Качество атмосферного воздуха – это совокупность его свойств, определяющих степень воздействия физических, химических и биологических факторов на человеа и окружающую среду.

Доминирующей формой воздействия атмосферного воздуха на организм, вызывающей ряд неблагоприятных последствий, является химическое воздействие. При этом выделяют 2 пути поступления химических веществ из атмосферного воздуха в организм: ингаляционный и перкутанный (дерматологический), которые могут стать источником возникновения патологической реакции.

Увеличение спектра химических веществ, наряду с расширением диапазона их воздействия на организм, к середине ХХ в. обусловило формирование гигиенических проблем, причиной возникновения которых является техногенное химическое загрязнение атмосферного воздуха. Приоритетными загрязняющими веществами являются супертоксиканты, обладающие по отношению к человеку канцерогенным, мутагенным, аллергенным, эмбриотоксическим и гонадотоксическим эффектами.

В Республике Беларусь гигиеническое качество атмосферного воздуха на основе ПДК регламентируется следующими нормативными документами:

• Санитарными правилами и нормами (СанПиН) 2.1.6.9-18-2002 «Гигиенические требования к охране атмосферного воздуха населенных пунктов», утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 30.12.2002. № 146;

• Гигиеническими нормативами (ГН) 1.1.9-23-2002 «Гигиенические критерии для обоснования необходимости разработки ПДК, ОБУВ (ОДУ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных пунктов, воде водных объектов», утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 31.12.2002. № 149;

• Гигиеническими нормативами 2.1.6.12-6-2006 «Предельно допустимые концентрации микроорганизмов в атмосферном воздухе населенных мест», утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 03.04.2006. № 41;

• Гигиеническими нормативами «Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 31.12.2008. № 23.

Для определения качества атмосферного воздуха выделяют два вида ПДК:

среднесуточное или допустимое (ПДК с. с.) – это средне суточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населённых мест в мг/м³. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в условиях неопределённо долгого круглосуточного вдыхания. Значения ПДК с.с. веществ в атмосферном воздухе санитарно-курортной зоны принимается численно на 25 % меньше, чем для обычных населённых мест.

---

максимально разовая (ПДК м. р.) – максимальная концентрация, при воздействии которой в течении 20-30 минут у человека не возникают рефлекторные реакции (задержка дыхания, изменение биопотенциалов коры головного мозга, ощущение запаха, раздражение слизистых и т.п.), а при регламентированной частоте повторных воздействий не развиваются подострые эффекты неспецифического и специфического характера (увеличение обращаемости за медицинской помощью по поводу обострения заболеваний легких, сердца и т.п.).

В качестве комплексного показателя степени загрязнения атмосферного воздуха часто используют индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), который рассчитывается для группы веществ. ИЗА учитывает комбинированное действие вредных веществ по типу их неполной суммации и их класс опасности:

где – среднегодовая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе (приземном слое) над территорией для которой оценивается воздействие мг ∕ м³;

– среднесуточная предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе;

– безразмерная константа приведения i-го вещества к веществам 3-го класса опасности.

Уровень загрязнения воздуха по ИЗА

Величина показателя ИЗА	Уровень загрязнения
Менее 5	Низкий
5,0 – 7,0	Повышенный
7,0 – 14,0	Высокий
более 14,0	Очень высокий

Классификация пылеулавливающего оборудования основана на принципиальных особенностях процесса отделения твердых частиц от газовой фазы, это:

• оборудование для улавливания пыли сухим способом, к которому относятся циклоны, пылеосадительные камеры, вихревые циклоны, жалюзийные и ротационные пылеуловители, электрофильтры;

• оборудование для улавливания пыли мокрым способом, к которому относятся скрубберы Вентури, форсуночные скрубберы, пенные аппараты и др.

Шевцова Н. С. Стандарты качества окружающей среды : учебное пособие / Шевцова Н.С., Шевцов Ю. Л., Бацукова Н. Л.; под ред. доц. Шевцовой Н. С. — Минск: БГПУ, 2010. – 140 с.

Широкое применение для сухой очистки газов получили циклоны различных типов (рис. 8). Газовый поток вводится в циклон через патрубок 2 по касательной к внутренней поверхности корпуса 1 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 4. Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, который вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит при повороте газового потока в бункере на 180°. Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит из бункера, давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу 3. Для нормальной работы циклона необходима герметичность бункера.

Рисунок 8. Схема циклона

Для очистки больших масс газов применяют батарейные циклоны, состоящие из большего числа параллельно установленных циклонных элементов. Конструктивно они объединяются в один корпус и имеют общий подвод и отвод газа. Опыт эксплуатации батарейных циклонов показал, что эффективность очистки таки циклонов несколько ниже эффективности отдельных элементов из-за перетока газов между циклонными элементами.

---

Ротационные пылеуловители относят к аппаратам центробежного действия, которые одновременно с перемещением воздуха очищают его от фракции пыли крупнее 5 мкм. Они обладают большой компактностью, так как вентилятор и пылеуловитель обычно совмещены в одном агрегате. В результате этого при монтаже и эксплуатации таких машин не требуется дополнительных площадей, необходимых для размещения специальных пылеулавливающих устройств при перемещении запыленного потока обыкновенным вентилятором.

Конструктивная схема простейшего пылеуловителя ротационного типа представлена на рис. 10. При работе вентиляторного колеса 1 частицы пыли за счет центробежных сил отбрасываются к стенке спиралеобразного кожуха 2 и движутся по ней в направлении выхлопного отверстия 3. Газ, обогащенный пылью, через специальное пылеприемное отверстие 3 отводится в пылевой бункер, а очищенный газ поступает в выхлопную трубу 4.

Для повышения эффективности пылеуловителей такой конструкции необходимо увеличивать переносную скорость очищаемого потока в спиральном кожухе (это ведет к резкому повышению гидравлического сопротивления аппарата) или уменьшать радиус кривизны спирали кожуха (это снижает его производительность). Такие машины обеспечивают достаточно высокую эффективность очистки воздуха при улавливании сравнительно крупных частиц пыли (свыше 20—40 мкм).

Рисунок 10. Схема пылеуловителя ротационного типа

Вихревые пылеуловители (ВПУ) также относят к аппаратам центробежного действия. Отличительная особенность ВПУ —высокая эффективность очистки газа от тончайших фракций (<3-5 мкм), что позволяет им в отдельных случаях конкурировать с фильтрами. Существуют две конструктивные разновидности ВПУ: сопловой (рис. 12, а) и лопаточный (рис. 12, б) типы. Процесс обеспыливания в таком пылеуловителе происходит следующим образом: запыленный газ поступает в камеру 5 через изогнутый патрубок 4. Для предварительного закручивания запыленного газа в камеру 5 встроен лопаточный завихритель типа «розетки».. В ходе своего движения вверх к выхлопному патрубку 6 газовый поток подвергается действию вытекающих из завихрителя 1 (наклонные сопла в ВПУ соплового типа, наклонные лопатки в ВПУ лопаточного типа) струй вторичного воздуха, которые придают потоку вращательное движение. Под действием центробежных сил, возникающих при закручивании потока, частицы пыли устремляются к его периферии, откуда спиральными струями вторичного потока перемещаются к низу аппарата в кольцевое межтрубное пространство. Безвозвратный спуск пыли в бункер обеспечивается подпорной шайбой 3. Вторичный воздух в ходе спирального обтекания потока очищаемого газа постепенно проникает в него.

Подача вторичного воздуха кольцевым направляющим аппаратом с наклонными лопатками усложняет конструкцию, но обеспечивает более интенсивное закручивание потока газа и, как следствие, более высокую экономичность процесса очистки. Так, гидравлическое сопротивление ВПУ лопаточного типа у существующих аппаратов на 25% меньше, а остаточная концентрация пыли в 1,75 раза ниже, чем у ВПУ соплового типа.

---

В радиальных пылеуловителях (рис. 14) отделение твердых частиц от газового потока происходит при совместном действии гравитационных и инерционных сил. Последние возникают при повороте инерционных сил. Последние возникают при повороте газового потока на 180° за срезом входной трубы 2. Средняя скорость подъема газа wT в корпусе / обычно не более 1 м/с, при этом для оседающих частиц должно выполняться условие wB>wr, где wB — скорость витания частиц. Эффективность очистки газа от частиц размером 25—30 мкм обычно составляет 0,65—0,85. Из-за малой эффективности радиальные пылеуловители не применяют для очистки от мелкодисперсной пыли.

Рисунок 14. Радиальный пылеуловитель.

Для разделения газового потока на очищенный газ и обогащенный пылью газ используют жалюзийный пылеотделитель (рис. 15). На жалюзийной решетке 1 газовый поток расходом Q разделяется на два потока расходом Q1и Q2. Обычно Q1=0,8—0,9)Q, a Q2= 0,1—0,2)Q. Отделение частиц пыли от основного газового потока на жалюзийной решетке происходит под действием инерционных сил, возникающих при повороте газового потока на входе в жалюзийную решетку, а также за счет эффекта отражения частиц от поверхности решетки при соударении. Обогащенный пылью газовый поток после жалюзийной решетки направляется к циклону, где очищается от частиц, и вновь вводится в трубопровод за жалюзийной решеткой. Жалюзийные пылеотделители отличаются простотой конструкции и хорошо компонуются в газоходах, обеспечивая эффективности очистки 0,8 и более для частиц размером более 20 мкм. Они применяются для очистки дымовых газов от крупнодисперсной пыли при температуре до 450—600°С.

Рисунок 15. Жалюзийный пылеотделитель.

Среди аппаратов мокрой очистки с осаждением частиц пыли на поверхность капель на практике более применимы скрубберы Вентури (рис. 25). Основная часть скруббера — сопло Вентури 2, в конфузорную часть которого подводится запыленный поток газа и через центробежные форсунки 1 жидкость на орошение. В конфузорной части сопла происходит разгон газа от входной скорости (ш=15—20 м/с) до скорости в узком сечении сопла 30—200 м/с и более. Процесс осаждения частиц пыли на капли жидкости обусловлен массой жидкости, развитой поверхностью капель и высокой относительной скоростью частиц жидкости и пыли в конфузорной части сопла. Эффективность очистки в значительной степени зависит от равномерности распределения жидкости по сечению конфузорной части сопла. В диффузорной части сопла поток тормозится до скорости 15-20 м/с и подается в каплеуловитель 3. Каплеуловитель обычно выполняют в виде прямоточного циклона.

Рисунок 25. Скруббер Вентури.

1. Охрана окружающей среды. Под ред. С. Б. Белова. М. «Высшая школа»., 1991. С. 320.

---

Смотрите также файлы

• Вода.doc

• Загрязнение окружающей среды.doc

• Нормирование и контроль.doc

• нормирование качества окр среды_copy.pdf

• Отходы производства и потребления.doc