Экологическое обоснование проектируемого промышленного объекта

1. Анализ и оценка влияния выбросов загрязняющих веществ предприятия на состояние окружающей среды

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на территории нашей республики являются промышленные предприятия, автотранспорт и объекты энергетики.

В составе выбросов преобладают оксиды углерода, диоксиды серы углеводороды, оксиды азота, взвешенные частицы пыли.

Следует отметить, что преобладающее количество оксидов углерода (91,9 %) и оксидов азота (70,8 %) в атмосфере от автотранспорта. Кроме того, от автотранспорта в атмосферу поступают свинец и бензопирен, являющиеся чрезвычайно токсичными для живых организмов.

Кроме собственных источников загрязнения окружающей среды территория республики загрязняется вредными примесями, выбрасываемыми в атмосферный воздух в соседних странах.

Важную роль оказывают осадки в процессе переноса загрязняющих веществ на большие расстояния и загрязнении окружающей среды.

Уровень загрязнения атмосферы определяется концентрацией примесей в приземном слое воздуха (1,5 - 2,0 м от поверхности земли) и зависит от технологических и метеорологических факторов.

К технологическим факторам относятся расход газовоздушной смеси, ее температура, концентрация примесей в выбросах, высота источников, сеченье устья трубы и др.

К метеорологическим факторам, определяющим величину приземной концентрации примесей, можно отнести расположение источника выброса, направление господствующих ветров, их скорость, температуру и влажность атмосферного воздуха, наличие инверсии, туманов, осадков и др.

Расположение источников загрязнения определяется географическим местоположением в зависимости от широты и долготы местности, а также локальным в зависимости от рельефа местности (долина, холм и др.) и высоты над уровнем моря.

Направление и скорость ветра в приземном слое атмосферы формируется вращением Земли , рельефом местности, атмосферным давлением и температурным градиентом. Вследствие этого для северного полушария Земли наиболее характерны юго-западные и северовосточные ветры, а для южного - северо-западные и юго-восточные.

Скорость ветра возрастает с увеличением перепада атмосферного давления. Ветер стремится заполнить разреженные зоны за счет зон повышенного давления, или антициклонов. При этом в зонах разрежения возникают восходящие, а в антициклонах - нисходящие потоки воздуха. Наиболее высокие скорости ветра наблюдаются зимой, так как этот период характеризуется высокими горизонтальными и вертикальными температурными градиентами и градиентом давления. Профиль скорости ветра изменяется в течение суток.

Атмосфера является термодинамической системой, в которой вертикальное перемещение масс воздуха при определенных условиях может рассматриваться как адиабатический процесс, т. е. как процесс, протекающий без притока или отдачи тепла. При этом воздух, поднимающийся вверх, будет охлаждаться, а опускающийся - нагреваться. Это происходит потому, что при подъеме воздуха вверх его объем будет возрастать вследствие уменьшения давления атмосферы, а температура снижаться.

Если температура окружающего воздуха понижается с высотой так, что его вертикальный градиент больше адиабатического (что наблюдается в случае сильного нагрева поверхности земли), то движущийся снизу объем воздуха получает ускорение. Нагретые конвекционные струи поднимаются вверх, а взамен их вниз опускаются холодные потоки воздуха. Такие условия называются неустойчивыми конвекционными.

Если вертикальный температурный градиент воздуха близок к нулю или становится отрицательным (т. е. температура с высотой возрастает), то вертикально поднимающийся объем воздуха оказывается холоднее окружающих масс и его движение затухает. Такие условия называются устойчивыми инверсионными.

Инверсии температуры могут начинаться от поверхности земли (приземная инверсия) или с некоторой высоты (приподнятая инверсия). И в одном и в другом случае они препятствуют перемешиванию воздуха и способствуют накоплению в приземном слое примесей, включая и продукты конденсации влаги в воздухе, образующие туманы, дымку, низкие облака. Таким образом, опасный уровень загрязнения воздуха при инверсии часто сопровождается туманом или дымкой.

Для количественного выражения состояния устойчивости атмосферы используют соотношение вертикального температурного градиента и скорости ветра, так называемый критерий стратификации атмосферы А. Этот критерий используется при всех расчетах рассеяния примесей в атмосфере.

Штили и облачность, особенно низкая, сопровождающиеся плотными туманами, часто являются причиной длительных приземных инверсий, которые могут сохраняться в течение многих дней. В связи с этим даже при общем небольшом уровне загрязнения воздуха в городе может возникнуть опасная ситуация. В крупных городах концентрации вредных

Смог (токсический туман) - это опасное атмосферное явление, возникающее при неблагоприятных метеорологических условиях и характеризующееся высокими концентрациями вредных веществ в приземном слое воздуха и низкой видимостью атмосферы. Существует три типа смогов - восстановительный, или смог лондонского типа; окислительный, или фотохимический; смог ледяного типа.

Восстановительный смог - это атмосферное явление, характерное для крупных промышленных центров и представляющее собой смесь дыма, сажи и диоксидов серы и азота на фоне неблагоприятных метеорологических условий. Обычно этот смог достигает максимального уровня рано утром при температуре около О °С и высокой влажности.

Фотохимический смог - характерен для южных промышленных и крупных административных городов с высокой интенсивностью ультрафиолетовой радиации Солнца. При этом типе смога оксиды азота и углеводороды, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта, под влиянием солнечной радиации образуют оксиданты, в состав которых входят озон, формальдегид, акролеин, органические озониды, органические кислоты, пероксиды (диацетилпероксид, диметилпероксид, пероксиацетилнитрат), большинство из которых более токсично по сравнению с исходными веществами. Фотохимический смог достигает максимального уровня около полудня при температурах 24 - 32 °С и низкой влажности и дополняется нисходящей инверсией. Он вызывает раздражение глаз, нарушает процессы вегетации растений, окисляет резину и обусловливает быстрое ее старение и разрушение, а также имеет неприятный запах. Кроме этого снижается прозрачность атмосферы, что связано с образованием аэрозолей, одной из составляющих которых является триоксид серы - продукт окисления соответствующего диоксида.

Ледяной смог - опасное атмосферное явление, возникающее в северных широтах при неблагоприятных метеорологических условиях под воздействием мелкодисперсной пыли, оксидов серы и азота, высокой влажности и низкой температуры. В данном случае эффект воздействия на органы дыхания человека аэрозолей кислот усиливается механическим действием мелких кристалликов льда.