Методички (1184159), страница 11
Текст из файла (страница 11)
соед. впересчете насвинец)0,0010,00031Мышьяк(неорг. соед.)-0,0032Аммиак NH30,20,044Озон O30,160,03165Рис.15. Карта расположения выбранных источников загрязненияХарактеристика годового объема выбросов приоритетныхзагрязняющих веществ выбранных предприятий исследуемогоприведена в таблице 7. Суммарные выбросы семи рассматриваемыхпредприятий составляют примерно 70% всех выбросов в регионе.66Таблица 7Выбросы вредных веществ (тонн/год)выбранными предприятиями регионапыль№ Производство СО1 Титано930575магниевыйкомбинат2 Свинцово24489 1964цинковыйкомбинат3 Машиностро263,1227,5ительныйзавод1533,2 99824 ТЭЦ №141122855 ТЭЦ №26 Конденсатор2,118,4ный завод7 Завод3434,9 648,1минватыSO2As,Pb NOxR-H----54602213-38,9119,1-58,914,17302,12093,2-8863,91965,3-297,70,121,568,41564,4-174,4-4.2 Характеристика населения региона и анализданных по плотности населения.Для количественной оценки воздействия вредных веществ нанаселение региона (~400 000 чел.) выделено шесть микрорайонов.Каждому микрорайону соответствует свое географическое положениеи количество населения (таблица 8), на основании которых длякаждого микрорайона определяется своя плотность населения.Таблица 8Распределение проживающего в регионе населения помикрорайонам с цветовым определением на карте№ района123456Кол-во населения90 00060 000100 00050 00040 00060 000674.3 Многолетние климатические данные регионаг.
Усть-КаменогорскГород Усть-Каменогорск расположен у слияния рек Иртыша иУльбы на правом берегу реки Иртыш, в Калбинском горном районеКазахстана. Местность, окружающая город, представляет собойречную долину, окруженную почти со всех сторон отрогами горныххребтов.
С востока в 3-4 км подходят западные отроги Ивановскогохребта, высоты которого здесь достигают более 800 м над уровнемморя. К западу местность несколько понижается и представляет собойобширную, сильно всхолмленную равнину. К юго-западу и югуместность, постепенно повышаясь, переходит в северные отрогиКалбинского хребта, пересеченного глубокими ущельями и долинамигорных рек. В северном направлении местность переходит вУльбинский хребет. Озер и болот в окрестностях нет. Почвы – горныечерноземы.Растительныйпокровпредставленковыльноразнотравными степями. Характеристики климата в регионе даны всправочнике по климату СССР Вып.18 по КазССР *. Ниже в таблицах9 и 10 представлены данные по повторяемости направления ветра иштилей, скоростях ветра.Таблица 9Повторяемость направления ветра и штилей, %IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIГодССВВЮВЮЮЗЗСЗШтиль244756974223523234454422231312111310101299111214114435382826273025263947473443655554556357688111110813129694911111498811116792428202525282135281816182443413127232327333627253431*Государственный комитет СССР по гидрометеорологии.
1989. Научно-прикладной справочникпо климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Части 1-6. Выпуск 18. Казахская ССР.Ленинград. Гидрометеоиздат.68Таблица 10Скорость ветра, м/c и распределение по градациям скоростей, %Скорость,Градации скоростейм/сМесяц10121416cред. макс. 0-1 2-3 4-5 6-7 8-9111315202.11653 18 14 1131I1.91559 14 138312II1.51258 23 115201III2.91733 27 22 125100IV3.11931 27 21 1262100V2.61637 31 1974110VI2.31638 33 196211VII2.11342 32 18521VIII2.21443 28 177311IX2.51541 27 18 10400X2.31547 24 16 10300XI2.11650 23 1683000XII2.1.22 2 43 27 17931000Год4.4 Принципы построения вероятностных полейпревышения пороговых концентраций длявыбросов загрязняющих веществВ соответствии с нормативными документами, основнымзагрязнителем является NOx. Экологическим критерием качествавоздуха вне санитарно-защитной зоны является уровень концентрациименьший 0.04 мг/м3 в течение суток (ПДКсс для населенных мест) имаксимально разовый уровень концентраций менее 0.085 мг/м3(ПДКмр для населенных мест).
Эти уровни концентрации измеряютсяза период осреднения 20-30 минут. Научное понимание величиныПДКмр включает в себя допустимую вероятность (частоту) егобезопасных для реципиента превышений. Само собой разумеется, чтоуровень этих превышений не должен выходить за рамкилогнормального распределения, которому подчиняется распределениеконцентраций :ln Ср >ln С* + f(P,σ)где: Ср - пороговая концентрация; С* - среднее арифметическое(математическое ожидание);Р - вероятность превышения некоторого порогового уровня;69а - дисперсия распределения.Функция f(P,a) возрастает по мере уменьшения Р.
Поэтому внеявной форме это понимание ПДКмр нашло подтверждение всогласованных еще Минздравом СССР «Временных указаниях»,признающих состояние атмосферы благополучным, если фон (5%превышения) равен ПДКмр. Эта величина связывается с отношениеммаксимально разовой и среднесуточной ПДК. Так для сернистогоангидрида разрешаемая частота превышения может составлять - 1% (86 часов/год); для диоксида азота и оксида углерода (СО) - 10% (860часов/год).Для дальнейших расчетов в качества события негативноговоздействия определим превышение концентрации загрязнителейПДКмр, а в качестве критерия качества воздушного бассейна частотуэтого превышения на уровне 5%.Таким образом, задача характеристики качества атмосферноговоздуха сводится к построению вероятностного поля превышенияПДКмр в регионе размещения промышленного объекта.Для решения этой задачи необходимо рассчитать для каждого изхарактерных источников выбросов поля распределения концентрацийв окружающей среде для различных метеорологических условий сучетомвлияниярегиональнойспецифики(высотаслояперемешивания, характеристика шероховатости поверхности изастройки территории).
Для каждого из рассчитываемых вариантовкритерием зоны негативного влияния является превышениеконцентрации 3В его максимально разового ПДК для населенныхмест. После этого на следующем этапе необходимо получитьраспределение (поле) вероятности наблюдения этого явления(ущерба) в различных точках на территории вокруг источника.Зона негативного влияния в данной постановке определяетсягеометрической формой зоны превышения СПДКмр и будет описыватьсовокупность точек, для которых концентрация выше СПДКмр.Поскольку форма зоны зависит от параметров окружающейсреды, необходимо учитывать весь спектр ее возможных состояний впределах характерного периода их изменений (в разрезе года иликонкретного сезона - лето, зима).Рассмотрим подход в приложении к построению вероятностногополя в некоторой точке "А" пространства исходной опасности длявыброса 3В мощностью МА (τ) и дальнейшего его распространениявокруг источника за счет переноса под действием ветра в атмосфере.70Какпоказаноранее,метеорологическаяинформация,используемая при расчетах дисперсии в моделях переноса, состоит израсчетных данных по относительной частоте повторяемости (PV;i, %)скоростей ветра (U, м/с) по географическим направлениям (по Мрумбовой схеме) и в годовом разрезе (таблица 11).Таблица 11Относительная повторяемость Pv,i(%) скоростей ветра погеографическим направлениям в годовом разрезе1vU м/с12345678ССВВЮВЮЮЗ3СЗΣ1штиль21-5-20.790.830.951.040.600.730.780.616.3332*32.683.083.573.982.322.712.792.1323.2644*53.183.654.234.712.753.203.302.5227.5356*72.412.613.003.281.902.282.401.8719.7668*91.861.772.002.121.211.541.711.3813.59710*110.800.660.730.730.410.570.670.565.13812*130.500.380.410.400.220.320.390.342.96914*150.180.120.120.110.060.100.130.120.9310 16*170.060.040.040.030.020.030.040.040.3011 18*200.030.020.020.020.010.010.020.020.1312 21*240.010.000.010.000.000.000.000.010.031312.49 13.1 6 15.07 16.42 9.49 11.50 12.24 9.58100.0I2.75Каждая градация скорости ветра (1) характеризуется, в своюочередь, некоторой вероятностью реализации каждого из шестивозможных классов устойчивости атмосферы по Паскуиллу взависимости от градиента температуры.После выбора параметров шероховатости для региона исистематизации метеопараметров по L скоростям ветра и 6 классамустойчивости атмосферы (k) далее можно рассчитать с помощьюсоответствующих моделей для 6 х L вариантов зон превышения СПДК(зон ущерба).71Вероятность появления заданного ущерба в некоторой точке сполярными координатами (г,θ) в v-ом секторе М-румбовой сеткиопределяется формой "собственной" зоны ущерба (рис.16).
Поэтому вобщем случае вероятность появления ущерба для всех точекпространства при единичной вероятности исходного событиярассматривается как сумма вероятностей реализации различныхвариантов зон ущерба F(MA,Ubk), т.е.L6⎡⎤l =1k =1⎣⎦RM(r,θ) = ∑ P vl { ∑ ( Pk(U l )×Ф ⎢ F(MA,Ul,k) ⎥ ×M /(2π) )}где Ф[F(MA,Ul,k)] =AB – ширина зоны ущерба в v-ом секторе для "М"градаций по направлениям сторон света на расстоянии "г" отисточника опасности и при угле "θ" в полярных координатах.Рис.16. К вычислению вероятности потенциального ущерба в точке(r,q)Отметим, что суммирование проводится в начале по классамустойчивости атмосферы при заданной скорости ветра, затем поградациям ветра.72Таким образом, в случае влияния состояния окружающей средына механизм формирования последствий для каждого сценарияисходного выброса с мощностью или массой МА для построения поляпотенциальной опасности необходимо анализировать 6xL вариантовзон ущерба с учетом их относительной вероятности реализации поразличным направлениям сторон света.Расчет поступления предусматривает расчетное установлениеэкспозиций для каждого химическое вещества при конкретных путяхвоздействия.
Расчетной величиной оценки экспозиции является доза(количество загрязнителя, полученное организмом с увеличениемвремени воздействия с учетом массы тела), которая выражается вединицах массы химического соединения, находящейся в контакте сединицей массы тела человека обычно в течение суток, и имеетразмерность мг/кг-день.Поступление химических веществ обычно рассчитывается поформулам, учитывающим воздействующие концентрации, величинуконтакта, частоту и продолжительность воздействий, массу тела ивремя осреднения экспозиции. С учетом установленной дозы наследующем этапе оценки риска анализируется зависимостьдоза−эффект (ответ), связывающая величину воздействующей дозытоксичного вещества с вероятностью появления негативныхпоследствий для здоровья человека.4.5 Расчетсреднегодовыхрецепторных точкахконцентрацийвДля отобранных предприятий проводится моделированиерассеивания нормализованного выброса в 1г/с для расчетаконцентраций от нормализованного выброса в рецепторных точках.Если бы все загрязняющие вещества имели бы одинаковыекоэффициенты оседания и температуры выбросов, то расчет помодели рассеивания можно было бы провести только один раз (длякаждого предприятия).
Но поскольку эти параметры могут отличатьсядля различных загрязняющих веществ, то может потребоватьсяпрогонять модель для каждого выбранного вещества отдельно. В этомслучае среднегодовая концентрация рассчитывается по формуле:Сср.год. = Сср.год. ⋅ QСср.год.−Снорм.выбр.среднегодовая концентрация вещества X в мкг/м3;− концентрация от нормализованного выброса вещества X в(мкг/м3) (г/с)-1;73Q− среднегодовой выброс вещества X в г/с.Решение задачи расчета среднегодовых концентраций сводитсяк интегрированию всех возможных концентраций загрязняющихвеществ в заданной точке пространства (x,y), которые могутвозникнуть в течение года с учетом вероятности реализацииопределенного из шести характерных классов устойчивостиатмосферы при заданной скорости ветра. Поскольку предполагается,что в пределах сектора М-румбовой розы ветров направление ветрараспределено равномерно, то среднегодовая концентрация C(x,y)может быть рассчитана по формуле:⎫⎧6M×Q× γ(x U)C(x,y)= C(r,θ)= ∑ Pvl × ⎨∑ (Pk (U1 ) ×f(A,H,σ))×z ⎬2× 2 × π3 2 ×r × U1σzl=1⎭⎩k=1LQ–Рvl –мощность источника, кг/с;вероятность реализации ветра со скоростью Ul,соответствующем секторе М-румбовой схемы;м/с, вPk(U l) – вероятность реализации определенного класса устойчивостиатмосферы при ветре U l (А- 1, B- 2,..,F - 6);θ–направление ветра в полярных координатах;r–расстояние от источника загрязнения до точки (x,y);σz–характеристика дисперсии по вертикали;f(А,H,σz) – функция влияния высоты источника загрязнения (Н) ивысоты слоя перемешивания (А);2×π/М– угловая доля сектора в М- румбовой схеме ветров;γ(x/U)= γ(t) – функция изменения концентрации по оси шлейфа за счетфотохимических реакций, сухого и влажного осажденияи т.п.
во времени.ДляслучаяпростойГауссовойневзаимодействующего вещества:моделиγ(x U) = γ(t)= 1f ( A, H , σ z ) = 2 × exp( − H ( 2 × σ z2 ))74дисперсии4.6 Количественное оцениваниездоровью,обусловленноговеществамириска угрозызагрязняющимиВ количественных оценках экологического риска, связанного сзагрязняющими веществами компонентов окружающей среды, важноеместопринадлежитвеличине,называемойчастотностьюдополнительного риска [1]. Мы предлагаем читателям механизм учетанегативных эффектов в варианте, предложенном профессорамиСанкт-Петербургского Университета с некоторыми сокращениями иизменениями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
