Актуальність, мотивація, наукова новизна

Існує нормативно-правова і нормативна література з встановлення меж санітарно-захисних зон(СЗЗ). Відповідно до неї розмір СЗЗ пов'язаний з кількістю продукції, що випускається підприємством продукції. Єдиним уточнюючим елементом є роза вітрів. Така наближена методика розрахунку була пов'язана з недостатнім ступенем розвитку і впровадження інформаційних технологій у методику розрахунку.

Розподіл забруднюючих речовин територією має складну структуру, яка залежить не тільки від кількості шкідливих речовин, які викидаються, але також визначається за конструкції димових труб, якісним і кількісним складом викидів, так і метеорологічної обстановкою в районі промислового підприємства.

Впровадження сучасних інформаційних технологій дозволяє врахувати всі ці фактори і конкретизувати положення меж СЗЗ для кожного конкретного підприємства.

Мета і завдання роботи

Мета - проаналізувати існуючу нормативну літературу з встановлення меж санітарно-захисних зон (СЗЗ) і традиційні способи встановлення меж. Вивчити технології визначення меж СЗЗ з урахуванням розсіювання забруднюючих речовин в атмосфері. Створити програму, яка дозволить виконувати побудову СЗЗ конкретного підприємства автоматично.

Для розкриття поставленої мети вирішуються наступні завдання:

- Вивчення нормативно-правової та нормативної бази щодо встановлення СЗЗ промислових підприємств в Україні;

- Вивчення основних принципів побудови СЗЗ. Коригування розмірів СЗЗ з урахуванням розсіювання забруднюючих речовин в атмосфері;

- Створення програми і розрахунок по ній розмірів СЗЗ на прикладі конкретного підприємства (ВАТ "Завод Коксохімооборудованіе").

Проблематика створення санітарно-захисних зон.

Проблематика створення санітарно-захисних зон (СЗЗ) навколо промислових підприємств стала перед міськими архітекторами вже занадто пізно, оскільки переважна більшість міських територій була забудована в той час, коли навіть терміна "санітарно-захисна зона" не існувало. До того ж, далеко не всі підприємства на даний момент мають навколо своїх кордонів вільні ділянки, де є можливість облаштування СЗЗ, а там, де є зелена зона, вона складається з таких порід дерев, які були в арсеналі Управління ландшафтної архітектури міста. Сучасні дослідження показали, що шляхом використання різних їх видів у СЗЗ можна поліпшити екологічний стан території, яка оточує джерело викидів.

При підборі дерев і трав'янистих рослин для зон підвищеного забруднення повітря слід враховувати їх стійкість до токсинів та еколого-географічне положення. Суть стійкості видів до токсинів полягає в здатності тканин і клітин нейтралізувати аніони кислот, які перебувають у них, за допомогою вільних неорганічних катіонів: калію, магнію, натрію. До них відносяться рослини, які в процесі тривалої еволюції пристосувалися до виростанню на грунтах, багатих катіонами, наприклад, лужних, слабо засолених, карбонатних, а також рослини з широкою амплітудою пристосування до грунтових умов (акація біла, лох вузьколистий, тополя та ін.) [10].

Нормативно-правова база щодо встановлення санітарно-захисних зон

Санітарно-захисні зони створюються з метою відокремлення території житлової забудови від об'єктів, що є джерелами виділення шкідливих речовин, запахів, підвищених рівнів шуму, вібрації, ультразвукових і електромагнітних хвиль, електронних полів, іонізуючих випромінювань та ін.

Поняття санітарно-захисної зони визначається державним стандартом України (ДСТУ 2156-93. Безпека промислових підприємств. Терміни та визначення) - це територія навколо потенційно небезпечного підприємства, в межах якої заборонено проживання населення і ведення господарської діяльності, розміри якої встановлюються проектною документацією за погодженням з органами державного регулювання безпеки у відповідності з державними нормативними документами [2].

Правовий режим земель санітарно-захисних зон визначається законодавством України (табл. 1).

Таблиця 1 - Нормативно-правові акти, що вказують на необхідність встановлення СЗЗ

Існують нормативні акти, які:

а) вказують на необхідність встановлення санітарно-захисних зон;

б) містять вимоги та технічні характеристики, що дозволяють розрахувати і встановити межі санітарно-захисних зон [11].

Характеристика ВАТ "Завод Коксохімообладнання"

В адміністративному відношенні територія земельної ділянки проммайданчика з джерелами викидів в атмосферу забруднюючих речовин ВАТ "Завод Коксохімобладнання" розташована на вул. Травнева, 86 Будьонівського району міста Донецька.

Основною економічною діяльністю ВАТ "Завод Коксохімобладнання" є виготовлення нестандартного чавунного лиття, поковок, механізмів, деталей механізмів, металоконструкцій (обсяг продукції, що випускається: нестандартне чавунне литво - 1575,0 т / рік; металоконструкції - 410 т / рік).

Для об'єктів, які є джерелом забруднення атмосферного повітря, повинні бути організовані санітарно-захисні зони (СЗЗ), ширина яких визначається класом розташовуваного виробництва і встановлюється відповідно до санітарних норм проектування промислових підприємств, а її достатність підтверджується на підставі розрахунку прогнозованих рівнів забруднення відповідно до діючими вказівками з розрахунку розсіювання в атмосфері шкідливих речовин, що містяться у викидах підприємств, а також результатами лабораторних досліджень атмосферного повітря в районах розміщення аналогічних діючих об'єктів.

Для промислових підприємств в залежності від характеру виробництва та потужності слід передбачати зазначені нижче санітарно-захисні зони. Для металургійних, машинобудівних та металообробних підприємств і виробництв прийнята така класифікація:

Клас I. Санітарно-захисна зона розміром 1000 м.

Клас II. Санітарно-захисна зона розміром 500 м.

Клас III. Санітарно-захисна зона розміром 300 м.

Клас IV. Санітарно-захисна зона розміром 100 м.:

1. Виробництво машин і приладів електротехнічної промисловості (динамомашин, конденсаторів, трансформаторів, прожекторів і т.д.) при наявності невеликих ливарних та інших гарячих цехів.

2. Виробництво кабелю голого.

3. Виробництво котлів.

4. Виробництво металевих електродів.

5. Підприємства металообробної промисловості з чавунним, сталевим (в кількості до 10000 т / рік) та кольоровим (в кількості до 100 т / рік) литвом.

6. Виробництво сурми електролітичним способом.

7. Шріфтолітейні заводи (при можливих викидах свинцю в атмосферу).

Клас V. Санітарно-захисна зона розміром 50 м.

Виходячи з того, що ВАТ "Завод Коксохімобладнання" випускає в рік 1985,0 т чавунного лиття, його можна віднести до пункту 5 підприємств IV класу. Таким чином, розмір СЗЗ повинен складати 100 м, але при необхідності і відповідному техніко-економічному і гігієнічному обгрунтуванні СЗЗ може бути збільшена, але не більше ніж у 3 рази. Розміри СЗЗ можуть бути зменшені, якщо розрахунками встановлено, що на її кордоні концентрація забруднюючих речовин та інших факторів не перевищує гігієнічних нормативів.

До виробництв, на яких утворюються основна кількість забруднюючих речовин, відноситься Чавуноливарний цех і Цех металоконструкцій № 2. План підприємства з нанесеними джерелами викидів представлений на рис. 1.

Рисунок 1 - План підприємства :1-Енерго-механічний ділянка; 2-Цех металоконструкцій; 3-Механо-складальний цех; 4-Чавунно-ливарний цех.

Визначення розмірів санітарно-захисної зони

Розміри санітарно-захисних зон (СЗЗ), встановлені в "Державних санітарних правилах планування та забудови населених пунктів" [9], можливості відхилення від цих розмірів у проектах повинні підтверджуватися розрахунками розсіювання[12].

Визначення розмірів СЗЗ зводиться до комплексного розрахунку розсіювання шкідливих речовин, які виділяються всіма джерелами викидів з урахуванням сумації їх дії і наявності забруднень, які утворюються сусідніми підприємствами й транспортом. Отримані з розрахунків розміри СЗЗ повинні уточнюватися як у бік збільшення, так і в бік зменшення, залежно від рози вітрів району розташування підприємств по такою формулою [10]:

где L - розрахункова межа СЗЗ, м;

Lo - нормативна межа СЗЗ, м;

Jo - середньозважена величина повторюваності напрямків вітру %;

По - повторюваність напрямків вітрів розглянутого румба при круговій розі вітрів (при 8-румбовой розі вітрів За = 100 / 8 = 12,5%).

Але в кожному з розглянутих випадків розмір СЗЗ рекомендується брати не менше встановленого за санітарною класифікацією [10]. Розраховані за цією формулою розміри СЗЗ наведені у таблиці 2.

Таблиця 2 - Розрахункові розміри СЗЗ за значеннями середньорічний рози вітрів.

В об'ємно - планувальному рішенні проммайданчика вказані такі дані:

Таблиця 3 - Розрахункові розміри СЗЗ, зазначені в планувальному рішенні проммайданчика.

Нанесена на карту розрахована і зазначена в планіровочному рішенні промплощадкі СЗЗ представлені на рис. 2.

Анімація створена за допомогою Longtion GIF Animator 3.2. Розмір 125 Кб, 5 кадрів, тривалість кадру 2.0 с, затримка 2.5 с, кількість циклів повторення нескінченно.

Рисунок 2 - Санітарно-захисна зона підприємства

Розрахунок розсіювання забруднюючих речовин в атмосфері

Забруднюючі речовини, які надходять в атмосферу, розбавляються в повітрі і переносяться вітром на різні відстані. Це призводить до зменшення концентрації забруднюючих речовин в зонах їх викиду і одночасного збільшення площі з забрудненим повітрям, що може призвести до збільшення санітарно-захисної зони (СЗЗ). На характер поширення забруднюючих речовин в атмосфері та величину зон забруднення ефективно впливають метеорологічні умови, рельєф місцевості, наявність лісів, водойм, гір; на забруднення населених пунктів впливає їх планування і озеленення.

Концентрації забруднюючих речовин у приземному шарі атмосфери під факелом димоходів на різних відстанях від джерела викидів розподіляються таким чином. Поблизу джерела концентрація домішок мала. Вона збільшується і досягає максимуму на деякій відстані від труби. Максимум і характер зміни концентрації залежать від потужності викиду, висоти труби, температури і швидкості викидів, а також від метеорологічних умов. Чим вище джерело викидів, тим більше розсіюється домішка в атмосфері, перш ніж досягне підстилаючої поверхні. Найбільшого значення концентрація зазвичай досягається на відстані від 10 до 40 висот труби.

Вихідними даними для розрахунку розсіювання в повітрі забруднюючих речовин є матеріали інвентаризації джерел викидів на підприємстві. У результаті інвентаризації визначаються джерела утворення і викидів забруднюючих речовин та їх характеристики: кількість джерел, кількість годин роботи на рік, висота і діаметр труби, швидкість і об'єм викиду, координати джерела. Всі джерела викидів наносяться на карту-схему підприємства, туди ж наносяться і розміри СЗЗ.

В основі методики розрахунку розсіювання речовини в повітрі лежить така залежність для визначення значення максимальної концентрації забруднюючої речовини від одиночного точкового джерела (або декількох розташованих близько одна від одної одиночних джерел, які мають рівні висоти, діаметри гирла, швидкості виходу викиду в атмосферу і температури газоповітряної суміші):

де А - коефіцієнт, який залежить від температурної стратифікації атмосфери (для м. Донецька він дорівнює 1);

М (г / с) - потужність викиду (маса забруднюючої речовини, яка викидається в атмосферу в одиницю часу з даного джерела);

F - безрозмірний коефіцієнт, що враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосферному повітрі (для газів він дорівнює 1);

m і n - коефіцієнти, які враховують умови виходу газоповітряної суміші з устя джерела викидів;

H - висота джерела викидів над поверхнею землі, м;

V (м.куб. / С) - витрата газоповітряної суміші від джерела, обчислена за формулою:

де D - діаметр гирла джерела викидів, м;

wo - швидкість виходу газоповітряної суміші з устя джерела викидів, м / с;

T-різниця між температурою газоповітряної суміші і температурою навколишнього атмосферного повітря, ° С; при цьому температуру навколишнього атмосферного повітря приймають таку, яка дорівнює середній максимальній температурі найбільш жаркого місяця.

Відповідно до програми за даними інвентаризації для кожного з напрямків вітру і при кожній зі швидкостей вітру, можна визначити концентрацію відповідного інгредієнта у вузлах розрахункової майданчика в приземному шарі (2м). розмір розрахункової майданчика визначається за ОНД-86. Він повинен бути розміром 50 висот найбільш високого джерела викидів. Крок розрахунку (сітки) залежить від класу підприємства: 1,2 клас-250м; 3 клас - 100м; 4 - 50м; 5 - 25м.

Отримані значення концентрацій переводять у відносні одиниці ГДК (Діленням значення концентрації на значення ГДК даного інгредієнта). Точки з однаковими значеннями одиниць ГДК утворюють на малюнку так звані ізолінії концентрацій. Після цього на отриманий малюнок наносяться межі СЗЗ, джерела викидів забруднюючих речовин.

За результатами розрахунку розсіювання проводиться оцінка фактичних викидів з боку неперевищення нормативів якості атмосферного повітря, а також дотримання вимог ведення технологічних процесів в галузі обмеження викидів. Якщо на межі СЗЗ і за її межами концентрація відповідного інгредієнта у приземному шарі атмосфери буде більше, ніж 1ПДК, необхідно розробляти заходи щодо зменшення викидів забруднюючих речовин в атмосферу для даного інгредієнта таким чином, щоб при наступному розрахунку розсіювання на перспективу вихідні дані були змінені так, щоб у результаті цього розрахунку концентрація відповідного інгредієнта в приземному шарі на межі СЗЗ і за її межами не перевищувала 1ГДК [11].

Висновок по роботі

В ході роботи було встановлено, що розрахунок розмірів СЗЗ в Україні виконується без урахування багатьох важливих уточнюючих чинників (швидкость вітру, кількість викидів конкретної речовини і т.д.). Ціна землі в місті має дуже високу ціну, що говорить про те, що потрібно мати чітку межу СЗЗ, щоб не вводити обмежень на земельних ділянках, придбаних громадянами.

В даний момент магістерська робота знаходиться на стадії розробки. Після грудня 2010 р. повний текст роботи можна отримати у автора або у наукового керівника. За питаннями звертатися:

Email:

Посилання:

1. Земельний кодекс України: Коментар. Видання четверте. - Х.: ТОВ "Одіссей", 2006. - 512 с.

2. ДСТУ 2156-93 Безпечність промислових підприємств. Терміни та визначення. http://document.ua/documents/doc3429.php

3. Закон України "Про охорону атмосферного повітря" вiд 16.10.1992 № 2707-XII.

4. Закон України "Про електроенергетику" вiд 16.10.1997 № 575/97-ВР.

5. Закон України "Про використання ядерної енергії та радіаційну безпеку" вiд 08.02.1995 (редакція від 20.05.2010) № 39/95-ВР.

6. Закон України "Про газ (метан) вугільних родовищ" вiд 21.05.2009 № 1392-VI.

7. Закон України "Про нафту і газ" вiд 12.07.2001 (редакція від 30.04.2010) № 2665-14.

8. Закон України "Про видобування і переробку уранових руд" вiд 19.11.1997 (редакція від 19.06.2003) № 645/97-ВР.

9. ДСП 173-96 Державні санітарні правила планування та забудови населених пунктів. Затверджено наказом МОЗ України від 19.06.96 № 173.

10.ОНД 86 Методика розрахунку концентрацій в атмосферному повітрі шкідливих речовин що містяться в викиди підприємств від 04.08.1986. http://www.skonline.ru/digest/1709.html

11. Нормування антропогенного навантаження на природне середовище. И.А. Некас, П.Р. Максименко, А.Д. Шевченко - К., 2009. - 416 с.

12. Промислова екологія: Навчальний посібник для вузів / К.Н. Ткачук, Д.Ф. Іванчук і ін; Київ, Політехнічний інстітут.-К.: УМК ВО, 1992, - 272 с.