«НАБЛЮДЕНИЕ И ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ Под редакцией В.И. Купаева Рекомендовано Управлением учебных заведений и правового обеспечения Федерального агентства железнодорожного ...»

Метрологической аттестации в составе лаборатории подлежит комплект аналитического оборудования с устройством сбора и обработки информации на основании ГОСТ 8.326-78, ГОСТ 8.513-84, других нормативных документов.

В качестве метеорологических датчиков ПЛ-А должны использовать приборы серийного изготовления — датчики измерения:

- температуры воздуха в диапазоне от -50 до +50°С с погрешностью ±1°С;

- атмосферного давления в диапазоне от 650 до 800 мм рт. ст. с погрешностью ±10 мм рт. ст.;

- среднего установившегося направления ветра в диапазоне от 0 до 360°С погрешностью не более ± 1;

- скорости ветра в диапазоне от 0,5 до 30 м/с с погрешностью не более ±10 %;

- относительной влажности воздуха в диапазоне от 15 до 98 %. Сигналы сдатчиков поступают через внешний разъем по кабелю к компьютеру ПЛ-А, где они обрабатываются и отображаются на цифровом табло пульта управления системой контроля метеопараметров.

Должны обеспечиваться требования стандартов Российской Федерации к электрооборудованию, пожарной безопасности, эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

Вспомогательное оборудование должно включать:

- электрогенератор для автономного питания, обеспечивающий электропитание всего комплекта приборов;

- устройство ввода и распределения электроэнергии;

- кабель силового питания длиной до 100 м;

- систему отопления и кондиционирования воздуха;

- амортизируемые шкафы и стойки для размещения аппаратуры, баллонов с поверочными газовыми смесями (ПГС), хранения инструментов и принадлежностей;

- рабочий стол оператора-наладчика;

- противопожарное и охранное оборудование.

Электропитание лаборатории осуществляется от сети 220/380 В частотой 50 Гц или автономного электрогенератора.

Лаборатория должна быть устойчивой к воздействию климатических факторов и обеспечивать выполнение наблюдений при температуре окружающей среды от -40 до +50°С. В помещении должны обеспечиваться следующие условия работы персонала:

Температура воздуха

Относительная влажность воздуха во всем диапазоне температур

Напряжение питания

Частота переменного тока

Время подготовки (развертывания) лаборатории в пункте наблюдений не более 1 ч.

ПЛ-А размещается в павильоне (контейнере), выполненном из конструкций типа «сэндвич», и оснащается приспособлениями для крепления на автомобиле. Габариты павильона (контейнера) определяются исходя из размеров грузовой платформы выбранного типа автомобиля.

Амортизация приборов и крепление оборудования лаборатории должны быть надежными и обеспечивать их работоспособность в течение установленного срока службы и сохранность при транспортировке по дорогам с твердым покрытием со скоростью 50-60 км/ч.

Телескопическая мачта (штанга) для размещения метеодатчиков, имеющая рабочее и транспортное положение, при движении лаборатории не должна выходить за габариты транспортного средства.

Внутренние покрытия салона пожаробезопасны и неспособны к самовозгоранию.

Срок службы лаборатории — не менее 8 лет.

Комплект ЗИПа (запасные части, инструменты и принадлежности), поставляемого в составе лаборатории, поддерживает его работоспособность в течение не менее одного года работы.

5.2.5. Организационно-технические требования к типовой Автоматическая станция контроля выбросов загрязняющих веществ (АСК ЗВ) предназначена для непрерывного контроля концентраций загрязнителей в дымовых отходящих газах, параметров отходящих газов (скорость потока, непрозрачность дыма), а также расчета реальных валовых выбросов. Одновременно контролируется режим технологического процесса по данным измерения.

Функции АСК ЗВ:

1) отбор проб многокомпонентных газовых смесей дымовых газов, подготовка их для анализа;

2) автоматический анализ содержания кислорода, оксида углерода, диоксида серы, двуокиси углерода, оксиды азота;

3) измерение температуры в зоне отбора пробы;

4) передача результатов анализа в информационно-аналитический центр производственного экологического мониторинга для дальнейшей обработки и регистрации.

Станция может быть использована технологическими службами объекта железнодорожного транспорта и службой экологического контроля и для измерения таких параметров, как:

- концентрации газообразных загрязнителей и их валовые выбросы;

- задымленность газовых потоков;

- скорость газовых потоков;

- давление или разрежение газовых потоков;

- температура газовых потоков.

Станция предназначена для эксплуатации в составе оборудования предприятия, а также при необходимости на других объектах. Станция должна отвечать требованиям ОНД-90 и обеспечивать:

• непрерывный отбор проб из контролируемого участка газового тракта по заданной программе;

• автоматическое измерение концентраций загрязнителей и дымности (непрозрачности дыма) в газовом потоке;

• автоматическое измерение параметров газового потока на контролируемых участках газового тракта (скорость, температура);

• обработку, запоминание и вывод информации на печатающее устройство для документирования в текущий момент, а также усредненных почасовых, суточных, месячных, квартальных и годовых данных контроля в виде документов утвержденной формы;

• выдачу управляющего сигнала на исполнительные устройства и измерительные приборы прямопоказывающего типа на основании алгоритма управления и оптимизации технологических процессов.

Программа выдает также управляющие команды на исполнительные устройства калибровки системы эталонными смесями и чистым воздухом.

Основные технические характеристики автоматической станции контроля выбросов загрязняющих веществ (АСК ЗВ) приводятся в табл.

5.7.

Перечень анализируемых компонентов, диапазоны измерений и выбор соответствующих аналитических средств устанавливаются по результатам обследования точек отбора проб в каждом конкретном случае. Системы контроля промышленных выбросов для железнодорожного транспорта включают в свой состав автоматические газоанализаторы и промышленные хроматографы для определения концентраций контролируемых выбросов.

Контролируемый загрязнитель, параметр Диапазон измерения В этих случаях обработка информации на устройстве сбора и обработки информации (или центральном компьютере) включает алгоритмы обработки данных, получаемых от аналитического комплекса, контролирующего состав дымовых газов, а также от анализаторов, контролирующих параметры технологических процессов.

Для анализа используются:

1) автоматические или полуавтоматические газоанализаторы для измерения концентрации газов;

2) устройства пробоотбора и пробоподготовки для отбора и подготовки пробы к анализу (указаны в сопроводительной нормативнотехнической документации (НТД) к газоанализаторам);

3) средства измерений:

- скорости потока от 3 до 32 м/с в воздуховодах, вентиляционных коробках, имеющих круглую или прямоугольную форму поперечного сечения с размером более 300 мм (см. табл. 8.1 ОНД-90);

- влажности анализируемой газовой среды в месте отбора пробы (см.

разд. 3.2.3 ОНД-90);

- статического давления анализируемой среды в месте отбора пробы (см. разд. 8.3.3 ОНД-90);

- температуры газов в газоходах (при температурах до 1000°С) (разд.

8.4.3 ОНД-90).

Допускается применение других приборов, аналогичных указанным по техническим характеристикам и классу точности.

Газоанализаторы должны использоваться только в комплекте с устройствами пробоотбора и пробоподготовки после приемочных испытаний, метрологической аттестации или сертификации.

Категорически не допускается применение устройств пробоподготовки другого типа, не соответствующего требованиям нормативнотехнической документации на газоанализатор.

Все средства измерений, используемые при выполнении измерений, должны иметь свидетельства о поверке.

Нормы точности средств измерений должны соответствовать требованиям разд. 7.1.2 ОНД-90.

Метрологическое обеспечение средств измерений осуществляется на основании ГОСТ 8.326-78 МУ ГССЕИ МИ 2001-89 (НПО ВНИИМ им.

Д.И. Менделеева).

В АСК ЗВ должен соблюдаться ряд условий:

- мощность, потребляемая системой, включая вспомогательное технологическое оборудование (кондиционер, устройства пробоотбора и пробоподготовки и др.), не более 5,0 кВт;

- площадь рабочего помещения для размещения компьютера в комплекте, рабочего места оператора, баллонов с калибровочными смесями, газоаналитических преобразователей, пробоотборников и шкафов газоанализатора, кондиционеров и настольных приборов — 25 м2;

- температура внутри рабочего помещения размещения оператора и контрольной аппаратуры 18-25°С;

- температура окружающего воздуха от -50 до +50°С;

- уровень освещенности на рабочей поверхности стола оператора — не менее 150 лк.

Электропитание приборной части системы контроля и вспомогательного оборудования осуществляется от промышленной трехфазной сети переменного тока напряжением 380/220 В и частотой 50 Гц с использованием сетевого стабилизатора напряжения и блока бесперебойного питания.

Станция может оснащаться как беспробоотборными средствами измерения параметров контролируемой среды погружного типа, так и приборами, оснащенными системами отбора и подготовки пробы газа.

При этом устройство пробоотбора и пробоподготовки должно быть единым для всех анализаторов состава газа в данной точке контроля.

Все средства измерения, как правило, имеют автоматическую коррекцию дрейфа нуля, калибровку, диагностику с индикацией отказов, автоматическое переключение диапазонов измерения.

Конструкция должна обеспечивать безотказную работу комплектующих изделий в соответствии с требованиями надежности к этим изделиям. Средняя наработка на отказ — не менее 10 000 ч.

Установленный срок службы — не менее 8 лет. В течение указанного периода допускается замена комплектующих изделий, срок службы которых менее 8 лет, но без дополнительной настройки и доработки смежных узлов и блоков.

Комплекс технических средств станции, включая устройство сбора и обработки информации и аналитическое оборудование, проходит государственную метрологическую аттестацию в составе системы. Прочие средства измерения допускается подвергать ведомственной метрологической аттестации.

Входящие в состав станции средства измерений сопровождаются аттестованными методиками и программами, а также средствами поверки (баллонами с газовыми смесями для поверки и корректировки реперных точек газоанализаторов и др.).

Станция и ее составные части должны соответствовать требованиям Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, а составные части системы по способу защиты человека от поражения электрическим током — классу 01 по ГОСТ 12.2.007.075.

Станцию следует заземлять.

5.2.6. Организационно-технические требования к типовой автоматической станции контроля загрязнения Автоматическая станция контроля загрязнения поверхностных и сточных вод позволяет в непрерывном стационарном режиме автоматически измерять физико-химические параметры и отбирать арбитражные пробы в случае превышения ПДК в водоемах районов, примыкающих к промышленным объектам (табл. 5.8).

Измеряемые физико-химические параметры проб контролируемого Активность водородных ионов, ед. рН 2-12 0,1 ед. рН Аналитическое и метрологическое оборудование станции сертифицируется органами Росстандарта.

Функции станции:

1) отбор проб с заданной дискретностью (6-8 раз в сутки) из контролируемого водного объекта;

2) автоматическое измерение физико-химических характеристик по шести параметрам;

3) автоматический отбор и хранение арбитражных проб в случае превышения ПДК;

4) вывод информации на принтер и передача информации через модем по коммутируемым (выделенным) телефонным каналам или радио в центр сбора и обработки информации.

Перечень контролируемых компонентов может быть расширен с учетом их реального содержания в воде в месте расположения станции в первую очередь по содержанию углеводородов в воде.

Предел допускаемого значения суммарной дополнительной погрешности не должен превышать удвоенного значения приведенной погрешности.

Система сбора и обработки информации и управления, включающая персональный компьютер с необходимыми интерфейсными платами либо компьютер плюс специализированный контроллер и принтер (по требованию заказчика), должна обеспечивать:

• прием данных с датчиков;

• осреднение результатов анализа за 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0 ч;

• буферирование информации в течение 48 ч при отсутствии связи;

• сравнение полученных результатов анализа с установленными пороговыми значениями концентраций;

• управление работой системы автоматической калибровки и системой пробоотбора по заданной программе;

• передачу информации в центр сбора и обработки информации по программе (запросу из центра) или инициативно при превышении контролируемыми параметрами установленного уровня;

• инициативный отбор арбитражных проб в случае зафиксированного превышения установленного уровня ПДК по каждому контролируемому параметру;

• диагностику оборудования и передачу аварийных сообщений, в том числе сигнализацию о пожарной опасности в помещении и вскрытии станции;

• связь с центром в соответствии с принятым протоколом обмена.

Станция комплектуется автоматическим пробоотборником, включаемым по программе от устройства сбора и обработки информации или аварийно при превышении установленного уровня контролируемого параметра.

Отобранные пробы должны ежесуточно доставляться в центральную аналитическую лабораторию для детальных анализов.

Тип используемого телефонного или радиомодема сертифицируется Министерством связи РФ с учетом особенностей качества каналов связи и местных условий.

Комплект аналитического оборудования с устройством сбора и обработки информации подлежит метрологической аттестации в составе станции на основании ГОСТ 8.326-78.

Кроме того, должны соблюдаться требования стандартов Российской Федерации к электрооборудованию, пожарной безопасности, эксплуатации газовых баллонов.

Вспомогательное оборудование должно включать:

- систему отопления и кондиционирования воздуха;

- шкафы и стойки для размещения аппаратуры, хранения инструментов и принадлежностей;

- рабочий стол оператора-наладчика;

- противопожарное и охранное оборудование.

Электропитание станции осуществляется от промышленной трехфазной сети напряжением 220/380 В и частотой 50 Гц.

Станция состоит из агрегатных модулей, размещаемых в павильоне (контейнере), выполненном из конструкций типа «сэндвич», оснащенном приспособлениями для погрузки при транспортировке и установке в месте размещения. Состав модулей:

- устройство отбора, подготовки и хранения проб;

- измерительная часть;

- система калибровки;

- устройство сбора и обработки информации;

- аппаратура передачи данных (модем);

- система жизнеобеспечения и пожароохранной сигнализации.

Внутренние покрытия и материалы должны быть пожаробезопасны;

крепления приборов и оборудования станции — надежными, чтобы обеспечивать их работоспособность после транспортировки станции на место установки.

Система проботбора должна иметь систему обогрева, рассчитанную на условия эксплуатации в зимний период, исключающую замерзание отобранной пробы в трубопроводе пробоотборного устройства.

Срок службы станции — не менее 8 лет.

Комплект ЗИПа, поставляемого в составе станции, должен обеспечить поддержание ее работоспособности в течение не менее чем один год работы.

5.2.7. Требования к типовой химико-аналитической лаборатории Химико-аналитическая лаборатория (ХАЛ) в системе производственного экологического мониторинга предназначена для анализа проб, доставляемых передвижными лабораториями и по почте, на содержание всего перечня приоритетных загрязнителей воздуха, газовых выбросов, природных, сточных, питьевых вод, почв, снежного покрова, растений и почв. Химико-аналитическая лаборатория и информационная подсистема едины для всей системы мониторинга рабочей, санитарнозащитной и селитебных зон.

Задачи химико-аналитической лаборатории:

• качественный анализ загрязняющих веществ (ЗВ) в пробах объектов окружающей среды;

• количественный анализ ЗВ в пробах объектов окружающей среды;

• качественный и количественный анализ продуктов метаболизма ЗВ в пробах почвы, биообъектов и воды в санитарно-защитной зоне (СЗЗ) в целях оценки их накопления в объектах окружающей среды и угрозы экологической безопасности и здоровью населения;

• мониторинг опасных загрязняющих веществ для окружающей среды.

Номенклатура аналитической техники лаборатории проблемно ориентируется по перечню контролируемых веществ и объектов промышленно-экологического мониторинга железнодорожного транспорта и минимизирована как по признаку используемых аналитических методов, так и по признаку предприятий (фирм) поставщиков.

Структура организации анализа и методическое обеспечение позволяет проведение любого анализа как минимум двумя независимыми методами, один из которых экспертный по отношению к другому.

Технические средства, включаемые в состав лаборатории, обеспечивают минимум обслуживающего персонала за счет максимальной автоматизации работ.

Лаборатория оснащается российским комплектным оборудованием или зарубежными аналогами с дополнительным комплектованием и соответствующей аттестованной методикой анализа.

Оборудование ХАЛ:

- система автоматической подготовки проб к анализу;

- хромато-масс-спектрометр;

- жидкостный или ионный хроматограф;

- спектрофлуориметр;

- ультрафиолетовый фотометр;

- инфракрасный фотометр;

- рентгеновский спектрометр;

- иономер с набором ионоселективных электродов;

- атомно-абсорбционный спектрофотометр.

Должны быть соблюдены следующие условия:

1) отбор и подготовка проб атмосферного воздуха по ГОСТ 17.2.3.01-77;

2) метод анализа, используемый для определения загрязнения, должен обеспечивать измерение с погрешностью 25 % в пределах величин от 0,8 до 10 ПДК в соответствии с ГОСТ 17.2.4.02-81;

3) пробоотборное оборудование по ГОСТ 17.2.6.01-80 и ГОСТ 17.1.5.04-80.

Лаборатория комплектуется компьютером для сбора, обработки, хранения и представления информации, для передачи которой в центр ее сбора устанавливается связь с ним по многоканальному интерфейсу.

Помещение для лаборатории отводится по возможности просторнее, удобное, светлое, но не на верхних этажах зданий, где заметна вибрация, или вблизи источников, загрязняющих воздух, поскольку эти факторы неблагоприятно влияют на рабочие растворы и точные измерительные приборы и, следовательно, снижают точность анализа.

Помещение лаборатории должно соответствовать гигиеническим нормам, санитарным нормам СН 535-81 или ВСН 2-68 АН РФ и правилам техники безопасности.

Каждая лаборатория располагает свежей дистиллированной водой, получаемой с помощью дистиллятора. Для некоторых анализов требуется бидистиллят или деионизованная вода. Для ее получения в лаборатории используют бидистиллятор или ионообменные колонки с катионитом и анионитом, через которые в случае необходимости пропускают дистиллированную воду. Каждая лаборатория оборудуется подводкой электрического тока и вытяжными шкафами, снабженными водопроводом и канализационным сливом.

Правильное размещение приборов в помещении лаборатории — один из важных факторов, обеспечивающих удобные условия работы аналитиков, рациональное использование их рабочего времени, а также продление срока службы приборов. В частности, аналитические весы желательно размещать в отдельной комнате на специальном основании.

Особое внимание следует уделять правильному хранению реактивов. Категорически запрещается размещать концентрированные растворы летучих веществ (соляную и азотную кислоты, растворы аммиака, фенола и т.д.) в помещениях, где проводятся анализы или находятся аппараты для очистки воды. Хранят рабочие растворы летучих реактивов (аммиак, формальдегид, фенол и др.) так, чтобы исключить загрязнение одного другим или проб через воздух. Анализы, которые могут мешать один другому, следует проводить в разное время (например, при определении аммиака выделяются пары фенола, при определении диоксида серы — формальдегиды, которые могут мешать при анализе соответствующих веществ).

Во время аналитических работ используется поверенная мерная посуда не ниже второго класса точности. Совершенно недопустимо применять общую посуду для анализа разных веществ. Кроме того, в помещении лаборатории необходимо предусмотреть специализированное рабочее место для мытья посуды под тягой. Эта процедура проводится только квалифицированным специалистом, и ее качество должно периодически контролироваться аналитиками.

Для наблюдения за загрязнением окружающей среды используются следующие физико-химические и физические методы: фотоколометрия, атомно-абсорбционная спектрофотометрия, рентгенофлуоресценция, квазилинейчатый спектр люминесценции, потенциометрия, газовая хроматография (ГХ).

Большая их часть (для определения концентраций неорганических веществ и некоторых органических) основана на фотометрическом методе анализа — химическом преобразовании определяемого вещества в окрашенное соединение и измерении оптической плотности его раствора.

Большое количество достаточно избирательных, химических реакций, простота, доступность и надежность аппаратуры, высокая чувствительность и производительность делают этот метод особенно удобным для широкого использования при проведении серийных анализов проб, отобранных из воздуха.

В качестве основного метода определения концентрации металлов в аэрозолях и осадках рекомендуется атомно-абсорбционная спектрофотометрия (ААС) с пламенной и термической ионизацией пробы. Этот метод, особенно тот вариант, в котором используется термическая атомизация, обладает достаточно высокой чувствительностью и позволяет определять большое число металлов.

Некоторую сложность представляет переход от определения одного металла к анализу другого, поскольку при этом обычно требуется смена источника излучения. Поэтому при серийных анализах удобнее использовать несколько приборов, каждый из которых настроен на измерение концентрации одного металла.

Атомно-абсорбционные спектрофотометры обеспечивают высокую производительность труда (несколько десятков проб в час), но имеют высокую стоимость. Для определения металлов в различных средах можно использовать и рентгенфлуоресцентные анализаторы.

Наряду с атомно-абсорбционным и рентгенофлуоресцентным методом для определения ряда металлов приводятся фотометрические методики, не требующие сложной аппаратуры, однако применять их следует лишь при невозможности использовать первые два метода.

Для определения концентрации большинства органических веществ выбран метод газовой хроматографии.

Его основное достоинство по сравнению с фотометрическим методом — возможность определения из одной пробы нескольких веществ, в том числе принадлежащих к одному гомологическому ряду. Чувствительность хроматографического метода выше, чем фотометрического.

Он позволяет существенно расширить номенклатуру выявляемых в атмосфере вредных примесей.

Кроме того, хроматографический метод анализа позволяет контролировать на уровне ПДК большинство сернистых соединений, включая меркаптаны, а также органических веществ. Основные детекторы: пламенно-фотометрический, пламенно-ионизационный, детектор по теплопроводности (катарометр), фотоионизационный детектор.

В каждой методике наряду с принципом метода указаны средства измерения, с применением которых она разработана, однако они могут быть заменены аналогичными с погрешностями не выше, чем у рекомендуемых. Средства измерений должны быть поверены (аттестованы) в сроки, установленные ГОСТ 8.002-71, иметь клеймо и свидетельство о поверке.

К исследованиям в аналитической лаборатории наблюдения за загрязнением окружающей среды могут быть допущены лица, изучившие методики определения концентрации загрязняющих веществ. Химический анализ проб может производить инженер или техник, имеющий квалификацию химика-аналитика и опыт работы в химической лаборатории. Проверку знаний каждого нового сотрудника лаборатории проводит специальная комиссия.

5.3. Наблюдение и оценка состояния окружающей среды и нормирование выбросов и сбросов загрязняющих веществ Как уже было отмечено ранее, на железнодорожном транспорте источниками выбросов вредных веществ в атмосферу являются объекты производственных предприятий и подвижной состав.

Из стационарных источников наибольший вред окружающей среде наносят котельные различных железнодорожных предприятий. В зависимости от применяемого топлива при его горении образуются различные количества вредных веществ. При сжигании твердого топлива в атмосферу поступают оксиды серы (SО2), углерода (СО), азота (NOx) и летучая зола с частицами несгоревшего топлива в виде сажи (С), при сгорании мазутов в котлоагрегатах — оксиды серы, диоксид азота (с дымовыми газами), твердые продукты неполного сгорания и соединения ванадия. При использовании в качестве топлива газа происходит выброс диоксида азота и оксида углерода.

Концентрации вредных соединений присутствуют в выбросах котельных, где работают котлоагрегаты малой производительности (табл. 5.9).

Многие производственные процессы на различных предприятиях железнодорожного транспорта сопровождаются загрязнением атмосферного воздуха вредными веществами. Наиболее пагубное воздействие на окружающую среду и здоровье людей оказывает производство на шпалопропиточных заводах, где загрязнение атмосферного воздуха происходит при остывании шпал после пропитки их антисептиком. При обработке 4,1 млн. куб. м шпал годовые выбросы вредных веществ составляют 870 т: 584 т нафталина, 106 т фенола и 180 т прочих углеводородов.

Приготовление в депо сухого песка для локомотивов, его транспортировка и загрузка в тепловозы сопровождается выделением в воздушную среду пыли и газообразных веществ, образующихся в процессе Ориентировочные концентрации вредных веществ в выбросах основных типов котлоагрегатов малой производительности Марка котла «Бабок- Сланцевое Примечание. Прочерк означает: не измеряли.

сжигания газа или мазута в печах сушильных камер. Концентрации в воздухе пылевидных частиц, содержащих 20-70 % SiO2, составляют от 50 до 300 мг/м3.

На заводах и в депо при сварке деталей в воздух поступают (мг/м3):

сварочный аэрозоль (1-20), оксиды марганца (0,1-2,5), соединения кремния (0,1-1,0), фториды (0,2-2,5), фтористый водород (0,07-1,0). На рельсосварочных предприятиях при зачистке одного сварочного стыка выделяется до 220-280 г пыли, содержащей двуокиси кремния (до %), фосфора (до 1 %), марганца и его оксидов (до 1 %). При шлифовке одного сварочного стыка выделяется 600-800 г пыли с содержанием SiO2 (до 50 %), оксидов алюминия (до 1 %), оксида кальция (до 0,5 %), магния и его оксидов (до 4 %). При сварке стыков выделяется 18-25 г сварочного аэрозоля, состоящего на 98,5-99,0 % из оксидов железа, 0,9оксидов марганца, 0,3-0,4 % оксидов кремния и на ~ 0,02 % из фосфора.

Нанесение лакокрасочных покрытий сопровождается выделением в воздушную среду паров растворителей и аэрозоля краски. При использовании растворителей, шпатлевок, грунтовок, лаков и эмалей поступающие в воздух пары содержат ацетон, бензол, бутилацетат, бутиловый спирт, ксилол, метилэтилкетон, сольвент-нафта, толуол, уайт-спирит, хлорбензол, циклогексан, этилгликольацетат, этиловый спирт, этилцеллозольв, этилацетат, формальдегид, бензин и другие в концентрации от 10 до 150 мг/м3.

При обмывке подвижного состава в атмосферный воздух могут выделяться (мг/м3) пыль до 10, пары щелочи (едкого натра) до 1,5-2,0, карбонат натрия до 1,0-5,0.

Машины химической чистки одежды различных предприятий железнодорожного транспорта выделяют в воздух пары различных органических соединений (мг/м3): трихлорэтилена (200-400), бензина (1-7), ацетона (1-17), циклогексана (1-2) и изопропилового спирта (2-5).

На предприятиях по ремонту подвижного состава изготавливаемые и ремонтируемые запасные части подвергаются гальванопокрытию, окраске, в большом объеме производятся сварочные и газорезные работы, цветное и медное литье, выплавка металла. В атмосферу при этом поступают оксиды углерода и азота, сернистый ангидрид, фенол, формальдегид, свинец, высокотоксичные оксиды ванадия, никеля, пыль горелой земли и многое другое. Из общего количества загрязняющих веществ на литейное производство приходится 60-65 %, на котельные — 20-30, на долю остальных — 8-15 %.

Путевая техника и подвижной состав, в том числе тепловозы, относятся к передвижным источникам загрязнения атмосферы. Один тепловоз по вредным выбросам эквивалентен 10-15 грузовым автомобилям.

Он создает локальную область сильно загрязненного воздуха на территориях железнодорожных узлов, депо, сортировочных станций и других предприятий. Вредные загрязнения от тепловоза поступают в атмосферу с выхлопными газами при сжигании дизельного топлива (табл. 5.10).

Основные токсичные вещества отработавших газов тепловозов — оксиды серы, азота и углерода, углеводороды, альдегиды. В атмосферный воздух 97-98 % вредных веществ, образующихся при сжигании топлива, поступает с выхлопными газами, 2-3 % вредных веществ выделяются с картерными газами и при испарении топлива. Воздух в кабинах тепловозов также загрязняется отработавшими газами, парами керосина и дизельного топлива. Их состав в значительной степени зависит от типа двигателя и режима его эксплуатации.

На железнодорожных предприятиях и в депо в качестве вспомогательного транспорта используют автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями — дополнительными источниками загрязнения атмосферы.

Токсичны выбросы двигателей внутреннего сгорания — отработавшие и Усредненные значения выбросов тепловозов в атмосферу, тепловоза картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная часть токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами. С картерными газами и парами топлива в атмосферу выделяются углеводороды — до 45% общего выброса.

Наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторного двигателя за счет СО, NOx и углеводородов. Дизельные двигатели выбрасывают в больших количествах сажу, частицы которой могут содержать адсорбированные токсичные вещества, в том числе канцерогенные (табл. 5.11).

Состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) Нетоксичные:

Токсичные:

Сажа Бенз(а)пирен Вода употребляется во многих технологических процессах железнодорожного хозяйства, причем в зависимости от характера производства требуется различное ее количество. После использования на предприятиях вода загрязняется различными примесями и переходит в разряд производственных сточных вод. Многие вещества, загрязняющие стоки предприятий, токсичны для окружающей природной среды (табл. 5.12, Приложение 6).

Расчетные показатели качества производственных сточных вод тивные и вагонные депо ППС:

цистерн промывка цистерн Пункты подготовки вагонов:

ских ные заводы рочные поезда ные заводы вые стоки ж.-д. станций и поселков Предприятия железнодорожного транспорта занимают территории, отличающиеся не только размерами (в среднем от 2 до 50 га), но и степенью загрязненности почв. Наиболее распространены следующие загрязнители: нефть и нефтепродукты, мазут, дизельное топливо, масла и смазочные материалы, антисептики, фенолы, а также остатки перевозимых грузов и отходы производства. Площадь загрязненных участков составляет от 5 до 25 % общей территории предприятия (табл. 5.13).

Загрязнение почвы на территории предприятий железнодорожного транспорта представляет угрозу, как для поверхностных водоемов, так и для подземных вод. Под действием дождевой и талой воды эти загрязнения вместе с поверхностными водами попадают в водоемы (см.

табл. 5.12).

Выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду от техногенных источников превысили уровень их поступления от природных процессов. Снизить их влияние путем искусственного торможения технического прогресса не представляется возможным, поэтому экологическое нормирование приобретает все большее значение для уменьшения антропогенного воздействия.

Как известно, разработка и утверждение нормативов выбросов и сбросов загрязняющих веществ возложены на органы природоохраны, другие государственные органы, а также органы власти субъектов Федерации. Они устанавливают предельно допустимые и временно согласованные выбросы и сбросы (соответственно ПДВ, ВСВ, ПДС и ВСС), а также лимиты на размещение твердых отходов.

Площади загрязненных территорий железнодорожных предприятий Депо:

пропарочные станции воды обслуживания вагонов Пункты подготовки вагонов:

Работа по нормированию выбросов обычно проводится в две стадии.

Первая стадия. Предприятие разрабатывает проект ПДВ с учетом фонового загрязнения (его величина запрашивается в местном подразделении Росгидромета), регламента работы производственных мощностей, технических возможностей снижения выбросов и направляет в городской (районный, областной) орган охраны окружающей среды следующие документы:

1) официальное ходатайство о выдаче разрешения на выброс;

2) бланк инвентаризации источников выбросов;

3) предложения по выбросам;

4) сведения о разработке проекта ПДВ.

Если ПДВ утверждается не в первый раз, то прилагается информация о выполнении мероприятий по снижению выбросов за прошедший период, план мероприятий на новый срок, график контроля соблюдения норматива ПДВ. В ряде городов и областей список требуемых документов может быть расширен.

Вторая стадия. Местный орган охраны окружающей среды обобщает предложения всех предприятий, расположенных на его подведомственной территории, для чего согласно ОНД-86 строит изолинии концентраций загрязняющих веществ на схеме города (района) исходя из ПДВ, предложенных предприятиями с учетом результата расчетов рассеивания. На участках, где все концентрации в зоне жилой застройки ниже ПДК, предложенные ПДВ могут быть утверждены. Там, где концентрации превышают ПДК, определяют предприятие, которое имеет наибольшую мощность выбросов, и предлагают ему изыскать возможность снижения предложенного ПДВ. В особо сложных случаях может ставиться вопрос о закрытии, перепрофилировании или выносе за пределы города предприятий, наносящих значительный ущерб окружающей среде.

Если предприятие не может в данный момент обеспечить ПДВ, но оно играет важную роль в хозяйстве страны или города и в то же время имеет возможность за счет совершенствования технологии добиться снижения выбросов в обозримые сроки, ему может быть установлен временно согласованный выброс (ВСВ).

ПДВ обычно утверждается на 2-3 года, иногда до 5 лет (если все выбрасываемые загрязняющие вещества относятся к 3-4-м классам опасности). ВСВ утверждается на один год. Разрешение на выброс продлевается тоже на один год.

Расчеты ПДВ (ВСВ) проводятся согласно ОНД-86. При этом мощность выброса М = ПДВ (или ВСВ), а максимальная приземная концентрация загрязнителя Ст = (ПДКмр – Сф), если фоновая концентрация (Сф) не зависит от скорости и направления ветра и постоянна на территории города.

Тогда ПДВ одиночного «горячего» выброса рассчитывается по формуле а ПДВ одиночного «холодного» выброса — по формуле где А — коэффициент, зависящий от гидрометеорологических условий (географического положения объекта);

F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания загрязнителя;

— безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности;

т и п — коэффициенты, учитывающие условия выброса;

Н — высота трубы;

Т — разность температур выбрасываемого газа и окружающего воздуха;

V1 — расход газовоздушной смеси;

D — диаметр трубы.

Для совокупности низких источников (высота менее 50 м), обычно рассматриваемых как площадной источник, можно лишь приближенно оценить ожидаемое значение средней по городу концентрации ( С, г/м3):

где М — мощность выброса, приведенная к единице площади, г/см2;

l1 — средняя протяженность города, м;

L0 — высота слоя перемешивания загрязнителя, м;

u 0 — средняя скорость ветра в данном слое, м/с.

Высокий потенциал загрязнения воздуха следует ожидать при Расчет высоты трубы, которая обеспечивает соблюдение ПДК при данной мощности выброса, проводится после того, как предусмотрено применение всех возможных способов снижения выбросов.

Сначала выброс рассматривается как «холодный», и Н находят в первом приближении по формуле, полученной из (5.2):

Если этому значению Н соответствует то Н является искомой минимальной величиной высоты выброса.

Если 0,5 Vm < 2, то п вычисляют по уравнению а при Vm < 0,5 по уравнению Затем находят новое значение Из Hi вычисляют ni по (5.5) и (5.7) или (5.8) и находят и так до тех пор, пока не будет выполнено условие Hi Hi+1; если выполняется условие (5.6), то Hi — искомое значение высоты трубы.

Если условие (5.6) не выполняется, предварительное значение H находят из (5.1):

По найденному значению Н вычисляют f и Vm, первое приближение т и п по формулам из задачи № 1 и (2.16), (2.17) при Vm Vm.

Затем находят а из Н, рассчитывают mi и ni.

Далее Н вычисляют по уравнению как в предыдущем случае, пока два последовательных значения не будут примерно равны.

Необходимость принятия срочных мер по снижению выбросов возникает в неблагоприятных метеорологических условиях (НМУ). При прогнозе НМУ следует обеспечить строгое исполнение ПДВ, а ВСВ должны быть обязательно снижены до уровня ПДВ. В случае наступления НМУ мощность выбросов должна быть уменьшена в 1,5-2 раза, а иногда и более по сравнению с ПДВ. Прежде всего, должны снижаться выбросы наиболее мощных источников.

Производства, имеющие низкие источники, которые значительно загрязняют воздух, могут частично или полностью останавливаться. Часто необходимо жесткое регулирование интенсивности движения автотранспорта. Во многих странах действуют системы по ограничению использования личных автомашин в такие периоды, иногда вплоть до полного запрета их выезда. Особое внимание должно уделяться снижению выбросов тех предприятий, загрязняющие вещества которых переносятся в направлении больниц, детских учреждений и т.п.

При НМУ на предприятиях должен действовать специальный технологический регламент, обеспечивающий снижение выбросов за счет использования специальных запасов топлива и сырья, с меньшим содержанием вредных примесей, запрещающий проведение в этот период ремонтных и других работ, которые могут привести к залповым выбросам загрязняющих веществ.

В нормальных метеорологических условиях работа по снижению выбросов должна проводиться постоянно в соответствии с планами каждого предприятия.

К общим принципам сокращения выбросов загрязняющих веществ можно отнести: создание и внедрение малоотходных и безотходных технологий; разработку и использование новых, более эффективных методов пыле- и газоочистки; поиск и применение топлива и сырья с меньшим содержанием вредных примесей; обогащение и другие виды предварительной подготовки используемого сырья; совершенствование двигателей подвижного состава и топлива для них; разработку схем движения автотранспорта. Кроме того, необходимо сокращение до минимума неорганизованных выбросов, усиление контроля за соблюдением технологических регламентов работы как производственных, так и очистных сооружений.

Порядок разработки и утверждения нормативов сбросов загрязняющих веществ в основном такой же, как для выбросов. Но выбросы поступают только в одну среду — атмосферу, а сбросы — в водную среду:

реки, озера, водохранилища и моря. Поскольку водные объекты во многом отличаются друг от друга, нормирование сбросов для них будет иметь ряд особенностей.

Рассмотрим нормирование сброса загрязнений в реку для створа «полного (достаточного) перемешивания», т.е. в створе, где концентрация загрязняющего вещества становится равной ПДК.

Пусть Smn — концентрация загрязняющего вещества в створе полного перемешивания, Se — концентрация ЗВ в сточных водах, Qe — расход воды в реке до сброса, Qст — расход сточных вод (принимается, что ЗВ растворимо в воде без изменений), тогда в створе «полного перемешивания» уравнение материального баланса для загрязняющего вещества будет иметь вид:

Если предприятие забирает воду для технологических целей из этой же реки выше сброса, и «забор» примерно равен «сбросу», то При Qe >> Qст Предельно допустимое (ПД) состояние качества вод по загрязняющему веществу в створе пп—dn определяется ПДК:

Если Mnd — предельно допустимый сброс загрязняющего вещества (г/с или кг/с), то а из (5.15) и (5.16):

При Se ПДК сброс загрязняющего вещества с Sст > ПДК недопустим.

Когда Qe и Qст соизмеримы, используются уравнения (5.13) и (5.14).

В обоих случаях при проектировании Qст или Sст задается, а вторая величина вычисляется из (5.17).

Если вода для технологических целей забирается из другого источника, то из (5.13) и (5.16):

Откуда При заборе воды из той же реки выше сброса из (5.14):

Или По (5.20) и (5.22) при заданных значениях Qст или Sст выполняется несколько вариантов расчета; окончательное решение принимается на основе учета технологических возможностей и экономической целесообразности. Если Sст > ПДК, то предварительные вычисления ведут по (5.18). На их основе могут быть приняты и варианты значений Qст и Sст.

Таким образом, при расчете ПДС для выбора расчетных уравнений следует учитывать соотношение расхода воды в реке и сбросе, места забора воды для технологических целей.

В створе «недостаточного перемешивания» должно выполняться следующее условие:

где Smax — максимальная концентрация ЗВ;

откуда кратность разбавления определяется следующим уравнением:

Для ПД состояния качества вод из (5.23) из (5.17), (5.24) и (5.25) Qст и пnd взаимозависимы, поэтому, как и в предыдущем разделе, должны задаваться Qст или Sст. Тогда nnd вычисляется по уравнению (5.24). Вариант выполнения ПДС выбирается с учетом технологических и экономических возможностей.

Расстояние по фарватеру от места сброса до створа «полного перемешивания» можно определить по апромаксиционной формуле где — коэффициент смешения, обычно = 0,80,95;

= 0,250,6.

Нормирование по створу «полного перемешивания» позволило бы увеличить ПДС почти в 20 раз, но и пользоваться этой водой можно лишь при условии ее отбора на расстоянии примерно в 10 раз большем, чем указано в условии задачи.

Нормирование сбросов, содержащих несколько загрязняющих веществ, возможно лишь в том случае, когда все они характеризуются одним лимитирующим показателем вредности (ЛПВ). ЛПВ может быть общесанитарным, санитарно-токсикологическим, органолептическим или рыбохозяйственным.

В этом случае в створе дп частные значения концентраций загрязняющих веществ обозначим sni, сумму концентраций т учитываемых веществ — Sn. Вредность сточных вод (или вод реки) будет характеризоваться обобщенным показателем вредности.

Тогда в створе дп должно выполняться условие:

Обобщенный показатель вредности стока или Для предельного состояния вод (ПД) из (5.27):

Если фон по учитываемым веществам равен нулю, то ПДС:

откуда Если фоном пренебречь нельзя, методика расчета ПДС существенно усложняется.

В этом случае следует рассматривать обобщенный показатель вредности по составу стока (Rст) и по составу вод реки выше сброса (Re):

Из (5.36)—(5.38) В условиях ПД из (5.28) и (5.39) Далее задается Sст, а Qст рассчитывается или, наоборот, задается Qст, а (Sст)nd рассчитывается. Окончательно вариант характеристики сброса выбирают исходя из технологической и экономической целесообразности.

Если Qe >> Qст, то (5.40) можно упростить:

В створе «недостаточного перемешивания» ПДС по нескольким загрязняющим веществам поддается расчету лишь при фоне по этим загрязняющим веществам, равном нулю.

В этом случае из (5.40):

При сбросе сточных вод в озера возможны два случая.

Озера могут быть непроточными и проточными. В первом случае перемешивание вод происходит лишь за счет ветровых течений, направление которых изменчиво. Поэтому сброс стоков с берега крайне нежелателен, так как с определенной степенью вероятности ветер будет дуть в сторону сброса от водоема, что приведет к очень сильному загрязнению прибрежной зоны, а ветер, дующий вдоль берега, распространит загрязнение на большой площади этой зоны. Углубленный сброс вдали от берега возможен, но для его нормирования необходимо подробное изучение гидрологии данного водоема.

Для проточных озер (искусственных водохранилищ), в отличие от рек, всегда полный объем воды, W Qст Qi, поэтому с учетом периода полного обмена воды (п) где Qi — расход воды в каждом впадающем в озеро водоводе;

Qn — потери воды без загрязняющих веществ (испарение), концентрация загрязняющего вещества в створе nn (dn) будет составлять если Si — концентрация загрязняющего вещества в каждом впадающем в озеро водоводе.

Максимальную кратность разбавления (nmax) можно рассчитать по уравнению При Snn = ПДК можно рассчитать Mnd.

Разбавление сточных вод в морях связано с рядом особенностей.

Плотность сточной воды всегда меньше, чем плотность морской воды, поэтому при глубинном сбросе струи стоков всегда поднимаются, при этом происходит их разбавление. «Расход» морской воды всегда много больше, чем сток, а концентрация загрязняющего вещества в створе пп примерно равна его концентрации в исходной морской воде, так как максимальная кратность разбавления стремится к бесконечности. Исходя из этого, расчеты кратности разбавления следует вести по (5.45) или (5.46), полагая, что Smax несколько больше Se.

Для ряда сбросов сточных вод в моря на значительной глубине (например, ялтинского) на основе экспериментальных исследований разработаны индивидуальные методы расчета ПДС, однако из-за существенной разницы в гидрологии мест сброса их применение для других видов сбросов не всегда возможно. Более подробную информацию об этом можно найти в специальной литературе.

Радикального снижения сбросов, как и выбросов, можно добиться за счет разработки и внедрения малоотходных и безотходных технологий, глубокой очистки сточных вод и внедрения замкнутого водооборота.

Совершенствование способов очистки сточных вод позволяет также добиться определенного снижения сбросов загрязняющих веществ.

Необходимая степень очистки сточных вод (Э), которую следует достичь, может быть рассчитана по уравнению где индекс «исх» — исходная, «доп» — допустимая.

Применяются также так называемые регулируемые сбросы. В периоды неблагоприятных гидрологических условий (малый расход воды в реке) часть сбросов направляется в пруды-накопители, откуда затем сбрасывается во время половодья.

Обычно все расчеты, связанные с определением степени загрязнения атмосферного воздуха и предельно допустимых выбросов, сводятся к решению трех типовых задач:

1) определение концентрации загрязняющих веществ;

2) расчет предельно допустимых выбросов;

3) определение минимальной высоты дымовой трубы.

На объектах железнодорожного транспорта первая типовая задача разбивается на две части: выброс загрязняющих веществ происходит через трубу или источник выброса расположен на поверхности земли (не более 4 м от уровня земли).

Исходными данными для решения первой задачи являются:

- количество загрязнений каждого типа поступающего в атмосферу в единицу времени - высота (Н) и диаметр (Д) дымовой трубы, м;

- метеорологические условия;

- предельно допустимые концентрации ЗВ, выбрасываемых источником загрязнения.

На основании этих данных определяется концентрация каждого вида загрязнения в приземном слое:

где Ci — концентрация i-го загрязнения, мг/м3;

Kp — коэффициент метеорологического разбавления, м3/с.

Значения коэффициента метеоразбавления зависит от типа источника загрязнения. Для источника, расположенного вблизи поверхности земли, этот коэффициент рассчитывается:

• для разового (период осреднения ~ 20 мин) выброса где u1 — скорость ветра на высоте 1 м, м/с;

x — расстояние от источника до точки расчета, м;

• для выбросов длительностью одни сутки • для источника выбросов, действующих неравномерно или периодически, где = Траб / Т — отношение суммарной продолжительности работы источника загрязнения к периоду осреднения концентрации;

р/р0 — параметр повторяемости среднегодовых преобладающих ветров (определяется по рис. П 7.1 Приложения 7);

(р/р0) = 1/2 (Траз / Тгод)0,2 — для времени осреднения год;

(р/р0) = 1/2 (Траз / Тсут)0,2 — для времени осреднения сутки.

В случае выброса загрязняющих веществ через трубу величина коэффициента метеорологического разбавления может быть вычислена:

• для оценочных расчетов по табл. П 7.5 Приложения 7 с учетом физико-географических условий региона и вытянутости розы ветров;

• аналитически где Н — высота трубы над уровнем земли, м;

V — объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, м3/с;

Т — разность температур выбрасываемой смеси и атмосферного воздуха, °С;

А — коэффициент, значения которого выбираются из табл. П 7.5 Приложения 7;

F — безразмерный коэффициент, учитывающий оседание примеси. F = для газообразных веществ и высокодисперсных аэрозолей; F = 2 для грубодисперсных пылей и золы при коэффициенте очистки не более 90 %; F = 2,5 при коэффициенте очистки 75-90 %; F = 3 при величине коэффициента очистки менее 75 %;

п — безразмерный коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из трубы. Определяется по рис. П 7.3 с помощью параметра vм, который в свою очередь определяется по рис. П 7.2 на основании вычислительной величины произведения объема газовоздушной смеси, выходящей из трубы, и разности температур исходящей смеси и окружающего воздуха (Приложение 7);

т — безразмерный коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из трубы. Определяется по рис. П 7.4 Приложения 7 по вычисленному по эмпирической формуле параметру где w — скорость выхода газовоздушной смеси, м/с;

р/р0 — показатель вытянутости розы ветров для конкретного региона, это отношение фактической повторяемости р преобладающего направления ветра за данный период к повторяемости ветров при условии равно вероятности всех направлений р0, выбирается по рис. П 7.1 Приложения 7.

Расчет предельно допустимых выбросов проводится на основании следующих исходных данных:

- физико-химических характеристик выбрасываемой газовоздушной смеси;

- значений ПДК для всех загрязняющих веществ, входящих в состав смеси;

- величины фоновых концентраций загрязняющих веществ;

- метеоусловий.

Величина ПДВ i-го загрязнителя может быть определена:

где Ссрi — фоновая концентрация i-го загрязнителя; значение коэффициента метеорологического разбавления может быть рассчитано по одному из ранее рассмотренных способов (рис. П 7.5 Приложения 7 или формулы (5.49), (5.51) или (5.52)).

Для определения минимальной высоты дымовой трубы используются те же исходные данные, что и для решения первой задачи, за исключением высоты трубы. Эта величина может быть определена по соотношению При выполнении расчетов по последней формуле принимаются самые неблагоприятные сочетания выбрасываемых в атмосферу количества (Q) и объема (V) загрязняющих веществ. Первоначально принимают произведение nm = 1 и определяют соответствующую высоту трубы.

Вычисленная при этом высота трубы (Н) используется для уточнения значений параметров, так же как это было описано ранее, и по ним уточняют величину произведения. В том случае если mn = 1, то величину высоты трубы уточняют по формуле где mi и ni — безразмерные коэффициенты, соответствующие высоте Hi;

mi+1 и ni+1 — безразмерные коэффициенты, соответствующие Hi+1.

Если в выбросе содержится несколько различных загрязнителей, то за высоту трубы принимают наибольшее из рассчитанных значений Н для видов загрязнений. Если выброс загрязнителей происходит через несколько близко расположенных дымовых труб, и при этом все трубы, а также все газы, выходящие из них, имеют одинаковые характеристики, то минимальная высота данной группы труб может быть вычислена по формуле где Q и V — суммарное количество и объем вредных веществ, выбрасываемых всеми трубами в атмосферу.

Для оперативного решения таких задач (т.е. получения быстрого результата в старые сроки при невысокой точности) могут быть использованы упрощенные формулы:

минимальная высота одиночной трубы минимальная высота группы труб В том случае если выброс ЗВ происходит при работе двигателей внутреннего сгорания, качество атмосферного воздуха определяется так.

Исходные данные:

- количество единиц техники, одновременно работающих на объекте ЖДТ; характеристики двигателей внутреннего сгорания (ДВС), которыми оборудована техника;

- метеорологические условия.

I. На основании данных о рабочем объеме цилиндров двигателей и частоте вращения коленчатого вала (табл. П 7.7 Приложения 7) вычисляется условный расход выхлопных газов:

для четырехтактных для двухтактных где Wj — рабочий объем цилиндров двигателей, л;

п — частота вращения коленчатого вала, C-1;

W — удельный расход отработанных газов, л/с.

2. Определяется суммарный удельный расход отработавших газов отдельно для карбюраторных и дизельных двигателей всех образцов техники:

3. По табл. П 7,11 или 13 Приложения 7 определяют состав и процентное содержание веществ, содержавшихся в выхлопных газах, которые выбрасываются в атмосферу, затем эти данные, а также вычисленные величины удельных расходов отработанных газов (п. 2) используют для расчета удельного расхода вредных веществ (обычно к таким веществам относят окись углерода, окислы азота и взвешенные вещества — сажу).

4. По данным об удельных объемах выбросов вредностей и их плотностях вычисляют количество загрязнений каждого вида, поступающих в атмосферу, где j — плотность данного вида загрязнений, кг/м3, выбираемый в табл. П 7. Приложения 7.

5. Расчет разового (период осреднения 20 мин) коэффициента метеорологического разбавления производится по формуле где и1 — скорость ветра на высоте 1 м;

х1 — расстояние от источника загрязнений, м.

Для выбросов в течение одних суток числовой коэффициент в этой формуле принимается равным 0,2.

Для источников выбросов, действующих неравномерно или периодически, коэффициент разбавления при времени осреднения одни сутки равен где (раб — суммарная продолжительность работы источника загрязнений за период осреднения).

6. Приземные концентрации для каждого вида загрязнений определяют по формуле 7. Сравнивая полученные значения приземных концентраций с приведенными в табл. 7.6 Приложения 7 или Приложении 2 величинами ПДК, делают вывод об экологической чистоте источника загрязнений.

(Числовые примеры решения всех рассмотренных задач приведены в Приложении 8).

Как уже было отмечено ранее, в соответствии с Федеральным законом РФ «Об охране окружающей природной среды» от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ предусмотрена ответственность за нарушения природоохранительного законодательства.

При обсуждении вопросов о нормировании выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду мы уже упомянули, что устанавливаются величины предельно допустимых выбросов и сбросов ЗВ, которые подлежат утверждению в местных природ охранительных органах. Величины ПДВ (ПДС) или ВСВ (ВСС) устанавливаются для того, чтобы на их основе можно было рассчитать сумму платежа за использование природных ресурсов.

В соответствии с постановлением Правительства РФ от 12.06.2003 г.

№ 344 установлены два вида оплаты выбросов стационарных источников загрязнений и сбросов сточных вод. Первый вид предусматривает определенную ставку платы за единицу (1 т) выброса (сброса) загрязняющих веществ в пределах допустимых нормативов и в пять раз большую ставку оплаты за 1 т выброса (сброса) загрязняющих веществ в пределах установленных лимитов. Кроме того, установлена плата за загрязнение, превышающее установленные лимиты. Расчет платы за выбросы в атмосферный воздух от передвижных источников ЗВ определяется исходя из вида используемого топлива и количества его потребления за расчетный период.

Рассмотрим более подробно порядок расчетов платы за загрязнение окружающей среды.

Плата за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников загрязнения в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы выбросов, может быть определена умножением соответствующей платы на величину выброса данного загрязняющего вещества и суммированием полученных произведений по видам ЗВ:

где Плв — плата за выбросы загрязняющих веществ в размерах, не превышающих ПДВi, руб.;

Ствi — ставка платы за выброс 1 т i-го загрязняющего вещества в пределах ПДВi, руб.;

Цвi — фактический выброс i-го ЗВ, т;

ПДВi — предельно допустимый выброс i-го ЗВ, т.

где Нвi — базовый норматив платы за выброс 1 т i-го ЗВ в пределах ПДВ, руб., (определяется по таблицам Приложения 9);

Кэ — коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы в данном регионе (табл. Приложения 9).

Плата за выбросы загрязняющих веществ в пределах установленных лимитов (ВСВ) от стационарных источников определяется путем умножения соответствующих ставок платы на разность между лимитными (временно согласованными) и предельно допустимыми выбросами ЗВ и последующего суммирования полученных произведений по видам загрязнителей.

где Плвс — плата за выбросы ЗВ в пределах установленных лимитов временно согласованных выбросах, руб.;

Ствi — ставка платы за выброс 1 т i-го ЗВ в пределах ВСВ, руб.;

Цвi — фактический выброс i-го ЗВ, т;

ПДВi — предельно допустимый выброс, т;

ВСВi — временно согласованный выброс, т.

где Нвсi — базовый норматив платы за выброс 1 тонны i-го ЗВ в пределах ВСВ, руб. (выбирается по таблицам Приложения 9).

В том случае если выброс i-го загрязняющего вещества превышает величину временно согласованного (лимитного) выброса, за это предусмотрена плата, вычисляемая путем умножения соответствующих ставок платы за загрязнение в пределах величины ВСВ на величину превышения фактической массы выбросов над значением ВСВ, суммирования этих произведений и умножением полученных сумм на повышающий коэффициент 5:

где Плвп — плата за сверхлимитный выброс загрязняющих веществ, руб.;

Ствci — ставка платы за выброс 1 т i-го ЗВ в пределах ВСВ, руб.;

Цвi — фактический выброс i-го ЗВ, т;

ВСВi — временно согласованный выброс i-го загрязнителя, т.

Таким образом, общая плата хозяйствующего субъекта за загрязнение атмосферного воздуха может быть определена:

Аналогично этому определяется и плата за сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водоемы:

где Плвод — общая плата за загрязнение водоемов, руб.;

Плд — плата за выброс ЗВ в пределах, не превышающих ПДС, руб.;

Плп — плата за выброс ЗВ в пределах, установленных ВСС, руб.;

Плс — плата за сверхлимитный сброс, руб.

Первое слагаемое из формулы (5.74) определяется путем умножения соответствующих ставок оплаты на величину сброса i-го загрязнителя и суммирования полученных произведений по видам ЗВ:

где Ствдi — ставка платы за сброс 1 т i-го ЗВ в пределах нормативов ПДС, руб.;

Si — фактический сброс i-го загрязнителя, т;

ПДСi — предельно допустимый сброс i-го загрязнителя, т.

где Ствдсi — ставка платы за сброс 1 т i-го загрязнителя в пределах ВСС, руб.;

Si — фактический сброс i-го загрязнителя, т;

ПДСi — предельно допустимый сброс i-го загрязнителя, т;

ВССi — временно согласованный выброс i-го загрязнителя, т;

где Нводсi — норматив платы за сброс 1 т i-го ЗВ, руб., (табл. Приложения 9);

Кэв — коэффициент из табл. Приложения 9.

Плата за сверхлимитный сброс может быть рассчитана путем умножения соответствующих ставок платы за загрязнение в пределах ВСС на величину превышения фактической массы сбросов над установленными лимитами с последующим суммированием этих произведений по видам загрязнителей и умножением полученной суммы на повышающий коэффициент 5:

где Стп — ставка платы за сброс 1 т i-го загрязнителя в пределах ВСС, руб.;

Si — фактический сброс i-го загрязнителя, т;

ВССi — временно согласованный выброс i-го загрязнителя, т.

где Нводп — базовый норматив платы за сброс 1 т i-го ЗВ в пределах ВСС, руб.;

Кэв — коэффициент из табл. Приложения 9.

Для расчета платы за выброс в атмосферу загрязняющих веществ передвижными источниками загрязнений используется формула:

где Плтс — плата за загрязнение атмосферного давления воздуха передвижными источниками загрязнений, руб.;

Плтсд — плата за допустимые выбросы, руб.;

Плтсб — плата за выбросы, превышающие допустимые, руб.;

Кэв — коэффициент из табл. Приложения 9.

Плата за допустимые выбросы загрязняющих веществ определяется суммированием по видам топлива произведений платы за допустимые выбросы загрязняющих веществ на количество i-го вида топлива, израсходованного передвижным источником за расчетный период, и на количество транспортных средств, расходующих данный тип топлива.

где Yj — плата за выброс загрязняющих веществ при работе передвижного источника загрязнений на данном виде топлива, руб., выбирается по табл. Приложения 9;

Tnj — количество топлива, израсходованного данным типом источника загрязнения, т;

Nтс — количество транспортных средств, использующих данный вид топлива.

Плата за превышение допустимых выбросов определяется по формуле где dтс — доля транспортных средств i-го типа, не соответствующих стандартам по выбросам загрязнений. Определяется как отношение количества транспортных средств, не соответствующих стандарту, к общему их количеству на объекте.

Общая плата за выбросы загрязняющих веществ может быть уменьшена с помощью понижающего коэффициента, если на данное транспортное средство установлено устройство нейтрализации обрабатывающих газов kпон = 0,1.

Пример расчета платы за загрязнение атмосферного воздуха локомотивного депо. В депо имеются следующие подвижные источники загрязнения, расходующие в среднем следующее количество топлива:

дизельное топливо:

40 магистральных тепловозов 2М62 — 1000 кг/сут;

30 маневровых тепловозов 4МЭ3 — 900 кг/сут;

2 самоходных крана УК-25/9 — 100 кг/сут;

4 грузовых автомобиля «КамАЗ» — 50 кг/сут;

автомобильный бензин:

автомобиль «Волга» — 17 кг/1000 км;

3 легковых автомобиля «Жигули» — 9 кг/1000 км;

1 легковой автомобиль «Ока» — 5 кг/1000 км.

Принимаем, что в течение года тепловозы работают по 358 суток, краны УК-25/9 — по 350, пробег автотранспорта составляет: грузового — 50 тыс.

км, легкового — 30 тыс. Исходя из этого, расход горючего на эти транспортные средства составляет (т):

тепловоз 2М62 — 358;

тепловоз 4МЭ3 — 322,2;

кран УК-25/9 —35;

«КамАЗ» — 2,5;

«Волга» — 0,5;

«Жигули» — 0,27;

«Ока» — 0,15.

На основании этих данных рассчитываем общее количество топлива, расходуемого в депо в течение года: дизельное топливо — 23 746 т, бензин — 1,46 т.

По таблице Приложения 9 определяем норматив платы за выброс в атмосферный воздух загрязняющих веществ передвижными источниками. Для транспортных средств, работающих на дизельном топливе, 2,5 руб. за 1 т, на бензине — 1,3 руб. за 1 т. Следовательно, общая плата за выброс в атмосферу от передвижных источников при их исправном техническом состоянии за год составляет: за транспортные средства, работающие на дизельном топливе 59 365 руб.; на бензине — 1,90 руб.

Плата за превышение допустимых выбросов начисляется территориальными органами МПР России по результатам контроля соответствия транспортных средств требованиям стандартов, регламентирующих содержание загрязняющих веществ и отработавших газах в условиях эксплуатации. Количество транспортных средств (ТС), подвергаемых контролю в выборке (раздельно по видам топлива), должно составлять не менее:

Такая плата вычисляется путем перемножения доли ТС, не соответствующих стандарту, на общую сумму платы за все транспортные средства данного типа и на 5 — коэффициент за выброс загрязнений, превышающий допустимый уровень. В рассмотренном случае доля ТС, не соответствующих стандарту по выбросу загрязняющих веществ, составляет 14 % тепловозов, сумма платы за превышение допустимых выбросов — 41 555 руб.

Приведенный пример показывает, что недостаточно отрегулированные двигатели тепловозов могут увеличить обязательный платеж за загрязнение атмосферного воздуха на 30 %.

5.4. Технические средства наблюдения и оценки состояния Все технические средства могут быть условно поделены на две большие группы: подвижные и стационарные, а по предназначению — для определения химического и радиационного загрязнения.

Вне зависимости от того, к какой группе относятся конкретные образцы технических средств, они используются для аналитического контроля, который проходит в несколько стадий:

1) выбор места отбора пробы;

2) отбор пробы;

3) обработка пробы;

4) измерение концентрации загрязняющего вещества;

5) математическая обработка данных и их проверка;

6) интерпретация и сравнение полученных данных.

Выбор места отбора проб зависит от цели, с которой отбирается проба, и определяется источником выброса загрязняющих веществ.

Наиболее простым вариантом получения статистически усредненного образца является отбор пробы жидкости, так как загрязнитель достаточно равномерно распределен в жидком материале.

Концентрация загрязняющего вещества измеряется аналитически (выбор метода анализа, подготовка приборов и проведение холостых опытов).

Для целей промышленного экологического мониторинга следует пользоваться стандартными или общепринятыми ведомственными методами анализа.

Чтобы избежать ошибок при применении аналитического метода, проводится математическая обработка полученных результатов.

Для определения управляющих и учета спонтанных антропогенных воздействий на окружающую среду необходимы следующие исходные характеристики:

1) «эталон» окружающей среды (обычно в долях или единицах ПДК);

2) состояние окружающей среды в различные промежутки времени;

3) источники выбросов загрязнителей в окружающую среду на каждом объекте железнодорожного транспорта;

4) краткосрочные и долгосрочные прогнозы уровня загрязнения окружающей среды.

В настоящее время выпускается весьма широкий спектр технических средств для определения и количественных характеристик загрязняющих веществ в различных средах.

5.4.1. Технические средства обнаружения и контроля Наиболее широко применяются приборы, в которых в качестве детектора ионизирующих измерений используются газоразрядные счетчики.

Для экспрессного определения объемной активности радона (АОР) в воздухе, воде и подпочвенном воздухе органами государственного контроля и надзора за состоянием окружающей среды широко используется радиометр радона РРА-01М-01 (рис. 5.1). С помощью этого прибора выполняются измерения объемной активности радона в диапазоне от до 20 000 Бк/м3 с погрешностью не более 30 % на наиболее чувствительном поддиапазоне и не более 20 % на всех остальных поддиапазонах (от 100 до 20 000 Бк/м3). Время одного измерения составляет 3- мин. Продолжительность непрерывной работы от аккумулятора около 15 ч. Масса прибора 3,5 кг, габаритные размеры 290155200 мм.

Результатом усовершенствования этого прибора стал автоматизированный радиометр радона РРА-01М-03 (рис. 5.2), который предназначен для непрерывного экологического мониторинга окружающей среды по объемным активностям радона и торона, а также метеопараметров: температуры, влажности и давления воздуха. Определение объемной активности радона проводится в том же диапазоне, что и у предыдущего прибора, по объемной активности торона от 20 до температура от 5 до 20°С, атмосферное давление 700-820 мм рт. ст., относительная влажность 30-90 % с погрешностью не более 5 %. Погрешности определения объемной активности такие же, как и у предыдущего Рис. 5.1. Радиометр радона Отличительные особенности прибора РРА-01 М-03:

• полная автоматизация процессов отбора и измерение проб, а также обработка результатов измерения;

• вывод данных на матричный дисплей для просмотра и на компьютер с графическим представлением информации и протоколом измерения; Рис. 5.2. Радиометр радона • параллельный вывод спект- автоматизированный РРА-01 М- рометрической информации на многоканальный анализатор;

• наличие специальных программных средств спектрометра для использования компьютером заказчика;

• возможность поставки с любым IBM-совместимым компьютером.

Для оперативного измерения объемной активности дочерних продуктов распада (ДПР) радона и торона и проведения санитарногигиенических обследований помещений и территории широкое распространение получил радиометр аэрозолей РАА-10 (рис. 5.3).

Этот прибор позволяет определять объемную активность радона в диапазоне 10-105 Бк/м3 и торона 1-105 Бк/м3 с относительной погрешностью не хуже 30 %. Питание прибора, как от сети переменного тока, так и от аккумулятора. Питание от аккумулятора позволяет выполнять 60измерений. Масса прибора 3,5 кг, габаритные размеры мм.

В приборе предусмотрены микропроцессорное управление работой и отображение на индикаторе результатов измерений и их погрешностей, вывод спектрометрической информации на компьютере.

Совместно с этим прибором может применяться пробоотборное устройство ПОУ-04 (рис. 5.4), которое позволяет дополнительно измерять концентрацию радона в воздухе в условиях высокой влажности и низких температур, в воде Рис. 5.3. Радиометраэрозолей РАА- и подпочвенном воздухе, плотность потока радона из почвы и, концентраций радиоактивных аэрозолей, вдыхаемых персоналом в течение рабочей смены, используется Рис. 5.4. Пробоотборное устройство Погрешность измерения прибора не более 20 %, диапазон измерения прибора при экспозиции 8 ч составляет по радону до 5 Бк/м3, по торону до 0,5 Бк/м3 и по долгоживущим радионуклидам 0,05 Бк/м3. Масса прибора 400 г, длительность работы (без смены аккумуляторов) 40 ч, длина Прибор обеспечивает автоматическую стабилизацию скорости отбора пробы и регистрацию экспозиции. С помощью компьютера возможны корректировки цикла измерения.

пятен радиоактивных загрязнений, точных лабораторных исследований и индивидуальной дозиметрии широко применяются дозиметры-радиометры ДРГБ-01 модификаций «ЭКО-1» и «ЭКО-1М»

Пробоотборник переносной ППА-1 газосигнализаторы и анализаторы, предназначенные для определения различных веществ, а также Вид измеряемых из- Гамма, бета Гамма, бета Гамма, бета Гамма, бета лучений гамма-излучения, МэВ Энергетический диа- Свыше 0,15 Свыше 0,15 Свыше 0,15 0,15-3, пазон бета- излучения, МэВ Диапазон измерений 0,1-1000 0,1-1000 0,1- МЭД, мкЗв/ч дозы, мкЗв Диапазон измерений плотности потока:

1/(ссм2) пробоотборники, малогабаритные комплект-лаборатории, тест-системы и индикаторные трубки.

Контроль состояния воздуха во многих случаях начинается с получения экспрессной информации о его составе или наличии в нем загрязнений. Экспресс-информация, которую еще называют сигнальной, позволяет принять оперативное решение о комплексе необходимых мер и определить направления углубленного изучения ситуации.

Для качественного или полуколичественного (сигнального) анализа по определению загрязнителей в атмосферном воздухе используются экспресс-тесты, а для количественного — индикаторные трубки.

Экспресс-тесты — это современные средства полуколичественного химического контроля, работающие без воздухопросасывающих устройств. Они обычно представляют собой бумажные (иногда на тканевой основе) тест-полоски (от 10 до 100), сброшюрованные в блокноты.

В настоящее время экспресс-тесты — самое дешевое средство проведения анализов.

Наиболее широкое распространение получили экспресс-тесты на аммиак, двуокись азота и пары ртути, которые позволяют контролировать концентрации этих веществ в следующих диапазонах (мг/м3): по аммиаку — 10/1000, двуокиси азота — газов и паров в воздухе при контроле воздуха рабочей зоны, промышленных выбросов. Кроме того, они могут применяться в местах утечек вредных веществ, в условиях чрезвычайных ситуациях, при технологическом контроле, а также при любом контроле, результаты которого позволяют решать вопросы защиты «ЭКО-1» и ДРГБ-01 «ЭКО-1М»

загрязненности воздуха; в нашей стране выпускается, по разным данным, от 250 до 300 их типов.

Фильтрующие трубки дополняют индикаторные при определении некоторых веществ.

Индикаторные и фильтрующие трубки представляют собой герметично запаянные стеклянные трубки, внутри индикаторных находятся индикаторные массы — хемосорбент, изменяющий свою окраску под воздействием определяемого вещества.

Хемосорбент полностью пропускает определяемое вещество, но при этом улавливает все сопутствующие вещества, мешающие анализу.

Другой тип фильтрующих трубок снаряжается хемосорбентом, при взаимодействии которого с определяемым веществом образуется летучее вещество, индицируемое в индикаторной трубке.

Рис. 5.7. Дозиметр-радиометр с внешним Рис. 5.8. Дозиметр-радиометр датчиком и речевым озвучиванием резуль- альфа-, бета-, гамма-излучения Индикаторные трубки выпускаются для определения таких веществ, как:

- приоритетные загрязнители воздуха и компоненты промвыбросов;

- кислород и продукты питания;

- алкоголь трезвости и наркотические вещества;

- масла компрессорные, моторные и трансмиссионные;

- нефтепродукты и горюче-смазочные материалы;

- окислители;

- продукты и полупродукты органического синтеза;

- спирты одно-, двух- и многоатомные;

- супертоксиканты и сильнодействующие ядовитые вещества;

- ракетное и моторное топливо;

- фреоны;

- фумиганты (фосфин, арсин);

- фосфорорганические соединения;

- простые и сложные эфиры;

- ароматические углеводороды, алифатические, ациклические и др.

Фильтрующие трубки применяются при определении массовой концентрации оксидов азота, диоксида серы, бензола, бензина, керосина, хлороводорода.

Принцип действия всех индикаторных трубок основан на изменении окраски индикаторного слоя трубки при прокачивании через нее анализируемого воздуха. Длина прореагировавшего слоя служит функцией и мерой массовой концентрации определяемого вещества, а также объема пробы воздуха, прокаченного через трубку.

Индикаторные трубки используются для анализа при температуре окружающего воздуха от 10 до 50°С, относительной влажности от 30 до 95 % и барометрическом давлении от 90,6 до 104,0 кПа (или от 0,906 до 1,04 кг/см2). Индикаторные трубки имеют длину 125 мм, диаметр 4,5 до 8 мм.

Срок их годности составляет от 12 до 24 мес. Транспортировка допускается всеми видами транспорта.

По диапазонам измерения концентрации индикаторные трубки предназначены для контроля воздуха рабочей зоны и промышленных выбросов. Кроме того, некоторые вещества (например, диоксид углерода и озон) могут контролироваться на уровне своего естественного содержания в воздухе.

Допускаемая основная относительная погрешность индикаторных трубок при измерении массовой концентрации компонента не превышает ±25 %, а суммарная дополнительная погрешность от влияния сопутствующих неизмеряемых примесей — не более ±35-40 %. (табл. 5.15).

Диапазон измерения массовых концентраций ТИ- (хлороводород) Порядок применения индикаторных трубок:

1) вынуть трубку из упаковки и надрезать ее стеклянный корпус с двух сторон;

2) вскрыть ИТ по проделанным надрезам;

3) подсоединить ИТ к насосу-пробоотборнику (при необходимости перед трубкой подсоединяют аналогично подготовленную фильтрующую трубку);

4) прокачать через трубку требуемое количество воздуха;

5) приложить трубку к контрольной шкале и определить значение компонента по длине индикаторного слоя, сменившего окраску.

Подробные инструкции по работе с индикаторными трубками указаны на их упаковке.

Для прокачивания воздуха через индикаторные и фильтрующие трубки используются насосы-пробоотборники, ручные и электропотребляющие.

Ручной насос-пробоотборник НП-3 представляет собой малогабаритный поршневой насос для отбора пробы прокачивания воздуха (газов) через индикаторные трубки. Насос имеет клапан обратного хода и обеспечивает отбор-дозировку 50 или 100 см3 анализируемого воздуха за один ход поршня. Кроме того, выпускается довольно большое число электропотребляющих аспираторов и пробоотборников, в которых используются индикаторные трубки.

К приборам такого типа относятся сильфонный аспиратор АМ-5рис. 5.9). Прибор предназначен для прокачивания заданного объема воздуха через индикаторные трубки при анализе загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны и выбросах вредных веществ. Аспиратор обеспечивает отбор пробы воздуха объемом см3 абсолютной погрешностью ±5 см3 при температуре -10...+50°С, относительной влажностью 30-80 %, масса прибора не более 650 г.

Газовый пробоотборник ОП-221 ТЦ (рис. 5.10) имеет следующие характеристики:

заданный объемный расход приведенная погрешность составляет ±5 %. Потребляемая электрическая мощность 33 Вт. Масса прибора 7,2 кг. Питание осуществляется от сети переменного тока или и экологического контроля. Устройства обеспечивают отбор проб с заданным объемным расходом через поглотитель по двум (ПУ-2Э) или четырем (ПУ-4Э) параллельным каналам. Отобранные пробы анализируются в лабораторных условиях.

«АЭРОКОН» — измеритель массовой концентрации аэрозольных частиц (рис. 5.12) различного происхождения и химического состава в атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны, а также используются для сигнализации при превышении заданных порогов после градуировки по месту установки сравнительным методом. Прибор обеспечивает измерения в диапазоне от 0 до 100 кг/м3 аэрозоля при размере частиц от 0,2 до 10 мкм Основные характеристики пробоотборных устройств ПУ-2Э и ПУ-4Э Диапазон расхода воздуха, л/мин:

Питание, В:

Условия эксплуатации:

Масса, кг:

с пределом допускаемой основной относительной погрешности ±25 %.

Питание прибора от сети переменного тока 220 В и аккумуляторов.

Масса около 2 кг без соединительного кабеля.

Приборы, предназначенные для автоматического непрерывного (или через заданные промежутки времени) определения концентраций различных веществ в воздухе рабочей зоны на уровне ПДК и превышение ПДК, а также в атмосферном воздухе, называют газоанализаторами.

Малогабаритный измеритель концентрации газа в рабочей зоне МГЛ-19М (рис. 5.13, табл. 5.17).

Абсолютная погрешность измерения концентрации ±2 мг/м3. Прибор питается от батареи 9 В, его габаритные размеры мм, масса 200 т.

Газоанализатор «Каскад» (рис.

5.14, см. табл. 5.17) предназначен Рис. 5.12. Измеритель массовый для измерения температуры и концентрации аэрозольных частиц концентраций СО, NO, NО2, SO2, автоматический стационарный прибор позволяет хранить в памяти результаты измерений и выводить их Рис. 5.13. Малогабаритный газоанализатор электрохимический (рис. 5.15, 5.16, 5.17 табл. 5.18) мостационарный МГЛ-19М жет быть использован в противоаварийных системах защиты.

В России выпускаются портативные газоанализаторы ПГА (рис.

5.18). Прибор ПГА 7 (ПГА 8 и ПГА 9) предназначен для определения кислорода и двух из следующих трех газов: метан, пропан, углекислый газ. Диапазон измерения прибора по различным газам составляет, об %:

метан 0-5, пропан 0-2, двуокись углерода 0-2 и кислород 0-3. Приведенная погрешность измерения составляет +5 %. Прибор работоспособен в интервале температур -30...+35°С. Масса прибора 400 г.

Газоанализаторы ПГА-К (рис. 5.19) нашли широкое применение на насосных и буровых установках, товарных парках, промышленно-проТаблица 5. парочных станциях, на железнодорожном и морском транспорте, в колодцах, коллекторных подземных сетей, туннелях, цистернах, трюмах, в службах контроля состояния природной среды, охраны труда и технической безопасности — для контроля ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Диапазоны измерений прибора составляют (мг/м3):

метан 0-36000, двуокись углерода 0-39000 (с основной приведенной погрешностью ±5 %), сероводород 0-45, окись углерода 0-120, аммиак 0хлористый водород 0-45, двуокись серы 0-80, окись азота 0-25, двуокись азота 0-10, водород 0-3600.

Рис. 5.15. Газоанализатор метана и Рис. 5.16. Газоанализатор угарного угарного газа стационарный «Хоббит-Т- газа портативный «Хоббит-Т-СО»

Рис. 5.17. Газоанализатор Рис. 5.18. Газоанализатор стационарный «Хоббит-Т-СО» трехкомпонентный ПГА Основная приведенная погрешность изменения газов (кроме двух первых) составляет ±25 %. Прибор работоспособен в интервале температур от -30 до +40°С. Масса прибора 700 г.

Для обеспечения безопасности при работах с токсичными газами в помещениях рабочей зоны применяются газоанализаторы «Хоббит-TCL2» и «Хоббит-Т-NН3».

Хоббит-T-CL2 (рис. 5.20) контролирует содержание хлора выше установленного допустимого предела в помещениях при температуре от -40 до +40°С с относительной погрешностью +25 % от установТаблица 5. Характеристика МГЛ-19М Хоббит-Т-СО-СН4 Хоббит-Т-СО Диапазон измеряемых концентраций:

Пороги срабатывания:

Условия эксплуатации:

Длина соединительного и блоком индикации, м ленного уровня. Масса прибора около 700 г.

Хоббит-T-NH3 (рис. 5.21) служит для измерения и сигнализации при увеличении содержания аммиака в воздухе рабочей зоны выше трех установленных уровней. Диапазон измерения 20-500 мг/м3. Три порога срабатывания: 1,3 и 25 ПДК (20, 60 и 500 мг/м3 соответственно).

Температурный диапазон работоспособности от -40 до +40°С. Масса прибора 400 г.

Газоанализаторы семейства «Ока» (переносные, на кислород, горючие и токсичные газы) предназначены для обеспечения безоРис. 5.19. Газоанализатор пасности при работах в колодцах, подвалах и цистернах. Ока-92М (рис. 5.22) измеряет содержание кислорода и суммы горючих газов.

Диапазон измерения: кислороду 0-30 об %, горючие газы 0-10 % НКПР; порог срабатывания: кислород 18 об %, горючие газы 10 % (0, об % СН4, или 0,24 об % С3Н8, или 0,4 об % Н2, или 1,2% СО, или 4 мг/л = 0,1 об % паров бензина). Масса прибора около 1,2 кг. Работоспособность в интервалах температур от -20 до +40°С.

Ока-МТ (рис. 5.23) имеет примерно такие же характеристики, что и Ока-92М, но отображает концентрацию определяемых газов на электронном табло и сигнализирует о превышении заданной опасности концентраРис. 5.20. Сигнализатор хлора двухпороговый стационарный «Хоббит-Т-С12»

Рис. 5.21. Газоанализатор на кислород и сумму горючих на аммиак трехпороговый газов, переносной «Ока-92М»

переносной «Хоббит-ТNН3»

ции. Порог срабатывания прибора «Ока-МТ» по токсичным газам — 1ПДК (СО, H2S, SО2, CL2, HF, F2, NH3) и др. по выбору потребителя, по горючим газам —10 % НКПР горючего газа (0,5 об % СН4, или 0,24 об % С3Н8, или 0,4 об % Н2, или 1,2 об % СО, или 4 мг/м3 = 0,1 об % паров бензина).

Ока-92МТ (рис. 5.24) объединяет в себе возможности двух ранее описанных приборов и имеет такой же диапазон рабочей температуры.

Портативный автоматический газоанализатор «Элан» (рис. 5.25) предназначен для (СО) в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны, а также кислорода (О2, и токсичных компонентов сероводорода (H2S), двуокиси серы (SО2) и азота (NО2), окиси азота рабочей зоны. Стандартный прибор выпускается настроенным для определения одного Рис. 5.23. Газоанализатор индикаторе, также предусмотрена звуковая на горючие и токсичные газы сигнализация с возможностью изменения переносной «Ока-МТ» уровня звука. Прибор работоспособен в интервале от 5 до 45 °С и с относительной влажностью 15-95 % (без конденсации влаги). Масса прибора 1 кг. Ресурс работы от встроенного источника питания не менее ч. При работе с внешним зарядным устройством в автоматическом режиме время работы не ограничено.

Кроме описанных приборов, для целей экологического и санитарного контроля промышленностью выпускаются измерительные комплекты оборудования (расходные материалы, принадлежности и докуРис. 5.24. Газоанализатор ментация), позволяющие проводить количественный анализ на содержание компо- трехканальный переносной на нентов среды в лабораторных или полевых кислород, горючие и токсичные газы «Ока-92МТ»

условиях.

Портативные измерительные комплексы включают необходимые для анализа воздуха стандартными методами расходные компоненты (реактивы, растворы, а также индикаторные трубки, экспресс-тесты для контроля воздуха и контроля загрязненности воды).

Комплект-лаборатории — портативный измерительный комплект, имеющий в своем составе все необходимое для количественного (полукачественного) определения показателей в полевых, лабораторных и производственных условиях.

Комплект-методика — комплект расходных материалов, готовых к применению химикатов и растворов, позволяющих при использовании типового лабораторного оборудования (термостата, фотоколориметра, лабораторных весов) выполнять измерения какого-либо параметра состояния воды, почвенной вытяжки или воздуха в полном соответствии с нормативными документами (например, ГОСТом).

С помощью одного измерительного комплекта может быть Рис. 5.25. Портативный выполнено не менее 100 анализов. автоматический газоанализатор «Элан»

Вопросы для самоконтроля 1. Основные элементы систем производственного экологического мониторинга.

2. Структура системы производственного экологического мониторинга.

3. Основные требования к элементам системы производственного экологического мониторинга.

4. Нормирование выбросов и сбросов загрязняющих веществ.

5. Методы контроля выбросов и сбросов загрязняющих веществ.

6. Технические средства обнаружения и контроля радиоактивного заражения.

7. Технические средства обнаружения и контроля химического заражения.

ААС — атомно-абсорбционный спектрофотометр АГА — автоматический газоанализатор АИС — автоматизированные информационные системы АРМ — автоматизированное рабочее место АСК ЗВ — автоматическая станция контроля выбросов загрязняющих веществ АСПК — автоматический стационарный пост контроля АСУ ТП — автоматизированная система управления технологическим процессом АХОВ — аварийное химически опасное вещество АУ — автоматическое управление БОВ — биологическое опасное вещество БПК — биологическое потребление (потребность) кислорода БПКполн — биологическое потребление кислорода, полное ВОЗ — Всемирная организация здравоохранения ВСВ — временно согласованные выбросы ВСС — временно согласованные сбросы ВТПО — высокотоксичные промышленные отходы ГА — газоанализатор ГИС — геоинформационная система Федеральной службы по надзору в сфере экологии и природопользования ГОСТ — государственный стандарт ГС — газосигнализатор ГСН — государственная служба наблюдений ГСМОС — Глобальная система мониторинга окружающей среды ГСО — государственные стандартные образцы ГСЭН — государственный санитарно-эпидемиологический надзор ГХ — газовый хроматограф ГЭК — государственный экологический контроль ЕГАСКРО — Единая государственная автоматизированная система контроля радиационной обстановки ЕГСЭМ — Единая государственная система экологического мониторинга РФ ЕМЕП — Совместная программа наблюдений и оценки распространения загрязняющих воздух веществ на большие расстояния в Европе ЖХ — жидкостной хроматограф ЗВ — загрязняющее вещество ИАЦ — информационно-аналитический центр системы ПЭМ КПВ — концентрационный предел воспламенения ЛПВ — лимитирующий показатель вредности ИС — информационная система ЛВС — локальная вычислительная сеть ЛГГМ — локальный генетико-гигиенический мониторинг ЛРО — лимиты размещения отходов МАБ — Международная программа ЮНЕСКО «Человек и биосфера»