Оценка воздействия выбросов вредных веществ на атмосферный воздух

Ю. Г. Кирсанов

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ 
ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ 
НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

Учебное пособие

Рекомендовано 
методическим советом Уральского федерального университета 
в качестве учебного пособия для студентов вуза, обучающихся 
по направлению подготовки 18.03.02, 18.04.02  
«Энерго- и ресурсосберегающие процессы  
в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2018

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  
ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б. Н. ЕЛЬЦИНА

К43
Кирсанов, Ю. Г.
Оценка воздействия выбросов вредных веществ на атмосферный 
воздух : учеб. пособие / Ю. Г. Кирсанов ; [науч. ред. М. Г. Шишов] ; 
М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. — 
Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2018. — 110 с.
ISBN 978-5-7996-2341-8

В учебном пособии представлены основные положения нормативноправовых документов и их использование при инвентаризации выбросов 
загрязняющих веществ, установлении предельно допустимых и временно 
согласованных выбросов промышленными предприятиями и контроле за 
их соблюдением. Материал пособия содержит примеры решения практических задач, связанных с расчетами концентрации загрязняющих веществ 
в атмосферном воздухе.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 
«Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» по программам бакалавриата 18.03.02 и 18.04.02 
магистратуры.
УДК 502.175:502.3(075.8)
ББК 20.18я73+26.23я73

УДК 502.175:502.3(075.8)
ББК 
20.18я73+26.23я73
 
К43

ISBN 978-5-7996-2341-8 
© Уральский федеральный университет, 2018

Ре це н з е н т ы:
О. Ф. Сидоров, доктор технических наук, профессор, заведующий 
лабораторией новых технологических процессов  
(Восточный научно-исследовательский углехимический институт);
Т. Л. Кузнецова, кандидат химических наук, доцент  
(ООО «ИПЦ-16»)

Нау ч н ы й  р ед а к то р
М. Г. Шишов, кандидат химических наук, доцент  
(Уральский федеральный университет)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие 
5
Условные обозначения 
7
Введение 
9
1. Структура проекта нормативов предельно допустимых выбросов 12
2. Инвентаризация загрязняющих веществ и источников  
их выбросов в атмосферу 
14
2.1. Обязательность и назначение инвентаризации 
14
2.2. Содержание работ по инвентаризации выбросов  
загрязняющих веществ в атмосферу 
17
3. Процесс нормирования выбросов загрязняющих веществ 
в атмосферный воздух 
19
3.1. Основные требования к работам по нормированию выбросов 
загрязняющих веществ 
19
3.2. Характеристика и учет параметров выбросов, влияющих 
на рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере 
26
3.3. Оценка влияния застройки на загрязнение воздуха  
на территории промплощадки 
31
3.4. Учет трансформации загрязняющих веществ  
в атмосферном воздухе 
32
3.5. Фоновое загрязнение атмосферы и его учет при нормировании 
выбросов 
32
4. Расчеты рассеивания выбросов загрязняющих веществ  
в атмосфере и предложения по нормативам предельно  
допустимых выбросов 
37
5. Санитарно-защитная зона и ее установление 
40
5.1. Нормативные требования к установлению  
санитарно-защитной зоны 
40

5.2. Проектирование и установление размера  
и границ санитарно-защитной зоны 
42
5.3. Организация территории санитарно-защитной зоны 
44
6. Учет залповых и аварийных выбросов в атмосферу 
46
7. Контроль по соблюдению нормативов выбросов предприятиями 48
8. Мероприятия по регулированию выбросов  
при неблагоприятных метеоусловиях 
52
9. Удельные технологические выбросы загрязняющих веществ 
55
10. Основы детальных расчетов загрязнения приземного слоя 
атмосферного воздуха 
58
10.1. Характеристика процессов рассеивания  
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе 
58
10.2. Основные положения расчета концентраций загрязняющих 
веществ в атмосферном воздухе 
62
10.3. Расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ 
одиночного источника 
65
10.4. Определение максимальной приземной концентрации 
и расстояния до точки ее достижения при скорости ветра, 
отличающейся от опасной 
70
10.5. Расчет концентрации вредных веществ при опасной скорости 
в любой точке на оси факела выброса при опасной скорости ветра 71
10.6. Расчет концентрации вредных веществ в любой точке  
на прямой, перпендикулярной оси факела выброса 
73
10.7. Расчет загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха  
при выбросе из источника с прямоугольным устьем 
73
10.8. Учет взаимодействия источников выбросов  
загрязняющих веществ 
74
10.9. Установление предельно допустимых и временно  
согласованных выбросов для стационарных источников 
75
10.10. Определение мощности и минимальной высоты источника  
при фиксированных параметрах выброса 
77
11. Примеры решения задач, связанных с расчетами  
загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха 
80
Список библиографических ссылок 
107

ПРЕДИСЛОВИЕ

В учебном пособии рассмотрен процесс установления предельно 
допустимых выбросов и временно согласованных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух как для вновь строящихся 
промышленных объектов, так и действующих производств, рассмотрены этапы их установления и содержание работ на этапах. 
Дана характеристика и значение таких важных понятий, как максимальная концентрация загрязняющего вещества в атмосферном 
воздухе при опасной скорости ветра и иных его скоростях, учет 
взаимодействия источников выбросов загрязняющих веществ, фоновых концентраций, санитарно-защитной зоны и другие понятия. 
Приведены примеры решения задач по расчету характеристик загрязнения атмосферного воздуха и установления предельно допустимых выбросов (ПДВ).
Нормированием выбросов загрязняющих веществ, как правило, 
занимаются специалисты-экологи промышленных предприятий 
или работники специализированных организаций. Следовательно, 
при их подготовке в течение учебного процесса важно обеспечить 
получение необходимых теоретических знаний и основных практических умений и навыков:
• понимать механизм процесса рассеивания выбросов в атмосфере;
• использовать основные нормативно-технические документы 
по расчету рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере и установлению нормативов ПДВ (ВСВ) [2, 7];

• работа с компьютерной программой расчета рассеивания 
выбросов в атмосфере;
• анализировать результаты расчетов и предлагать мероприятия 
по снижению выбросов;
• определять класс предприятий в соответствии с санитарной 
классификацией и размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) [9];
• составлять мероприятия на период неблагоприятных метеорологических условий для трех режимов работы предприятия [6];
• определять категорию источников загрязнения атмосферы 
(ИЗА), выбрасываемых или загрязняющих веществ [9];
• составлять график контроля за соблюдением нормативов 
предельно допустимых выбросов [6].
Задачей настоящего учебного пособия является помощь студентам в освоении теоретического материала и приобретении практических навыков работы с нормативно-правовыми документами 
при выполнении расчетов рассеивания загрязняющих веществ 
в атмосферном воздухе и установления нормативов ПДВ и ВСВ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

А 
коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы
С 
концентрация примеси в приземном слое атмосферного 
воздуха, мг/м3

См 
максимальная приземная концентрация примеси, мг/м3

D 
диаметр устья источника выброса, м
F 
безразмерный коэффициент, учитывающий дисперсность выбрасываемой примеси
Н 
высота источника выброса, м

H   
средневзвешенная высота источников выброса, м
М 
мощность выброса — масса примеси, выбрасываемая 
в атмосферу из источника в единицу времени, г/с
m, n 
безразмерные коэффициенты, учитывающие условия 
выхода газовоздушной смеси из устья источника вы броса
∆Т 
разность температур выбрасываемой газовоздушной 
смеси Тг и атмосферного воздуха Тв
u 
скорость ветра в приземном слое атмосферного воздуха, 
м/с
uм 
опасная скорость ветра, м/с
uмс 
средневзвешенная опасная скорость ветра, м/с
V1 
объемная скорость выхода газовоздушной смеси из 
устья источника, м3/с

w0 
линейная скорость выхода газовоздушной смеси из устья 
источника, м/с
X 
расстояние от источника до точки на оси факела выброса, м
Хм 
расстояние от источника до точки на оси факела выброса, где достигается концентрация См, м
η 
безразмерный коэффициент, учитывающий влияние 
рельефа местности на рассеивание примеси
ВСВ 
временно согласованный выброс вредных веществ в атмосферу, г/с
ИЗА 
источник загрязнения атмосферы
НМУ 
неблагоприятные метеоусловия
ПДВ 
предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу, г/с
ПДКм.р максимальная разовая предельно допустимая концентрация примеси в приземном слое атмосферного воздуха, 
мг/м3

ПДКс.с среднесуточная предельно допустимая концентрация 
примеси в приземном слое атмосферного воздуха, мг/м3

СЗЗ 
санитарно-защитная зона

ВВЕДЕНИЕ

Технологические процессы промышленных предприятий являются крупными источниками загрязнения окружающей природной 
среды. Поскольку безотходных технологий практически не существует, то необходимы механизмы и инструменты, позволяющие 
обеспечивать сохранность качества природной среды.
Федеральным законом «Об охране атмосферного воздуха» 
(ст. 16) [1] установлены требования к охране атмосферного воздуха 
при проектировании, размещении, строительстве, реконструкции 
и эксплуатации промышленных объектов, соблюдение которых 
обязательно:
• непревышение экологических, санитарно-гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха;
• установление санитарно-защитных зон предприятий;
• разработка мер по уменьшению выбросов вредных веществ 
и их обезвреживанию;
• непревышение технологических нормативов выбросов и предельно допустимых выбросов при вводе в эксплуатацию новых 
и реконструированных предприятий и др.;
• запрет размещения и эксплуатации предприятий, не имеющих 
установок очистки газов и средств контроля за выбросами в атмосферу, предусмотренных правилами охраны атмосферного воздуха.
В качестве основного инструмента, обязывающего промышленные предприятия сокращать выбросы, является установление эко