Оптимизация природопользования в пределах промышленных узлов и путей минимизации масштабов негативного влияния объектов на состояние атмосферного воздуха - Анализ потенциала загрязнения атмосферы

Увеличение масштабов загрязнения атмосферы требуют быстрых и эффективных способов защиты ее от загрязнения, а также способов предупреждения вредного воздействия загрязнителей воздуха. Атмосфера может содержать определенное количество загрязнителя без проявления вредного воздействия, т. к. происходит естественный процесс ее очистки. Первым шагом в установлении вредного воздействия, связанного с загрязнением воздуха, является разработка критерия качества воздуха, а также стандартов качества.

Стандарты качества определяют уровни качества воздуха и предельно допустимые выбросы (ПДВ), которые необходимо выдерживать для обеспечения безопасности жизни. Контролирующие органы обязаны осуществлять количественный и качественный контроль. Другим подходом к улучшению состояния атмосферы является требование применения передовых технологических процессов, замена вредных материалов безвредными, применение мокрых способов обработки сырья вместо сухих. Один из главных источников загрязнения атмосферы углекислым газом - автомобильный транспорт. Есть несколько видов борьбы с этим видом загрязнений: техническое совершенствование двигателей, топливной аппаратуры, электронных систем подачи топлива; повышение качества топлива, снижение содержания токсичных веществ в выхлопных газах в результате применения дожигателей топлива, каталитических катализаторов; использование альтернативных видов топлива, например, сжатого природного газа.

Кроме того, открыт способ утилизации углекислого газа с помощью новейших технологий. Диоксид углерода извлекают из дымовых газов. Операцию проводят высокоэкономичным методом газоразделения с помощью ионообменных мембран, при этом концентрацию углекислоты доводят до 98-99%. Очищенный диоксид углерода закачивают в хранилища (газгольдеры), откуда он поступает на дальнейшую переработку. Введение новых технологий снизит накопление углекислого газа в атмосфере и поможет не только создать альтернативное сырье для синтеза многих органических соединений, основой для которых сегодня служит нефть, но и решить важные экологические проблемы [9].

Результаты, полученные при выполнении данного исследования, являются основой для создания новой усовершенствованной системы работ по защите атмосферы от загрязнения в периоды НМУ. Кроме того, для достижения реального предотвращения опасных эпизодов, появляется возможность существенного улучшения организации прогнозирования загрязнения воздуха в городе и повышения его эффективности. Это, однако, требует определенных изменений характера деятельности как прогностических подразделений Росгидромета, так и других организаций, участвующих в работе по защите атмосферы от загрязнения в периоды НМУ. Появляются также определенные возможности организации и повышения эффективности работ по регулированию выбросов на предприятиях.

Разработанная система предполагает существенную организацию работы подразделений, занимающихся прогнозированием загрязнения воздуха. Главное здесь заключается в том, что наряду с метеорологической информацией и интегральными характеристиками загрязнения воздуха, для составления прогнозов и предупреждений используются данные об источниках выбросов вредных веществ в атмосферу и расчетных концентрациях примесей в приземном слое воздуха, а также о распределении на территории города всех измеренных концентраций различных примесей [14].

Составляется три вида прогнозов загрязнения воздуха.

    А). Прогноз интегральных показателей загрязнения воздуха по городу в целом совокупностью примесей. Такой прогноз позволяет предусмотреть возникновение наиболее опасных случаев скопления вредных веществ в приземном слое атмосферы по всему городу. Б). Прогноз интегральных показателей загрязнения воздуха заданной примесью.

При таком виде прогноза предупреждаются только те источники выбросов, которые поставляют в атмосферу данную примесь. С этим связано существенное уточнение прогноза и его детализация. Во многих городах, в том числе и в г. Уфе, наибольший интерес представляют схемы прогноза загрязнения воздуха, создаваемого выбросами автотранспорта. Целесообразнее всего проводить разработки с использованием данных о концентрациях в воздухе диоксида азота на стационарных постах города. Это связано с надежностью таких измерений и регулярностью их проведения. Результаты соответствующих разработок для г. Уфы приведены в 4-ой главе.

Возникает вопрос о совместном использовании прогнозов загрязнения воздуха по городу в целом совокупностью измеряемых примесей и заданной примесью. Для практической работы в г. Уфе были сформулированы рекомендации об учете при составлении предупреждений ожидаемых значений интегрального показателя загрязнения воздуха по городу в целом совокупностью примесей - параметра Р и диоксида азота - параметра Р1. Они сводятся к следующему:

    1. При ожидаемом 0,45> Р > 0,3 составляются предупреждения 1-й степени опасности для низких источников (в том числе для автотранспорта), исключая те из них, у которых Um > 5 м/с. 2. Если ожидается 0,45> Р1 > 0,3, а Р < 0,3, то предупреждение 1-й степени опасности составляется только для автотранспорта. 3. при ожидаемом р > 0,45 для низких источников (исключая источники с Um> 5 м/с) составляются предупреждения 2-й степени опасности. 4. Если одновременно ожидается Р> 0,45 и Р1> 0,45, то для автотранспорта на наиболее оживленных трассах составляются предупреждения 3-й степени опасности, для других низких источников - 2-й степени. 5. Для всех низких источников на территории города, в соответствии с [49] предупреждения 3-й степени опасности составляются в том случае, если после передачи предупреждения 2-й степени, улучшения состояния воздушного бассейна не отмечается. 6. Для высоких источников и источников средней высоты ожидаемое значение параметра Р учитывается только как элемент комплексов НМУ. В) Прогноз загрязнения воздуха для групп отдельных источников.

Основой для составления предупреждений различных степеней опасности являются комплексы НМУ. Для предсказания таких комплексов прогнозист постоянно анализирует и прогнозирует с заблаговременностью до суток направление и скорость ветра, термическую стратификацию в пограничном слое атмосферы. Учитывается интегральный показатель загрязнения воздуха по городу в целом. Оперативно анализируя всю поступающую информацию, в том числе о концентрациях вредных веществ в воздухе на территории города, прогнозист устанавливает те предприятия и те источники выбросов, которые могут быть конкретными виновниками создания высоких уровней загрязнения воздуха в той или иной части города.

При составлении прогнозов в распоряжении синоптика должны быть подробные карты городов, на которых нанесены промышленные предприятия, наиболее существенные отдельные источники выбросов, автотрассы с напряженным движением автомашин. Такие карты составлены для г. Уфы и приведены в приложении к данной диссертации.

Работа по составлению предупреждений становится адресной. Предупреждение необходимой степени опасности передается только на те предприятия и для тех источников выбросов, которые определяют увеличение концентраций примесей в воздухе в данной метеорологической ситуации. Таким образом, функции подразделений, занимающихся прогнозом загрязнения воздуха существенно, расширяются. Наряду с метеорологическим прогнозированием они принимают участие в работах по непосредственному обеспечению чистоты воздушного бассейна в периоды НМУ [16].

Условия составления трех степеней предупреждения.

Проблема защиты атмосферы от загрязнения в периоды НМУ связана с решением вопроса составления предупреждений трех степеней опасности и, соответственно, установления режимов работ на предприятиях в указанные периоды. Этот вопрос рассматривался в процессе изложения в предыдущих главах. Ниже сформулированы принятые в данной работе необходимые условия применительно к отдельным источникам выбросов.

Определение количества степеней опасности предупреждений и, соответственно, количества режимов работы предприятий и отдельных источников выбросов в периоды НМУ основывается на положениях руководящих документов: РД-52.04.52-85 и РД-52.04.-306-92 [40, 49], в которых, в частности, указывается, что предупреждения всех трех степеней опасности составляются в тех городах, где максимальные концентрации q > 5 ПДК. Однако, во многих городах, в том числе и в г. Уфе, для некоторых примесей отсутствуют измерения, но имеются поля расчетных концентраций. Эти поля также могут быть основой для определения числа степеней опасности предупреждений, с учетом того, что расчетные концентрации См относятся к нормальным условиям и могут быть в 2-3 раза меньше измеряемых значений qм.

Поэтому можно принять в качестве условия составления предупреждений трех степеней опасности, чтобы расчетная концентрация примеси в жилых кварталах "С" превышала 2 ПДК. Наряду с этим, очевидно, что какой бы уровень загрязнения воздуха ни создавался бы в городе, и как бы ни были неблагоприятны метеорологические условия, нет необходимости работать по всем трем режимам для данного конкретного источника, если его выбросы не определяют больших концентраций.

Со сказанным связаны следующие рекомендации.

    1. Первое условие относится к учету измеренных и расчетных концентраций примесей на всей территории города. Предприятия и отдельные источники выбросов работают:
      - по всем трем режимам в том случае, когда хотя бы по одной из выбрасываемых примесей измеренные максимальные концентрации qм > 5 ПДК (по данным за последние 2 года) или расчетные концентрации С > 2 ПДК; - по двум режимам - при 3 ПДК < qм ? 5 пдк, или пдк ? с ? 2 пдк; - по одному режиму - при qм >3 ПДК, или С > ПДК.
    2. При выполнении условия 1 работы по всем трем режимам проводятся только на тех источниках, которые определяют расчетные концентрации в жилых кварталах С > ПДК, по двум режимам - в случае С > 0,3 ПДК, по одному режиму - в случае С ? 0,3 ПДК. 3. Если низкий источник не оказывает непосредственного влияния на уровень загрязнения воздуха в жилых кварталах, но на территории предприятия определяет См > 10 ПДК, то такой источник работает в периоды НМУ по двум режимам. Это связано с необходимостью защиты здоровья работников предприятия.

Контакты между прогностическими центрами Росгидромета и предприятиями должны существенно усилиться. Специалисты Росгидромета принимают непосредственное участие на подготовительном этапе перехода к новой системе работ. Работникам предприятий, занимающихся вопросами охраны природы, оказывается помощь в составлении карты-схемы предприятия. Такая карта-схема составляется в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 3.4 3-й главы. Сначала исследуются все источники выбросов на территории предприятия. Для каждого источника устанавливается комплекс НМУ и определяется соответствующая группа. Существенным является определение для источников х1 и х2 расстояний, на которых расчетная концентрация "C", создаваемая данным источником достигает соответственно ПДК и 0,3 ПДК. Такие оценки делаются для источников, у которых точка хм, где имеет место расчетная максимальная концентрация примеси См, располагается на территории предприятия, а См по крайней мере превышает 0,3 ПДК.

Непосредственное взаимодействие прогностического центра с предприятиями продолжается и после выполнения указанной подготовительной работы. На каждое предприятие передается только тот вид предупреждения, который необходим для регулирования выбросов. При необходимости в каждом отдельном случае оказывается помощь работникам предприятия в установлении источников, которые должны сокращать выбросы по первому, второму или третьему режимам работы в периоды НМУ. Постоянные контакты поддерживаются с наиболее крупными предприятиями, имеющими на своей территории большое количество источников выбросов вредных веществ в атмосферу.

Для составления прогнозов загрязнения воздуха и предупреждений о возможном возникновении опасных условий в распоряжении прогнозистов, наряду с подробной картой расположения источников выбросов на территории города, имеются составленные карты - схемы каждого предприятия.

Такой подход позволяет обеспечить эффективное адресное обслуживание предприятий, оптимальное выполнение работ по регулированию выбросов, достижение реального предотвращения опасного увеличения уровня загрязнения воздуха в периоды НМУ.

Вопросы участия различных ведомств в работах по защите атмосферы от загрязнения в периоды НМУ в целом решены. Они изложены в действующем руководящем документе РД 52.04.52-85 [18] и освещаются в составляемых ГГО ежегодных информационных бюллетенях [18].

К обязанностям подразделений Росгидромета относится следующее.

1. Составление прогнозов и предупреждений загрязнения воздуха для всей территории, обслуживаемой данным прогностическим подразделением.

Прогнозы для отдельных источников и по городу в целом составляются 2 раза в сутки: утром (в 8 - 9 ч) - на текущий день, во второй половине дня (13 - 15 ч) - на следующий день, а также уточненный прогноз на вечер.

Предупреждения одной из трех степеней опасности составляется, как правило, вместе с прогнозом, если ожидается высокий уровень загрязнения воздуха. Вместе с тем, оно может составляться в любое время суток в случае возникновения угрозы. Организуется передача предупреждений потребителям.

    2. Участие вместе с Комитетом по охране природы в работе по согласованию планов мероприятий по регулированию выбросов. 3. Анализ эффективности предупреждений.

Анализ проводится с использованием данных о концентрациях примесей и об интегральных показателях загрязнения в городе в периоды действия предупреждений, а также поступающих от комитетов по охране природы сведений о реальном выполнении мероприятий при НМУ. Устанавливаются случаи реального предотвращения роста загрязнения воздуха в периоды НМУ, а также случаи, когда вследствие недостаточности выполнения мероприятий в такие периоды имели место высокие концентрации примесей.

Промышленные, энергетические, транспортные предприятия разрабатывают мероприятия по временному сокращению выбросов в периоды действия предупреждений и практически осуществляют их в указанные периоды. Службы охраны природы на предприятиях (при их отсутствии - работники предприятий, отвечающие за охрану природы) контролируют проведение указанных работ. С участием специалистов Комитетов по охране природы и подразделений Росгидромета они оценивают эффективность разработанных мероприятий и при необходимости принимают решение о разработке дополнительных мероприятий.

Комитеты по охране природы контролируют разработку и выполнение мероприятий по регулированию выбросов на предприятиях и вместе со специалистами УГМС определяют эффективность этих мероприятий.

В каждом городе, с учетом местных условий и возможностей, разрабатывается план мероприятий по временному сокращению выбросов автотранспорта соответствующий предупреждениям трех степеней опасности. С этой целью в указанные периоды работники ГИБДД проводят в автохозяйствах дополнительные проверки состояния и работы двигателей автомашин, устанавливают специальные контрольные пункты на трассах с наиболее напряженным движением, которые снимают с рейсов машины с неисправными двигателями, с целью предотвращения заторов проводится рассредоточение движения автомашин. Наряду с этим, обеспечивается отмена рейсов, не являющихся абсолютно необходимыми, ограничивается движение личного автотранспорта и др.

Санэпидемнадзор разрабатывает рекомендации для населения по предотвращению заболеваний в опасные периоды, занимается вопросами защиты здоровья работников предприятий в периоды НМУ.

Для достижения наибольшей эффективности прогноза загрязнения воздуха общее руководство работами по защите атмосферы от загрязнения в периоды НМУ осуществляется администрацией города. Принимается специальное решение руководства города или субъекта Федерации по данному вопросу. В решении указываются обязанности ведомств и организаций в работе по защите атмосферы от загрязнения в периоды НМУ, приводится список предприятий, которые должны выполнять мероприятия по регулированию выбросов.

В то же время с учетом результатов выполненной работы могут быть сформулированы новые положения. Ниже рассматриваются некоторые из них.

    1. Для решения проблемы защиты атмосферы от загрязнения в периоды НМУ необходим охват всех предприятий, загрязняющих воздушный бассейн. В этой связи повышается роль администраций городов и регионов, с участием которых может быть решен этот вопрос. Для охвата всех городов с неблагоприятным состоянием воздушного бассейна необходимо решение администрации субъектов Федерации. 2. В диссертации указан огромный, часто решающий вклад автотранспорта в создание уровня загрязнения воздуха в городе. В этой связи существенно повышается роль ГИБДД в решении проблемы чистоты воздушного бассейна в периоды НМУ. Должна проводиться специальная работа по выявлению и реализации всех возможностей предотвращения опасного увеличения концентраций примесей в воздухе за счет выбросов автомашин в периоды НМУ. Особое внимание уделяется индивидуальному автотранспорту, количество которого неуклонно растет. Следует решать вопрос о возможном ограничении движения данного вида автотранспорта, вплоть до запрета. 3. В связи с установлением количества режимов работ для каждого производства и каждого источника выбросов в пределах предприятия пересматриваются мероприятия по регулированию выбросов на предприятиях. В первую очередь это касается тех источников выбросов, которые должны работать в периоды НМУ по двум и по трем режимам.

В результате усовершенствования системы прогноза и предотвращения высоких уровней загрязнения воздуха в периоды НМУ и внедрения полученных результатов достигается следующее:

    - адресное составление прогнозов; - существенное сокращение времени работы в периоды НМУ отдельных производств и отдельных источников выбросов при сохранении и даже увеличении общего количества предупреждений и повышении общей эффективности работ; - целенаправленное проведение работ по регулированию выбросов с выполнением наиболее серьезных мероприятий на тех источниках выбросов вредных веществ в атмосферу, которые в данной конкретной метеорологической ситуации вносят наибольший вклад в создание уровня загрязнения воздуха; - реальное предотвращение опасного увеличения концентраций вредных веществ в воздухе в периоды НМУ и общее улучшение за счет этого состояния воздушного бассейна в городах при минимальных усилиях и затратах [18].

Похожие статьи




Оптимизация природопользования в пределах промышленных узлов и путей минимизации масштабов негативного влияния объектов на состояние атмосферного воздуха - Анализ потенциала загрязнения атмосферы

Предыдущая | Следующая