В своей предыдущей статье я писал об оценке риска здоровью, связанного с загрязнением атмосферного воздуха. Исходными данными там служили результаты измерения содержания вредных примесей инструментально-лабораторными методами. А что делать, если таких данных нет? Можно применить расчетные методы. Давайте с этим разбираться. И, кстати, тех, кто дочитает до конца ждет небольшой бонус.
Область применения расчетов загрязнения воздуха
Существует ряд стратегических направлений и нормативных требований, где расчетным методам уделяется приоритетное внимание по сравнению с инструментальными замерами. Прежде всего, это национальная программа «Чистый воздух», в рамках которой формируется целая система контроля загрязнения атмосферы на основе автоматического мониторинга выбросов с последующим анализом медико-экологической ситуации на основе расчетов. Далее - это всё, что касается санитарно-защитных зон (СЗЗ) промышленных предприятий и иных источников загрязнения окружающей среды. Там также приоритетное внимание уделяется расчетным методам определения границы прохождения СЗЗ с последующим её подтверждением ограниченным, то есть, по сути, маркерным числом лабораторных проб. Есть еще и социально-гигиенический мониторинг, и расчет фоновых концентраций, и иные направления применения этого метода. Все не перечислишь.
О моделях расчета загрязнения атмосферы
Если запросить сеть сделать обзор тех моделей, которые применяются или применялись для расчета загрязнения атмосферного воздуха, то мы получим информацию как минимум о сотне таких вариантов, реализованных в тысяче программных продуктах. А в условиях современного «увлечения» нейросетями за счет использования алгоритмов-однодневок их может быть бесконечное множество. Однако, если оценивать реальный опыт, реализованный в серьёзных проектах, то в оценке риска здоровью чаще всего использовались следующие из них:
- ISC3 (Industrial Source Complex Model). Модель промышленных выбросов. В модификации AERMOD, созданной взамен серии моделей ISC, используются более современные представления о строении пограничного слоя и о процессе диффузии в конвективных условиях.
- Модель Гауссова факела. Предназначена для вычисления полей максимальных и среднегодовых концентраций при различных климатических условиях и типах застройки. Общепризнанная международная методика для разработки природоохранных проектных документов.
- Гидродинамическая модель + метод Монте-Карло. Предназначена для вычисления полей концентраций любых произвольных периодов осреднения в условиях сложного рельефа и/или плотной застройки. Детально учитывает погодные и климатические условия территории.
- МРР. Методы расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе (в соответствии с приказом МПРиЭ от 6 июня 2017 г. N 273 взамен ОНД 86). Предназначены для вычисления полей максимальных и средних концентраций. Нормативная российская методика для разработки проектных документов по обоснованию предельно-допустимых выбросов промышленных предприятий и требуемых размеров санитарно-защитных зон.
Область применения первых трех – это глубокие научные исследования или пилотные проекты. Четвертая (МРР) также основана на глубоких научных проработках и, кроме того, является нормативным методом расчета загрязнения атмосферы, результаты которой имеют такой же «авторитет», как и в случае применения инструментальных замеров. Поэтому и я уделю внимание именно этому методу.
Что необходимо для расчета?
Начнем с самого простого варианта, а именно с так называемого точечного источника. Это может быть труба котельной или любого другого оборудования. Принципиальным здесь является то, что все выбросы собираются в одном месте и выбрасываются через «трубу», которую на карте можно показать точкой с простыми координатами Х и Y (ну или географическими широтой и долготой). Согласно МРР начальными исходными данным для расчета являются:
- M (г/с) – масса выброса вредного вещества в единицу времени.
- H (м) – высота источника выброса над уровнем земли.
- D (м) – диаметр устья источника выброса.
- ωо (м/с) – скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника.
- Tг – температура газовоздушной смеси на выходе из устья,
- Tв – температура окружающего атмосферного воздуха,
- Тип вещества (газ/аэрозоль)
- Коэффициент рельефа местности (η) – по умолчанию η = 1 (ровная местность).
Все эти параметры являются характеристикой источника выброса и получаются в ходе расчета или инвентаризации, которую предприятие, являющееся владельцем этого оборудования, обязано проводить на регулярной основе.
А что делать, если у вас нет доступа к этой информации?
Тогда ищем паспортные данные на оборудование. Используя, например, его фотографию, можно сделать запрос в сеть по названию и основным параметрам выброса.
Пример:
«Умная камера» подсказала, что на фотографии Водогрейный котел (КВ-ГМ, ТВГ, Vitomax), либо паровой котел (ДКВР, DE). По запросу в сеть получаем следующую информацию:
Далее открываем онлайн калькулятор, уточняем необходимые данные и последовательно рассчитываем концентрации каждого из веществ (Если ссылка не открывается - дайте знать, почта внизу страницы). Отдельная ссылка для студентов 6-го курса СЗГМУ им. Мечникова.
На первой вкладке мы получаем максимальную из возможных концентраций (См), которая может образоваться в связи с выбросом вредного вещества из оцениваемого источника, а во второй вкладе – максимальную концентрацию на произвольном расстоянии от источника выброса.
А если и этого мало?
А что делать, если источников несколько, и не только точечные, а есть еще и линейные, и площадные? И считать надо не только максимальные, но среднесуточные, и среднегодовые концентрации? Тогда деваться некуда. Калькулятором здесь не обойдешься. Надо использовать более серьезные программы по инвентаризации (расчету) выбросов и моделированию загрязнения атмосферы, благо на рынке таких средств предлагается немало. Достаточно упомянуть, например, фирму Интеграл.
Возможностей много, важно правильно ставить задачи и формулировать запросы. А вот обещанный бонус - небольшой художественный рассказ на тему статьи с моей страницы ВКонтакте.
Киселев Анатолий Владимирович