Одной из глобальных проблем современного общества является проблема загрязнения окружающей среды. На сегодняшний день существует много схем расчета загрязнений  и реабилитации теории, пострадавшей от одного или нескольких веществ. Основные типы загрязняющих веществ и их источники приведены в таблице:

Тип загрязнителя	Основные источники	Обычный тип выброса	Основные объекты и характер воздействия
Радиоактивные вещества	Атомные станции, транспортировка и переработка.	Аварийный, кратковременный	Биологические объекты - прямое поражение
	Свалки и зараженные угодья.	Долговременный, непрерывный	Генетические последствия, канцерогенез, пищевые цепочки животных и человека
Ртуть	Сжигание органического топлива.	Непрерывный, малые концентрации	Медленное отравление почв и пресноводных водоемов
	Производство хлора, пластмасс, каустической соды, электролиз и т.п., добыча и обработка руд цветных металлов, амальгамирование. Свалки: термометры, ртутные лампы и т.п.	Непрерывный, возможны недопустимо высокие концентрации	Поражение нервной системы и почек с летальным исходом. Особо опасно образование метилртутных соединений в пресной воде от сбросов и атмосферных выпадений
Свинец	Цветная металлургия, автотранспорт, свалки	Долговременный, непрерывный	Поражение нервной системы, печени и кроветворных органов, обогащение и накопление в пищевых цепочках.
Кадмий	Цветная металлургия, свалки	Долговременный, непрерывный	Канцерогенез
Мышьяк	Цветная металлургия, свалки	Долговременный, непрерывный	Особо ядовит в соединениях
Удобрения, ядохимикаты, гербициды	Производство, транспортировка, хранение и применение	Долговременный, непрерывный, “ползучее” распространение	Отравление людей и животных непосредственное и по пищевым цепочкам с тяжелыми генетическими последствиями
Окислы серы	Тепловая энергетика, металлургия, нефтехимия и т.д.	Долговременный, непрерывный, сезонная неравномерность	Закисление почв и водоемов, деградация лесов, респираторное воздействие на человека и гибель растительности вблизи крупных источников
Окислы азота	Тепловая энергетика, металлургия, нефтехимия и т.д.	Долговременный, непрерывный, сезонная неравномерность	Закисление почв и водоемов, образование озонового смога, респираторное воздействие на человека и гибель растительности вблизи крупных источников
Аммиак и аммоний	Аммонийные удобрения, животноводство	Долговременный, непрерывный, сезонная неравномерность	Эвтрофикация водоёмов, респираторное воздействие на человека вблизи крупных источников
Пыль	Тепловая энергетика, металлургия, карьеры и терриконы, производство цемента, транспорт, эрозия почв	Долговременный, непрерывный, сезонная неравномерность	Респираторное воздействие на человека вблизи крупных источников

 

Совместное присутствие в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией действия.

При совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией действия, сумма их концентраций не должна превышать 1 при расчете по формуле:

С1 ПДК1

+

С2 ПДК2

+

...

+

Сn ПДКn

<

1

где С₁, С₂, ... С_n — фактические концентрации веществ в атмосферном воздухе; ПДК₁, ПДК₂, ... ПДК_n — предельно допустимые концентрации тех же веществ.

Эффектом суммации обладают:

1. Акриловая и метакриловая кислоты
2. Акриловая и метакриловая кислоты, бутилакрилат, бутилметакрилат, метилакрилат, метилметакрилат
3. Аммиак, сероводород
4. Аммиак, сероводород, формальдегид
5. Аммиак, формальдегид
6. Оксиды азота (II) и (IV) (NO и NO2), мазутная зола, диоксид серы
7. Оксид азота (IV), гексан, монооксид углерода, формальдегид
8. Оксид азота(IV), гексен, диоксид серы, монооксид углерода
9. Оксид азота (IV) и диоксид серы
10. Оксид азота (IV), диоксид серы, монооксид углерода, фенол
11. Ацетон, акролеин, фталевый ангидрид
12. Ацетон, трикрезол, фенол
13. Ацетон и фенол
14. Ацетон и ацетофенон
15. Ацетон, фурфурол, формальдегид и фенол
16. Ацетальдегид и винилацетат
17. Аэрозоли оксида ванадия (V) и оксидов марганца
18. Аэрозоли оксида ванадия (V) и диоксид серы
19. Аэрозоли оксида ванадия (V) и оксида хрома (III)
20. Бензол и ацетофенон
21. Валериновая, капроновая и масляная кислоты
22. Вольфрамовый ангидрид и диоксид серы
23. Гексахлоран и фозалон
24. 2,3-Дихлор-1,4-нафтахинон и 1,4-нафтахинон
25. 1,2-Дихлорпропан, 1,2,3-трихлорпропан и тетрахлорэтилен
26. Изопропилбензол и гидропероксид изопропилбензола
27. Изобутилкарбинол и диметилвинилкарбинол
28. Метилгидропиран и метилентетрагидропиран
29. Моно-, ди- и трипропиламин
30. Оксид мышьяка (III) и германий
31. Оксид мышьяка (III) и ацетат свинца
32. Озон, оксид азота (II) и формальдегид
33. Пропионовая кислота и пропионовый альдегид
34. Оксид свинца (II) и диоксид серы
35. Сероводород и формальдегид
36. Сульфаты меди, кобальта и никеля и диоксид серы
37. Диоксид серы, монооксид углерода, фенол и пыль конверторного производства
38. Диоксид серы и фенол
39. Диоксид серы и фтороводород
40. Диоксид и триоксид серы, аммиак и оксиды азота
41. Сероводород и динил
42. Сильные неорганические кислоты (серная, соляная, азотная)
43. Mонооксид углерода и пыль цементного производства
44. Уксусная кислота и уксусный ангидрид
45. Фенол и ацетофенон
46. Фурфурол, метанол и этанол
47. Циклогексан и бензол
48. Этилен, пропилен, бутилен и амилен

При совместном присутствии эффектом неполной суммации обладают:

1. Вольфрамат натрия, парамолибдат аммония, ацетат свинца (коэффициент комбинированного действия К=1,6)
2. Вольфрамат натрия, оксид мышьяка (III), парамолибдат аммония, ацетат свинца (К=2,0)
3. Вольфрамат натрия, диоксид германия, оксид мышьяка (III), парамолибдат аммония, ацетат свинца (К=2,5)

При совместном присутствии сохраняются ПДК каждого вещества при изолированном воздействии:

1. Гексиловый и октиловый спирты
2. Диоксид серы и оксид цинка (II)

Эффектом потенциирования обладают:

1. Бутилакрилат и метилакрилат с коэффициентом 0,8
2. Фтороводород и соли фтора с коэффициентом 0,8

Пример расчёта суммы концентраций в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих эффектом суммации.

Проведём некоторые подсчёт суммы концентрации нескольких веществ, обладающих суммацией действия:

1.                  Для аммиака и сероводорода: с₁=0,16 г/м³; с₂=0,352 г/м³.

   Это превышает норму.

2.                  Для аммиака, сероводорода и формальдегида: с₁=0,16 г/м³; с₂=0,352 г/м³, с₃=0,1155 г/м³.

 Это превышает норму.

3.                  Для аммиака и формальдегида: с₁=0,16 г/м³; с₂=0,1155 г/м³.

    Это превышает норму.

4.                  Для сероводорода и формальдегида: с₁=0,352 г/м³, с₂=0,1155 г/м³.

    Это превышает норму.

5.                  Для диоксида серы, окиси углерода, фенола и пыли: с₁=0,5 г/м³, с₂=5 г/м³, с₃=0,035 г/м³.

     Это превышает норму.

6.                  Для диоксида серы и фенола: с₁=0,5 г/м³, с₂ =0,035 г/м³.

    Это превышает норму.

7.                  Для диоксида серы и сероводорода: с₁=0,5 г/м³, с₂=0,352 г/м³.

    Это превышает норму.

8.                  Для оксида углерода и пыли: с₁=5 г/м³.

    Это превышает норму.

Превышение нормы для различных суммаций вредных веществ

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГОРОДСКОЙ АТМОСФЕРЫ АВТОТРАНСПОРТОМ и ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РИСК ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ`:  МЕТОДОЛОГИЯ  и ОПЫТ ОЦЕНОК

Автотранспорт является одним из крупнейших загрязнителей атмосферного воздуха. В России на его долю в середине 90-х годов приходилось 80% выбросов свинца, 59% - оксида углерода, 32% - оксидов азота. 

К числу приоритетных загрязнителей атмосферы, поступающих в городскую атмосферу с отработавшими газами автомобилей, относятся свинец, бенз(а)пирен, летучие углеводороды. На долю первого из них приходится более 50% экономического ущерба от загрязнения атмосферы автотранспортом. Содержание бенз(а)пирена, одного из сильнейших канцерогенов, в атмосфере 17-ти (из 23 перечисленных в таблице 1 городов превышает предельно-допустимые нормы. 

Специфика подвижных источников загрязнения (автомобилей) проявляется в низком расположении, пространственной распределенности и непосредственной близости к жилым районам. В результате при общей доле транспорта в массовом выбросе загрязняющих веществ в атмосферу, равной 35-60%, доля транспортных средств в загрязнении воздуха в городах достигает 70-90%. Все это приводит к тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в пределах которых в несколько раз превышаются санитарно-гигиенические нормативы загрязнения воздуха. 

Получение информации о выбросах от автотранспорта в атмосферный воздух (инвентаризация выбросов) осуществляется тремя путями: 

- сертификационным и эксплуатационным приборным контролем за выбросами транспортных средств; 

- приборными измерениями параметров, характеризующих качество воздуха вблизи объектов транспортной инфраструктуры; 

- расчетной инвентаризацией выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (для городов и городских регионов, отдельных магистралей и транспортных объектов). 

Как показывает анализ, для решения задач, связанных с моделированием загрязнения атмосферы и оценкой экологического риска здоровью населения, наиболее перспективным является использование методов расчетной инвентаризации выбросов. 

На основе расчетного моделирования, основанного на имеющейся априорной информации об экологических характеристиках транспортных средств, их техническом состоянии, условиях и режимах эксплуатации, а также данных учета движения и транспортной работы, определяются участки транспортной сети, характеризующиеся наибольшим уровнем воздействия на окружающую среду, рассчитывается мощность выбросов загрязняющих веществ на этих участках. 

На основе проведенных исследований в настоящее время НИИАТом разработан комплекс расчетных методик, позволяющих оценить массовый выброс загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и передвижных источников транспорта. Такие методики разработаны для автотранспортных предприятий, авторемонтных предприятий и станций технического обслуживания, асфальтобетонных заводов, баз дорожной техники, автомагистралей и городских улиц. 

Для обеспечения расчетов выбросов разработаны соответствующие компьютерные программы инвентаризации выбросов. 

Разработана и реализована в виде компьютерной программы модель транспортного загрязнения атмосферы, в основу которой положена Гауссова схема расчета распространения примесей. Разработанная модель позволяет рассчитывать и строить на карте местности поля концентраций загрязняющих веществ (среднесуточные, максимальные разовые), выбрасываемых автомобилями и другими подвижными источниками. При расчетах элементы транспортной сети с определенной интенсивностью движения транспортных средств представляются в виде линейного источника конечной длины. Перекрестки представляются как площадные источники выброса загрязняющих веществ. В модели учитывается также эффект выведения примесей из атмосферы - осаждения и физико-химическая трансформация. 

Адекватность модели была проверена на примере нескольких городов путем сопоставления результатов моделирования с данными регулярных измерений концентраций загрязняющих веществ на стационарных постах, а также в ходе специальных экспериментов вблизи крупных магистралей. 

Разработанный комплекс компьютерных программ используется как для оценки воздействия на качество атмосферного воздуха различных действующих объектов транспортной инфраструктуры, так и для моделирования изменения концентраций основных загрязнителей при проведении комплексов различных мероприятий (градостроительных, по организации и регулированию дорожного движения, по улучшению организации перевозок, контролю выбросов транспортных средств и др.). С помощью выше названных моделей рассчитываются необходимые параметры для расчета экологического риска. 

Стержнем концепции экологической безопасности в мире признана теория экологического риска. Экологическую опасность можно уменьшать, но нельзя устранить полностью. В этой связи возникает задача определения риска для человека и окружающей среды, включая уровень приемлемого риска. 

Процесс принятия решения в условиях риска включает три основных этапа: 

1. Оценка риска, которая направлена на идентификацию и количественное выражение рисков, являющихся следствием создания и эксплуатации объектов. Основным результатом должны быть количественные значения последствий, например, увеличение заболеваемости или смертности и их вероятностные распределения в применении к различным группам населения, подвергающегося данному вредному воздействию. 

2. Анализ рисков, который имеет своей целью сравнение количественных величин рисков. 

3. Управление риском, которое предусматривает перевод аналитических результатов оценки риска в организационно-технические решения. Цель управления риском состоит в определении очередности решений проблем риска, нахождения средств повышения безопасности и в оптимальном распределении ресурсов на безопасность. 

В общем случае риск можно выразить как РИСК = ВЕРОЯТНОСТЬ х ПОСЛЕДСТВИЯ (УЩЕРБ) 

Применительно к объектам транспорта в области управления экологическим риском следует считать: 

- оценку отдаленных последствий для населения и окружающей среды от систематических выбросов загрязняющих веществ при нормальном функционировании объектов; 

- оценку аварийной опасности объектов, в том числе при транспортировке опасных грузов на дорогах, железнодорожных магистралях, речных и морских путях. 

В рамках отраслевых разработок в области транспортной экологии созданы методики, позволяющие оценивать и прогнозировать экологический риск функционирования объектов транспорта и улично-дорожной сети, как в штатном, так и в аварийном режимах. 

Транспортировка опасных грузов (более 2000 наименований по международным нормативам) производится повсеместно и представляет серьезную угрозу населению и окружающей среде. 

Для оценки экологического риска при перевозках опасных грузов (ОГ) различными видами транспорта предложена методика, в которой учитываются следующие две группы факторов, определяющие экологический риск при перевозке опасных грузов: факторы, влияющие на аварийность при транспортировке ОГ и факторы, определяющие последствия аварии для окружающей среды. 

К первой группе факторов относятся: 

- характеристика транспортного пути; 

- параметры дорожного путевого движения; 

- параметры, характеризующие водителей транспортных средств. 

Вторую группу факторов представляют: 

 - параметры окружающей среды по маршруту следования транспорта с ОГ; 

 - параметры аварии и физико-химические и токсикологические свойства ОГ; 

 - масштабы распространения опасных веществ в окружающей среде и последствия их воздействия на население и природную среду. 

Общий алгоритм расчета экологического риска при транспортировке опасных грузов на автомобильном, железнодорожном, речном и морском транспорте, связанного с загрязнением окружающей среды, выглядит следующим образом: 

R = P х (a1 х a3 + a2 + a4 + a5), 

где P - вероятность аварии при транспортировке ОГ соответствующим видом транспорта (средняя для отрасли); 

a1 - коэффициент экологической опасности вредных веществ, поступающих в атмосферу при аварии; 

a2 - параметр аварийности транспортного пути; 

a3 - параметр экологической уязвимости той или иной территории по маршруту следования транспорта с ОГ; 

a4 - коэффициент опытности водителя; 

a5 - коэффициент экологической опасности вредных веществ, поступающих при аварии в водную среду. 

Маршрут перевозки опасного груза, проходящий по конкретным линиям транспортной сети, разбивается на однородные отрезки пути по следующим двум параметрам: во-первых, по параметру аварийности транспортного пути (а2) и, во-вторых, по параметру экологической уязвимости территории, по которой пролегает маршрут (а3). 

Интегральная оценка экологического риска выполняется для одного вида опасного груза. В случае если перевозится одновременно несколько видов ОГ, интегральная оценка риска получается путем суммирования рисков для отдельных веществ. 

Разработанные методики оценки экологического риска являются важным инструментом в управлении экологической безопасностью транспорта и совершенно необходимы для экологического страхования транспортировки опасных грузов или других видов деятельности.  

ПРИЗМА-ПРЕДПРИЯТИЕ – унифицированный   программный комплекс расчета загрязнения атмосферы

Универсальный программный комплекс "Призма-предприятие" на базе унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) "ПРИЗМА" предназначен для автоматизированной поддержки принятия управленческих, технологических и проектных решений по формированию комплексов воздухоохранных мероприятий для предприятия.

 

ПК "Призма-предприятие" обеспечивает выполнение следующих основных функций:

·   создание и ведение единого банка данных инвентаризации по всем промплощадкам предприятия;

·   формирование бланков формы "1-воздух" в соответствии с "Инструкцией по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу", Л,1991;

·   формирование бланков инвентаризации с учетом нестационарности в соответствии с "Инструкцией по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу", СПб,2000;

·   проведение расчетов полей приземных концентраций с представлением результатов расчета в графической форме;

·   нормирование выбросов источников загрязнения атмосферы;

·   расчет и построение объединенной СЗЗ для всех промплощадок предприятия, по всем ЗВ, с выводом результатов на карты-схемы;

·   формирование таблиц тома ПДВ, а также шаблона пояснительной записки на основании данных инвентаризации, результатов расчета полей рассеяния, построения санзоны и результатов нормирования;

·   обеспечение "HELP"-поддержки в любом режиме работы программы.

В состав ПК входит унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) "Призма - предприятие" и три основных модуля - "Норма - предприятие", "Санзона-предприятие", "Том ПДВ - предприятие".

Программа позволяет:

·   создавать и вести единый банк данных инвентаризации по всем промплощадкам предприятия;

·   задавать в одном варианте расчета несколько загрязняющих веществ и/или групп суммаций загрязняющих веществ;

·   задавать для каждого выброса источника свой уникальный коэффициент учета скорости оседания (F) по каждому выбрасываемому ЗВ. При этом нет необходимости создавать группу суммации из одного и того же вещества с различными F для разных выбросов, т.к. в расчете автоматически учитывается эта возможность; коэффициент F вычисляется автоматически в случае ввода сведений по источникам выделения и очистке;

·   задавать в одном варианте расчета несколько участков местности и/или отдельных точек, для которых необходимо произвести расчет концентраций. Для каждой расчетной точки можно распечатать до 8000 вкладов в концентрацию в порядке их убывания;

·   проводить экспресс-расчет (до проведения основного расчета) максимальных концентраций, опасного расстояния и опасной скорости ветра по каждому источнику выбросов и по каждому загрязняющему веществу;

·   проводить расчет полей приземных концентраций с перебором от одной до десяти заданных скоростей ветра или с их перебором в заданном интервале с определенным шагом (до 200 скоростей);

·   проводить расчет полей приземных концентраций с перебором от одного до 360 (для полного круга с шагом один градус) направлений ветра или с автоматическим определением направления ветра, при котором в расчетной точке достигается максимальная концентрация;

·   автоматически использовать в расчетах одно из указанных в справочнике ЗВ значений ПДК по приоритету: максимально-разовая, среднесуточная, ОБУВ;

·   проводить расчет полей приземных концентраций с учетом фоновых концентраций, при этом допускается задание фоновых концентраций не для всех веществ, участвующих в расчете;

·   проводить расчет полей приземных концентраций по группам суммации, когда часть веществ, составляющих группу, находится в выбросах источников, а часть веществ из группы суммации в выбросах отсутствуют, но присутствуют в фоне;

·   обеспечивает работу со следующими типами источников выбросов: точечный с круглым устьем, точечный с прямоугольным устьем, линейный- аэрационный фонарь, линейный - дорога, площадной - пылящий, площадной, как аппроксимация совокупности точечных;

·   выводить результаты расчета на экран монитора и принтер в форме графического и табличного(текстовый или Word формат) представлений в произвольном (удобном) масштабе;

·   сохранять результаты расчетов в файлах в графическом и текстовом виде;

·   гибко работать с графическим представлением расчетного поля концентраций в виде изолиний расчетного прямоугольника, предоставляя широкие возможности в пластичной перерисовке графической картинки:

·   добавление новых изолиний в режиме сканирования, стирание ненужных изолиний;

·   изменение цветовой палитры выводимых слоев значений полей концентраций;

·   прорисовка на картинке изолиний нормативной и расчетных СЗЗ (в случае использования модуля "Санзона-предприятие");

Количество источников выбросов, загрязняющих веществ и/или групп суммаций, расчетных прямоугольников и/или точек, участвующих в расчете, не ограничено!

Программный модуль "Норма-предприятие" позволяет рассчитывать оптимальные нормативы выбросов для каждого источника любого типа (точечного, линейного, площадного), входящего в рассматриваемую группу, создающую в атмосфере поле приземной суммарной концентрации загрязняющего вещества. Эта группа источников может быть сколь угодно большой. Нормативы допустимых выбросов могут быть определены как для отдельных загрязняющих веществ, так и для групп веществ, обладающих эффектом суммации вредного воздействия.

С помощью данной программы можно определить минимальные снижения выбросов, реализация которых обеспечит получения такого поля концентрации ("нормированного", "поля-эталона"), в пределах которого, в любой точке ранее выявленных зон повышенной концентрации (ЗПК) уровень суммарной концентрации загрязняющего вещества в атмосфере не будет превосходить нормативный (задаваемый пользователем) уровень.

Программный модуль "Санзона" предназначен для расчета и автоматического построения реальной санитарно-защитной зоны предприятия, представляющей собой объединение контуров нормативной и расчетных СЗЗ по всем загрязняющим веществам, с выводом результатов расчета на карты-схемы. Можно задать уровень концентрации, который должен быть достигнут на границе реальной СЗЗ, класс предприятия и размер нормативной СЗЗ.

Программа обеспечивает грамотную организацию процесса разработки нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу предприятием, сосредоточив все внимание разработчика на использовании сведений о технологии производства, как отправной точке при установлении ПДВ.

После обработки данных, обеспечивающих оценку воздействия предприятия на воздушный бассейн, и, если необходимо, разработки мероприятий по сокращению выбросов с целью достижения ПДВ имеется возможность ввода данных, отображающих изменения, которые произойдут в результате проведения мероприятий.

 

ИСТОЧНИКИ:

1.      WWW.ECOLINE.RU

2.      WWW.MAPMARKERS.RU

3.      WWW.MD.MOS.RU

4.      WWW.INFARS.RU