ТА ОЦІНКА ЯКОСТІ ПОВІТРЯ
Важливими величинами, які характеризують вплив шкідливих речовин на людину та живі організми, є гранично допустимі концентрації (ГДК) цих речовин в повітрі. Так, ГДКмр і ГДКсд встановлюються для населених міст
і при їх розрахунку враховують стан здоров’я людей, що піддаються дії шкідливих речовин. Значення ГДК деяких шкідливих речовин в повітрі наведені у табл. 2.1.
Для оцінки дії забруднювачів на організм людини використовується безрозмірний параметр q, який показує, на скільки фактична концентрація перевищує норматив:
, (2.1)
де С - фактична концентрація домішок у повітрі, мг/м3.
Таблиця 2.1 – Гранично допустимі концентрації забруднюючих речовин
у повітрі, мг/м 3
| Забруднююча речовина | ГДКрз | ГДКмр | ГДКсд |
| Азоту діоксид | 5,0 | 0,085 | 0,04 |
| Азоту оксид | 30,0 | 0,6 | 0,06 |
| Аміак | 20,0 | 0,2 | 0,04 |
| Ацетон | 0,35 | 0,35 | |
| Бензин | 5,0 | 1,5 | |
| Бензол | 5,0 | 1,5 | 0,1 |
| Метиловий спирт | 5,0 | 1,0 | 0,5 |
| Озон | 0,16 | 0,03 | |
| Пил нетоксичний | 0,3 | 0,1 | |
| Сажа (кіптява) | 4,0 | 0,15 | 0,05 |
| Сірководень | 0,008 | 0,008 | |
| Сірковуглець | - | 0,03 | 0,005 |
| Сірки діоксид | 0,5 | 0,05 | |
| Вуглецю оксид | 5,0 | 3,0 | |
| Фенол | 0,3 | 0,01 | 0,003 |
| Формальдегід | 0,5 | 0,035 | 0,003 |
Якщо в атмосферному повітрі одночасно сумісно присутні декілька (n) речовин, що володіють сумарною дією, тобто односпрямованою шкідливою дією, величина q визначається за формулою:
(2.2)
де С1, С2…Сn – фактичні (розрахункові або вимірюванні) концентрації шкідливих речовин у повітрі, мг/м3.
2.1 Приклади розв’язання задач
Приклад 2.1.1. Якою може бути концентрація СО у повітрі житлового району, якщо концентрація в цьому повітрі SO2 складає 0,02 мг/м 3,
а концентрація Н2S – 0,001 мг/м 3, щоб повітряна суміш була безпечною для людини?
Розв’язання. На підставі формули (2.2) виражаємо можливу концентрацію СО:
тоді:
мг/м3
Із проведених розрахунків видно, що з урахуванням сумарної дії декількох шкідливих речовин повітря, концентрація СО не повинна перевищувати 1,2 мг/м 3, що нижче ГДКсд.
Приклад 2.1.2. У виробниче приміщення заводу з виробництва формальдегіду внаслідок розгерметизації обладнання потрапляє 15 м3/хв виробничих газів з концентрацією метанолу 100 мг/м3. Через який час у приміщенні буде спостерігатись перевищення значення ГДКрз метанолу, про що сповістить сигналізація, якщо розміри виробничого приміщення складають 110м×15м×5м?
Розв’язання. 1. Знаходимо об’єм приміщення:
2. Знаходимо, яка маса метанолу може бути виділена у це приміщення, щоб концентрація його не перевищувала ГДКрз:
мг
3. Знаходимо масу метанолу, яка виділиться в повітря протягом однієї хвилини за рахунок розгерметизації обладнання:
мг/хв.
4. Знаходимо час, через який буде досягнуто величина ГДКрз:
хв.
Приклад 2.1.3. Газові викиди (Vг = 15 м3/год) проходять очистку в абсорбері від зважених речовин (ЗР), концентрація яких дорівнює 0,035 г/м3, за допомогою води, витрата якої становить 3 м3/год. Визначити, чи забезпечує очисна споруда необхідну ступінь очистки газів від ЗР (ГДКзв = 3 мг/м3), якщо концентрація останніх у стічній воді після абсорберу дорівнює
0,16 г/м3 ? (рис.2.1).
Рисунок 2.1 - Схема абсорбера
Розв’язання. 1. Визначаємо масу ЗР, які надходять в абсорбер кожну годину:
m1=Vг×Сг=15×35=525 мг/год
2. Визначаємо масу ЗР, що виводиться водою:
m2=Vв×Св=3×160=480 мг/год
3. Визначаємо масу ЗР, що виноситься з газовим потоком після абсорберу:
m=m1-m2=525-480=45 мг/год
4. Концентрація ЗР в очищеному газі становить:
мг/м3
2.2 Задачі для самостійного розв’язання
Задача 1. Чи буде небезпечною для людини короткочасна сумарна дія SO2 і NO2, якщо вони містяться у повітрі відповідно у таких концентраціях, мг/м3: SO2 – 0,3; NO2 – 0,06?
Задача 2. Чи буде небезпечною для людини короткочасна сумарна дія SO2 і фенолу, якщо вони містяться у повітрі відповідно у таких концентраціях, мг/м3: SO2 – 0,25; фенол – 0,0047?
Задача 3. Оцінити якість повітря, якщо відомо, що у ньому одночасно присутні пари фенолу з концентрацією 0,0018 мг/м3 і ацетону з концентрацією 0,165 мг/м3?
Задача 4. Оцінити якість повітря, якщо відомо, що у ньому одночасно присутні О3 з концентрацією 0,0091 мг/м3; NO2 з концентрацією 0,012 мг/м3
та формальдегід – 0,0015 мг/м3?
Задача 5. Оцінити якість повітря, якщо відомо, що у ньому одночасно присутні SO2 з концентрацією 0,041мг/м3 і Н2S з концентрацією 1,2 мкг/м3.
Задача 6 Оцінити якість повітря, якщо відомо, що у ньому одночасно присутні SO2 з концентрацією 0,022 мг/м3 і NO2 з концентрацією 0,028 мг/м3.
Задача 7. Оцінити якість повітря, якщо відомо, що у ньому одночасно присутні SO2 з концентрацією 0,011 мг/м3; СО2 з концентрацією 0,092 мг/м3; NO2 з концентрацією 0,022 мг/м3 та фенол з концентрацією 1,0 мкг/м3.
Задача 8. Визначити сумарну токсичність тютюнового диму по основних токсичним компонентах, що присутні в його складі, в наступних концентраціях: СО – 35,4 г/м3; нікотин – 2,15 г/м3 (ГДК – 0,0185 мг/м3);
NO2 – 785 мг/м3; НСN – 18,8 мг/м3 (ГДК – 0,01 мг/м3); 3,4-бензпірен – 17 мкг/м3 (ГДК - 0,001 мкг/м3).
Задача 9. Для санітарної обробки кухні використано один аерозольний балончик хлорофосу масою 200 г. Чи можна при цьому знаходитися в цьому приміщенні без шкоди для здоров’я, якщо ПДК по хлорофосу дорівнює
0,04 мг/м3, а площа кухні складає 10 м2 при висоті до стелі 3,2 м?
Задача 10. В сушильній шафі, де висушують цинковий концентрат, внаслідок неповного згорання мазуту 0,01% його переходить у кіптяву і водень у співвідношенні 8:2. На форсунку подається 30 кг/год мазуту, при згоранні 1 кг якого утворюється 12 м3 продуктів згорання, а для зниження температури перед подачею у сушильну шафу проводять п’ятикратне розведення повітрям продуктів згорання. У скільки разів вміст сажі у димових газах перевищує ГДКсд?
Задача 11. За рахунок пропускання трубопровода двигуна внутрішнього згорання частина газів, що містить 3,4-бензпірен, потрапляє у приміщення. Розміри приміщення 35×8×5 м. Скільки 3,4-бензпірена може бути виділено
у приміщення, щоб в ньому було можна безпечно працювати?
Задача 12. Димові гази, що містять 0,04 % SO2 (по об’єму), в кількості 2800 м3/год надходять у скрубер, в якому відбувається їх очистка від SO2 рідким поглиначем, витрата якого складає 1066 кг/год. Чи забезпечує скрубер очистку газів до норми ГДК по SO2 (0,5 мг/м3 ), якщо вміст SO2 у рідкому поглиначі на виході із скрубера дорівнює 0,3 % по масі?
Задача 13. Промислові гази містять NO2 з концентрацією 100 мг/м3.
Їх послідовно очищують лужним (з допомогою NаОН) і каталітичним методом (з використанням NН3), ефективність яких складає 80,0 % та 98,7 % відповідно. Чи буде в очищеному газі спостерігатись перевищення концентрації NО2 над ГДКмр?
