К 2020 году в Европе выбросы углекислого газа у новых автомобилей должны быть снижены до 95 г/км. К таким показателям будут стремиться и автопроизводители других континентов. В настоящее время норма выброса составляет 130 г/км. Нормативный уровень выбросов CO 2 зависит от снаряженной массы и высчитывается для каждого автомобиля по формуле: СО 2 =130+а*(М-М 0), где М - масса автомобиля в снаряженном состоянии в килограммах, М 0 =1372 кг, а=0,0457. В 2016 году значение М 0 будет пересмотрено.

Важно знать, что каждый производитель получает показатель по среднему уровню выбросов всей выпускаемой линейки автомобилей, а не отдельного экземпляра . Это не просто норма: за ее нарушение компания должна платить штрафы, и немалые. За каждый выпускаемый автомобиль, выбросы CO 2 которого превышают средний установленный уровень, платится 5 евро при превышении на 1 г/км, 15 евро - за превышение на 2 г/км, 25 евро - 3 г/км, а после превышения на 4 г/км каждый грамм обходится производителю в 95 евро. С 2019 года все будет еще строже - каждый грамм превышения нормы обойдется в 95 евро!

Но кроме кнута есть и пряник. Каждый производитель может получить бонус, если сократит выбрасываемый углекислый газ до 7 г/км. Правда, при условии применения инновационных технологий на выпускаемых автомобилях. В качестве примера мы взяли четыре автомобиля, три из которых укладываются в действующую норму:

• 1.4, мощность - 150 л.с., средний расход топлива - 5,0 л/100 км; выбросы CO 2 - 116 г/км
• Renault Logan 1,6, мощность - 102 л.с., средний расход топлива - 7,1 л/100 км; выбросы CO 2 - 167 г/км
• Mercedes-Benz C-класса 1,6, мощность - 156 л.с., средний расход топлива - 5,5 л/100 км; выбросы CO 2 - 126 г/км
• Porsche Cayenne S E-Hybrid , мощность - 333 л.с., средний расход топлива - 3,4 л/100 км; выбросы CO 2 - 79 г/км; расход электроэнергии - 20,8 кВт/ч/100 км; класс эффективности: А+

Заметьте, что самый мощный Porsche Cayenne S E-Hybrid при этом легко преодолевает и будущий барьер по нормам выброса. Что это - прорыв в технологиях автомобилестроения или лукавство автопроизводителей? И то, и другое.

Видите ли, расход топлива и выбросы вредных веществ в атмосферу замеряют на беговых барабанах по определенной методике. А почему не на дороге, ведь так было бы честнее? Сейчас это невозможно, и на то есть ряд причин. Первая - сопоставимость результатов, на них не должны оказывать ни влияние погодные условия, ни состояние дороги, ни другие факторы, которые смогут исказить результат. Вторая важная причина - сбор отработавших газов для анализа. Собрать их, когда автомобиль движется, затруднительно. Поэтому испытания проводят на беговых барабанах, имитируя реальные дорожные условия.

Сегодня в мире наиболее распространены три методики определения расхода топлива: европейская NEDC, американская FTP-75 и японская JC 08. Они различаются по многим параметрам. Самая длинная и скоростная - американская. Японская отличается самой маленькой средней скоростью - всего 24,4 км/ч. Это связано с имитацией значительных простоев на светофорах. Европейская самая вялая - максимальное ускорение не превышает 0,83 м/с 2 . Но есть у них и общее: все три методики далеки от реального цикла движения машины, так что автомобильные компании научились приспосабливаться к ним.

Слабое звено

Рассмотрим европейскую NEDC для оценки расхода топлива автомобилей полной массой до 3500 кг. Продолжительность теста - всего 1220 секунд. За это время имитируется городской (скорость ограничена 50 км/ч) и загородный режимы движения с максимальной скоростью до 120 км/ч. При этом заданную скорость надо развить за определенное время. Например, чтобы разогнаться в городском цикле с места до 50 км/ч, необходимо затратить 26 секунд. Если вы в реальной жизни так долго будете ускоряться со светофора, вам начнут сигналить, а агрессивные водители еще и подрежут и покажут нехороший жест.

Теперь становится понятным, почему для разгона современной малолитражки приходится вжимать педаль акселератора чуть ли не в пол. Когда в автомобилях за все отвечает процессор, а объем поступающей и обрабатываемой информации исчисляется мегабайтами, выполнение теста становится делом написания алгоритма совместной работы двигателя и трансмиссии. И не важно, что потребителю не понравится поведение автомобиля в городском цикле, а реальный расход топлива не будет совпадать с заявленным. Тест пройден, расход и выбросы соответствуют нормам. Какие выбросы покажет автомобиль на автобане, когда он превысит скорость замеров в тесте, уже никого не интересует. Все знают, что значительно больше, но правила соблюдены, значит - все в порядке.

Пример из жизни. Когда автомобиль «Москвич-2141» готовился к выпуску в 1986 году, были проведены замеры по расходу топлива на беговых барабанах. Он оказался не очень хорошим. Надо было его чуть снизить. Двигатель трогать не стали, тем более его изготавливали на другом заводе. Поэтому решили поэкспериментировать с главной передачей: чем ниже передаточное число при схожем режиме движения, тем ниже расход топлива. Поменяли главную передачу, вместо передаточного числа 4,1 поставили 3,9. Нужные цифры по расходу достигли, а покупатели получили машину со слабой динамикой. Зато неплохо обогатились гаражные мастера, ведь сарафанное радио очень быстро разнесло, что за небольшие деньги можно из тихохода сделать динамичный хэтчбек.

Калибровка

В начале статьи мы привели в качестве примера Porsche Cayenne S E-Hybrid со средним расходом 3,4 л/100 км и выбросом CO 2 79 г/км. Вы этому верите? Я - нет. Для сравнения возьмем обычный Porsche Cayenne с бензиновым двигателем мощностью 300 л.с. Его средний расход заявлен на уровне 9,2 л/100 км, а выбросы CO 2 - 215 г/км. Разница по расходу и выбросам CO 2 почти в три раза. Что это - технологии или несовершенство теста NEDC? Очевидно, что на автобане гибридный автомобиль растеряет всю свою экологичность, ведь количество выбросов напрямую зависит от потребления топлива. Задумайтесь, новый Ford Fiesta во время недавнего марафона на выносливость «60 часов „За рулем“ имел средний расход 16,8 л на 100 км, а выбросы CO 2 значительно превзошли норму. И такая картина практически у каждого автомобиля.

Но ожидается, что в 2017 году вступит в действие новый измерительный цикл WLTC (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures). Это уже будет не региональный, а мировой тест. Он представляет собой серию циклов для автомобилей полной массой до 3500 кг. Но соотношение мощности двигателя к снаряженной массе у всех автомобилей разное, а этот параметр сильно влияет на экономичность. Поэтому, чтобы тест сделать более реалистичным, все автомобили разделили на три класса в соответствии с их энерговооруженностью. Класс 1 - 22 Вт/кг, класс 2 - от 22 до 34 Вт/кг, и класс 3 - более 34 Вт/кг. Хотя и этот цикл несовершенен, он по крайней мере более приближен к реалиям. Например, ускорения при разгоне будет 1,58 м/с 2 , а это уже далеко не пенсионерский стиль езды.

Законодатели решили изменить правила игры, причем не просто подредактировав их, а кардинально. В оставшиеся пять лет автопроизводители должны не только приноровиться к новому циклу измерений, но еще и значительно снизить нормы выброса CO 2 . Удастся ли им это? Посмотрим. Но чтобы выполнить норму по выбросу углекислого газа, средний расход бензинового двигателя должен быть не выше 4,1 л, а для дизельного - 3,6 л на 100 км.

Депутаты против инженеров

Такое соревнование законотворцев и инженеров можно только приветствовать. Ведь не будь его, кто бы заставил автопроизводителей внедрить сначала центральный, а потом и непосредственный впрыск топлива в бензиновых двигателях? Зачем надо было поднимать давление впрыска в дизельных двигателях до 2500 бар, если бы не жесткие эконормы?

Но вместе с автопроизводителями за чистый воздух расплачиваются и автомобилисты. Все штрафы и затраты автопроизводителей на усовершенствование тем или иным способом равно лягут на наши плечи. Кроме того, машины с каждым годом становятся все сложнее и дороже. Починить автомобиль без сканера и мотор-тестера почти невозможно. А к 2020 году большинство новых автомобилей, скорее всего, будут гибридами, потому что сократить выбросы можно, только использовав электротягу.

Возможно, к 2030 году появятся одноразовые автомобили со сроком службы 3 года. Экономически содержать такой автомобиль расточительно, проще купить новый. Но это в Европе. У нас же всегда найдутся любители, которые из двух, трех и более машин соберут одну и будут ездить.

И наконец, информация для размышления. Нормы выброса СО 2 для одних и тех же машин, продающихся у нас и в Европе, сильно разнятся. Для примера приведем данные по Skoda Octavia.

Руководство Европейского союза рассчитывает сократить автомобильные выбросы СО2 на треть в течение следующих двенадцати лет, от показателей пока ещё не наступившего 2021 года, к которому производителям автомобилей необходимо прийти со средними показателями, равными 95 грамм на километр. Другими словами, к 2030 году средние показатели выбросов СО2 автомобилями должны составлять 66 граммов на один километр, при этом промежуточным маркером назван 2025 год.

Тестирование на новые нормы выбросов СО2 в ЕС

Сокращение средних показателей выбросов углекислого газа автомобилями позволит снизить парниковый эффект, по крайней мере, на это рассчитывает руководство Европейского союза, которое в этой связи призывает всех автопроизводителей сместить акцент на выпуск электрических, или по меньшей мере, гибридных автомобильных транспортных средств. Свой призыв еврокомиссия решила подкрепить существенными финансовыми инвестициями, размер которых составит не менее 800 миллионов евро, которые будут потрачены на создание придорожной инфраструктуры, а именно, станций быстрой зарядки для электрокаров. Кроме того, дополнительные 200 миллионов евро руководство Европейского союза намеревается инвестировать в проведение дальнейших разработок энергоёмких аккумуляторных батарей.

Штрафы для автопроизводителей

Дабы подстегнуть интерес к своему призыву, еврокомиссия вводит штрафные санкции, которыми будут облагаться автопроизводители, которым не удалось снизить средние показатели выбросов углекислого газа. Штраф, в принципе, для автопроизводителей не большой, его размер уже известен и составляет он всего 95 евро, правда, за каждый лишний грамм СО2. Показатели превышения средних нормативов будет измеряется в зависимости от года выпуска автомобиля и нормативов, действующих в это время.

Новые нормы выбросов СО2 в ЕС

Следует признать, что практически все без исключения ведущие европейские автопроизводители в настоящее время изыскивают всевозможные способы для достижения намеченных норм сокращения выбросов СО2, среди них можно назвать использование в производства автомобилей более легких строительных материалов, сокращение объема двигателя, использования системы турбонаддува и так далее. Примечательно, что все они говорят о своих стараниях, а также о том, что результаты им даются непросто, из чего можно сделать вывод, что подобные мероприятия, являются ещё и финансово затратными. Для нас, для потенциальных покупателей экологически чистых автомобилей, это означает, что можно ожидать повышение стоимости машин буквально к 2021 году.

Планы, касательно резкого сокращения количества выбросов СО2 не раз комментировали официальные лица крупнейших автопроизводственных компаний. В частности, генеральный директор Mercedes-Benz откровенно критиковал подобные решение еврокомиссии, на что ему отвечали, что сделать это при желании можно, причём с весьма приемлемыми финансовыми затратами.

Реальные тесты вместо лабораторных

Кстати, европейские автопроизводители сегодня активно обсуждают и ещё одну проблему, а именно, прохождение испытаний по системе WLTP, то есть сдачу тестов на выброс СО2 в реальных условиях вождения автомобилей. Данная система тестирования должна заменить прежнюю, когда тестирование проводилось в условиях лабораторий, и заработать нововведение на территории Европейского союза в первый осенний день текущего 2018 года. Многие аналитики отмечают, что подобная жёсткая система тестирования поставит европейских автопроизводителей в невыгодные условия на мировом рынке. Более того, некоторые эксперты уверены, что автомобили в рамках нового тестирования не покажут даже 130 г/км, не то чтобы 95 км, как того требуют нормативы 2018 года, а это говорит о том, что кое-кому из них нужно приготовиться к выплатам миллиардных штрафов.

Экологические нормы, зелёные технологии

Что случится в сентябре, а тем более в 2021 или 2030 году, предугадать трудно, но, похоже, электрические автомобили завоюют рынок, по меньшей мере европейский, гораздо раньше.

НОРМА САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ - показатель состояния окружающей среды, поддержание которого гарантирует безопасные или оптимальные условия жизни человека. НОРМА СБРОСА - см. Норма выброса (сброса).[ ...]

Норма выброса - суммарное количество газообразных и (или) жидких отходов, разрешаемое предприятию для сброса в окружающую среду. Объем Н.в. определяется из расчет, что кумуляция вредных выбросов всех предприятий данного региона не приведет к концентрации загрязнителей, превышающей НДК.[ ...]

Нормы выброса токсичных веществ. Вредное воздействие выбросов двигателя автомобиля на людей и животных называется токсичностью выбросов. Величина вредных выбросов в атмосферу автотранспортом зависит от плотности транспортного потока и количества газов, выбрасываемых каждым автомобилем. Так как транспортный поток на улицах городов будет непрерывно возрастать, необходимо для снижения загазованности воздушной среды ограничить количество вредных продуктов, выделяемых каждым автомобилем, т. е. установить нормы выброса токсичных веществ с выхлопными газами.[ ...]

Снижение выбросов окоидов азота при ожигании топлива рассматривается в настоящее время как одно из главных направлений в промышленной экологии; В развитых капиталистических отранах в качестве основного направления снижения выбросов оксидов азота при сжигании природного газа» жидкого топлива и бурого угля рассматривается проведение первичных технологических мероприятий (ступенчатое сжигание, рециркуляций газов, применение горелок специальной конструкции). При сжигании каменного угля для достижения норм выбросов оксидов азота широкое применение находит ое-лективное каталитическое восстановление (Япония, ФРГ) ч гомогенное восстановление (ША). Приемлемым уровнем концентрации окислов азота в отходящих газах ТЭС в большинстве отран принято считать 100-200 мг/мэ. В СССР находят применение только первичные технологические мероприятия по снижению выбросов окоидов азота« На большинстве ТЭС СССР удельные выбросы окоидов азота (на I МВт-ч) превышают аналогичные для США в 2-3 раза.[ ...]

5.10

Действующие стандарты и нормы выбросов и дымности периодически пересматриваются. Например, «Дизели, тракторы и самоходные сельскохозяйственные машины. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения» (взамен ГОСТ 17.2.2.05-86); «Дизели, тракторы и самоходные сельскохозяйственные машины. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения» (взамен ГОСТ 17.2.2.02-86).[ ...]

Правила № 83 регламентируют выбросы автотранспортных средств категории М (средства для перевозки не более восьми пассажиров) и категории N (грузовые автотранспортные средства полной массой до 3,5 т.). Испытания проводятся на стенде с беговыми барабанами по специальному ездовому циклу, учитывающему движение автомобиля как в городских условиях, так и за городом. Нормы выбросов токсичных веществ по этим правилам определяются в г/км.[ ...]

В табл. 5.9 приведены значения норм выбросов новых автомобилей типа М1, N1 в европейских странах по первому типу испытаний (в ездовых циклах).[ ...]

5.9

Для выполнения действующих и перспективных норм выбросов вредных веществ АТС с воспламенением от сжатия и искровым зажиганием необходимо применение комплекса мероприятий (табл. 3.27 и 3.28), что реализуется в современных конструкциях двигателей.[ ...]

В 1997 г. в РФ введены новые нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для вновь создаваемых котельных установок (ГОСТ Р 50831-95). Они ориентированы на современный уровень на-учно-технического прогресса. В табл. 2.3 приведены соответствующие нормы выбросов твердых частиц .[ ...]

Таким образом, ПДВ есть научно обоснованная техническая норма выброса вредных веществ из промышленных источников в атмосферу, правильный ее расчет требует знания указанных параметров источников, свойств выбрасываемых вредных веществ и атмосферных условий.[ ...]

Различают три схемы термического обезвреживания газовых выбросов: прямое сжигание в пламени, термическое окисление и каталитическое сжигание. Прямое сжигание в пламени и термическое окисление осуществляют при температурах 600-800°С; каталитическое сжигание - при 250-450”С. Выбор схемы обезвреживания определяется химическим составом загрязняющих веществ, их концентрацией, начальной температурой газовых выбросов, объемным расходом и предельно допустимыми нормами выброса загрязняющих веществ.[ ...]

Управляющим воздействием модели являются временно согласованные нормы выбросов, сбросов и ставки платежей по ним, а также планируемые природоохранные капитальные и текущие затраты, направляемые на уменьшение или предотвращение ущерба от загрязнения окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов.[ ...]

Добавление БОз приобрело интересный смысл в свете обеспечения федеральных норм выбросов ЭОг. В прошлом для большинства работающих на угле электростанций и других установок образование БОг при сжигании содержащейся в угле серы рассматривалось как дополнительная выгода. Достаточное количество двуокиси серы окислялось до трехокиси, которая адсорбировалась и улучшала свойства пылевого слоя. Но при использовании низкосернистых углей, вызванном необходимостью соблюдения норм выбросов, изменилось сопротивление пылевого слоя и как следствие изменилась начальная эффективность улавливания. На рис. 5.28 представлены изменения электрического сопротивления летучей золы каменного угля в зависимости от содержания серы в угле. Хотя для уточнения положения кривой необходимо большее число данных, влияние уменьшения содержания серы на сопротивление совершенно очевидно. Таким образом, в настоящее время конструктор газоочистных устройств должен учитывать изменения в составе дымовых газов, вызванные изменениями федеральных нормативов.[ ...]

Развитию средств контроля автомобильных выхлопов способствовало установление норм выброса. Следует отметить, что принятие законов опережало развитие производства автомобилей и, как выяснилось, было принято без учета трудностей достижений ограниченных пределов выбросов.[ ...]

Принципиально важно, что использование конечного продукта ТЭС (электроэнергии) позволяет снижать выбросы загрязняющих веществ в других отраслях (например, развитие транспорта на электротяге, перевод хлебопекарен на электропечи улучшает экологичность производства). С учетом данного обстоятельства и того факта, что на долю тепловой электроэнергетики приходится примерно 50% сжигаемого органического топлива, при соблюдении нормативов удельных выбросов загрязняющих веществ от котельных установок квота ТЭС в общем загрязнении воздуха должна составлять 0,5 ПДК. Другими словами, если нормы удельных выбросов ТЭС выполняются и концентрация загрязняющих веществ в воздухе не превышает 0,5 ПДКмр, хотя загрязнение от ТЭС и превышает установленную долю ПДК, выбросам ТЭС должна присваиваться категория ПДВ. Органы Госкомприроды в таких случаях должны принимать меры по снижению фонового загрязнения, обусловленного работой предприятий, расположенных в зоне влияния ТЭС и не обеспечивающих установленные для них нормы выбросов, или же администрация города (региона) должна принимать решение о снижении нагрузки ТЭС или других предприятий региона.[ ...]

С введением в действие ГОСТ 17.2.3.02-78 «Охрана природы. Правила‘ установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями» возросла роль контроля за выбросами непосредственно в источниках загрязнения воздуха. Для контроля за валовыми выбросами в трубах и шахтах, через которые выбрасываются вредные вещества, требуется устанавливать газоанализаторы и расходомеры, определяющие концентрации вредного вещества в выбрасываемой смеси и ее расход. При эксплуатации предприятий это позволяет получить конкретные сведения о количестве и режиме выбросов отдельными источниками, выявить основных виновников загрязнения воздуха и своевременно принять меры по сокращению количества выбрасываемых вредных веществ. Такой способ контроля широко применяется в зарубежной практике. В Англии, ФРГ, сША, Японии, Франции и Швеции действуют законы о контроле за выбросами промышленных предприятий. За нарушение нормы выбросов предусматриваются денежные штрафы, которые обычно накладываются полицейскими инспекторами за чистотой воздуха.[ ...]

Принимая во внимание, что более 60 % российских международных автопоездов не соответствуют европейским нормам выбросов, можно предполагать, что именно такое количество транспортных средств и должно быть переведено на природный газ в первую очередь. В перспективе на северном участке МТК-9 можно рассчитывать примерно на 60 тыс. оборотных рейсов российских автопоездов в год, работающих на природном газе.[ ...]

В связи с доказанным вредным воздействием на здоровье человека в 1973 г. на асбест, бериллий и ртуть были установлены нормы выброса. Эти нормы относятся как к применению материалов, содержащих асбест, так и к мерам предосторожности, которые должны быть приняты при строительстве и разрушении зданий. Нормы выброса бериллия применимы к промышленным процессам, в которых используется бериллий, бериллиевая руда или сплавы, содержащие более 25% бериллия по весу, и устанавливают скорость выброса в таких процессах. Норматив для ртути применим к стационарным источникам, относящимся к переработке ртутной руды, регенерации и утилизации ртути и использованию хлорщелочных ячеек для производства газообразного хлора и гидроокиси щелочных металлов.[ ...]

Нормируются экологические требования к объектам транспорта и транспортным технологиям в виде предельно допустимых норм выброса токсичных веществ с отработавшими газами транспортных средств, уровней шума, вибраций, электромагнитных полей, удельных объемов потребления отдельных видов природных ресурсов, уровня комфорта и др.[ ...]

Конец июля. Разгерметизация оболочек нескольких ТВС на реакторе НИИАР (Димитровград, Ульяновская область) с нештатным выбросом газоаэрозолей, общая активность которых составила 5 тыс. кюри. Выброс продолжался в течение недели.[ ...]

Таким образом, стало возможным формализовать (перевести в денежное выражение) экологические издержки, применяя при этом предельно согласованные нормы выбросов и сбросов, ставки платежей по ним. Проблема усугубляется экономическим спадом и высокой экологической напряженностью в ряде районов Республики Башкортостан.[ ...]

В оценке последствий воздействия производственной деятельности на атмосферный воздух основным критерием являются действующие в настоящее время нормы выбросов. В 1994 г. количество веществ, выброшенных в атмосферу сверх нормы, составляло 260,9 тыс. т, что указывает на необходимость последовательной и целенаправленной работы по снижению выбросов загрязняющих веществ до разрешенных пределов, совершенствованию методов и средств контроля за выбросами в атмосферу, внедрению автоматизированной системы экологического мониторинга.[ ...]

В 90-х гг. органами государственного экологического контроля было обследовано 146 606 предприятий и организаций и установлено, что 24 490 из них превышали нормы выбросов загрязняющих веществ. Было зарегистрировано также 1840 случаев залповых, аварийных сбросов вредных веществ, которые повлекли миллиардные ущербы и нанесли вред здоровью человека.[ ...]

На основании данных, содержащихся в экологическом паспорте, природоохранные органы определяют предприятию размер платы за природопользование, устанавливают предельно допустимые нормы выбросов (сбросов) загрязняющих веществ, проводят экологическую экспертизу проектов реконструкции предприятия, контролируют соблюдение предприятием природоохранного законодательства и др.[ ...]

Таким образом, необходимо получить схемы переноса и рассеяния загрязнителей для выбранного района, основанные на локальных атмосферных математических моделях. При наличии данных о выбросах, необходимых для модели рассеяния, можно получить карты расчетных концентраций для различных загрязнителей во всем регионе. Если модель успешна, данные, нанесенные на карту, будут подтверждаться реальными данными, получаемыми на станциях контроля за состоянием атмосферы. Проверенная модель может быть затем использована для установления норм выбросов от источников так, чтобы они могли удовлетворить допустимым нормам качества окружающего атмосферного воздуха в данном районе. Такие модели полезны и для прогноза влияния новых (будущих) источников на качество воздуха, чтобы установить нормы выбросов для этих новых источников, позволяющие поддерживать желаемый уровень качества воздуха.[ ...]

Для проектирования сжигания газообразных отходов необходимо знать несколько факторов, в частности химический состав загрязняющих веществ, их концентрации, начальную температуру газовых выбросов, их объемный расход и предельно допустимые нормы выброса загрязняющих веществ. На основании этих данных можно выбрать оптимальный вариант процесса сжигания. Различают процессы прямого сжигания в пламени, а также термического и каталитического окисления.[ ...]

Принимая во внимание важность учета при выработке ПДВ технического уровня, достигнутого (или достижимого) технологического уровня того или иного производственного процесса, весьма полезной представляется разработка норм выброса и на единицу продукции. Такая норма, не являясь основной (основной должен быть нормируемый ПДВ для источника загрязнений, обеспечивающий безопасность для здоровья населения и экосистем, высокое качество среды), может быть чрезвычайно полезной для разработки ограничений сбросов загрязнений в одной отрасли - можно (для правильной ориентировки) установить такую среднюю норму по отрасли, для новых строящихся предприятий, различных категорий уже существующих предприятий и т. д. Когда при выработке норм ПДВ для источника загрязнения указывается на необходимость учета достигнутого (или достижимого) технологического уровня, количественным выражением такого уровня может быть нормирование сброса (или поступления) в окружающую среду загрязнения на единицу продукции - для промышленных предприятий, на единицу пути пробега - для автотранспорта и т. д. Такой подход в некоторых странах (США, Швеция и др.) уже нашел практическое применение.[ ...]

Использование угля в промышленных целях и для отопления идет на убыль (кроме металлургии и производства электричества), ему конкурентны атомная энергия, гидроэнергия, энергия природного газа, солнечная, геотермическая энергии, а также энергия ветра. Однако сегодняшние нормы выбросов для электростанций в развивающихся странах вынуждают переходить на новые технологии, более дорогостоящие, а это уменьшает экономические преимущества энергии на угле (особенно по сравнению с природным газом). При производстве электроэнергии с использованием угля выбросов оксида углерода С02 в 2 с лишним раза больше, чем от природного газа; это объясняется очень низкой тепловой способностью угля при соотношении углерода и водорода (С:Н).[ ...]

Совет по делам воздушного бассейна шт. Калифорния, Ассоциация производителей двигателей, Общество автомобильных инженеров и Координационный научный совет разработали методику испытаний , известную как методика Совета по делам воздушного бассейна шт. Калифорния (САКВ) с 13-режимным циклом для испытания дизельных двигателей. Установленные в 1974 г. на основе этого цикла нормы для дизельных и бензиновых двигателей грузовиков составляют: 16 г/л. с. в час НС и N0 , 40 г/л. с. в час СО, также 20%-ное показание дымомера Агентства по охране окружающей среды при разгоне и 15%-ное показание дымомера при торможении. Нормы допустимого выброса НС и N0 в 1975 г. в шт. Калифорния составили 5 г/л. с. в час. Для сравнения следует отметить, что целью производителей дизельных двигателей является: 3 г/л. с. в час НС, 7,5 г/л. с. в час СО, 12,5 г/л. с. в час N0 плюс норма выброса дыма. Типичные данные о выбросе выхлопных газов современными двигателями представлены в табл. 10.8; данные взяты из публикации Уальде-ра . Из данных, представленных в табл. 10.8 для двигателей объемом 11,224 дм3, видно, что, используя или рециркуляцию выхлопных газов или впрыск воды, можно снизить выбросы окислов азота.[ ...]

Полусухая абсорбция или мокросухие методы десульфуризации газов как новые технологии появились в конце 80-х гг. Они были особенно привлекательны при использовании малосернистых углей и умеренных требованиях к эффективности улавливания SO2 на уровне 70 -80%. Большинство жидкофазных (скрубберных) установок десульфуризации газов, построенных до 1978 г., были запроектированы также на эффективность очистки 70 - 80%. Законодательные стандарты на нормы выбросов диоксида серы остались в силе до конца 1990 г. в США и в большинстве стран Европейского Союза (ЕС) . Учитывая реалии тех лет вполне закономерным является появление новых мокросухих технологий, позволяющих уменьшать капитальные затраты на строительство установок, сохраняя при этом степень улавливания SO2.[ ...]

Методы очистки нитрозных газов. В промышленности получили распространение лишь щелочные и каталитические методы очистки нитрозных газов от оксидов азота. Щелочные методы основаны на взаимодействии оксидов азота с водными растворами щелочей. Образующиеся при этом азотнокислые и азотистокислые соли используются в промышленности и сельском хозяйстве в качестве товарных продуктов. Недостатком щелочных методов является низкая степень очистки газов, не удовлетворяющая санитарным нормам выбросов оксидов азота в атмосферу.[ ...]

В обзоре, выполненном Ф. Е. Дубинской, А. К. Юдки-ным и др., содержится вывод о целесообразности оснащения существующих вагранок промышленных предприятий с малой производительностью по металлу системой дожигания окиси углерода (монтируемой в шахте вагранки) и мокрыми искрогасителями. Что же касается новых вагранок большой производительности, то рекомендуется сооружать их только по образцу, разработанному заводом «Центролит», оснащая скрубберами Вентури и рекуператорами. Допустимые нормы выбросов в атмосферу для существующих чугунолитейных вагранок рекомендуется вводить с учетом мощности вагранки и продолжительности ее работы (количества рабочих часов в сутки).[ ...]

Как известно, до настоящего времени основное внимание промышленности было сосредоточено на решении технических и технологических проблем. В сложившейся тяжелой экологической обстановке одной из первоочередных мер для перехода страны на путь устойчивого развития: является совершенствование экономических механизмов управления экологическими проблемами со стороны государственных структур и внутри самих предприятий. Последнее включает в себя проведение оценки воздействия: на окружающую среду на стадии проектирования производственных мощностей и экологического аудита на стадиях функционирования: с тем, чтобы деятельность предприятия осуществлялась в соответствии с установленными лимитами и нормами выбросов/сбросов загрязняющих веществ, установленным порядком по обращению и размещению твердых и опасных отходов, обеспечением строгого контроля за применением и утилизацией химикатов и токсических веществ.

Первые нормы токсичности выхлопа появились в середине 80-х годов в Калифорнии, когда выяснилось, что Лос-Анджелес и Сан-Франциско задыхаются от смога. И сегодня законодательство этих штатов - самое суровое в мире в этом вопросе. Остальные подтягиваются. Во всей Европе, в Америке и Японии законодатели жмут на производителей автомобилей, заставляя их снижать вредные выбросы двигателей. Исполнение их требований становится все дороже и дороже. При этом среди автовладельцев упертых «зеленых» не так уж и много. Последние вообще считают машины злом и ездят на велосипедах и электричках. Остальные же считают удорожание техники неизбежным налогом, который надо заплатить, чтобы спать спокойно.

За что же платим? Основными вредными веществами, которые выбрасывает автомобильный двигатель, являются угарный газ, оксиды азота и не сгоревшие углеводороды. Их выбросы на сегодня ограничены практически до нуля. Есть еще углекислый газ, но пока его принимают неизбежным злом, и избавиться от него, не перейдя на питание водородом, не удается. Поэтому пытаются сократить нормы выделения, но они жестко завязаны на расход топлива, а тот – на размеры и вес автомобиля.

Про углекислый газ мы поговорим позже, а пока – про все остальное. Первым под борьбу попал угарный газ. Автомобилисты со стажем помнят, как вдоль дорог стояли инспектора с газоанализаторами и проверяли старые советские машины на концентрацию СО в выхлопе. У нас это началось на десятка полтора лет позже, чем в Америке. А там первой реакцией на введение норм концентрации вредных веществ в выхлопе стала установка систем, подающих дополнительный воздух в выхлопную трубу. Подавалось это под соусом дожигания топлива на выпуске, но, по сути, было просто разведением для снижения концентрации СО.

Законодатели это «просекли» и запретили. Пришлось заняться разработкой систем впрыска топлива, которые могли точнее регулировать процессы смесеобразования и исключать неполное сгорание. Потом появились катализаторы, которые довольно эффективно очищали выхлопные газы, оставляя только воду и углекислый газ. Для дизельных двигателей тогда все еще было относительно спокойно, ведь в их выхлопе нет угарного газа.

Борьба пошла по нарастающей. С 2000 года в Европе появились нормы на оксиды азота и несгоревшие частицы. И здесь бензиновым моторам особых проблем не прибавилось, а вот у дизелистов они начались.

Когда форсунка впрыскивает топливо, на краях факела воздуха много, и топливо хорошо горит - синий цвет на фото А, а в середине кислорода не хватает - там пламя оранжевое. За счет завихрений в камере сгорания можно организовать подачу воздуха к зоне горения, но для этого его должно быть в избытке. Темные зоны на фото В – место где находится избыточный воздух и происходит окисление азота.

Ведь для того, чтобы дизель работал, воздух в нем сжимается в 20-40 раз, нагреваясь до очень высоких температур. Сжать так смесь невозможно, она просто сдетонирует гораздо раньше. Топливо впрыскивается в цилиндр почти в самом конце такта сжатия и факел начинает гореть по краям, а потом догорает то, что в середине. И все равно в камере сгорания остается много воздуха, которому не хватило топлива.

В итоге кислород вступает в реакцию с азотом, и остается много топлива, которому не хватило воздуха. При этом образуются оксиды азота и частицы несгоревших углеводородов. Проблема заключается в том, что одновременно избавиться от обоих вредных веществ не получается. Тщательно регулируя момент и давление впрыска и закручивая вихри в камере сгорания, производители смогли довести двигатели до норм Евро-3.

Дальше можно было только уменьшить что-то одно за счет другого. А с оставшимся бороться уже на выходе. А законодатели жмут. Начиная с Евро-4, токсичность контролируется специальными органами и все сбои фиксируются в памяти блока управления на 400 дней. В Европе транспортная инспекция может в любой момент проверить эти коды и вкатить такой штраф, что мало не покажется. А чтобы даже в отсутствие догляда неповадно было загрязнять окружающую среду, в систему управления двигателем встроена функция NOx-контроль, которая отрубает 2/3 крутящего момента, если засекает превышение норм.

Производители пошли разными путями. Одни решили повысить температуру в цилиндрах и тщательнее сжигать топливо, а с возросшим количеством оксидов азота бороться с помощью системы последующей обработки выхлопа SCR. В глушитель таких машин встроен ванадиевый катализатор, а в выпускной коллектор - форсунка, которая впрыскивает специальный реагент - мочевину, которую из скромности называют AdBlue или DEF. Испарившийся раствор разлагается на аммиак и воду, а на поверхности катализатора происходит реакция между ним и оксидом азота. В результате получается еще вода и чистый азот.

Насос подает реагент (раствор мочевины NH2+H2O) к дозирующему устройству, которым управляет электронный блок на основании показаний двух датчиков концентрации NOx (на схеме не показаны). Первый стоит до катализатора, второй – контрольный – после. Определенное количество раствора впрыскивается в выхлопной коллектор, где испаряется и вместе с отработавшими газами попадает в катализатор. На активной поверхности катализатора оксиды азота реагируют с выделившимся из раствора аммиаком и превращаются в азот и воду. Для европейских машин эти системы производят Bosch и Highlite.

Все было бы просто замечательно, но есть несколько проблем, решить которые до сих пор полностью не удается. И связаны они в большей степени не с техникой, а с человеческим фактором.

Аммиак возить в машине нельзя – это сильный яд, поэтому применяют раствор карбамида (мочевины), который состоит в основном из воды, но стоит около 1 евро за литр. Грузовые машины Евро-4 потребляют около 2-4 литров реагента, как аккуратно называют этот состав, на 100 км, а Евро-5 – до 8 литров.

Как обманывают?

Жаба наносит первый удар в мозг владельца и он начинает искать обходные пути. Самый безобидный для природы – это попытка заменить фирменный реагент чем-нибудь подешевле. В странах бывшего соцлагеря очень любят покупать удобрения, которые разводят в грязных ведрах. Но система очень чувствительна к загрязнениям и качеству мочевины. Результат – забитые фильтры, закристаллизованные распылители, сгоревшие катализаторы. К таким же результатам приводит и просто отказ от заливки мочевины вообще. Если некоторое время поездить без нее, скорее всего, катализатор выгорит, и для возврата системы к работе его придется поменять.

Вторая проблема – это головотяпство. Хотя бачок для реагента имеет синюю крышку, в него регулярно пытаются налить солярки. А для резинок в насосе и клапанах системы - это смерть. В последнее время появились ремкомплекты, а раньше весь блок SCR отправлялся на помойку.

Зная все это, Scania, MAN и многие производители легковых дизелей избрали другое направление. Они используют рециркуляцию отработавших газов, или EGR. В этой системе часть отработавших газов охлаждается и направляется обратно на впуск. Там, смешиваясь с воздухом, они создают смесь, которая хуже пропускает фронт пламени при взрыве. Горение происходит медленнее, температура понижается, и окисление азота уменьшается.

А кроме того, в смеси меньше концентрация кислорода и, следовательно, меньше вероятность встречи неиспользованного кислорода с азотом, что также уменьшает образование вредных веществ. Для двигателей Евро-4 возврат составляет около 10%, а для Евро-5 – до 30%.

Преимущество EGR - в отсутствии дополнительных жидкостей и катализаторов. Следовательно, и цена всей системы, как при покупке, так и в процессе эксплуатации гораздо ниже. Но все не так просто… Снижение температуры снижает КПД, а значит, растет расход топлива.

Еще одним препятствием стало качество топлива. Сера, которая содержится в солярке, тоже охотно вступает в реакцию с кислородом и образует оксид, который, растворяясь в воде, превращается в серную кислоту. Если эта кислота сразу вылетает на улицу, она портит окружающую среду, но не вредит двигателю. Но в случае возврата в цилиндры начинает разъедать все на своем пути. Особенно пока мотор не работает.

Для дизельных двигателей с EGR требуется топливо, в котором серы - меньше пяти частей на миллион. До недавнего времени российский норматив по содержанию серы был почти в 40 раз больше, и хотя сейчас он полностью соответствует европейскому (не более 10 мг на килограмм), в стране процветает нелегальная торговля соляркой, которая не соответствует техрегламенту. И если в крупных городах «паленого» топлива не так много, то в провинции и на трассах – полно. В наихудшем случае регулярная заправка плохой соляркой обернется полной заменой поршневой группы и топливной системы через пару лет. А это легко потянет на десяток-другой тысяч в европейской валюте. Поэтому Scania запретила продажу таких машин во всех странах бывшего соцлагеря. Для них предлагают машины с мочевиной.

Что нас ждет впереди

А с Евро-6 все еще сложнее, потому что там обе системы работают вместе, катализаторов в глушителе - 3 штуки, да еще и сажевый фильтр впридачу. И частицы теперь меряются не концентрацией, а поштучно, за 1 час. Если посмотреть на все это глазами автомобильного инженера ХХ века, то это просто кошмар.

Химики, которые создавали блок катализаторов, называют его химической фабрикой, а двигатель пренебрежительно именуют источником сырья и тепла. Цена такой фабрики в Европе – около 13 тысяч евро, а сколько он будет стоить у нас - даже думать страшно.

Чтобы неповадно было все это отключать, в систему встроен контроль, который уже не мощность «рубит», а скорость. Например, кончилась мочевина в бачке - и скорость падает до 25 км/ч. Ползи себе потихоньку до ближайшей колонки, где сможешь ее купить. Еще одна фишка законодателей – если до сих пор машина считалась удовлетворяющей нормам по факту своего рождения, то для Евро-6 предусмотрен выборочный контроль машин с пробегом.

В двигателях Евро-6 использованы обе системы, и SCR, и EGR. До 30% отработанных газов, пройдя через охладитель, возвращаются в цилиндры, чтобы снизить температуру и уменьшить образование окислов азота. А то, с чем они не смогли справиться (1), обрабатывается в глушителе, где сперва стоит окислительный катализатор (2), дожигающий все то, что не сгорело, потом фильтр твердых частиц (3). После этого газы выходят в смесительную камеру (6), куда через сопло (4) подается реагент(5), который испаряется, и все это вместе попадает, собственно, в SCR – катализатор, в котором происходит реакция между мочевиной и остатками NOx (7). А на выходе – катализатор, расщепляющий оставшийся от реакции аммиак (8). Весь этот блок весит 130 кг.

Цена «химических фабрик» столь сладка, что их приладились делать не только производители автомобилей, но и такие, казалось бы далекие от глушителей фирмы, как Эбершпехер. На снимке полный ряд для всех основных европейских брендов.

А стоит ли овчинка выделки?

Нашему человеку, в массе своей, все эти затраты кажутся совершенно излишними. А уж ограничения, накладываемые так называемым NOx-контролем, и подавно. В общем-то, европейским водителям тоже, поэтому в систему и встроены неудалимые коды неисправности, а отключить ее нельзя, она забита в двигатель «по железу».

И здесь опять битва щита и меча. Экологи проводят через законодательство все более жесткие меры. Производители бьются над их выполнением. А в это время большинство европейских и китайских чип-тюнеров и прочих электронных мудрецов забросила работы по повышению мощности двигателя и сосредоточилась на обмане систем контроля токсичности. Спрос на эти услуги, учитывая сказанное выше, огромный даже в старой законопослушной Европе. А уж у нас в стране он просто обвальный.

Обмануть можно - пока. Это даже не очень сложно и дорого. Точнее, можно отключить NOx-контроль, поснимать элементы систем и думать, что теперь двигателю стало легче жить. На самом деле, крутящий момент действительно перестает ограничиваться, но двигатель входит в аварийный режим работы, а на панели горит лампочка повышенной токсичности выхлопа. Особенно это касается машин с EGR, где многие функции управления двигателем завязаны на соотношение воздуха с отработавшими газами.

Если просто перекрыть поток отработавших газов на впуск, система заметит недостаток давления в коллекторе и включит обходную программу, которая заменит недостающие данные усредненной величиной. Когда такое происходит, мощность двигателя уменьшается на 40%. Если это ограничение снять, двигатель будет работать при сильном недостатке воздуха, что снижает экономичность и повышает дымность выхлопа. В дальнейшем это приводит к залеганию колец.

Реально отключить систему можно только полностью заменив программное обеспечение блока управления, но это обычно делается только через завод-изготовитель. А он, зная, что после такой переделки машина перестанет выполнять местное законодательство, скорее всего, откажет. Хотя для некоторых машин прошивки появились уже и у наших умельцев.

Желание сэкономить здесь и сейчас – это наш национальный вид спорта. Но почему-то, приезжая в Германию или Швецию, мы с удовольствием вдыхаем чистый воздух их городов, а возвращаясь на родину, клянем начальников, заставивших нас платить за «никому не нужные» Евро…

Результат попадания топлива в бак реагента: Прокладки насоса испортились и мочевина потекла внутрь блока управления (коричневые кристаллы)

Различают ПДВ непосредственно источника выбросов и ПДВ предприятия (или объекта). Норматив ПДВ (в г/с) устанавливается из условия, чтобы содержание загрязняющего вещества в приземном слое воздуха (на высоте 1,5-2,5м от поверхности земли) от источников или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира (т.е. ПДК) на границе СЗЗ; он представляет собой количество загрязняющего вещества максимально допустимое к выбросу в атмосферу конкретным источником в единицу времени.

Различают организованные и неорганизованные источники, которые подразделяются на стационарные и подвижные (транспортные и иные подвижные средства и установки). Примером организованного источника выброса является любая труба (стационарная или подвижная), а неорганизованного – хвостохранилища, отвалы горных пород. Кроме того, в классификации выделяют мелкие одиночные источники (вентиляционные фонари и др.).

Для каждого организованного стационарного источника выброса, а также для каждой модели транспортных и других подвижных средств и установок устанавливается индивидуальный ПДВ. Для неорганизованных источников выбросов и для совокупности мелких одиночных источников устанавливают суммарный ПДВ.

Источники вредных выбросов устанавливают органы надзора и контроля путем инвентаризации, которая проводится не реже одного раза в течение года. В соответствии с ГОСТ 12.2.1.04-77 под инвентаризацией выбросов понимают систематизацию сведений о распределении источников на территории, количестве и составе выбросов. Эти данные необходимы для составления статистической отчетности по форме 2-ТП воздух, разработки проекта норм ПДВ, для составления плана мероприятий по оздоровлению воздушной среды.

Инвентаризация выбросов регламентирована «Руководством по контролю источников загрязнения атмосферы» ОНД-90 и другими руководящими и методическими указаниями. Инвентаризация производится, как правило, технологическими службами предприятия совместно со специализированными научными или пусконаладочными организациями. Основной конечной целью проведения инвентаризации является определение массового выброса вредных веществ из каждого источника (г/с).

Массовый выброс вредных веществ можно определить с большей или меньшей точностью следующими методами: инструментальным, инструментально-лабораторным, индикаторным и расчетным. Чаще всего из-за отсутствия инструментальных замеров используют расчетные методы. Они основаны на использовании данных о составе исходного сырья и топлива, технологических режимах, степени очистки газов газопылеочистным оборудованием и т.п., по эмпирическим зависимостям или по удельным выбросам вредных веществ на единицу производимой продукции, использованного сырья, топлива, выработанной энергии.

Суммируя ПДВ отдельных источников загрязнения, устанавливают ПДВ для предприятия (объекта). Теоретической основой расчета ПДВ является решение дифференциального уравнения атмосферной турбулентной диффузии примеси, в результате которого определяется поле приземных концентраций, создаваемое источником выброса. В мировой практике употребляются также другие методики.

Нормативная «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» (ОНД-86) позволяет рассчитывать поле разовых концентраций примеси у земли при выбросе одиночного и группы источников: при нагретых и холодных выбросах, от точечных, линейных и площадных источников, даёт возможность учесть действие разнородных источников, суммирующее действие загрязняющих веществ. При этом учитывается количество источников загрязнений, распределение выбросов во времени и пространстве, другие факторы.

Конечная цель расчетов ПДВ – обеспечение концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе, не превышающих ПДК. Конкретно это означает, что величина наибольшей концентрации каждого загрязняющего вещества в приземном слое атмосферы () не должна превышать максимальную разовую
данного загрязняющего вещества, т.е. должно соблюдаться условие:

(3.11)

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих аддитивными свойствами необходимо учитывать фоновую концентрацию загрязняющего вещества (т.е.), создаваемую другими источниками загрязнения.

, (3.12)

или
, (3.13)

или
(3.14)

Для выполнения этого условия пылегазовые выбросы должны подвергаться очистке или рассеиванию в атмосфере с помощью высоких труб. Худшим вариантом является рассеивание загрязняющего вещества (ведь загрязняющие вещества всё равно попадают в ОПС). Поэтому именно для этого случая и устанавливают ПДВ.

Методика расчета ПДВ позволяет решать две задачи:

При этом методика позволяет осуществлять расчет для труб, выбрасывающих как холодные пылевоздушные смеси (
), так и нагретые (
).

Решение прямой задачи. Исходные данные для расчета ПДС:

При решении прямой задачи разработка нормативов ПДВ для стационарных источников (при
) проводится по следующему алгоритму (случай одиночной трубы с круглым устьем, выбрасывающей нагретые газы).

1. Определение фоновых концентраций () загрязняющих веществ, т.е. концентраций, обусловленных комплексом других источников, за вычетом нормируемых.

2. Расчет фактических приземных концентраций от источника выбросов нормируемого объекта по следующей методике:

, (3.15)

где
– максимальная приземная концентрация примеси;

–коэффициент, определяющий условия перемешивания примесей;

–мощность выброса, г/с или т/год;

–коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ из атмосферы;

и – коэффициенты, учитывающие условия выхода смеси из источника;

–коэффициент шероховатости, зависит от рельефа местности;

–высота трубы, м;

–разность температур газовоздушной смеси и воздуха наиболее жаркого месяца;

–объём газовоздушной смеси, м 3 /c.

, (3.16)

где
– диаметр устья источника, м;

–скорость выхода смеси из устья источника, м 3 /с.

Из уравнения (3.16) видно, что существенное влияние на приземную концентрацию оказывают масса выброса и высота трубы, поэтому рекомендуется регулирование качества воздуха осуществлять с помощью мероприятий по сокращению мощности выброса. Увеличение высоты трубы допускается лишь в случаях, когда невозможна реализация активных мероприятий.

, (3.17)

где – коэффициент, определяется дополнительно для нагретых и холодных газопылевых смесей;

(3.18)

определяют ПДВ (г/с) для каждого вещества и каждого источника.

определяют ПДВ (т/год) для предприятия в целом как сумма ПДВ от одиночных источников или групп источников:

(3.19)

Примечание: предельно допустимая масса сжигаемого топлива при выбросе продуктов его сгорания рассчитывается по формуле:

(3.20)

3. Анализ полученного поля концентраций, учет фоновых концентраций () и сравнение их с требуемым нормативом по формуле (3.14).

В соответствии с приведенными выражениями (3.18, 3.19) можно определять:

а) допустимый суточный (или годовой и т.д.) выброс загрязняющих веществ, г/сут; кг/сут;

б) максимальную концентрацию (
) загрязняющих веществ в устье трубы, г/м 3 ; кг/м 3 ; (здесь
).

Величина
является параметром, контролируемым в процессе работы объекта.

4. Выявление веществ, по которым имеются зоны превышения ПДК и источников, обусловливающих формирование повышенных концентраций.

5. Выводы:

При использовании третьего варианта на каждом этапе сокращения выбросов устанавливается временно согласованный выброс (ВСВ) с учетом опыта сокращения на прогрессивных предприятиях с наилучшей достигнутой технологией.

Для того чтобы не прекращать хозяйственную деятельность предприятия зачастую используют третий (компромиссный) путь, т.е. устанавливают ВСВ и разрабатывают долгосрочную программу снижения выбросов с помощью природоохранных мероприятий (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 – Поэтапный процесс снижения ВСВ до значения ПДВ

От того, укладывается или нет предприятие в установленные ему нормативы и в какие именно – ПДВ или только в ВСВ, – зависят размер и источники сбора за загрязнение окружающей среды.

В случае выброса из одиночного источника холодной газовоздушной смеси ПДВ определяется по формуле:

(3.21)

Организационные аспекты установления ПДВ заключаются в следующем. Работы по установлению ПДВ ведутся под общим руководством головной организации, назначаемой для каждого населенного пункта. Она осуществляет следующие функции:

Если окажется невозможным устранить или существенно уменьшить выбросы вредных веществ отдельными предприятиями или объектами, то в территориально-ведомственных планах должны предусматриваться:

сроки вывода этих предприятий или объектов из селитебных территорий и земель;

изменение профиля производства этих предприятий и объектов;

организация санитарно-защитных зон.

Решение обратной задачи. Из уравнения (3.15) видно, что наиболее существенное влияние на приземную концентрацию оказывают масса выброса загрязняющего веществам и высота трубы (
). Поэтому принудительно регулирование качества воздуха на селитебной территории можно осуществлять двумя путями:

Увеличение высоты трубы допускается лишь в случаях, когда невозможна реализация активных природоохранных мероприятий. При этом имеет место решение обратной задачи, т.е. расчет минимальной высоты трубы,
, которое вытекает из уравнения решения прямой задачи (3.18). Далее (для упрощения) уравнение решения обратной задачи приводится без учета фоновой концентрации загрязняющего вещества, а символ ПДВ заменен символом
:

(3.22)

Следует иметь в виду, что определяемая минимальная высота трубы (
) для выбросов загрязняющих веществ в атмосферу должна быть выше зоны аэродинамическойтени здания (рис. 3.3а), в противном случае выбросы не будут рассеиваться, а попадая в зону аэродинамическойтени, загрязнят приземный слой атмосферы над площадкой и саму площадку (рис. 3.3б). В настоящее время трубы достигают в отдельных случаях
≥ 350 м.

Рисунок 3.3 – Схема соотношения высот трубы для выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и аэродинамической тени здания:

а) благоприятный случай (высота трубы выше зоны аэродинамической тени); б) неблагоприятный случай (высота трубы ниже зоны аэродинамической тени); 1 – промышленное здание; 2 – труба.

Рассеивание выбросов подчиняется законом турбулентной диффузии и зависит от многих факторов: состояния атмосферы, характера местности, физических свойств выбросов, высоты трубы, диаметра её устья и др.

Различают два направления перемещения примесей: горизонтальное и вертикальное. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном, скоростью ветра, а вертикальное – распределением температур воздуха в вертикальном направлении. На рис. 3.4 показано распределение концентрации вредных веществ в атмосфере от организованного высокого источника (трубы) выброса.

При расчете показателя ПДВ устанавливают также зону влияния источника выбросов и всего предприятия по каждому загрязняющему веществу. Под зоной влияния понимают земную поверхность с радиусом, где сумма максимальной приземной концентрации , определенной для неблагоприятных метеорологических условий, и фоновой концентрациине превышает
(см. уравнение 3.12 и 3.17):

(3.23)

Видно, что по мере удаления от трубы концентрация вредностей в приземном слое сначала нарастает, достигает максимума, а затем медленно убивает. Это позволяет говорить о наличии трех зон различного загрязнения воздуха:

1) зона переброса факела выбросов (невелика);

2) зона замедления (здесь
);

3) зона постепенного снижения уровня загрязнения.

Рисунок 3.4 – Распределение концентрации вредных веществ () в атмосфере от организованного высокого источника (трубы)

выброса на расстоянии (
)

Таким образом, основным фактором, влияющим на концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое, является высота трубы. Концентрация вредного вещества на выходе из трубы равна
(рис. 3.5).

і

Рисунок 3.5 – Зависимость рассеивания выбросов от высоты трубы

Она при высокой трубе () на уровне приземного слоя может снизиться до, а при низкой трубе (
) – лишь до. Отсюда разница в назначаемых ПДВ. Расстояние от трубы, на котором концентрация вредного вещества максимальна, может быть получено лишь с помощью специальных расчетов. Приблизительно эту величину принимают равной (10 – 50).