6.4.1. Идентификация вредных воздействий

Идентификация вредных воздействий предусматривает выявление номенклатуры опасных потоков и расчет параметров их воздействия на работающих, население и природу.

Определение вредных воздействий

Идентификация опасностей в зонах пребывания людей — многофакторная задача. Рассмотрим  упрощенные подходы к ее реализации.

Идентификация выбросов в атмосферный воздух

Выбросы технологических процессов и технических систем при их работе в штатных режимах состоят:

— из веществ, поступающих в рабочее помещение;

— утечек рабочих сред из технических систем при нарушении их герметичности как в рабочую зону цехов, так и на промышленные площадки.

Масса выбросов М, возникающих при проведении технологических процессов, обычно рассчитывается по формуле

М = тудПk (1 – η),

где туд удельное выделение загрязняющего вещества на единицу П характерного показателя производственного процесса (при расчете выбросов из плавильных агрегатов принимают, что П производительность плавильного агрегата, т/ч; при расчете выбросов при электродуговой сварке принимают, что П расход электродов, кг/ч; при расчете выбросов при резке металлов определяют П как произведение длины реза на толщину разрезаемого металла, м2/ч; при окраске П — расход лакокрасочных материалов, кг/ч); k поправочный коэффициент для учета особенностей технологического процесса; η эффективность средств очистки выбросов, доли единицы (при их отсутствии η = 0).

Подробнее см. пп. 8.4.1 учебника

При эксплуатации систем с повышенным давлением возможны утечки газов, паров и жидкостей через уплотнения разъемных соединений, трубопроводов, затворы трубопроводной арматуры (клапаны, вентили и др.).

Утечки газов Qг (см3/мин) через затворы определяются по формуле

Qг = k · n · Dy0,5  (10 pl + 2),

где коэффициент, зависящий от класса герметичности (k = 1÷10); пкоэффициент, зависящий от вида арматуры (для вентилей п = 75·10 –4; для затворов n = 2,6·1–3); plдавление среды в трубопроводе, МПа; Dy диаметр условного прохода, мм.

Объемы утечек газов значительно превышают утечки жидкостей Qж, обычно Qг/Qж ≈ 0÷103.

Системы вентиляции рабочих помещений обычно выводят из помещения цеха 97% вредных веществ.

Системы промышленной вентиляции

Фото: http://kondybreez.ru/montazh_ventilyacii

При сжигании топлива (уголь, мазут, природный газ) в котлах ТЭС образуется нетоксичные диоксид углерода (углекислый газ) и водяной пар. Кроме них в атмосферу выбрасываются оксид углерода, оксиды серы и азота, летучая зола. 

Выбросы  (т/ч) ТЭС мощностью 1000 МВТ

Вблизи ТЭС, выбрасывающих такое количество загрязнителей, образуются зоны с повышенными (по сравнению с допустимыми) концентрациями вредных веществ протяженностью до 5 км и более.

Автомобильный транспорт при сжигании бензина или дизельного топлива выбрасывает отработавшие газы. Их состав ДВС зависит от режима работы двигателя.

Выбросы отработавших газов автомобильного транспорта

Фото: http://newseek.org/articles/888098

Отработавшие газы ДВС в городах являются основными загрязнителями атмосферного воздуха. По данным обследований, концентрации оксида углерода СО (мг/м3) в воздухе автомагистралей (на краю проезжей части) можно найти по формуле

CCO = 1,53N–0,368,

где N — интенсивность движения автомобилей, авт/ч.

Концентрации оксида углерода и других токсичных компонентов отработавших газов автомобильных двигателей достигают наибольших значений на перекрестках. В этом случае

CCO(пер) = CCO(1 + N2/N1),

где СCO (пер) концентрация СО на перекрестке; СCO— то же на главной магистрали с интенсивностью движения N1; N2  интенсивность движения на второстепенной магистрали.

Для устранения негативного влияния выбросов на приземной слой атмосферы в селитебной зоне устанавливают предельно допустимый выброс в атмосферу. 

Предельно допустимый выброс определяется по методике ОНД-86 для каждого вещества отдельно.

Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем в случаях Cф < ПДК определяется по формуле

Существенно повлиять на величину ПДВ при проектировании источника может высота трубы, которая определяется по формуле

где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (определяет условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе); М— масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с (М = ПДВ при концентрациях, равных ПДК); F— безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц загрязняющих веществ в атмосферном воздухе; η — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае равнинной местности равен 1; m, n— безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н— высота источника выброса над уровнем земли, м; Vl— расход выбрасываемой газовоздушной смеси, м3/с, определяемый по формуле

(D — диаметр устья источника выброса, м; w0 — средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с); ΔT— разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, °C.

 Расчет коэффициентов и их значения для различных районов России  см. пп. 8.4.1 учебника

Если значение ПДВ по причинам объективного характера в настоящее время не может быть достигнуто, то вводится поэтапное снижение выбросов загрязняющих веществ от действующих предприятий до значений, обеспечивающих непревышение ПДК. На каждом этапе устанавливают временно согласованный выброс (ВСВ).

Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного точечного источника

Для определения загрязнения атмосферного воздуха выбросами от точечного источника рассчитываются следующие характерные величины:

— максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ; опасная скорость ветра, при которой достигается максимальная приземная концентрация;

— расстояние от источника выброса, на котором достигается максимальная приземная концентрация;

— приземная концентрация загрязняющих веществ по оси факела выброса на различных расстояниях от источника.

Расчет проводится по методике ОНД—86.

Величина максимальной приземной концентрации загрязняющего вещества См (мг/м3) при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем определяется по формуле

Значение опасной скорости uм (м/с), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации загрязняющих веществ См, определяется по формулам

 Расчеты остальных необходимых показателей для оценки загрязнения выбросами  см. пп. 8.4.1 учебника

Распределение концентрации примеси в приземном слое атмосферы по оси факела выброса на разных расстояниях от источника показано на рисунке.

Распределение концентрации вредных веществ в атмосфере у земной поверхности от организованного высокого источника выбросов

А — зона неорганизованного загрязнения; Б — зона переброса факела;
В — зона задымлении; Г — зона постепенного снижения уровня загрязнения

Вблизи источника концентрация примеси мала (зона А — зона неорганизованного загрязнения). Она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы.

В связи с этим можно говорить о наличии трех зон неодинакового загрязнения атмосферы: зоны переброса факела (Б), зоны задымления (В), т.е. зоны максимального содержания загрязняющих веществ и зоны постепенного снижения уровня загрязнения (Г). Зону задымления можно выделить как участок, на котором С > 0,5 Cм. Совпадение зоны задымления с местами расположения объектов, требующих повышенной чистоты воздуха, недопустимо.

Если из источника выбрасывается несколько различных загрязняющих веществ, то за высоту выброса принимается наибольшее из значений Н, которые определены для каждого вещества в отдельности и для групп веществ с суммирующимся вредным действием.

Описание состояния загрязненности приземного слоя атмосферы обычно представляют полями изолинии содержания вещества в долях от ПД.

Изолинии поля загрязнения приземного слоя атмосферы от источника выброса 1

Для расчета полей загрязнения атмосферного воздуха используют различные программы, основанные на использовании ОНД–86 и ОНД—90.

Идентификация энергетических воздействий

При идентификации энергетических воздействий следует исходить из условия, что наибольшая интенсивность потока энергии всегда существует непосредственно около источника. Интенсивность потока энергии в среде обитания уменьшается обратно пропорционально площади, на которую распределяется энергия, т.е. величине r2, где r расстояние от источника излучения до рассматриваемой (расчетной) точки в среде обитания. Если источник, излучающий энергию, находится на земной поверхности, то излучение идет в полусферическое пространство (S = 2 πr2), если же источник, излучающий энергию, находится над земной поверхностью или под ней, то излучение идет в сферическое пространство (S = 4 πr2).

Интенсивность звука I (Вт/м2) в расчетной точке окружающей среды при излучении шума источником со звуковой мощностью Р (Вт) рассчитывают по формуле

I = РФ/S k,

где Ф — фактор направленности излучения шума; S— площадь, на которую распределяется звуковая энергия, м2; kкоэффициент, учитывающий уменьшение интенсивности звука на пути его распространения за счет затухания в воздухе и на различных препятствиях (k = 1 при отсутствии препятствий и при расстояниях до 50 м).

Значительные уровни звука и зоны воздействия шума возникают при эксплуатации различных средств транспорта.

Шумовая характеристика железнодорожного транспорта оценивается величиной уровня звука Iэкв (дБ), определяемой по формуле

Iэкв = 63 + 25 lg Vr/V0,

где Vrскорость состава, м/с; V0 = 1 м/с.

Электромагнитное поле несет энергию, определяемую плотностью потока энергии I (Вт/м2). При излучении сферических электромагнитных волн плотность потока энергии в зависимости от расстояния от источника определяется по формуле

I = P/4πr2,

где P— мощность, подводимая к источнику, Вт; r— расстояние от источника электромагнитного поля до расчетной точки, м.

Для электрифицированных железных дорог при напряжении 10—20 кВ защитная зона составляет соответственно 10 и 20 м.  

Для источников радиочастот СВЧ (f = 3·10÷ 3·1011 Гц) защитная зона составляет 300 м.

Последнее изменение: вторник, 30 Август 2016, 16:55