Природоохранная деятельность на промышленных предприятиях
1. Система государственных стандартов в области охраны биосферы и рационального использования природных ресурсов
Стандартизация занимает особое место в комплексе мер по обеспечению экологической безопасности биосферы. Применительно к этой системе стандартизация – это разработка и внедрение в практику научно обоснованных, обязательных для выполнения технических требований и норм, регламентирующих человеческую деятельность по отношению к окружающей среде. Стандарты качества окружающей среды устанавливают государственные органы.
Требования по охране окружающей среды регламентируются в трех видах стандартов: общетехнических, стандартах на группу однородной продукции и в стандартах на конкретные виды продукции.
Стандарты подразделяются на: государственные стандарты, отраслевые стандарты и стандарты предприятий.
Обозначения государственных стандартов состоят из номера системы по классификатору, шифра комплекса, шифра группы, порядкового номера стандарта и года его регистрации. Первый разработанный стандарт ГОСТ 17.0.0.01–76 «Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Основные положения» был введен 01.01.1977 г. и установил систему стандартов, направленных на охрану природы.
Отраслевые стандарты, например, в строительстве нефтегазовых объектов распространяются на инженерные изыскания, проектирование и строительство наземных и подземных магистральных и промысловых трубопроводов, дорог и других объектов обустройства газовых и нефтяных месторождений. Основным документом являются Ведомственные строительные нормы «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Охрана окружающей среды». В отрасли разработаны также методические рекомендации по экологической паспортизации объектов, строительных организаций и предприятий; типовые природоохранные разделы проектов организации строительства и проектов производства работ – аналогов стандартов предприятий.
Преемственность в работе по стандартизации охраны окружающей среды сохранена в РФ после ликвидации СССР. Работы по стандартизации продолжаются, растет число межгосударственных стандартов СНГ. В настоящее время действуют более 110 государственных стандартов в этой области. В соответствии с Законом РФ «О стандартизации» ежегодно составляется программа по разработке новых и пересмотру действующих стандартов. Поэтому число федеральных стандартов, соответствующих стандартам международных организаций ИСО и МЭК, планомерно увеличивается и сегодня составляет около 80%. В приложении приведены избранные государственные и отраслевые стандарты, связанные с природоохранной деятельностью в промышленной сфере.
2. Экологический паспорт промышленного предприятия
ЭП предприятия является документом, в котором должны быть отражены следующие сведения:
- применяемые предприятием технологии;
- количественные и качественные характеристики используемых материальных и энергетических ресурсов;
- показатели выпускаемой продукции;
- количественные и качественные характеристики газовых выбросов, жидких сбросов и твердых отходов;
- результаты сравнения технологий предприятия с лучшими отечественными и зарубежными аналогами.
Информация, содержащаяся в ЭП, предназначена для решения следующих природоохранных задач:
- оценка влияния технологий и выпускаемой продукции на биосферу, здоровье человека и определение размера платы за природопользование, *а загрязнение среды;
- установление предприятию предельно допустимых норм выбросов загрязняющих веществ в биосферу;
- планирование предприятием природоохранных мероприятий и оценка их эффективности;
- экспертиза проектов реконструкции предприятия;
- контроль соблюдения предприятием законодательства в области охраны природной среды;
- повышение эффективности использования сырьевых, материальных и энергетических ресурсов и вторичная переработка отходов.
ЭП составляется службами предприятия и утверждается его руководством. Паспорт для проектируемых, реконструируемых и расширяющихся предприятий заполняется на стадии разработки соответствующего проекта.
ЭП составляется на основе согласованных и утвержденных основных показателей производства, разрешения на природопользование, паспортов газо- и водоочистного оборудования, данных государственной статистической отчетности, инвентаризации источников загрязнения, проектов и других нормативно-технических документов.
При составлении ЭП необходимо придерживаться следующей его структуры:
1. Общие сведения о предприятии.
2. Краткая природно-климатическая характеристика района расположе- ния предприятия.
3. Цеха и производственные объекты.
4. Использование земельных ресурсов.
5. Расход сырья и вспомогательных материальных ресурсов по видам продукции.
6. Расход энергоресурсов по видам продукции.
7. Характеристика выбросов в атмосферу.
8. Характеристика водопотребления, водоотведения и очистки сточных вод на предприятии.
9. Характеристика отходов, образующихся на предприятии.
10. Характеристика полигонов и накопителей, предназначенных для захоронения отходов.
11. Рекультивация нарушенных земель и снятие нарушенного слоя почв.
12. Транспорт предприятия.
13. Плата за выбросы, сбросы, размещение отходов загрязняющих веществ в окружающую среду.
3. Нормирование загрязняющих веществ в биосфере
Для предотвращения отрицательных последствий воздействия загрязняющих веществ на атмосферу, литосферу и гидросферу необходимо знать их предельные уровни, при которых обеспечивается нормальная жизнедеятельность. Информация, характеризующая состояние природной среды, оценивается с помощью специально разработанных критериев или нормативов. Основной величиной экологического нормирования качества природной среды является предельно допустимая концентрация вредного вещества или веществ в биосфере – воздухе, воде и почве. В общем случае ПДК – это такое содержание ВВ в окружающей среде, которое при постоянном контакте или воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. ПДК должны устанавливаться на основе различных токсикометрических оценок, с раздельным нормированием уровней загрязнения, например, воздуха, в рабочих зонах и в населенных пунктах. На рис. 2. приведена классификация ПДК.
Фактическое загрязнение атмосферы воздуха городов и населенных пунктов оценивается по 5-балльной школе:
I – допустимое загрязнение', II – умеренное; 111 – слабое; IV – сильное; V – очень сильное.
Загрязнение I степени является безопасным для здоровья населения. При загрязнении II–V степеней вероятность возникновения неблагоприятных эффектов возрастает с увеличением степени загрязнения. В нормативах Минздрава России приводятся сведения о классе опасностей вещества совместно с ПДК. В приложении приведены значения ПДКс.с и ПДКрз наиболее часто встречающихся в промышленности вредных веществ.
При погрузочно-разгрузочных работах наиболее опасны кремнесодер-жащие пыли. ПДК таких пылей устанавливается в зависимости от процентного содержания в них кремнезема. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны приведены в ГОСТ 17.2.4.02–84.
Содержание ВВ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных ПДК. ПДК ВВ в воздухе рабочей зоны – это концентрации, которые при ежедневной работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений здоровья человека, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или неблагоприятных последствий у его потомства.
При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких ВВ с концентрациями C1
f
С2т
Сп
, обладающих однонаправленным действием, должно выполняться условие:
Если в воздухе содержатся ВВ, не обладающие однонаправленным действием, концентрация каждого из них не должна превышать ПДК. К ВВ однонаправленного действия, как правило, следует относить вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека. ПДК ВВ устанавливают в зависимости от степени воздействия на организм человека.
На рис. 3. представлена схема нормирования примесей ВВ в воздухе с учетом их переноса и рассеивания в атмосфере, а также токсилогиче-ских принципов. Учитывая, что экологическая ниша человека неизменна, где бы он ни находился, условием экологической безопасности для него будет выполнение условия СВ
в * ПДК, где СВ
в – концентрация вредного вещества мг/м3
.
В приземном слое атмосферы населенных пунктов установлены ПДК ВВ, значения которых приведены в «Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий СН 3917–85».
Если в атмосферном воздухе одновременно содержится несколько вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, то должно выполняться условие. Выбросы в атмосферу воздуха, содержащего вредные вещества, предусматривают и обосновывают в расчетах так, чтобы концентрации их в приземном слое не превышали предельно допустимых. Содержание пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу системами вентиляции, объем которого более 15 тыс. м3
/ч, не должно превышать Ci– 100К, при объеме L выбрасываемого воздуха 15 тыс. м3
/ч и менее С2
– K.
Коэффициент К принимается в зависимости от ПДК пыли в воздухе:
| ПДК, мг/м3
… |
2 и менее | от 2 до 4 | от 4 до 6 | 6 и более |
| К… | 0,3 | 0,6 | 0,8 | 1 |
Выбросы воздуха, удаляемого системами местных отсосов, с концентрациями пыли, не превышающими Ci и С2
, допускается закладывать в проект, не предусматривая средств для очистки. Правила установления предельно допустимых выбросов вредных веществ предприятиями приведены в ГОСТ 17.2.3.02–78.
Предельно допустимый выброс пыли или других ВВ в атмосферу устанавливают для каждого источника. При этом должно быть соблюдено условие, что выбросы ВВ от данного источника, а при наличии других источников – от их совокупности – не создадут приземную концентрацию С, превышающую предельно допустимую ПДК, то есть:
Если это условие по объективным причинам в настоящее время не может быть выполнено, вводят поэтапное снижение выбросов ВВ. На каждом этапе выброс ВВ согласовывается с местным органом Государственной инспекции по контролю за работой газоочистных и пылеулавливающих установок и другими организациями учреждениями.
Поэтому наряду с ПДК существуют временно допустимые концентрации, иначе называемые ориентировочными безопасными уровнями воздействия.
ПДК в основном устанавливаются на основании экспериментов. Для ускоренного определения ПДК новых веществ используют расчетные методы. В настоящее время принято, что установленные расчетным путем нормативы должны рассматриваться в качестве ВДК.
Для максимального снижения выбросов вредных веществ должны быть использованы наиболее совершенная технология и методы очистки. Рассеивание вредных выбросов в атмосфере при увеличении высоты их выброса может быть применено только после реализации всех современных технических средств, снижающих абсолютное количество выбросов и сокращающих концентрацию вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Для неорганизованных выбросов и групп мелких одиночных источников, например, вентиляционных, устанавливают суммарный предельный выброс.
При установлении ПДВ для источника загрязнения атмосферы учитывают фоновые концентрации ВВ в воздухе Сф
, определяемые расчетом и экспериментально. Под фоновой концентрацией для отдельного источника загрязнения атмосферы понимают ее загрязнение, связанное с другими источниками, исключая рассматриваемый. В этом случае в соотношении вместо С принимают С + Сф
.
При неблагоприятных метеорологических условиях в кратковременные периоды загрязнения атмосферы, опасного для здоровья населения, необходимо снизить выбросы ВВ, вплоть до полного прекращения работ, вызывающих загрязнение. Работу по установлению ПДВ проводит головная организация, которая рассматривает планы мероприятий, направленных на снижение загрязнения атмосферы, делает окончательные расчеты загрязнения атмосферы от всех объектов, устанавливает предельные выбросы вредного вещества для каждого предприятия и разрабатывает комплексный план мероприятий снижения загрязнения атмосферы. Эффективность поэтапного уменьшения выбросов ВВ оценивают по степени фактического снижения загрязнения атмосферы, опре
Кроме этого, для обеспечения экологической безопасности населения, проживающего вблизи экологически опасных предприятий, создаются санитарно-защитные зоны, отделяющие жилые кварталы от предприятий.
Каждое предприятие, имеющее источники загрязнения среды, должно иметь СЗЗ, размеры которой с 1996 г. регламентируются СанПиН 2,2.1/2.1.1.567–96. С этой целью все предприятия сгруппированы по отраслям в зависимости от выделяемых загрязнений. Имеется несколько таких групп, в каждой из которой выделяется пять классов предприятий по степени их экологической опасности. В зависимости от класса устанавливается нормативный размер СЗЗ, который зависит от мощности, условий осуществления технологического процесса, характера и количества выделяемых в окружающую среду ВВ и других факторов в соответствии с санитарной классификацией предприятий. В зависимости от класса предприятия размеры СЗЗ составляют: I класса – 2000 м; I! класса – 1000 м; ill класса -500 м; IV класса – 300 м; V класса – 100 м. Например, к I классу относятся предприятия химического комплекса, имеющие аммиак, ангидрид сернистый, двуокись азота, кислоту синильную, метилакрилат, нитрил акриловой кислоты, сероуглерод, триметиламин, фосген, хлор, кислоту азотную, удобрения азотные и др. В целлюлозно-бумажном комплексе цехи варки целлюлозы также относятся к I классу, а производящие бумагу и картон из привозных полуфабрикатов – к IV. К V классу относят производства полиграфических красок, неорганических реактивов, а также производства пластмасс и синтетических смол.
Расчетный размер СЗЗ, согласно приложению 2 СанПиН, может быть определен по формуле:
где C1
f
С2
> Ск
– расчетная приземная концентрация загрязняющих веществ характеризуемого производства; ПДК^ ПДК2
, ПДКК
– ПДК данных веществ;
- показатель фоновых концентраций; N1
t
N2
f
NH
– переводные
коэффициенты, зависящие от класса опасности вещества; R– число румбов для расчета показателя; / – номер румба; п – количество расчетных точек; – одно из расчетных направлений от источника загрязнения.
Таким образом, мероприятия по защите атмосферного воздуха должны рассматриваться на предприятиях как составная часть общего плана по охране окружающей среды и включать две стадии: определение необходимости осуществления мероприятий по сокращению выбросов и снижению уровня загрязнения воздуха, а затем определение конкретного содержания мероприятий, обеспечивающих требования государственных стандартов.
Мероприятия, направленные на снижение уровня загрязнения воздуха, нужно осуществлять, если в результате расчетов выполняются условия:
для атмосферного воздуха населенных пунктов
для воздуха промышленных площадок
После определения необходимости осуществления мероприятий по снижению уровня загрязнения воздуха должно быть разработано их конкретное содержание. Разработка мероприятий начинается с определения требуемой степени очистки выбросов г по каждому источнику:
где М – фактическое количество вредного вещества, выбрасываемого из источника.
В нашей стране разработан нормативный документ, который устанавливает методику расчета концентраций в атмосферном воздухе ВВ, содержащихся в выбросах предприятий. Нормы должны соблюдаться при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу от реконструируемых и действующих предприятий. Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.
Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См
при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии хм
от источника и определяется по формуле:
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М – масса ВВ, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F– безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания ВВ в атмосферном воздухе; тип – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н – высота источника выброса над уровнем земли; г) – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не превышающим 50 м на 1 км, г = 1; ДГ – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг
и температурой окружающего атмосферного воздуха Тг
; Zf
– расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле:
где D– диаметр устья источника выброса; щ – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.
Минимальная высота одиночного источника выброса Н, определяется по формуле:
Значение ПДВ для одиночного источника с круглым устьем в случаях Сф
< ПДК определяется по формуле:
Вышеизложенный норматив называется предельно допускаемым вы-бросом – ПДВ, или предельно допускаемым сбросом – ПДС. ПДВ рассчитывают по методам, разработанным Госкомгидрометом и стандартизированным ГОСТ 17.2.3.02–78.
Рассмотрим кратко нормирование загрязняющих веществ в водных объектах. Степень предельно допустимого загрязнения воды в водном объекте, зависящая от его физических особенностей и способности к нейтрализации примесей, рассматривается как предельно допустимая нагрузка ПДН. В общем случае допустимая нагрузка на водоем при его загрязнении определяется в соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод. Типовые положения, 1991 г.»:
ПДК ВВ в водном объекте – это такая концентрация, при превышении которой вода становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования: для нужд населения, предприятий пищевой промышленностей и др. В стране нет единых общегосударственных норм качества воды. Поэтому «условно» чистые промышленные стоки, прошедшие основную и дополнительную ступени очистки, соответствуют ПДК, но их ингредиентный состав во много раз превышает их естественные концентрации в свежей водной среде. Поэтому любой сброс очищенных сточных вод вызывает эвтрофикацию водоемов или эв-трофирование воды – развитие микроскопических водорослей, разложение отмерших организмов и др., с поглощением кислорода, го есть лишает воду способности к самоочищению.
По данным Госкомстата РФ, общее количество сточных вод в России составило 20123 млн. м /год. Через очистные сооружения прошло 79,5% общего количества сбросов. Без очистки сбрасывается 20,5% сточных вод.
Рассмотрим кратко нормирование загрязняющих веществ в литосфере, иначе в почве. ПДКП
– предельно допустимая концентрация химического вещества в пахотном слое почве, которое не должно вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающуюся с почвой среду и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. В случае отсутствия ПДКП
оценка производится сопоставлением содержания химических веществ в загрязненных и контрольных образцах почвы.
Почвенный покров, в отличие от воды и атмосферы, способен аккумулировать ВВ в течение длительного времени, постепенно приближаясь к ПДКП
. Поэтому условие безопасности в этом случае можно записать как
где т, год, мес. – длительность работы предприятия, образующего твердые отходы, в течение которого в почве прилегающих территорий, количество ВВ достигает ПДК.
Загрязнение тяжелыми металлами почв – наиболее актуальная задача охраны литосферы. В настоящее время для приоритетных тяжелых металлов установлены ориентировочно допустимые количества их содержания в почвах, которые используются вместо ПДК.
Таблица 3.ОДК тяжелых металлов в почве, мг/кг
| Металл | ОДК | Форма элемента |
| Мышьяк | 2,0 | Валовое содержание |
| Ртуть | 2,1 | н |
| Свинец | 32,0 | м |
| Свинец + ртуть | 20,1 + 1,0 | •I |
| Хром | 0,05 | Валовое содержание |
| Марганец | 1500 | н |
| Ванадий | 150 | It |
| Марганец + ванадий | 1000 + 100 | и |
| Сурьма | 4,5 | II |
| Медь | 3,0 | Подвижные соединения |
| Никель | 4,0 | •I |
| Цинк | 2,3 | и |
| Кобальт | 5,0 | |
| Хром | 6,0 | и |
При определении допустимого поступления твердого отхода в почву особое внимание необходимо уделять тем соединениям, которые могут испаряться в атмосферу, впитываться грунтовыми или поверхностными водами или накапливаться в живых организмах и растениях.
ПДК некоторых других загрязняющих веществ приведены в монографиях и приложении.
Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест
| Вещество | ПДК, мг/м3
|
Класс | ||
| максимальная разовая | среднесуточная | опасности | ||
| 1 | Азота диоксид | 0,085 | 0,04 | 2 |
| 2 | Азота оксид | 0,6 | 0,06 | 3 |
| 3 | Аммиак | 0,2 | 0,04 | 4 |
| 4 | Ангидрид серный | 0,5 | 0,05 | 3 |
| 5 | Бензпирен | – | 0,1x10° | 1 |
| 6 | Бензин | 5 | 1,5 | 4 |
| 7 | Бензин сланцевый | 0,05 | 0,05 | 4 |
| 8 | Бензол | 1,5 | 0,1 | 2 |
| 9 | Взвешенные вещества Недифференцированная по составу пыль, содержащаяся в воздухе населенных пунктов* | 0,5 | 0,15 | 3 |
| 10 | Водород хлористый по молекуле HCI | 0,2 | 0,2 | 2 |
| 11 | Железа оксид в пересчете на железо | – | 0,04 | 3 |
| 12 | Железа сульфат в пересчете на железо | – | 0,007 | 3 |
| 13 | Кислота азотная по молекуле HN03
|
0,4 | 0,15 | 2 |
| 14 | Кислота серная по молекуле H2
S04 |
0,3 | 0,1 | 2 |
| 15 | Магния оксид | 0,4 | 0,05 | 3 |
| 16 | Соединения ртути в пересчете на ртуть | – | 0,0003 | 1 |
| 17 | Озон | 0,16 | 0,03 | 1 |
| 18 | Пыль неорганическая, содержащая более 70% оксида кремния | 0,15 | 0,05 | 3 |
| 19 | То же от 70 до 20% | 0,3 | 0,1 | 3 |
| 20 | То же ниже 20% | 0,5 | 0,15 | 3 |
| 21 | Сажа | 0,15 | 0,05 | 3 |
| 22 | Сероводород | 0,008 | – | 2 |
| 23 | Углерод оксид | 5 | 3 | 4 |
| 24 | Фенол | 0,01 | 0,003 | 2 |
| 25 | Фенолы сланцевые | 0,007 | – | 3 |
| 26 | Кальция оксид | 0,3 | ||