Материал: Литвенкова И.А. Экология городской среды Урбоэкология

Осадки. Способствуют вымыванию загрязняющих веществ из атмосферы. После длительных интенсивных осадков высокие концентрации примесей в атмосфере практически не наблюдаются. Исключение составляют моросящие дожди, способствующие концентрации загрязняющих веществ, вследствие повышения влажности воздуха.

Солнечная радиация. Обуславливает фотохимические реакции в атмосфере с образованием различных вторичных продуктов, обладающих часто более токсичными свойствами, чем вещества, поступающие от источников выброса. Например, окисление сернистого газа с образованием аэрозолей.

Таким образом, совокупность ряда метеорологических условий может создать крайне неблагоприятные ситуации. Для состояния атмосферы в городах наибольшую опасность представляет приземная инверсия в сочетании со слабыми ветрами, т.е. ситуация «застоя воздуха». Образованию фотохимических оксидантов способствуют: обилие солнечной радиации (свыше 400 кал/см²), температурные инверсии и малая скорость ветра.

Суммарная оценка воздействия перечисленных выше метеорологических факторов, определяющих условия рассеивания и накопления вредных примесей в атмосфере, наиболее часто интегрируется одним показателем: метеопотенциалом загрязнения воздуха (Км).

,

где Рш – повторяемость скоростей ветра 0-1 м/с,%; Рт – повторяемость дней с туманами,%; Ро – повторяемость дней с осадками более 0,5 мм,%; Рв – повторяемость скоростей ветра более 6 м/с, %.

Другим комплексным показателем, характеризующим способность атмосферы рассеивать примеси, является потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА), включающий комплекс метеофакторов (таблица 11). Для специальных экоклиматических исследований определяют числовое значение величины ПЗА (П), которое показывает, во сколько раз средний уровень загрязнения атмосферы в конкретном районе (q_i), определяемый реальной повторяемостью неблагоприятных для рассеивания примесей метеорологических условий, будет выше, чем в условном (q_о).

Таблица 11

Показатели потенциала загрязнения атмосферы

4. Нормирование качества атмосферного воздуха городской среды.

При нормировании качества городской среды необходимо соблюдение экологических нормативов, которые обеспечивают: экологическую безопасность населения; сохранение генетического фонда человека, растений и животных города; рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития.

Основные экологические нормативы качества и воздействия на атмосферу города: санитарно-гигиенические (предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК); допустимый уровень физических воздействий (шума, вибрации, ионизирующих излучений и др.); производственно-хозяйственные (допустимый выброс вредных веществ; допустимый сброс вредных веществ; допустимое изъятие компонентов природной среды; норматив образования отходов производства и потребления); комплексные показатели (допустимая антропогенная нагрузка на окружающую природную среду, нормативы санитарно-защитных зон).

Допустимый уровень физических воздействий – это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда.

Допустимый выброс – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается выбрасывать данным конкретным предприятиям в атмосферу, не вызывая при этом превышения ПДК загрязняющих веществ и других неблагоприятных экологических последствий.

Допустимые нормы антропогенной нагрузки на окружающую среду – это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем.

ПДК – количество вредного вещества в окружающей среде, отнесенное к массе или объему ее конкретного компонента, которое при постоянном контакте или при воздействии в отдельный промежуток времени практически не оказывает прямого или косвенного воздействия на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. Под прямым воздействием понимается нанесение организму человека временного раздражающего действия, вызывающего ощущение запаха, кашель, головную боль. Под косвенным воздействием понимают такие изменения в окружающей среде, которые, не оказывая вредного влияния на живые организмы, ухудшают условия обитания: поражаются зеленые насаждения, увеличивается число туманных дней и т.д.

Для оценки качества атмосферного воздуха установлены две категории ПДК: максимально разовая (ПДК_М.Р.) и среднесуточная (ПДК_С.С).

ПДК_М.р. - основная характеристика опасности вредного вещества. Уста­новлена для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, световой чувствительности, биоэлектрической активности головного мозга) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. По этому нормативу оцениваются вещества, обладающие запахом или воздействующие на другие органы чувств человека.

ПДК_С.С - установлена для предупреждения общетоксического, канцеро­генного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека; не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом воздействии. Вещества, оцениваемые по этому нормативу, обладают способностью временно или постоянно накапливаться в организме человека.

Установлены временные нормативы ПДК загрязняющих веществ в воздухе для древесной растительности (ПДКл).

Воздей­ствие веществ, для которых не установлены ПДК, оценивается по ориенти­ровочному безопасному уровню воздействия загрязняющего атмосферу вещества (ОБУВ). ОБУВ — временный гигиенический норматив для загряз­няющего атмосферу вещества, устанавливаемый расчетным методом для це­лей проектирования промышленных объектов.

Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, а также для зон отдыха городов ПДК установлена на 20% меньше, чем для жилых районов.

Некоторые вещества при одновременном присутствии в атмосферном воздухе обладают однонаправленным действием, т.е. эффектом суммации. В этом случае при оценке качества атмосферного воздуха должно выполняться следующее условие:

,

где С_1, С_2, С_3,….., Сn - концентрация каждого из веществ, обладающих эффек­том суммации, мг/м³; ПДК_1, ПДК_2, ПДК_3,..., ПДК_n - предельно допустимые концентрации этих веществ.

Для каждого проектируемого и действующего объекта, являющегося ста­ционарным источником загрязнения воздушного бассейна, устанавливают нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух. ПДВ устанавливают из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками не создают приземную концентрацию, превышающую ПДК за пределами санитарно-защитной зоны:

,

где С — концентрация вещества в приземном слое от расчетного источника при сохранении норматива ПДВ, С_ф — фоновая концентрация этого же вещества.

Если на данном предприятии или группе предприятий, расположенных в одном районе, значения ПДВ по объективным причинам не могут быть не­медленно достигнуты, устанавливают временно согласованный выброс (ВСВ). Норматив ВСВ устанавливают на период разработки и реализации воздухо-охранных мероприятий, обеспечивающих достижение нормативов ПДВ. Срок действия норматива ПДВ, как правило, не превышает 5 лет. При появлении новых производств, реконструкции действующих, изменении технологичес­кого процесса или вида используемого сырья и в других аналогичных случаях нормативы ПДВ подлежат пересмотру.

Для каждого города на основании нормативов ПДВ предприятий и фонового состава атмосферного воздуха разрабатывают общегородские нормати­вы ПДВ, в соответствии с которыми индивидуальные ПДВ предприятий мо­гут быть пересмотрены в сторону уменьшения.

Состояние атмосферы городов отражают на картах. По состоянию воздушного бассейна территории делят на три группы: 1) с благоприятными условиями (ПДК<0,5); 2) условно благоприятными (ПДК ≥1); неблагоприятными (ПДК>1).

Для характеристики уровня загрязнения атмосферы той или иной территории за продолжительный период времени используется фоновая концентрация отдельных загрязняющих веществ и обобщенный показатель – индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), рассчитываемый как сумма значений концентраций ведущих загрезнителей (как правило – веществ, ИЗА₅), нормированных на значениях их ПДК. По ИЗА₅ уровень загрязнения считается нормальным, если ИЗА₅ < 5, повышенным от 5 до 6, высоким от 7 до 13 и чрезвычайно высоким при значении ИЗА₅ > 3.

5. Мероприятия по защите воздушного бассейна урбанизированных территорий.

Мероприятия по обеспечению охраны атмосферного воздуха городской среды можно условно разделить на следующие группы:

1. организация санитарно-защитных зон;

2. архитектурно-планировочные решения;

3. инженерно-организационные мероприятия;

4. безотходные и малоотходные технологии;

5. технические средства и технологии очистки выбросов.

Санитарно-защитные зоны (сзз).

СЗЗ – это зона пространства и растительности, специально выделенная между промышленным предприятием и районом проживания населения. Она обязательный элемент любого объекта, являющегося источником химического, биологического или физического воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

СЗЗ предназначена для:

обеспечения требуемых гигиенических норм содержания в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ;

уменьшения отрицательного влияния промышленных предприятий, транспортных коммуникаций, линий электропередач на население;

создания архитектурно-эстетического барьера между промышленностью и жилыми районами;

организации дополнительных зеленых площадей с целью усиления ассимиляции и фильтрации загрязнителей атмосферного воздуха.

Размер СЗЗ до границы жилой застройки следует устанавливать:

- для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками загрязнения атмосферного воздуха – непосредственно от источника загрязнения (труб, шахт, аэрационных фонарей зданий, мест погрузки-разгрузки сырья);

- для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками шума, вибрации, электромагнитных волн, радиочастот – от зданий, сооружений и площадок, где установлено это оборудование;

- для электростанций, котельных – от дымовых труб.

Предприятия с технологическими процессами, не приводящими к выделению в атмосферу загрязняющих веществ, допускается размещать в пределах жилых районов.

Организация СЗЗ. В проект организации СЗЗ должны быть включены:

1. характеристика природно-климатических условий;

2. отчеты о почвенном обследовании и изучении лесорастительных условий района озеленения;

3. материалы инвентаризации зданий, сооружений и насаждений;

4. материалы, характеризующие сельхозугодья.

В соответствии с санитарной классификацией промышленных предприятий размеры СЗЗ устанавливаются в пределах от 50 до 2000 м. Для предприятий первого класса опасности – 2000 м, второго класса – 500 м, третьего класса – 300 м, четвертого – 100 м, пятого – 50 м.

Размеры СЗЗ уточняются при расчетах рассеивания пылегазовых выбросов и могут оказаться больше или меньше нормативных. Если расчетный размер СЗЗ больше нормативного, то принимаются меры для снижения объема пылегазовых выбросов или размер СЗЗ устанавливается в соответствии с расчетным.

Полученные по расчетам размеры СЗЗ должны уточняться для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле:

,

где L – расчетный размер СЗЗ, L₀ – расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация веществ (с учетом фоновой) превышает ПДКс.с, м; Р – среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба; P₀ – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров, %.

На территории СЗЗ допускается размещение объектов более низкого класса вредности, чем основное производство (склады, гаражи, автостоянки), а также прачечные, бани, пожарные депо, административно-служебные здания, торговые помещения, но не жилые здания.