахи

Привкусы

Температура

Окраска

Количество растворённого кислорода

Кислотность или показатель pH

Количество возбудителей заболеваний

Кроме экологических существуют технологические ограничения на сброс сточных вод. По технологическим причинам, запрещается сбрасывать следующие типы сточных вод:

Воды, которые с помощью рациональной технологии могут быть использованы в системах оборотного водоснабжения.

Воды, содержащие цепные примеси, которые подлежат утилизации на данном или других предприятиях.

Воды, содержащие вредные вещества, в количествах, превышающих нормативы технологических потерь.

Воды, содержащие вредные вещества, для которых не установлено нормативов ПДК.

Воды, которые с учётом их состава и местных условий могут быть использованы для топлива в сельском хозяйстве.

Определение условий спуска сточных вод в водные объекты.

Чтобы гарантировать качество воды в месте водопользования и в створе водопользования, для каждого источника сброса по каждому загрязняющему веществу устанавливается предельно допустимый сброс или ПДС.

ПДС – это масса вредного вещества, которую можно сбросить в единицу времени так, чтобы с учётом эффекта суммации, фоновой концентрации и разбавления концентрации вредного вещества в контрольном пункте не превышала бы ПДК.

Для определения условий спуска сточных вод воспользуемся уравнением смешения сточных вод с природными водами: , где 

и  (кубический метр/секунда) – соответственно расход сточных вод и объёмный расход воды в водотоке.

и  (килограмм/метр кубический) – концентрация вредных примесей в сточных водах и водах водотока.

(килограмм/метр кубический) – концентрация вредных примесей перед ,,, водопользования.

- безразмерный коэффициент смешения, зависящий от скорости течения реки, извилистости реки, глубины русла реки и оттого, куда выпускают сточные воды – у берега или в фарватер реки. Учтём, что , а .

Возможны два варианта:

Рассматриваются строящиеся предприятия, для которых по проекту известно количество сточных вод. Необходимо определить допустимую концентрацию стока, т.е. определить, какие очистные сооружения необходимы.

Предприятия уже существуют и очистные сооружения уже построены. 

Контроль загрязнения почв.

В числе загрязнителей почв – различные промышленные и бытовые отходы. Основной нормативный показатель – ПДК. Размерность ПДК для почвы – г/кг. Сейчас для почвы установлено несколько десятков ПДК, в основном по ядохимикатам и ионам тяжёлых металлов. Различные загрязнители поглощаются из почвы растениями, а затем передаются по трофическим цепям от одного организма к другому и в конце концов попадают в пищу человека. Поэтому, кроме ПДК нормируются допустимые остаточные количества вредных веществ в продуктах питания. Кроме ПДК в номенклатуру санитарного состояния почв входят следующие показатели:

Общее количество аммонийного азота.

Общее количество нитратного азота

Общее количество хлоридов

Общее количество пестицидов

Общее количество ионов тяжёлых металлов

Общее количество нефти и нефтепродуктов

Общее количество канцерогенных веществ

Общее количество удобрений

Кислотность или показатель рН

Количество бактерий по из типам