Банер КСНУМКС

 

55. Контрола загађења животне средине

Уредници поглавља: Јерри Спиегел и Луциен И. Маистре


 

Преглед садржаја

Табеле и слике

Контрола и превенција загађења животне средине
Јерри Спиегел и Луциен И. Маистре

Управљање загађењем ваздуха
Дитрих Швела и Беренис Голцер

Загађење ваздуха: Моделирање дисперзије загађивача ваздуха
Марион Вицхманн-Фиебиг

Надгледање квалитета ваздуха
Ханс-Улрих Пфефер и Петер Брукман

Контрола загађења ваздуха
Јохн Елиас

Контрола загађења воде
Херберт Ц. Преул

Пројекат рекултивације канализације у региону Дан: студија случаја
Александар Донаги

Принципи управљања отпадом
Луциен И. Маистре

Управљање чврстим отпадом и рециклажа
Ниелс Јорн Хан и Поул С. Лауридсен

Студија случаја: Канадска мултимедијална контрола и превенција загађења на Великим језерима
Томас Ценг, Виктор Шантора и Ијан Р. Смит

Технологије чистије производње
Давид Беннетт

Столови

Кликните на везу испод да видите табелу у контексту чланка.

1. Уобичајени атмосферски загађивачи и њихови извори
2. Параметри планирања мерења
3. Ручни поступци мерења за неорганске гасове
4. Аутоматизовани поступци мерења за неорганске гасове
5. Поступци мерења за суспендоване честице
6. Поступци мерења на даљину
7. Поступци хроматографског мерења квалитета ваздуха
8. Систематско праћење квалитета ваздуха у Немачкој
9. Кораци у одабиру контроле загађења
КСНУМКС. Стандарди квалитета ваздуха за сумпор диоксид
КСНУМКС. Стандарди квалитета ваздуха за бензен
КСНУМКС. Примери најбоље доступне технологије управљања
КСНУМКС. Индустријски гас: методе чишћења
КСНУМКС. Стопе емисије узорака за индустријске процесе
КСНУМКС.  Операције и процеси пречишћавања отпадних вода
КСНУМКС. Списак испитиваних параметара
КСНУМКС. Испитани параметри на бушотинама
КСНУМКС. Извори отпада
КСНУМКС. Критеријуми за избор супстанци
КСНУМКС. Смањење ослобађања диоксина и фурана у Канади

фигуре

Поставите показивач на сличицу да бисте видели наслов слике, кликните да бисте видели слику у контексту чланка.

ЕПЦ020Ф1ЕПЦ30Ф1АЕПЦ30Ф1БЕПЦ30Ф1ЦЕПЦ050Ф2ЕПЦ050Ф1ЕПЦ060Ф1ЕПЦ060Ф2ЕПЦ060Ф3ЕПЦ060Ф4ЕПЦ060Ф6ЕПЦ060Ф7ЕПЦ060Ф8ЕПЦ060Ф9ЕПЦ60Ф10ЕПЦ60Ф11ЕПЦ60Ф12ЕПЦ60Ф13ЕПЦ60Ф14ЕПЦ065Ф1ЕПЦ065Ф2

ЕПЦ070Ф1ЕПЦ070Ф2ЕПЦ100Ф1ЕПЦ100Ф2ЕПЦ100Ф3ЕПЦ100Ф4ЕПЦ100Ф5ЕПЦ100Ф6


Кликните да бисте се вратили на врх странице

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Контрола и превенција загађења животне средине

Током двадесетог века, све веће препознавање утицаја на животну средину и јавно здравље повезаних са антропогеним активностима (о којима се говори у поглављу Опасности по здравље животне средине) је подстакао развој и примену метода и технологија за смањење ефеката загађења. У том контексту, владе су усвојиле регулаторне и друге мере политике (о којима се говори у поглављу Политика заштите животне средине) да се минимизирају негативни ефекти и осигурају постизање стандарда квалитета животне средине.

Циљ овог поглавља је да пружи оријентацију на методе које се примењују за контролу и спречавање загађења животне средине. Биће уведени основни принципи за елиминисање негативних утицаја на квалитет воде, ваздуха или земљишта; разматраће се померање нагласка са контроле на превенцију; и испитаће се ограничења грађевинских решења за појединачне еколошке медије. Није довољно, на пример, заштитити ваздух уклањањем трагова метала из димних гасова само да би се ови загађивачи пренели на земљиште кроз неправилне праксе управљања чврстим отпадом. Потребна су интегрисана мултимедијална решења.

Приступ контроли загађења

Последице брзе индустријализације по животну средину довеле су до небројених инцидената на местима где су земљиште, ваздух и водени ресурси контаминирани токсичним материјалима и другим загађивачима, претећи људима и екосистемима озбиљним здравственим ризицима. Екстензивније и интензивније коришћење материјала и енергије створило је кумулативне притиске на квалитет локалних, регионалних и глобалних екосистема.

Пре него што је постојао заједнички напор да се ограничи утицај загађења, управљање животном средином се мало ширило даље од лаиссез-фаире толеранције, ублажено одлагањем отпада како би се избегла реметилачка локална сметња која се посматра у краткорочној перспективи. Потреба за санацијом препозната је, по изузетку, у случајевима када је штета утврђена као неприхватљива. Како се темпо индустријске активности интензивирао и разумевање кумулативних ефеката расло, а контрола загађења парадигма је постала доминантан приступ управљању животном средином.

Два специфична концепта послужила су као основа за приступ контроли:

  • la асимилациони капацитет концепт, који потврђује постојање одређеног нивоа емисија у животну средину који не доводи до неприхватљивих утицаја на животну средину или здравље људи
  • la принцип контроле концепт, који претпоставља да се штета по животну средину може избећи контролом начина, времена и брзине којом загађивачи улазе у животну средину

 

У оквиру приступа контроли загађења, покушаји заштите животне средине посебно су се ослањали на изоловање загађивача из околине и коришћење филтера и чистача на крају цеви. Ова решења су имала тенденцију да се фокусирају на циљеве квалитета животне средине специфичне за медије или границе емисије, и првенствено су усмерена на тачкасто испуштање извора у специфичне животне средине (ваздух, вода, земљиште).

Примена технологија за контролу загађења

Примена метода контроле загађења показала је значајну ефикасност у контроли проблема загађења – посебно оних локалног карактера. Примена одговарајућих технологија заснива се на систематској анализи извора и природе дотичне емисије или испуштања, њене интеракције са екосистемом и проблемом загађења околине који треба решити, као и на развоју одговарајућих технологија за ублажавање и праћење утицаја загађења. .

У свом чланку о контроли загађења ваздуха, Диетрицх Сцхвела и Беренице Гоелзер објашњавају важност и импликације заузимања свеобухватног приступа процени и контроли тачкастих и нетачкастих извора загађења ваздуха. Они такође истичу изазове – и могућности – којима се решавају у земљама које пролазе кроз брзу индустријализацију, а да нису имале јаку компоненту контроле загађења која прати ранији развој.

Марион Вицхман-Фиебиг објашњава методе које се примењују за моделирање дисперзије загађивача ваздуха да би се одредила и карактерисала природа проблема загађења. Ово чини основу за разумевање контрола које треба да се примене и за процену њихове ефикасности. Како се разумевање потенцијалних утицаја продубљивало, уважавање ефеката се проширило са локалног на регионални и глобални ниво.

Ханс-Улрих Пфефер и Петер Брукман пружају увод у опрему и методе које се користе за праћење квалитета ваздуха како би се проценили потенцијални проблеми загађења и проценила ефикасност интервенција контроле и превенције.

Јохн Елиас даје преглед типова контроле загађења ваздуха који се могу применити и питања која се морају решити приликом одабира одговарајућих опција управљања контролом загађења.

Херберт Преул се бави изазовом контроле загађења воде у чланку који објашњава основу по којој природне воде Земље могу постати загађене из тачкастих, нетачкастих и повремених извора; основа за регулисање загађења вода; и различити критеријуми који се могу применити при одређивању програма контроле. Преул објашњава начин на који се испуштања примају у водним тијелима, и може се анализирати и процијенити ради процјене и управљања ризицима. Коначно, дат је преглед техника које се примењују за пречишћавање отпадних вода великих размера и контролу загађења воде.

Студија случаја пружа живописан пример како се отпадна вода може поново користити – тема од значајног значаја у потрази за начинима да се еколошки ресурси могу ефикасно користити, посебно у околностима оскудице. Алекандер Донаги даје резиме приступа који се примењује за третман и пуњење подземних вода комуналних отпадних вода за популацију од 1.5 милиона у Израелу.

Свеобухватно управљање отпадом

Под перспективом контроле загађења, отпад се сматра непожељним нуспроизводом производног процеса који треба да се задржи како би се обезбедило да земљиште, вода и ваздушни ресурси не буду контаминирани преко нивоа који се сматрају прихватљивим. Луциен Маистре даје преглед питања која се морају позабавити у управљању отпадом, пружајући концептуалну везу са све важнијом улогом рециклаже и превенције загађења.

Као одговор на опсежне доказе о озбиљној контаминацији повезаној са неограниченим управљањем отпадом, владе су успоставиле стандарде за прихватљиву праксу прикупљања, руковања и одлагања како би се осигурала заштита животне средине. Посебна пажња је посвећена критеријумима за еколошки безбедно одлагање путем санитарних депонија, спаљивања и третмана опасног отпада.

Да би се избегло потенцијално оптерећење животне средине и трошкови повезани са одлагањем отпада и промовисало темељитије управљање оскудним ресурсима, минимизирању отпада и рециклажи све се више пажње посвећује. Ниелс Хахн и Поул Лауридсен дају резиме питања која се решавају у процесу рециклаже као префериране стратегије управљања отпадом и разматрају импликације потенцијалне изложености радника.

Пребацивање нагласка на превенцију загађења

Смањење емисија на крају цеви ризикује преношење загађења са једног медијума на други, где може или да изазове једнако озбиљне проблеме животне средине, или чак заврши као индиректни извор загађења у истом медијуму. Иако није тако скупо као санација, смањење емисија на крају цеви може значајно допринети трошковима производних процеса без доприноса било каквој вредности. Такође се обично повезује са регулаторним режимима који додају друге скупове трошкова повезаних са спровођењем усклађености.

Док је приступ контроли загађења постигао значајан успех у стварању краткорочних побољшања за локалне проблеме загађења, био је мање ефикасан у решавању кумулативних проблема који се све више препознају на регионалном (нпр. киселе кише) или глобалном (нпр. оштећење озона) нивоима .

Циљ здравствено оријентисаног програма контроле загађења животне средине је промовисање бољег квалитета живота смањењем загађења на најнижи могући ниво. Програми и политике контроле загађења животне средине, чије импликације и приоритети варирају од земље до земље, покривају све аспекте загађења (ваздух, вода, земљиште и тако даље) и укључују координацију између области као што су индустријски развој, планирање града, развој водних ресурса и транспорт политике.

Томас Ценг, Виктор Шантора и Ијан Смит дају пример студије случаја мултимедијалног утицаја који је загађење имало на рањиви екосистем подложан многим стресовима – Северноамеричка Велика језера. Посебно се испитује ограничена ефикасност модела контроле загађења у суочавању са упорним токсинима који се расипају кроз животну средину. Фокусирањем на приступ који се примењује у једној земљи и импликације које то има на међународну акцију, илустроване су импликације за акције које се баве превенцијом као и контролом.

Како су технологије за контролу загађења животне средине постале софистицираније и скупље, расте интересовање за начине да се превенција укључи у дизајн индустријских процеса – са циљем елиминисања штетних утицаја на животну средину уз промовисање конкурентности индустрије. Међу предностима приступа превенцији загађења, чистих технологија и смањења токсичне употребе је потенцијал за елиминисање изложености радника здравственим ризицима.

Дејвид Бенет даје преглед зашто се превенција загађења појављује као пожељна стратегија и како је она повезана са другим методама управљања животном средином. Овај приступ је од кључног значаја за спровођење преласка на одрживи развој који је широко прихваћен од објављивања Комисије Уједињених нација за трговину и развој 1987. године и поновљен на Конференцији Уједињених нација о животној средини и развоју (УНЦЕД) у Рију 1992. године.

Приступ превенцији загађења фокусира се директно на употребу процеса, пракси, материјала и енергије који избегавају или минимизирају стварање загађивача и отпада на извору, а не на „додатне“ мере смањења. Док корпоративна посвећеност игра кључну улогу у одлуци да се настави са превенцијом загађења (види Брингер и Зоесел у Политика заштите животне средине), Бенет скреће пажњу на друштвене користи у смањењу ризика по екосистем и људско здравље — а посебно по здравље радника. Он идентификује принципе који се могу корисно применити у процени могућности за спровођење овог приступа.

 

Назад

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Управљање загађењем ваздуха

Управљање загађењем ваздуха има за циљ елиминацију или смањење на прихватљив ниво гасовитих загађивача у ваздуху, суспендованих честица и физичких и, у одређеној мери, биолошких агенаса чије присуство у атмосфери може изазвати штетне ефекте на људско здравље (нпр. иритацију, повећање инциденције или преваленције респираторних болести, морбидитета, рака, вишка морталитета) или добробити (нпр. сензорни ефекти, смањење видљивости), штетних ефеката на животињски или биљни свет, оштећења материјала од економске вредности за друштво и штете по животну средину (нпр. климатске модификације). Озбиљне опасности повезане са радиоактивним загађивачима, као и посебне процедуре потребне за њихову контролу и одлагање, такође заслужују посебну пажњу.

Важност ефикасног управљања загађењем ваздуха на отвореном и у затвореном простору не може се пренагласити. Уколико нема адекватне контроле, умножавање извора загађења у савременом свету може довести до непоправљиве штете по животну средину и човечанство.

Циљ овог чланка је дати општи преглед могућих приступа управљању загађењем амбијенталног ваздуха из моторних возила и индустријских извора. Међутим, од самог почетка треба нагласити да би загађење ваздуха у затвореном простору (посебно у земљама у развоју) могло да игра чак и већу улогу од спољашњег загађења ваздуха због запажања да су концентрације загађивача ваздуха у затвореном простору често знатно веће од спољашњих.

Осим разматрања емисија из фиксних или мобилних извора, управљање загађењем ваздуха укључује разматрање додатних фактора (као што су топографија и метеорологија, и учешће заједнице и владе, између многих других) који сви морају бити интегрисани у свеобухватан програм. На пример, метеоролошки услови могу у великој мери утицати на приземне концентрације које су резултат исте емисије загађивача. Извори загађивања ваздуха могу бити расути по заједници или региону и њихове ефекте може осетити, или њихова контрола може укључивати више од једне администрације. Штавише, загађење ваздуха не поштује никакве границе, а емисије из једног региона могу изазвати ефекте у другом региону путем транспорта на велике удаљености.

Управљање загађењем ваздуха, стога, захтева мултидисциплинарни приступ, као и заједничке напоре приватних и владиних субјеката.

Извори загађења ваздуха

Извори загађења ваздуха које је створио човек (или извори емисија) су у основи два типа:

  • стационарни, који се могу поделити на изворе подручја као што су пољопривредна производња, вађење руда и камена, индустријски, тачкасти и површински извори као што су производња хемикалија, неметални минерални производи, индустрија основних метала, производња електричне енергије и извори у заједници (нпр. грејање домова и зграда, спалионице комуналног отпада и канализационог муља, камини, објекти за кување, услуге прања веша и постројења за чишћење)
  • мобилни, који обухватају било који облик возила са мотором са унутрашњим сагоревањем (нпр. лака возила на бензински погон, лака и тешка возила на дизел моторе, мотоцикле, авионе, укључујући линијске изворе са емисијама гасова и честица из саобраћаја возила).

 

Поред тога, постоје и природни извори загађења (нпр. еродирана подручја, вулкани, одређене биљке које ослобађају велике количине полена, извори бактерија, спора и вируса). Природни извори се не разматрају у овом чланку.

Врсте загађивача ваздуха

Загађивачи ваздуха се обично класификују на суспендоване честице (прашина, испарења, магла, дим), гасовите загађиваче (гасови и паре) и мирисе. Неки примери уобичајених загађивача су представљени у наставку:

Суспендоване честице (СПМ, ПМ-10) укључује издувне гасове дизела, угљени летећи пепео, минералну прашину (нпр. угаљ, азбест, кречњак, цемент), металну прашину и испарења (нпр. цинк, бакар, гвожђе, олово) и киселу маглу (нпр. , сумпорна киселина), флуориди, пигменти боја, пестицидна магла, чађа и уљни дим. Суспендоване честице загађивача, осим што изазивају респираторне болести, рак, корозију, уништавање биљног света и тако даље, могу такође представљати сметњу (нпр. накупљање прљавштине), ометати сунчеву светлост (нпр. стварање смога и магле због расејање светлости) и делују као каталитичке површине за реакцију адсорбованих хемикалија.

Гасовити загађивачи укључују једињења сумпора (нпр. сумпор диоксид (СО2) и сумпор триоксид (СО3)), угљен моноксид, једињења азота (нпр. азот оксид (НО), азот диоксид (НО2), амонијак), органска једињења (нпр. угљоводоници (ХЦ), испарљива органска једињења (ВОЦ), полициклични ароматични угљоводоници (ПАХ), алдехиди), једињења халогена и халоген деривати (нпр. ХФ и ХЦл), водоник-сулфид, угљен-дисулфид и меркаптани (мириси).

Секундарни загађивачи могу настати термичким, хемијским или фотохемијским реакцијама. На пример, термичким дејством сумпор-диоксид може да оксидира у сумпор-триоксид који, растворен у води, доводи до стварања магле сумпорне киселине (каталисане оксидима мангана и гвожђа). Фотохемијске реакције између азотних оксида и реактивних угљоводоника могу произвести озон (О3), формалдехид и пероксиацетил нитрат (ПАН); реакције између ХЦл и формалдехида могу да формирају бис-хлорометил етар.

Док неки мириси познато је да су узроковани специфичним хемијским агенсима као што је водоник сулфид (Х2С), угљен-дисулфид (ЦС2) и меркаптана (Р-СХ или Р1-С-Р2) друге је тешко хемијски дефинисати.

Примери главних загађивача повезаних са неким индустријским изворима загађења ваздуха приказани су у табели 1 (Ецономопоулос 1993).

Табела 1. Уобичајени атмосферски загађивачи и њихови извори

Категорија

извор

Емитовани загађивачи

пољопривреда

Отворено сагоревање

СПМ, ЦО, ВОЦ

Рударство и
вађење камена

Експлоатацију угља

Сирова нафта
и производњу природног гаса

Вађење руде обојених метала

Вађење камена

СПМ, СО2, НЕx, ВОЦ

SO2

СПМ, Пб

СПМ

Производња

Храна, пића и дуван

Индустрија текстила и коже

Производи од дрвета

Производи од папира, штампа

СПМ, ЦО, ВОЦ, Х2S

СПМ, ВОЦ

СПМ, ВОЦ

СПМ, СО2, ЦО, ВОЦ, Х2С, Р-СХ

Производња
хемикалија

Фтални анхидрид

Хлор-алкал

Хлороводонична киселина

Флуороводоничне киселине

Сумпорна киселина

Азотна киселина

Фосфорне киселине

Оловни оксид и пигменти

Амонијак

Натријум карбонат

Калцијум-карбид

Адипинска киселина

Алкил олово

Малеински анхидрид и
терефтална киселина

Ђубриво и
производња пестицида

Амонијум нитрат

Амонијум сулфат

Синтетичке смоле, пластика
материјали, влакна

Боје, лакови, лакови

Сапун

Чађа и штампарско мастило

Тринитротолуен

СПМ, СО2, ЦО, ВОЦ

Cl2

Хцл

ХФ, СиФ4

SO2, ТАКО3

НЕx

СПМ, Ф2

СПМ, Пб

СПМ, СО2, НЕx, ЦО, ВОЦ, НХ3

СПМ, НХ3

СПМ

СПМ, НОx, ЦО, ВОЦ

Pb

ЦО, ВОЦ

СПМ, НХ3

СПМ, НХ3, ХНО3

ВОЦ

СПМ, ВОЦ, Х2С, ЦС2

СПМ, ВОЦ

СПМ

СПМ, СО2, НЕx, ЦО, ВОЦ, Х2S

СПМ, СО2, НЕx, ТАКО3, ХНО3

Рафинерије нафте

Разни производи
нафте и угља

СПМ, СО2, НЕx, ЦО, ВОЦ

Неметални минерал
производња производа

Производи од стакла

Производи од структурне глине

Цемент, креч и гипс

СПМ, СО2, НЕx, ЦО, ВОЦ, Ф

СПМ, СО2, НЕx, ЦО, ВОЦ, Ф2

СПМ, СО2, НЕx, ЦО

Основне металне индустрије

Гвожђе и челик

Индустрије обојених метала

СПМ, СО2, НЕx, ЦО, ВОЦ, Пб

СПМ, СО2, Ф, Пб

Енергије

Струја, гас и пара

СПМ, СО2, НЕx, ЦО, ВОЦ, СО3, Пб

Велепродаја и
Трговина на мало

Складиштење горива, операције пуњења

ВОЦ

превоз

 

СПМ, СО2, НЕx, ЦО, ВОЦ, Пб

Услуге у заједници

Општинске спалионице

СПМ, СО2, НЕx, ЦО, ВОЦ, Пб

Извор: Ецономопоулос 1993

Планови имплементације чистог ваздуха

Управљање квалитетом ваздуха има за циљ очување квалитета животне средине прописивањем толерисаног степена загађења, препуштајући локалним властима и загађивачима да осмисле и спроводе радње како би се осигурало да овај степен загађења неће бити прекорачен. Пример законодавства у оквиру овог приступа је усвајање стандарда квалитета амбијенталног ваздуха заснованих, врло често, на смерницама за квалитет ваздуха (СЗО 1987) за различите загађиваче; ово су прихваћени максимални нивои загађивача (или индикатори) у циљној области (нпр. на нивоу тла у одређеној тачки у заједници) и могу бити примарни или секундарни стандарди. Примарни стандарди (СЗО 1980) су максимални нивои у складу са адекватном сигурносном маргином и очувањем јавног здравља, и морају се поштовати у одређеном временском року; секундарни стандарди су они за које се сматра да су неопходни за заштиту од познатих или очекиваних штетних ефеката, осим опасности по здравље (углавном на вегетацију) и морају се поштовати „у разумном року“. Стандарди квалитета ваздуха су краткорочне, средњорочне или дугорочне вредности које важе 24 сата дневно, 7 дана у недељи и за месечну, сезонску или годишњу изложеност свих живих субјеката (укључујући осетљиве подгрупе као што су деца, стари и болесних) као и неживих предмета; ово је у супротности са максимално дозвољеним нивоима за професионалну изложеност, који се односе на делимичну недељну изложеност (нпр. 8 сати дневно, 5 дана у недељи) одраслих и наводно здравих радника.

Типичне мере у управљању квалитетом ваздуха су мере контроле на извору, на пример, спровођење употребе каталитичких претварача у возилима или стандарда емисије у спалионицама, планирање коришћења земљишта и затварање фабрика или смањење саобраћаја током неповољних временских услова. . Најбоље управљање квалитетом ваздуха наглашава да емисије загађивача ваздуха треба да буду сведене на минимум; ово је у основи дефинисано кроз емисионе стандарде за појединачне изворе загађења ваздуха и могло би се постићи за индустријске изворе, на пример, кроз затворене системе и високоефикасне колекторе. Стандард емисије је ограничење количине или концентрације загађивача који се емитује из извора. Ова врста законодавства захтева одлуку, за сваку индустрију, о најбољим средствима за контролу њених емисија (тј. утврђивање стандарда за емисије).

Основни циљ управљања загађењем ваздуха је извођење плана имплементације чистог ваздуха (или плана за смањење загађења ваздуха) (Сцхвела и Котх-Јахр 1994) који се састоји од следећих елемената:

  • опис подручја с обзиром на топографију, метеорологију и социоекономију
  • инвентар емисија
  • поређење са емисионим стандардима
  • инвентар концентрација загађивача ваздуха
  • симулиране концентрације загађивача ваздуха
  • поређење са стандардима квалитета ваздуха
  • попис утицаја на јавно здравље и животну средину
  • каузална анализа
  • мере контроле
  • трошкови контролних мера
  • трошкови јавног здравља и утицаја на животну средину
  • анализа трошкова и користи (трошкови контроле наспрам трошкова напора)
  • транспорт и планирање коришћења земљишта
  • план извршења; посвећеност ресурсима
  • пројекције за будућност становништва, саобраћаја, индустрије и потрошње горива
  • стратегије за праћење.

 

Нека од ових питања биће описана у наставку.

Инвентар емисија; Поређење са стандардима емисије

Инвентар емисија је најпотпунији списак извора у датој области и њихових појединачних емисија, процењених што је тачније могуће из свих емисионих тачака, линија и области (дифузних) извора. Када се ове емисије упореде са емисионим стандардима утврђеним за одређени извор, дају се први наговештаји о могућим мерама контроле ако се не поштују стандарди за емисије. Инвентар емисија такође служи за процену приоритетне листе важних извора према количини емитованих загађујућих материја и указује на релативни утицај различитих извора—на пример, саобраћаја у поређењу са индустријским или стамбеним изворима. Инвентар емисија такође омогућава процену концентрација загађивача ваздуха за оне загађиваче за које је мерење амбијенталне концентрације тешко или прескупо за извођење.

Инвентар концентрација загађивача ваздуха; Поређење са стандардима квалитета ваздуха

Инвентар концентрација загађујућих материја у ваздуху сумира резултате мониторинга загађивача амбијенталног ваздуха у смислу годишњих средњих вредности, перцентила и трендова ових количина. Једињења мерена за такав инвентар укључују следеће:

  • сумпор диоксид
  • азотни оксиди
  • суспендоване честице
  • угљен моноксид
  • озон
  • тешки метали (Пб, Цд, Ни, Цу, Фе, Ас, Бе)
  • полициклични ароматични угљоводоници: бензо(a)пирен, бензо (e)пирен, бензо (a)антрацен, дибензо(Ах)антрацен, бензогхи)перилен, коронен
  • испарљива органска једињења: n-хексан, бензен, 3-метил-хексан, n-хептан, толуен, октан, етил-бензен ксилен (о-,м-,п-), n-нонан, изопропилбензен, пропилбенезен, n-2-/3-/4-етилтолуен, 1,2,4-/1,3,5-триметилбензен, трихлорометан, 1,1,1 трихлоретан, тетрахлорометан, три-/тетрахлоретен.

 

Поређење концентрација загађивача ваздуха са стандардима или смерницама за квалитет ваздуха, ако постоје, указује на проблематична подручја за која се мора извршити узрочна анализа како би се открило који су извори одговорни за неусаглашеност. Моделирање дисперзије се мора користити у извођењу ове узрочне анализе (погледајте „Загађење ваздуха: Моделирање дисперзије загађивача ваздуха“). Уређаји и поступци који се користе у данашњем мониторингу загађења амбијенталног ваздуха описани су у „Мониторинг квалитета ваздуха“.

Симулиране концентрације загађивача ваздуха; Поређење са стандардима квалитета ваздуха

Почевши од инвентара емисија, са хиљадама једињења која се не могу сва пратити у амбијенталном ваздуху из економских разлога, коришћење моделирања дисперзије може помоћи да се процене концентрације „егзотичнијих“ једињења. Користећи одговарајуће метеоролошке параметре у одговарајућем моделу дисперзије, годишњи просеци и перцентили се могу проценити и упоредити са стандардима квалитета ваздуха или смерницама, ако постоје.

Инвентар утицаја на јавно здравље и животну средину; Узрочна анализа

Други важан извор информација је инвентар ефеката (Министериум фур Умвелт 1993), који се састоји од резултата епидемиолошких студија у датој области и ефеката загађења ваздуха уочених на биолошке и материјалне рецепторе као што су, на пример, биљке, животиње и грађевинарство. метала и грађевинског камена. Уочени ефекти који се приписују загађењу ваздуха морају се узрочно анализирати у односу на компоненту одговорну за одређени ефекат—на пример, повећана преваленција хроничног бронхитиса у загађеном подручју. Ако је једињење или једињења фиксирана узрочно-последичном анализом (анализа једињење-каузална анализа), мора се извршити друга анализа да би се открили одговорни извори (анализа извор-каузал).

Мере контроле; Трошкови контролних мера

Контролне мере за индустријске објекте укључују адекватне, добро пројектоване, добро инсталиране, ефикасно руковане и одржаване уређаје за пречишћавање ваздуха, који се називају и сепаратори или колектори. Сепаратор или колектор се може дефинисати као „апарат за одвајање било ког или више од следећег из гасовитог медијума у ​​коме су суспендовани или помешани: чврсте честице (филтер и сепаратори прашине), течне честице (филтер и сепаратор капљица) и гасови (пречистач гаса)”. Основне врсте опреме за контролу загађења ваздуха (о којима се даље говори у „Контрола загађења ваздуха“) су следеће:

  • за честице: инерцијски сепаратори (нпр. циклони); филтери од тканине (врећари); електростатички филтери; мокри колектори (пречистачи)
  • за гасовите загађиваче: мокри колектори (сцрубери); адсорпционе јединице (нпр. адсорпциони слојеви); накнадно сагоревање, које може бити директно сагоревање (термичко спаљивање) или каталитичко (каталитичко сагоревање).

 

Влажни колектори (сцрубери) се могу користити за сакупљање, истовремено, гасовитих загађивача и честица. Такође, одређене врсте уређаја за сагоревање могу сагоревати запаљиве гасове и паре као и одређене запаљиве аеросоле. У зависности од врсте ефлуента, може се користити један или комбинација више од једног колектора.

Контрола мириса који се хемијски могу идентификовати ослања се на контролу хемијског(их) агенса(а) из којих потичу (нпр. апсорпцијом, спаљивањем). Међутим, када мирис није хемијски дефинисан или се агенс за производњу налази на екстремно ниским нивоима, могу се користити друге технике, као што је маскирање (јачим, пријатнијим и безопаснијим агенсом) или контраакција (додатком који делује супротно или делимично). неутралише непријатан мирис).

Треба имати на уму да су адекватан рад и одржавање неопходни да би се обезбедила очекивана ефикасност колектора. Ово треба да се обезбеди у фази планирања, како са становишта знања, тако и са финансијске тачке гледишта. Не смеју се занемарити енергетски захтеви. Кад год бирате уређај за пречишћавање ваздуха, треба узети у обзир не само почетни трошак, већ и трошкове рада и одржавања. Приликом рада са високотоксичним загађивачима треба обезбедити високу ефикасност, као и посебне процедуре одржавања и одлагања отпадних материја.

Основне мере контроле у ​​индустријским објектима су следеће:

Замена материјала. Примери: замена мање токсичних растварача за високотоксичне који се користе у одређеним индустријским процесима; употреба горива са нижим садржајем сумпора (нпр. испрани угаљ), због чега долази до мање једињења сумпора и тако даље.

Модификација или промена индустријског процеса или опреме. Примери: у индустрији челика, промена од сирове руде до пелетиране синтероване руде (да би се смањила прашина која се ослобађа током руковања рудом); коришћење затворених система уместо отворених; замена система за грејање горива на парни, топлу воду или електричне системе; коришћење катализатора на излазима издувног ваздуха (процеси сагоревања) и тако даље.

Модификације у процесима, као иу распореду постројења, такође могу олакшати и/или побољшати услове за дисперзију и сакупљање загађивача. На пример, другачији распоред постројења може олакшати уградњу локалног издувног система; извођење процеса на нижој стопи може дозволити употребу одређеног колектора (са ограничењима запремине, али иначе адекватним). Модификације процеса које концентришу различите изворе ефлуента уско су повезане са запремином ефлуента којим се рукује, а ефикасност неке опреме за пречишћавање ваздуха расте са концентрацијом загађивача у ефлуенту. И замена материјала и модификација процеса могу имати техничка и/или економска ограничења и то треба узети у обзир.

Адекватно одржавање и складиштење. Примери: строга санитарна правила у преради хране и животињских производа; избегавање отвореног складиштења хемикалија (нпр. гомиле сумпора) или прашњавих материјала (нпр. песак), или, у супротном, прскање гомила растреситих честица водом (ако је могуће) или наношење површинских премаза (нпр. средства за влажење, пластика) до гомиле материјала који ће вероватно испуштати загађиваче.

Адекватно одлагање отпада. Примери: избегавање једноставног гомилања хемијског отпада (као што су остаци из реактора за полимеризацију), као и одлагања загађујућих материјала (чврстих или течних) у токове воде. Ова друга пракса не само да узрокује загађење воде, већ може створити и секундарни извор загађења ваздуха, као у случају течног отпада из фабрика за производњу сулфитне целулозе, који ослобађају гасовите загађиваче непријатног мириса.

Одржавање. Пример: добро одржавани и добро подешени мотори са унутрашњим сагоревањем производе мање угљен-моноксида и угљоводоника.

Радне праксе. Пример: узимање у обзир метеоролошких услова, посебно ветрова, приликом прскања пестицида.

По аналогији са адекватном праксом на радном месту, добре праксе на нивоу заједнице могу допринети контроли загађења ваздуха – на пример, промене у употреби моторних возила (више колективног превоза, малих аутомобила и тако даље) и контроле грејних објеката (боље изолација зграда како би се захтевало мање грејања, боља горива и тако даље).

Мере контроле емисије издувних гасова возила су адекватни и ефикасни програми обавезног прегледа и одржавања који се примењују за постојећи возни парк, програми примене катализатора у новим аутомобилима, агресивна замена аутомобила на соларни/батеријски погон аутомобилима на гориво. , регулисање друмског саобраћаја и концепти планирања саобраћаја и коришћења земљишта.

Емисије моторних возила се контролишу контролисањем емисија по пређеној миљи возила (ВМТ) и контролом самог ВМТ-а (Валсх 1992). Емисије по ВМТ-у се могу смањити контролом перформанси возила – хардвера, одржавања – како за нове тако и за аутомобиле у употреби. Састав горива оловног бензина може се контролисати смањењем садржаја олова или сумпора, што такође има повољан ефекат на смањење емисије ХЦ из возила. Смањење нивоа сумпора у дизел гориву као средства за смањење емисије дизел честица има додатни повољан ефекат повећања потенцијала за каталитичку контролу емисије дизел честица и органских ХЦ.

Још једно важно средство управљања за смањење емисија испаравања возила и допуњавања горива је контрола испарљивости бензина. Контрола испарљивости горива може знатно смањити емисије ХЦ-а при испаравању возила. Употреба оксигенираних адитива у бензину смањује ХЦ и ЦО издувних гасова све док се не повећа испарљивост горива.

Смањење ВМТ је додатно средство за контролу емисија из возила помоћу контролних стратегија као нпр

  • коришћење ефикаснијих видова транспорта
  • повећање просечног броја путника по аутомобилу
  • ширење закрчених вршних саобраћајних оптерећења
  • смањење потражње за путовањима.

 

Иако такви приступи промовишу уштеду горива, они још увек нису прихваћени од стране опште популације, а владе нису озбиљно покушале да их примене.

Сва ова технолошка и политичка решења проблема моторних возила, осим замене електричних аутомобила, све више се надокнађују порастом популације возила. Проблем возила се може решити само ако се проблем раста реши на одговарајући начин.

Трошкови јавног здравља и утицаја на животну средину; Анализа трошкова и користи

Процена трошкова јавног здравља и утицаја на животну средину је најтежи део плана имплементације чистог ваздуха, јер је веома тешко проценити вредност доживотног смањења инвалидних болести, стопе пријема у болницу и изгубљених сати рада. Међутим, ова процена и поређење са трошковима контролних мера је апсолутно неопходно како би се уравнотежили трошкови контролних мера у односу на трошкове не предузимања такве мере, у смислу утицаја на јавно здравље и животну средину.

Саобраћај и планирање коришћења земљишта

Проблем загађења је уско повезан са коришћењем земљишта и транспортом, укључујући питања као што су планирање заједнице, пројектовање путева, контрола саобраћаја и масовни транспорт; на питања демографије, топографије и економије; и друштвеним питањима (Вензиа 1977). Уопштено говорећи, брзо растуће урбане агрегације имају озбиљне проблеме са загађењем због лоше праксе коришћења земљишта и транспорта. Планирање транспорта за контролу загађења ваздуха укључује контролу транспорта, транспортне политике, масовни транзит и трошкове загушења на аутопуту. Контроле транспорта имају важан утицај на ширу јавност у смислу правичности, репресивности и друштвених и економских поремећаја – посебно, директне контроле транспорта као што су ограничења моторних возила, ограничења бензина и смањење емисија моторних возила. Смањење емисија услед директних контрола може се поуздано проценити и верификовати. Индиректне контроле транспорта, као што је смањење пређених километара возила побољшањем система масовног транзита, прописи за побољшање протока саобраћаја, прописи о паркиралиштима, таксе на путеве и бензин, дозволе за коришћење аутомобила и подстицаји за добровољне приступе углавном се заснивају на прошлим испитивањима и- искуство грешака, и укључују многе неизвесности када покушавате да развијете одржив план транспорта.

Национални акциони планови који подразумевају индиректну контролу транспорта могу утицати на планирање транспорта и коришћења земљишта у погледу аутопутева, паркинга и трговачких центара. Дугорочно планирање транспортног система и подручја на које утиче, спречиће значајно погоршање квалитета ваздуха и обезбедити усклађеност са стандардима квалитета ваздуха. Масовни транзит се доследно сматра потенцијалним решењем за проблеме урбаног загађења ваздуха. Избор система масовног превоза који ће опслуживати подручје и различите модалне поделе између коришћења аутопута и аутобуске или железничке услуге ће на крају променити обрасце коришћења земљишта. Постоји оптимална подела која ће минимизирати загађење ваздуха; међутим, ово можда није прихватљиво када се узму у обзир фактори који нису у окружењу.

Аутомобил је назван највећим генератором економских екстерналија икада познатих. Неки од њих, као што су послови и мобилност, су позитивни, али негативни, као што су загађење ваздуха, несреће са смртним исходом и повредама, материјална штета, бука, губитак времена и погоршање, наводе на закључак да транспорт није индустрија са смањењем трошкова у урбанизованим областима. Трошкови загушења на аутопуту су још један екстерни фактор; изгубљено време и трошкове загушења, међутим, тешко је утврдити. Права процена конкурентских видова превоза, као што је масовни транспорт, не може се добити ако путни трошкови за радна путовања не укључују трошкове загушења.

Планирање коришћења земљишта за контролу загађења ваздуха укључује зонске кодове и стандарде перформанси, контролу коришћења земљишта, стамбени и развој земљишта и политике планирања коришћења земљишта. Зонирање коришћења земљишта је био почетни покушај да се постигне заштита људи, њихове имовине и њихових економских могућности. Међутим, свеприсутна природа загађивача ваздуха захтевала је више од физичког раздвајања индустрије и стамбених подручја да би се заштитио појединац. Из тог разлога, стандарди перформанси засновани на естетици или квалитативним одлукама уведени су у неке зонске кодове у покушају да се квантификују критеријуми за идентификацију потенцијалних проблема.

За дугорочно планирање коришћења земљишта морају се идентификовати ограничења асимилационог капацитета животне средине. Затим се могу развити контроле коришћења земљишта које ће пропорционално расподелити капацитет између жељених локалних активности. Контроле коришћења земљишта обухватају системе дозвола за преглед нових стационарних извора, регулацију зонирања између индустријских и стамбених зона, ограничења служношћу или куповином земљишта, контролу локације рецептора, зонирање густине емисије и прописе о расподели емисија.

Стамбене политике које имају за циљ да власништво над кућама учини доступним многима који то иначе не би могли да приуште (као што су порески подстицаји и хипотекарне политике) стимулишу ширење градова и индиректно обесхрабрују стамбени развој веће густине. Ове политике су се сада показале као погубне по животну средину, јер није узета у обзир истовремени развој ефикасних транспортних система који би служили потребама мноштва нових заједница које се развијају. Лекција научена из овог развоја је да програми који утичу на животну средину треба да буду координисани, а свеобухватно планирање предузето на нивоу на коме се проблем јавља и у довољно великом обиму да обухвати цео систем.

Планирање коришћења земљишта мора се испитати на националном, покрајинском или државном, регионалном и локалном нивоу како би се на адекватан начин обезбедила дугорочна заштита животне средине. Владини програми обично почињу постављањем електрана, локацијама за вађење минерала, зонирањем обале и пустињским, планинским или другим рекреативним развојем. Како велики број локалних самоуправа у датом региону не може на адекватан начин да се бави регионалним еколошким проблемима, регионалне владе или агенције би требало да координирају развој земљишта и шеме густине тако што ће надгледати просторно уређење и локацију нове изградње и коришћења и саобраћајних објеката. Планирање коришћења земљишта и транспорта морају бити међусобно повезани са спровођењем прописа како би се одржао жељени квалитет ваздуха. У идеалном случају, контролу загађења ваздуха треба да планира иста регионална агенција која планира коришћење земљишта због преклапања екстерних ефеката повезаних са оба питања.

План спровођења, посвећеност ресурсима

План имплементације чистог ваздуха увек треба да садржи план спровођења који указује на то како се мере контроле могу применити. Ово такође подразумева обавезу ресурса која ће, према принципу загађивач плаћа, навести шта загађивач треба да примени и како ће влада помоћи загађивачу да испуни обавезу.

Пројекције за будућност

У смислу плана предострожности, план имплементације чистог ваздуха такође треба да укључи процене трендова становништва, саобраћаја, индустрије и потрошње горива како би се проценили одговори на будуће проблеме. Ово ће избећи будуће стресове спровођењем мера много пре замишљених проблема.

Стратегије за праћење

Стратегија за праћење управљања квалитетом ваздуха састоји се од планова и политика о томе како имплементирати будуће планове за имплементацију чистог ваздуха.

Улога процене утицаја на животну средину

Процена утицаја на животну средину (ЕИА) је процес пружања детаљне изјаве одговорне агенције о утицају предложене акције на животну средину која значајно утиче на квалитет животне средине (Лее 1993). ЕИА је инструмент превенције који има за циљ разматрање човекове средине у раној фази развоја програма или пројекта.

ЕИА је посебно важна за земље које развијају пројекте у оквиру економске преоријентације и реструктурирања. ЕИА је постала закон у многим развијеним земљама и сада се све више примењује у земљама у развоју и привредама у транзицији.

ЕИА је интегративна у смислу свеобухватног планирања и управљања животном средином с обзиром на интеракције између различитих медија животне средине. С друге стране, ЕИА интегрише процену еколошких последица у процес планирања и тиме постаје инструмент одрживог развоја. ЕИА такође комбинује техничке и партиципативне особине док прикупља, анализира и примењује научне и техничке податке узимајући у обзир контролу квалитета и обезбеђење квалитета, и наглашава важност консултација пре процедуре лиценцирања између агенција за заштиту животне средине и јавности на које би одређени пројекти могли утицати . План имплементације чистог ваздуха може се сматрати делом процедуре ЕИА у погледу ваздуха.

 

Назад

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Загађење ваздуха: Моделирање дисперзије загађивача ваздуха

Циљ моделирања загађења ваздуха је процена концентрација спољних загађивача изазваних, на пример, процесима индустријске производње, случајним испуштањем или саобраћајем. Моделирање загађења ваздуха се користи за утврђивање укупне концентрације загађивача, као и за проналажење узрока изузетно високих нивоа. За пројекте у фази планирања, додатни допринос постојећем оптерећењу може се унапред проценити, а услови емисије могу бити оптимизовани.

Слика 1. Глобални систем за праћење животне средине/управљање загађењем ваздуха

ЕПЦ020Ф1

У зависности од стандарда квалитета ваздуха дефинисаних за загађивач у питању, од интереса су средње годишње вредности или краткотрајне вршне концентрације. Обично се концентрације морају одредити тамо где су људи активни - односно близу површине на висини од око два метра изнад земље.

Параметри који утичу на дисперзију загађивача

Две врсте параметара утичу на дисперзију загађивача: параметри извора и метеоролошки параметри. За параметре извора, концентрације су пропорционалне количини загађивача који се емитује. Ако је у питању прашина, пречник честица мора бити познат да би се одредила седиментација и таложење материјала (ВДИ 1992). Како су површинске концентрације ниже са већом висином димњака, овај параметар такође мора бити познат. Поред тога, концентрације зависе од укупне количине издувних гасова, као и од његове температуре и брзине. Ако температура издувних гасова прелази температуру околног ваздуха, гас ће бити подложан топлотном узгону. Његова брзина издувних гасова, која се може израчунати из унутрашњег пречника димњака и запремине издувних гасова, ће проузроковати динамичку узгону замаха. Емпиријске формуле се могу користити за опис ових карактеристика (ВДИ 1985; Венкатрам и Вингаард 1988). Мора се нагласити да није маса загађивача у питању већ маса укупног гаса која је одговорна за топлотну и динамичку узгон.

Метеоролошки параметри који утичу на дисперзију загађивача су брзина и правац ветра, као и вертикална термичка стратификација. Концентрација загађивача је пропорционална реципрочној брзини ветра. То је углавном због убрзаног транспорта. Штавише, турбулентно мешање се повећава са растућом брзином ветра. Како такозване инверзије (тј. ситуације у којима температура расте са висином) ометају турбулентно мешање, максималне површинске концентрације се примећују током високо стабилне стратификације. Напротив, конвективне ситуације интензивирају вертикално мешање и стога показују најниже вредности концентрације.

Стандарди квалитета ваздуха – на пример, годишње средње вредности или 98 перцентила – обично се заснивају на статистици. Стога су потребни подаци временске серије за релевантне метеоролошке параметре. У идеалном случају, статистика би требало да се заснива на десетогодишњем посматрању. Ако су доступне само краће временске серије, треба се уверити да су оне репрезентативне за дужи период. Ово се може урадити, на пример, анализом дужих временских серија са других места за посматрање.

Метеоролошке временске серије које се користе такође морају бити репрезентативне за локацију која се разматра – то јест, мора одражавати локалне карактеристике. Ово је посебно важно у погледу стандарда квалитета ваздуха заснованих на вршним фракцијама дистрибуције, као што је 98 перцентила. Ако такве временске серије нису при руци, може се користити метеоролошки модел тока за израчунавање једног из других података, као што ће бити описано у наставку.

 


 

Међународни програми праћења

Међународне агенције као што су Светска здравствена организација (СЗО), Светска метеоролошка организација (ВМО) и Програм Уједињених нација за животну средину (УНЕП) покренуле су мониторинг и истраживачке пројекте како би разјаснили питања у вези са загађењем ваздуха и промовисали мере за спречавање даље погоршање јавног здравља и еколошких и климатских услова.

Глобални систем за праћење животне средине ГЕМС/Ваздух (ВХО/УНЕП 1993) организују и спонзоришу СЗО и УНЕП и развио је свеобухватан програм за обезбеђивање инструмената за рационално управљање загађењем ваздуха (види слику 55.1.[ЕПЦ01ФЕ] Језгро овог програма). је глобална база података о концентрацијама сумпор-диоксида, суспендованих честица, олова, азотних оксида, угљен-моноксида и озона у урбаном ваздуху. Међутим, колико и ова база података важна је обезбеђивање алата за управљање као што су водичи за брзе инвентаре емисија, програми за моделирање дисперзије, процене изложености становништва, мере контроле и анализу трошкова и користи.У том смислу, ГЕМС/Аир обезбеђује приручнике за преглед методологије (ВХО/УНЕП 1994, 1995), спроводи глобалне процене квалитета ваздуха, олакшава преглед и валидацију процена , делује као посредник података/информација, производи техничку документацију која подржава све аспекте управљања квалитетом ваздуха, олакшава успостављање ент мониторинга, спроводи и широко дистрибуира годишње прегледе и успоставља или идентификује регионалне центре за сарадњу и/или стручњаке за координацију и подршку активностима у складу са потребама региона. (СЗО/УНЕП 1992, 1993, 1995)

Програм Глобал Атмоспхериц Ватцх (ГАВ) (Миллер и Соудине 1994) пружа податке и друге информације о хемијском саставу и повезаним физичким карактеристикама атмосфере, као и њиховим трендовима, са циљем разумевања везе између промене састава атмосфере и промена глобалне атмосфере. и регионалну климу, атмосферски транспорт на даљину и таложење потенцијално штетних супстанци преко копнених, слатководних и морских екосистема, и природно кружење хемијских елемената у глобалном систему атмосфере/океана/биосфере, и антропогени утицаји на њих. Програм ГАВ се састоји од четири области активности: Глобални систем за посматрање озона (ГО3ОС), глобално праћење позадинског састава атмосфере, укључујући Мрежу за праћење загађења ваздуха у позадини (БАПМоН); дисперзија, транспорт, хемијска трансформација и таложење атмосферских загађивача преко копна и мора на различитим временским и просторним скалама; размена загађујућих материја између атмосфере и других делова животне средине; и интегрисано праћење. Један од најважнијих аспеката ГАВ-а је успостављање центара за научне активности за осигурање квалитета који би надгледали квалитет података произведених у оквиру ГАВ-а.


 

 

Концепти моделирања загађења ваздуха

Као што је горе поменуто, дисперзија загађивача зависи од услова емисије, транспорта и турбулентног мешања. Коришћење пуне једначине која описује ове карактеристике назива се моделирање Еулерове дисперзије (Пиелке 1984). Овим приступом, добици и губици дотичног загађивача морају се одредити у свакој тачки на замишљеној просторној мрежи иу различитим временским корацима. Пошто је ова метода веома сложена и рачунарски одузима много времена, обично се не може рутински руковати. Међутим, за многе апликације, може се поједноставити коришћењем следећих претпоставки:

  • нема промене услова емисије током времена
  • нема промене метеоролошких услова у току транспорта
  • брзине ветра изнад 1 м/с.

 

У овом случају, горе поменута једначина се може решити аналитички. Добијена формула описује облак са Гаусовом дистрибуцијом концентрације, тзв. Гаусов модел облака (ВДИ 1992). Параметри дистрибуције зависе од метеоролошких услова и удаљености низ ветар, као и од висине димњака. Оне се морају емпиријски утврдити (Венкатрам и Вингаард 1988). Ситуације у којима емисије и/или метеоролошки параметри значајно варирају у времену и/или простору могу се описати Гаусовим пуфф моделом (ВДИ 1994). Према овом приступу, различити пуфови се емитују у фиксним временским корацима, сваки прати своју путању у складу са тренутним метеоролошким условима. На свом путу, сваки пуф расте према турбулентном мешању. Параметри који описују овај раст, опет, морају бити одређени из емпиријских података (Венкатрам и Вингаард 1988). Међутим, мора се нагласити да за постизање овог циља улазни параметри морају бити доступни са потребном резолуцијом у времену и/или простору.

Што се тиче случајних испуштања или појединачних студија случаја, Лагранжов модел или модел честица (ВДИ смерница 3945, Део 3). Концепт је при томе израчунати путање многих честица, од којих свака представља фиксну количину дотичног загађивача. Појединачне путање се састоје од транспорта средњим ветром и од стохастичких поремећаја. Због стохастичког дела, путање се не слажу у потпуности, већ осликавају мешавину турбуленцијама. У принципу, Лагранжови модели су способни да размотре сложене метеоролошке услове – посебно ветар и турбуленцију; поља израчуната доле описаним моделима протока могу се користити за Лагранжево моделирање дисперзије.

Моделирање дисперзије у сложеном терену

Ако се концентрације загађујућих материја морају одредити у структурираном терену, можда ће бити неопходно укључити топографске ефекте на дисперзију загађивача у моделирање. Такви ефекти су, на пример, транспорт који прати топографску структуру, или системи термалног ветра као што су морски поветарац или планински ветрови, који мењају смер ветра током дана.

Ако се такви ефекти дешавају на скали много већој од површине модела, утицај се може узети у обзир коришћењем метеоролошких података који одражавају локалне карактеристике. Ако такви подаци нису доступни, тродимензионална структура утиснута на ток топографијом се може добити коришћењем одговарајућег модела тока. На основу ових података, само моделирање дисперзије се може извршити уз претпоставку хоризонталне хомогености као што је горе описано у случају Гаусовог модела облака. Међутим, у ситуацијама када се услови ветра значајно мењају унутар области модела, само моделирање дисперзије мора да узме у обзир тродимензионални ток на који утиче топографска структура. Као што је горе поменуто, ово се може урадити коришћењем Гаусовог пуффа или Лагранжовог модела. Други начин је да се изведе сложеније Еулерово моделирање.

Да би се одредио правац ветра у складу са топографски структурираним тереном, може се користити конзистентно масено или дијагностичко моделирање протока (Пиелке 1984). Користећи овај приступ, ток се прилагођава топографији тако што се почетне вредности мењају што је мање могуће и одржавајући његову масу доследном. Пошто је ово приступ који доводи до брзих резултата, може се користити и за израчунавање статистике ветра за одређену локацију ако нема доступних запажања. Да би се то урадило, користи се геострофска статистика ветра (тј. подаци о горњем ваздуху из равинсонда).

Међутим, ако се системи термалног ветра морају детаљније размотрити, морају се користити тзв. прогностички модели. У зависности од размере и стрмине области модела, погодан је хидростатички, или још сложенији нехидростатски приступ (ВДИ 1981). Модели овог типа захтевају велику снагу рачунара, као и много искуства у примени. Одређивање концентрација на основу годишњих средњих вредности, генерално, није могуће са овим моделима. Уместо тога, најгоре студије случаја се могу извести узимањем у обзир само једног смера ветра и оних брзина ветра и параметара стратификације који резултирају највишим вредностима површинске концентрације. Ако те вредности у најгорем случају не прелазе стандарде квалитета ваздуха, детаљније студије нису потребне.

Слика 2. Топографска структура региона модела

ЕПЦ30Ф1А

Слика 2, слика 3 и слика 4 показују како се транспорт и диспензија загађујућих материја могу представити у односу на утицај терена и климатологије ветра изведене из разматрања површинских и геострофских фреквенција ветра.

Слика 3. Површинске дистрибуције фреквенција утврђене из геострофичке дистрибуције фреквенција

ЕПЦ30Ф1Б

Слика 4. Средње годишње концентрације загађивача за хипотетички регион израчунате из геострофичке дистрибуције фреквенција за хетерогена поља ветра

ЕПЦ30Ф1Ц

Моделирање дисперзије у случају ниских извора

Узимајући у обзир загађење ваздуха узроковано ниским изворима (тј. висине димњака по реду висине зграде или емисије саобраћајних емисија) мора се узети у обзир утицај околних зграда. Емисије из друмског саобраћаја ће бити заробљене до одређене количине у уличним кањонима. Пронађене су емпиријске формулације које ово описују (Иамартино и Виеганд 1986).

Загађивачи који се емитују из ниског димњака који се налази на згради биће заробљени у циркулацији на заветринској страни зграде. Обим ове циркулације заветрине зависи од висине и ширине објекта, као и од брзине ветра. Стога, поједностављени приступи опису дисперзије загађивача у таквом случају, засновани искључиво на висини зграде, генерално нису валидни. Вертикални и хоризонтални опсег циркулације у заветрини је добијен из студија у аеротунелу (Хоскер 1985) и може се применити у масовно конзистентним дијагностичким моделима. Чим се одреди поље протока, може се користити за израчунавање транспорта и турбулентног мешања емитованог загађивача. Ово се може урадити моделовањем Лагранжијеве или Еулерове дисперзије.

Детаљније студије – у вези са случајним испуштањем, на пример – могу се извести само коришћењем нехидростатских модела протока и дисперзије уместо дијагностичког приступа. Пошто ово, генерално, захтева велику снагу рачунара, препоручује се приступ најгорем случају као што је горе описано пре комплетног статистичког моделирања.

 

Назад

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Надгледање квалитета ваздуха

Праћење квалитета ваздуха подразумева систематско мерење загађивача амбијенталног ваздуха како би се могла проценити изложеност осетљивих рецептора (нпр. људи, животиње, биљке и уметничка дела) на основу стандарда и смерница изведених из уочених ефеката, и/или утврдити извор загађења ваздуха (узрочна анализа).

На концентрације загађивача у амбијенталном ваздуху утичу просторна или временска варијација емисија опасних материја и динамика њихове дисперзије у ваздуху. Као последица тога, јављају се изражене дневне и годишње варијације концентрација. Практично је немогуће на јединствен начин утврдити све ове различите варијације квалитета ваздуха (статистички речено, популација квалитета ваздуха се наводи). Дакле, мерења концентрација загађивача у амбијенталном ваздуху увек имају карактер случајних просторних или временских узорака.

Планирање мерења

Први корак у планирању мерења је да се што прецизније формулише сврха мерења. Важна питања и области рада за праћење квалитета ваздуха укључују:

Мерење површине:

  • репрезентативно одређивање изложености у једној области (општи мониторинг ваздуха)
  • репрезентативно мерење већ постојећег загађења на подручју планираног објекта (дозвола, ТА Луфт (техничко упутство, ваздух))
  • упозорење о смогу (зимски смог, високе концентрације озона)
  • мерења у врућим тачкама загађења ваздуха ради процене максималне изложености рецептора (ЕУ-НО2 смерница, мерења у уличним кањонима, у складу са немачким савезним законом о контроли имисије)
  • провера резултата мера за смањење загађења и трендова током времена
  • скрининг мерења
  • научна истраживања - на пример, транспорт загађења ваздуха, хемијске конверзије, прорачуни калибрације дисперзије.

 

Мерење објекта:

  • мерења као одговор на жалбе
  • утврђивање извора емисија, каузална анализа
  • мерења у случајевима пожара и акцидентних испуштања
  • провера успешности мера смањења
  • праћење фабричких фугитивних емисија.

 

Циљ планирања мерења је коришћење адекватних поступака мерења и процене како би се одговорило на одређена питања са довољном сигурношћу и уз минималне могуће трошкове.

Пример параметара које треба користити за планирање мерења дат је у табели 1, у односу на процену загађености ваздуха на подручју планираног индустријског објекта. Препознајући да се формални захтеви разликују у зависности од јурисдикције, треба напоменути да се овде посебно позива на немачке процедуре издавања дозвола за индустријске објекте.

Табела 1. Параметри за планирање мерења у мерењу концентрација загађења амбијенталног ваздуха (са примером примене)

Параметар

Пример примене: Поступак лиценцирања за
индустријских објеката у Немачкој

Изјава о питању

Мерење претходног загађења у поступку издавања дозволе; репрезентативно насумично мерење сонде

Област мерења

Заокружите локацију са радијусом 30 пута стварне висине димњака (поједностављено)

Стандарди оцењивања (зависни од места и времена): карактеристичне вредности које треба да буду
добијених из података мерења

Границе прага ИВ1 (аритметичка средина) и ИВ2 (98. перцентил) ТА Луфт (техничко упутство, ваздух); израчунавање И1 (аритметичка средина) и И2 (98. перцентил) из мерења на 1 км2 (површина процене) да се упореди са ИВ1 и ИВ2

Редослед, избор и густина
мерних места

Редовно скенирање од 1км2, што резултира „случајним“ избором места мерења

Временски период мерења

1 година, најмање 6 месеци

Висина мерења

1.5 до 4 метра изнад земље

Фреквенција мерења

52 (104) мерења по области за процену гасовитих загађивача, у зависности од висине загађења

Трајање сваког мерења

1/2 сата за гасовите загађиваче, 24 сата за суспендовану прашину, 1 месец за падавине прашине

Време мерења

Случајни избор

Измерени објекат

Загађење ваздуха које се емитује из планираног објекта

Поступак мерења

Национални стандардни поступак мерења (ВДИ смернице)

Неопходна сигурност резултата мерења

висок

Захтеви квалитета, контрола квалитета, калибрација, одржавање

ВДИ смернице

Снимање података мерења, валидација, архивирање, процена

Израчунавање количине података И1В и И2В за сваку област процене

трошкови

Зависи од области мерења и циљева

 

Пример у табели 1 приказује случај мерне мреже која треба да прати квалитет ваздуха у одређеном подручју што је репрезентативније могуће, да би се упоредила са одређеним границама квалитета ваздуха. Идеја иза овог приступа је да се врши насумичан избор места мерења како би се подједнако покриле локације у области са променљивим квалитетом ваздуха (нпр. стамбене површине, улице, индустријске зоне, паркови, градски центри, предграђа). Овај приступ може бити веома скуп у великим областима због броја неопходних мерних места.

Друга концепција мерне мреже стога почиње са мерним местима која су репрезентативно одабрана. Ако се на најважнијим локацијама спроводе мерења различитог квалитета ваздуха, а познато је колико времена заштићени објекти остају у тим „микросрединама“, онда се може одредити изложеност. Овај приступ се може проширити на друга микроокружења (нпр. унутрашње просторије, аутомобили) како би се проценила укупна изложеност. Дифузијско моделирање или скрининг мерења могу помоћи у избору правих места за мерење.

Трећи приступ је мерење на тачкама претпостављене највеће изложености (нпр. за НО2 а бензол у уличним кањонима). Ако су стандарди процене испуњени на овој локацији, постоји довољна вероватноћа да ће то бити случај и са свим другим локацијама. Овај приступ, фокусирајући се на критичне тачке, захтева релативно мало места мерења, али она морају бити одабрана са посебном пажњом. Ова конкретна метода ризикује прецењивање стварне изложености.

Параметри временског периода мерења, процена мерних података и фреквенција мерења суштински су дати у дефинисању стандарда (граничних) оцењивања и жељеног нивоа сигурности резултата. Границе прага и периферни услови које треба узети у обзир у планирању мерења су повезани. Коришћењем континуираних поступака мерења може се постићи резолуција која је временски скоро беспрекорна. Али ово је неопходно само за праћење вршних вредности и/или за упозорења о смогу; за праћење годишњих средњих вредности, на пример, адекватна су дисконтинуална мерења.

Следећи одељак је посвећен опису могућности мерних процедура и контроле квалитета као додатног параметра важног за планирање мерења.

Осигурање квалитета

Мерења концентрација загађивача у амбијенталном ваздуху могу бити скупа за спровођење, а резултати могу утицати на значајне одлуке са озбиљним економским или еколошким импликацијама. Стога су мере обезбеђења квалитета саставни део процеса мерења. Овде треба разликовати две области.

Мере оријентисане на процедуру

Сваки комплетан поступак мерења састоји се од неколико корака: узорковања, припреме узорка и чишћења; одвајање, детекција (завршни аналитички корак); и прикупљање и процена података. У неким случајевима, посебно код континуираног мерења неорганских гасова, неки кораци поступка се могу изоставити (нпр. одвајање). У спровођењу мерења треба тежити свеобухватном поштовању процедура. Треба поштовати процедуре које су стандардизоване и на тај начин свеобухватно документоване, у облику ДИН/ИСО стандарда, ЦЕН стандарда или ВДИ смерница.

Мере оријентисане на корисника

Коришћење стандардизоване и проверене опреме и поступака за мерење концентрације загађивача у амбијенталном ваздуху не може сама да обезбеди прихватљив квалитет ако корисник не користи адекватне методе контроле квалитета. Серија стандарда ДИН/ЕН/ИСО 9000 (Управљање квалитетом и стандарди за осигурање квалитета), ЕН 45000 (који дефинише захтеве за лабораторије за испитивање) и ИСО Водич 25 (Општи захтеви за компетентност лабораторија за калибрацију и испитивање) важни су за кориснике. оријентисане мере за обезбеђивање квалитета.

Важни аспекти мера контроле квалитета корисника укључују:

  • прихватање и упражњавање садржаја мера у смислу добре лабораторијске праксе (ГЛП)
  • правилно одржавање мерне опреме, квалификоване мере за отклањање сметњи и обезбеђивање поправке
  • вршење калибрација и редовне провере да би се обезбедило исправно функционисање
  • вршење међулабораторијских испитивања.

 

Процедуре мерења

Поступци мерења неорганских гасова

Постоји велики број мерних поступака за широк спектар неорганских гасова. Разликујемо ручне и аутоматске методе.

Ручне процедуре

У случају ручних поступака мерења за неорганске гасове, супстанца која се мери се нормално адсорбује током узорковања у раствору или чврстом материјалу. У већини случајева фотометријско одређивање се врши након одговарајуће реакције боје. Неколико ручних поступака мерења имају посебан значај као референтне процедуре. Због релативно високих трошкова особља, ове ручне процедуре се данас ретко спроводе за теренска мерења, када су доступне алтернативне аутоматске процедуре. Најважнији поступци су укратко скицирани у табели 2.

Табела 2. Ручни поступци мерења за неорганске гасове

Материјал

Поступак

Извршење

Коментари

SO2

ТЦМ процедура

Апсорпција у раствору тетрахлоромеркурата (боца за прање); реакција са формалдехидом и параросанилином до црвено-љубичасте сулфонске киселине; фотометријско одређивање

ЕУ-референтни поступак мерења;
ДЛ = 0.2 µг СО2;
с = 0.03 мг/м3 на 0.5 мг/м3

SO2

Поступак са силика гелом

Уклањање ометајућих супстанци концентрованим Х3PO4; адсорпција на силика гелу; термичка десорпција у Х2-ток и редукција на Х2С; реакција на молибден-плаво; фотометријско одређивање

ДЛ = 0.3 µг СО2;
с = 0.03 мг/м3 на 0.5 мг/м3

НЕ2

Салтзманов поступак

Апсорпција у реакционом раствору при формирању црвене азо боје (боца за прање); фотометријско одређивање

Калибрација са натријум нитритом;
ДЛ = 3 µг/м3

O3

Калијум јодида
поступак

Формирање јода из воденог раствора калијум јодида (боца за прање); фотометријско одређивање

ДЛ = 20 µг/м3;
рел. с = ± 3.5% при 390 µг/м3

F-

Поступак сребрне перле;
варијанта 1

Узимање узорака са предсепаратором прашине; обогаћивање Ф- на сребрним перлама обложеним натријум карбонатом; елуирање и мерење ланцем лантан флуорид-електрода осетљивим на јоне

Укључивање неодређеног дела имисије честица флуорида

F-

Поступак сребрне перле;
варијанта 2

Узорковање са загрејаним мембранским филтером; обогаћивање Ф- на сребрним перлама обложеним натријум карбонатом; одређивање електрохемијским (варијанта 1) или фотометријским (ализарин-комплексон) поступком

Опасност од нижих налаза услед делимичне сорпције имисија гасовитих флуорида на мембранском филтеру;
ДЛ = 0.5 µг/м3

Cl-

Живин роданид
поступак

Апсорпција у 0.1 Н раствору натријум хидроксида (боца за прање); реакција са живиним роданидом и Фе(ИИИ) јонима до комплекса гвожђа тиоцијанато; фотометријско одређивање

ДЛ = 9 µг/м3

Cl2

Поступак метил-наранџе

Реакција бељења са раствором метил-наранџе (боца за прање); фотометријско одређивање

ДЛ = 0.015 мг/м3

NH3

Индофенол поступак

Апсорпција у разблаженом Х2SO4 (Импингер/боца за прање); конверзија са фенолом и хипохлоритом у индофенолну боју; фотометријско одређивање

ДЛ = 3 µг/м3 (импингер); делимична
укључивање једињења и амина

NH3

Несслеров поступак

Апсорпција у разблаженом Х2SO4 (Импингер/боца за прање); дестилација и реакција са Неслеровим реагенсом, фотометријско одређивање

ДЛ = 2.5 µг/м3 (импингер); делимична
укључивање једињења и амина

H2S

Молибден-плава
поступак

Апсорпција као сребрни сулфид на стакленим перлама третираним сребровим сулфатом и калијум хидроген сулфатом (сорпциона цев); ослобађа се као водоник сулфид и претвара у молибден плаво; фотометријско одређивање

ДЛ = 0.4 µг/м3

H2S

Поступак метиленско плаво

Апсорпција у суспензији кадмијум хидроксида при формирању ЦдС; претварање у метиленско плаво; фотометријско одређивање

ДЛ = 0.3 µг/м3

ДЛ = граница детекције; с = стандардна девијација; рел. с = релативно с.

Посебна варијанта узорковања, која се првенствено користи у вези са ручним поступцима мерења, је цев за дифузионо раздвајање (денудер). Техника денудера има за циљ раздвајање гасне и честичне фазе коришћењем њихових различитих брзина дифузије. Стога се често користи за тешке проблеме одвајања (нпр. амонијак и једињења амонијума; оксиди азота, азотна киселина и нитрати; оксиди сумпора, сумпорна киселина и сулфати или водоник халогениди/халогениди). У класичној денудер техници, испитни ваздух се усисава кроз стаклену цев са посебним премазом, у зависности од материјала(а) који се прикупља. Техника денудера је даље развијена у многим варијацијама и такође делимично аутоматизована. Умногоме је проширио могућности диференцираног узорковања, али, у зависности од варијанте, може бити веома напоран, а за правилно коришћење потребно је велико искуство.

Аутоматизоване процедуре

На тржишту постоје бројни различити континуирани мерни монитори за сумпор диоксид, азотне оксиде, угљен моноксид и озон. Углавном се користе посебно у мерним мрежама. Најважније карактеристике појединачних метода су сакупљене у табели 3.

Табела 3. Аутоматизовани поступци мерења за неорганске гасове

Материјал

Принцип мерења

Коментари

SO2

Кондуктометријска реакција СО2 са Х.2O2 у разблаженом Х2SO4; мерење повећане проводљивости

Искључивање сметњи са селективним филтером (КХСО4/АгНО3)

SO2

УВ флуоресценција; узбуђење СО2 молекули са УВ зрачењем (190–230 нм); мерење флуоресцентног зрачења

Интерференције, нпр. угљоводоницима,
морају се елиминисати одговарајућим системима филтера

НЕ/НЕ2

хемилуминисценција; реакција НО са О3 до НО2; детекција хемилуминисцентног зрачења са фотомултипликатором

НЕ2 само индиректно мерљиви; коришћење претварача за смањење НО2 то НЕ; мерење НО и НОx
(=НЕ+НЕ2) у одвојеним каналима

CO

Недисперзивна инфрацрвена апсорпција;
мерење апсорпције ИЦ са
специфични детектор према референтној ћелији

Референца: (а) ћелија са Н2; (б) амбијентални ваздух након уклањања ЦО; (ц) оптичко уклањање апсорпције ЦО (корелација гасног филтера)

O3

УВ апсорпција; Хг лампа ниског притиска као извор зрачења (253.7 нм); регистрација УВ апсорпције у складу са Ламберт-Бееровим законом; детектор: вакуум фотодиода, фотоосетљиви вентил

Референца: амбијентални ваздух након уклањања озона (нпр. Цу/МнО2)

O3

хемилуминисценција; реакција О3 са етеном у формалдехид; детекција хемилуминисцентног зрачења са
фотомултипликатор

Добра селективност; етилен неопходан као гас реагенса

 

Овде треба нагласити да се сви аутоматски поступци мерења засновани на хемијско-физичким принципима морају калибрисати коришћењем (ручних) референтних процедура. Пошто аутоматска опрема у мерним мрежама често ради дуже време (нпр. неколико недеља) без директног људског надзора, неопходно је да се њихово исправно функционисање редовно и аутоматски проверава. Ово се генерално ради коришћењем нултих и испитних гасова који се могу произвести помоћу неколико метода (припрема амбијенталног ваздуха; боце са гасом под притиском; пермеација; дифузија; статичко и динамичко разблаживање).

Поступци мерења загађивача ваздуха који стварају прашину и његов састав

Међу честицама загађивача ваздуха разликују се падавине прашине и суспендоване честице (СПМ). Прашина се састоји од већих честица, које због своје величине и дебљине тону на тло. СПМ укључује фракцију честица која је распршена у атмосфери на квазистабилан и квазихомоген начин и стога остаје суспендована одређено време.

Мерење суспендованих честица и металних једињења у СПМ

Као што је случај са мерењима гасовитих загађивача ваздуха, могу се разликовати континуирани и дисконтинуални поступци мерења за СПМ. По правилу, СПМ се прво одваја на филтерима од стаклених влакана или мембране. Следи гравиметријско или радиометријско одређивање. У зависности од узорковања, може се направити разлика између поступка за мерење укупног СПМ без фракционисања према величини честица и поступка фракционисања за мерење фине прашине.

Предности и недостаци фракционисаних мерења суспендоване прашине су спорни на међународном нивоу. У Немачкој, на пример, све граничне вредности и стандарди за процену засновани су на укупним суспендованим честицама. То значи да се углавном врше само тотална мерења СПМ. У Сједињеним Државама, напротив, веома је уобичајена такозвана ПМ-10 процедура (честице £ 10μм). У ову процедуру укључене су само честице аеродинамичког пречника до 10 μм (50 одсто инклузивног дела), које се могу удахнути и могу ући у плућа. У плану је увођење процедуре ПМ-10 у Европску унију као референтне процедуре. Трошкови фракционисаног СПМ мерења су знатно већи него за мерење укупне суспендоване прашине, јер мерни уређаји морају бити опремљени посебним, скупо конструисаним главама за узорковање које захтевају скупо одржавање. Табела 4 садржи детаље о најважнијим поступцима мерења СПМ.

Табела 4. Поступци мерења суспендованих честица (СПМ)

Поступак

Принцип мерења

Коментари

Мали филтер уређај

Нефракционисано узорковање; проток ваздуха 2.7–2.8 м3/х; пречник филтера 50 мм; гравиметријска анализа

Лако руковање; контролни сат;
уређај који ради са ПМ-10
пресепаратор

ЛИБ уређај

Нефракционисано узорковање; проток ваздуха 15-16 м3/х; пречник филтера 120 мм; гравиметријска анализа

Одвајање велике прашине
количине; повољан за
анализа компоненти прашине;
контролни сат

Самплер великог обима

Укључивање честица до прибл. пречник 30 µм; проток ваздуха прибл. 100 м3/х; пречник филтера 257 мм; гравиметријска анализа

Одвајање велике прашине
количине, повољне за
анализа компоненти прашине;
релативно висок ниво буке

ФХ 62 И

Континуални, радиометријски уређај за мерење прашине; нефракционо узорковање; проток ваздуха 1 или 3 м3/х; регистрација масе прашине одвојене на траку филтера мерењем слабљења β-зрачења (криптон 85) у пролазу кроз изложени филтер (јонизациона комора)

Гравиметријска калибрација запрашивањем појединачних филтера; уређај такође ради са пресепаратором ПМ-10

БЕТА мерач прашине Ф 703

Континуални, радиометријски уређај за мерење прашине; нефракционисано узорковање; проток ваздуха 3 м3/х; регистрација масе прашине одвојене на траку филтера мерењем слабљења β-зрачења (угљеник 14) у пролазу кроз изложени филтер (Геигер Муллер бројач цев)

Гравиметријска калибрација запрашивањем појединачних филтера; уређај такође ради са пресепаратором ПМ-10

ТЕОМ 1400

Уређај за континуирано мерење прашине; нефракционисано узорковање; проток ваздуха 1 м3/х; прашина сакупљена на филтеру, који је део саморезонирајућег, вибрационог система, у бочном току (3 л/мин); регистрација смањења фреквенције повећаним оптерећењем филтера прашине

Однос између фреквенција
спуштање и прашина маса мора бити
успостављена калибрацијом

 

 

 

Недавно су развијени и аутоматски мењачи филтера који држе већи број филтера и снабдевају их узоркивачем, један за другим, у временским интервалима. Изложени филтери се чувају у магацину. Границе детекције за процедуре филтрирања су између 5 и 10 μг/м3 од прашине, по правилу.

На крају, треба поменути процедуру црног дима за мерења СПМ. Долазећи из Британије, уграђен је у смернице ЕУ за СО2 и суспендована прашина. У овом поступку, поцрњење обложеног филтера се мери рефлексним фотометром након узорковања. Вредности црног дима које се на тај начин добијају фотометријски се претварају у гравиметријске јединице (μг/м3) уз помоћ калибрационе криве. Пошто ова функција калибрације у великој мери зависи од састава прашине, посебно њеног садржаја чађи, претварање у гравиметријске јединице је проблематично.

Данас се метална једињења често рутински одређују у узорцима имисије суспендоване прашине. Уопштено говорећи, сакупљање суспендоване прашине на филтерима је праћено хемијским растварањем издвојене прашине, пошто најчешћи завршни аналитички кораци претпостављају претварање металних и металоидних једињења у водени раствор. У пракси, далеко најважније методе су атомска апсорпциона спектроскопија (ААС) и спектроскопија са ексцитацијом плазме (ИЦП-ОЕС). Друге процедуре за одређивање металних једињења у суспендованој прашини су рендгенска флуоресцентна анализа, поларографија и неутронска активациона анализа. Иако се метална једињења мере већ више од једне деценије као компонента СПМ у спољашњем ваздуху на одређеним местима мерења, остају важна питања без одговора. Стога конвенционално узорковање одвајањем суспендоване прашине на филтерима претпоставља да је одвајање једињења тешких метала на филтеру завршено. Међутим, у литератури су пронађене раније индиције које то доводе у питање. Резултати су веома хетерогени.

Даљи проблем лежи у чињеници да се различити облици једињења, или појединачна једињења одговарајућих елемената, не могу разликовати у анализи металних једињења у суспендованој прашини коришћењем конвенционалних поступака мерења. Док се у многим случајевима могу направити адекватна укупна одређивања, пожељна би била детаљнија диференцијација код одређених посебно канцерогених метала (Ас, Цд, Цр, Ни, Цо, Бе). Често постоје велике разлике у канцерогеним ефектима елемената и њихових појединачних једињења (нпр. једињења хрома у степену оксидације ИИИ и ВИ – само су она на нивоу ВИ канцерогена). У таквим случајевима би било пожељно посебно мерење појединачних једињења (анализа врста). Упркос значају овог проблема, у техници мерења се праве само први покушаји анализе врста.

Мерење пада прашине и металних једињења у прашини

За сакупљање прашине користе се две фундаментално различите методе:

  • узорковање у сабирним судовима
  • узорковање на лепљивим површинама.

 

Популарна процедура за мерење пада прашине (таложене прашине) је такозвана Бергерхофова процедура. У овом поступку целокупне атмосферске падавине (суве и влажне таложење) сакупљају се током 30±2 дана у посудама на висини од око 1.5 до 2.0 метра изнад тла (насипни депоновање). Затим се сабирне посуде одвозе у лабораторију и припремају (филтрирају, вода испари, осуше, извагају). Резултат се израчунава на основу површине посуде за сакупљање и времена излагања у грамима по квадратном метру и дану (г/м2д). Релативна граница детекције је 0.035 г/м2d.

Додатне процедуре за сакупљање прашине обухватају Лиесеганг-Лобнер уређај и методе које сакупљају таложену прашину на лепљивим фолијама.

Сви резултати мерења пада прашине су релативне вредности које зависе од апарата који се користи, јер на одвајање прашине утичу услови протока на уређају и други параметри. Разлике у мерним вредностима добијеним различитим поступцима могу достићи 50 одсто.

Важан је и састав депоноване прашине, као што је садржај олова, кадмијума и других металних једињења. Аналитичке процедуре које се користе за ово су у основи исте као оне које се користе за суспендовану прашину.

Мерење специјалних материјала у облику прашине

Специјални материјали у облику прашине укључују азбест и чађ. Сакупљање влакана као загађивача ваздуха је важно јер је азбест класификован као потврђени канцерогени материјал. Влакна пречника Д ≤ 3μм и дужине Л ≥ 5μм, где је Л:Д ≥ 3, сматрају се канцерогеним. Поступци мерења за влакнасте материјале састоје се од бројања, под микроскопом, влакана која су одвојена на филтерима. За мерења спољашњег ваздуха могу се узети у обзир само електронски микроскопски поступци. Влакна су одвојена на позлаћеним порозним филтерима. Пре процене у електронском микроскопу, узорак се ослобађа од органских супстанци спаљивањем плазмом директно на филтеру. Влакна се броје на делу површине филтера, насумично бирају и класификују према геометрији и врсти влакана. Уз помоћ енергетске дисперзивне рендгенске анализе (ЕДКСА), азбестна влакна, калцијум сулфатна влакна и друга неорганска влакна могу се разликовати на основу елементарног састава. Цео поступак је изузетно скуп и захтева највећу пажњу да би се постигли поуздани резултати.

Чађ у облику честица које емитују дизел мотори постала је релевантна пошто је дизелска чађ такође класификована као канцерогена. Због његовог променљивог и сложеног састава и због чињенице да се различити састојци емитују и из других извора, не постоји поступак мерења специфичан за дизел чађ. Ипак, да бисмо нешто конкретно рекли о концентрацијама у амбијенталном ваздуху, чађ се конвенционално дефинише као елементарни угљеник, као део укупног угљеника. Мери се након узорковања и корака екстракције и/или термичке десорпције. Одређивање садржаја угљеника настаје сагоревањем у струји кисеоника и кулометријском титрацијом или недисперзивном ИР детекцијом угљен-диоксида који се формира у процесу.

За мерење чађи се у принципу користе и такозвани еталометар и фотоелектрични аеросолни сензор.

Меасуринг Вет Депоситионс

Заједно са сувим таложењем, мокро таложење на киши, снегу, магли и роси представља најважније средство којим штетни материјали из ваздуха улазе у земљу, воду или биљне површине.

Да би се јасно разликовало мокро таложење на киши и снегу (магла и роса представљају посебне проблеме) од мерења укупног таложења (нагомилавање, види горе одељак „Мерење падавина прашине и металних једињења“) и сувог таложења, хватачи кише, чији отвор за сакупљање је покривен када нема кише (само мокри узоркивач), користе се за узорковање. Код сензора за кишу, који углавном раде на принципу промене проводљивости, поклопац се отвара када почне да пада киша и поново се затвара када киша престане.

Узорци се преносе кроз левак (отворена површина око 500 цм2 и више) у затамњену и по могућности изоловану сабирну посуду (само од стакла или полиетилена за неорганске компоненте).

Генерално, анализа прикупљене воде на неорганске компоненте може се обавити без припреме узорка. Воду треба центрифугирати или филтрирати ако је видљиво замућена. Проводљивост, пХ вредност и важни ањони (БР3 - , ТАКО4 КСНУМКС- , Цл-) и катјона (ца2+К+, Мг2+, На+, НХ4 + и тако даље) се рутински мере. Нестабилна једињења у траговима и средња стања попут Х2O2 или ХСО3 - мере се и у истраживачке сврхе.

За анализу се користе поступци који су генерално доступни за водене растворе, као што су кондуктометрија за проводљивост, електроде за пХ вредности, спектроскопија атомске адсорпције за катјоне (погледајте одељак „Мерење специјалних материјала у облику прашине“ изнад) и, све више, хроматографија са изменом јона са детекцијом проводљивости за ањоне.

Органска једињења се екстрахују из кишнице са, на пример, дихлорометаном, или се издувавају аргоном и адсорбују Тенак цевима (само веома испарљиви материјали). Материјали се затим подвргавају гасној хроматографској анализи (видети „Процедуре мерења органских загађивача ваздуха“ у наставку).

Суво таложење директно је у корелацији са концентрацијом ваздуха у околини. Разлике у концентрацији штетних материја у ваздуху на киши су, међутим, релативно мале, тако да су за мерење влажног таложења адекватне мерне мреже широке мреже. Примери укључују европску мерну мрежу ЕМЕП, у којој се улазак сулфатних и нитратних јона, одређених катјона и пХ вредности падавина прикупљају на приближно 90 станица. У Северној Америци такође постоје широке мреже мерења.

Оптички поступци мерења на даљину

Док до сада описани поступци хватају загађење ваздуха у једној тачки, поступци оптичких даљинских мерења мере интегрисано на светлосним путевима од неколико километара или одређују просторну дистрибуцију. Они користе карактеристике апсорпције гасова у атмосфери у УВ, видљивом или ИЦ спектралном опсегу и засновани су на Ламберт-Бееровом закону, према коме је производ путање светлости и концентрације пропорционалан измереној екстинцији. Ако пошиљалац и пријемник мерне инсталације мењају таласну дужину, више компоненти се може мерити паралелно или узастопно једним уређајем.

У пракси, мерни системи идентификовани у табели 5 играју највећу улогу.

Табела 5. Поступци мерења на даљину

Поступак

апликација

Предности Мане

Фоуриер
трансформисати
инфрацрвени
спектроскопија (ФТИР)

ИР опсег (приближно 700–3,000 цм-КСНУМКС), неколико стотина метара светлосне стазе.
Прати дифузне површинске изворе (оптичка ограда), мери појединачна органска једињења

+ Вишекомпонентни систем
+ дл неколико ппб
- Скупо

Диференцијал
оптички
апсорпција
спектрометрија (ДОАС)

Лагана стаза до неколико км; мере ТАКО2, НЕ2, бензол, ХНО3; прати линеарне и површинске изворе, који се користе у мерним мрежама

+ Једноставан за руковање 
+ Успешан тест перформанси
+ Вишекомпонентни систем
– Висок дл у условима лоше видљивости (нпр. магла)

Међуградске
ласерска апсорпција
спектроскопија (ТДЛАС)

Област истраживања, у киветама ниског притиска за ОХ-

+ Висока осетљивост (за ппт)
+ Мери нестабилна једињења у траговима
- Високи трошкови
– Тешко за руковање

Диференцијал
Апсорпција
ЛИДАР (ДИАЛ)

Надгледа површинске изворе, мерења велике површинске имисије

+ Мерења просторних
дистрибуција
+ Мере недоступне
места (нпр. трагови димног гаса)
- Скупо
– Ограничени спектар компоненти (СО2, ИЛИ3, НЕ2)

ЛИДАР = Детекција светлости и домета; ДИАЛ = ЛИДАР диференцијалне апсорпције.

 

Поступци мерења органских загађивача ваздуха

Мерење загађења ваздуха које садржи органске компоненте је компликовано првенствено због распона материјала у овој класи једињења. Неколико стотина појединачних компоненти са веома различитим токсиколошким, хемијским и физичким карактеристикама обухваћено је општим називом „органски загађивачи ваздуха“ у регистрима емисија и плановима квалитета ваздуха загушених подручја.

Нарочито због великих разлика у потенцијалном утицају, прикупљање релевантних појединачних компоненти све више је заменило раније коришћене поступке сумирања (нпр. детектор јонизације пламена, поступак тоталног угљеника), чији се резултати не могу токсиколошки проценити. ФИД метода је, међутим, задржала одређени значај у вези са кратком сепарационом колоном за издвајање метана, који фотохемијски није веома реактиван, и за сакупљање прекурсора испарљивих органских једињења (ВОЦ) за формирање фото-оксиданата.

Честа потреба одвајања сложених смеша органских једињења на релевантне појединачне компоненте чини њихово мерење практично вежбом у примењеној хроматографији. Хроматографске процедуре су методе избора када су органска једињења довољно стабилна, термички и хемијски. За органске материјале са реактивним функционалним групама, одвојене процедуре које користе физичке карактеристике функционалних група или хемијске реакције за детекцију настављају да држе своје место.

Примери укључују коришћење амина за претварање алдехида у хидразоне, уз накнадно фотометријско мерење; дериватизација са 2,4-динитрофенилхидразином и одвајање 2,4-хидразона који се формира; или формирање азо-боја са p-нитроанилин за детекцију фенола и крезола.

Од хроматографских поступака, за одвајање често сложених смеша најчешће се користе гасна хроматографија (ГЦ) и течна хроматографија високог притиска (ХПЛЦ). За гасну хроматографију, данас се скоро искључиво користе сепарационе колоне веома уског пречника (око 0.2 до 0.3 мм и дужине око 30 до 100 м), такозване капиларне колоне високе резолуције (ХРГЦ). Доступан је низ детектора за проналажење појединачних компоненти након колоне за одвајање, као што је горе поменути ФИД, ЕЦД (детектор за хватање електрона, посебно за електрофилне замене као што је халоген), ПИД (фото-јонизациони детектор, који је посебно осетљив на ароматичне угљоводонике и друге п-електронске системе), и НПД (термо-јонски детектор посебно за једињења азота и фосфора). ХПЛЦ користи специјалне детекторе протока који су, на пример, дизајнирани као кивета за проток УВ спектрометра.

Посебно ефикасна, али и посебно скупа је употреба масеног спектрометра као детектора. Заиста извесна идентификација, посебно са непознатим смешама једињења, често је могућа само преко масеног спектра органског једињења. Квалитативна информација о такозваном ретенционом времену (време када материјал остаје у колони) садржана у хроматограму са конвенционалним детекторима допуњена је специфичном детекцијом појединачних компоненти помоћу масовних фрагментограма са високом осетљивошћу детекције.

Узорковање се мора размотрити пре стварне анализе. Избор методе узорковања одређен је првенствено испарљивошћу, али и очекиваним опсегом концентрације, поларношћу и хемијском стабилношћу. Штавише, код неиспарљивих једињења, мора се направити избор између мерења концентрације и таложења.

Табела 6 даје преглед уобичајених процедура у праћењу ваздуха за активно обогаћивање и хроматографску анализу органских једињења, са примерима примене.

Табела 6. Преглед уобичајених хроматографских поступака мерења квалитета ваздуха органских једињења (са примерима примене)

Група материјала

Концентрација
домет

Узимање узорака, припрема

Завршни аналитички корак

Угљоводоници Ц1–Ц9

μг/м3

Гасни мишеви (брзо узорковање), гасно непропусни шприц, хладно заробљавање испред капиларне колоне (фокусирање), термичка десорпција

ГЦ/ФИД

Угљоводоници ниског кључања, високо
испарљиви халогенизовани угљоводоници

нг/м3–μг/м3

Евакуисани, пасивирани челични цилиндар високог квалитета (такође за мерење чистог ваздуха)
Отпремање узорака кроз гасне петље, хладно хватање, термичка десорпција

ГЦ/ФИД/ЕЦД/ПИД

Органска једињења у тачки кључања
опсег Ц6-C30 (60–350 ºЦ)

μг/м3

Адсорпција на активном угљу, (а) десорпција са ЦС2 (б) десорпција растварачима (ц) анализа простора изнад

Капилара
ГЦ/ФИД

Органска једињења у тачки кључања
опсег 20–300 ºЦ

нг/м3–μг/м3

Адсорпција на органским полимерима (нпр. Тенак) или молекуларном угљеничном ситу (карбопак), термичка десорпција са хладним хватањем испред капиларне колоне (фокусирање) или екстракција растварачем

Капилара
ГЦ/ФИД/ЕЦД/МС

Модификација за ниско кључање
једињења (од –120 ºЦ)

нг/м3–μг/м3

Адсорпција на охлађеним полимерима (нпр. термоградијентна цев), охлађеним на –120 ºЦ, коришћење карбопака

Капилара
ГЦ/ФИД/ЕЦД/МС

Органска једињења високог кључања
делимично везан за честице
(нарочито ПАХ, ПЦБ, ПЦДД/ПЦДФ),
велики обим узорковања

фг/м3–нг/м3

Узорковање на филтерима (нпр. мали филтер уређај или узоркивач велике запремине) са накнадним полиуретанским патронама за гасовиту порцију, десорпцијом филтера и полиуретана растварачем, различитим пречишћавањем и припремним корацима, за ПАХ и сублимацијом

Капилара
ГЦ-ГЦМС
(ПЦДД/ПЦДФ),
капиларни ГЦ-ФИД или
МС (ПАХ), ХПЛЦ
флуоресценција
детектор (ПАХ)

Органска једињења високог кључања,
есп. ПЦДД, ПЦДФ, ПБДД, ПБДФ,
мали обим узорковања

фг/м3–нг/м3

Адсорпција на органским полимерима (нпр. цилиндар од полиуретанске пене) са претходним филтерима (нпр. стаклена влакна) или неорг. адсорп. (нпр. силика гел), екстракција растварачима, различити пречишћавање и припремни кораци, (укључујући хроматографију на више колона), дериватизација за хлорофеноле

ХРГЦ/ЕЦД

Органска једињења високог кључања
везани за честице, нпр. компоненте
органских аеросола, таложење
узорци

нг/м3
нг–μг/г
аеросол
пг–нг/м2 дан

Одвајање аеросола на филтерима од стаклених влакана (нпр. узоркивач велике или мале запремине) или сакупљање прашине на стандардизованим површинама, екстракција растварачима (за таложење и преостале филтриране воде), различити кораци пречишћавања и припреме

ХРГЦ/МС
ХПЛЦ (за ПАХ)

ГЦ = гасна хроматографија; ГЦМС = ГЦ/масена спектроскопија; ФИД = детектор пламене јонизације; ХРГЦ/ЕЦД = ГЦ/ЕЦД високе резолуције; ЕЦД = детектор за хватање електрона; ХПЛЦ = течна хроматографија високих перформанси. ПИД = фото-јонизациони детектор.

 

Мерење таложења органских једињења са малом испарљивошћу (нпр. дибензодиоксини и дибензофурани (ПЦДД/ПЦДФ), полициклични ароматични угљоводоници (ПАХ)) добијају на значају из перспективе утицаја на животну средину. Пошто је храна главни извор људског уноса, материјал из ваздуха који се преноси на биљке за исхрану је од великог значаја. Међутим, постоје докази да је пренос материјала путем таложења честица мање важан од сувог таложења квазигасовитих једињења.

За мерење укупног таложења користе се стандардизовани уређаји за таложење прашине (нпр. Бергерхофов поступак), који су незнатно модификовани затамњивањем као заштита од уласка јаког светла. Важни технички проблеми мерења, као што је ресуспензија већ одвојених честица, испаравање или могућа фотолитичка разградња, сада се систематски истражују како би се побољшале мање од оптималне процедуре узорковања за органска једињења.

Олфацтометриц Инвестигатионс

Олфактометријска испитивања имисије се користе у мониторингу за квантификацију притужби на мирисе и за одређивање основног загађења у поступцима издавања дозвола. Они првенствено служе за процену да ли постојеће или очекиване мирисе треба класификовати као значајне.

У принципу, могу се разликовати три методолошка приступа:

  • мерење концентрације емисије (број мирисних јединица) олфактометром и накнадно моделирање дисперзије
  • мерење појединачних компоненти (нпр. НХ3) или смеше једињења (нпр. гасна хроматографија гасова са депонија), ако она адекватно карактеришу мирис
  • одређивање мириса путем инспекција.

 

Прва могућност комбинује мерење емисије са моделирањем и, строго говорећи, не може се подвести под термин мониторинг квалитета ваздуха. У трећој методи, људски нос се користи као детектор са значајно смањеном прецизношћу у односу на физичко-хемијске методе.

Детаљи о инспекцијама, плановима мерења и процени резултата садржани су, на пример, у прописима о заштити животне средине неких немачких држава.

Процедуре мерења скрининга

Поједностављени поступци мерења се понекад користе за припремне студије (скрининг). Примери укључују пасивне узоркиваче, епрувете и биолошке процедуре. Код пасивних (дифузних) узорковача, материјал који се тестира се сакупља помоћу процеса слободног протока као што су дифузија, пермеација или адсорпција у једноставним облицима колектора (цеви, плакови) и обогаћује се импрегнираним филтерима, мрежама или другим адсорпционим медијима. Такозвано активно узорковање (усисавање узоркованог ваздуха кроз пумпу) се стога не дешава. Обогаћена количина материјала, аналитички одређена према одређеном времену експозиције, претвара се у јединице концентрације на основу физичких закона (нпр. дифузије) уз помоћ времена сакупљања и геометријских параметара колектора. Методологија произилази из области здравља на раду (лично узорковање) и мерења ваздуха у затвореном простору, али се све више користи за мерење концентрације загађујућих материја у амбијенту. Преглед се може наћи у Бровн 1993.

Детекторске цеви се често користе за узорковање и брзу припремну анализу гасова. Одређена запремина тестног ваздуха се усисава кроз стаклену цев која је напуњена адсорптивним реагенсом који одговара циљу испитивања. Садржај епрувете мења боју у зависности од концентрације материјала који се утврђује који је присутан у испитном ваздуху. Мале епрувете се често користе у области праћења радног места или као брза процедура у случајевима незгода, као што су пожари. Не користе се за рутинска мерења концентрације загађивача у амбијенталном ваздуху због генерално превисоких граница детекције и сувише ограничене селективности. Детекторске епрувете су доступне за бројне материјале у различитим опсегима концентрација.

Међу биолошким процедурама, две методе су постале прихваћене у рутинском праћењу. Стандардизованим поступком излагања лишајевима, стопа морталитета лишајева се утврђује током времена излагања од 300 дана. У другом поступку, француска пашњачка трава се излаже 14±1 дана. Затим се одређује количина раста. Обе процедуре служе као збирно одређивање ефеката концентрације загађивача ваздуха.

Мреже за праћење квалитета ваздуха

Широм света се користе најразличитије врсте мрежа за квалитет ваздуха. Треба разликовати мерне мреже, које се састоје од аутоматских, компјутерски контролисаних мерних станица (мерних контејнера), и виртуелних мерних мрежа, које само дефинишу мерне локације за различите врсте мерења концентрације загађивача у ваздуху у облику унапред постављене мреже. Задаци и концепције мерних мрежа су разматрани горе.

Мреже за континуирано праћење

Континуирано оперативне мерне мреже засноване су на аутоматским мерним станицама, а служе првенствено за праћење квалитета ваздуха у урбаним срединама. Мере се загађивачи ваздуха као што је сумпор диоксид (СО2), прашина, азот моноксид (НО), азот диоксид (НО2), угљен моноксид (ЦО), озон (О3), а донекле и збир угљоводоника (слободни метан, ЦnHm) или појединачних органских компоненти (нпр. бензен, толуен, ксилени). Поред тога, у зависности од потребе, укључени су метеоролошки параметри као што су правац ветра, брзина ветра, температура ваздуха, релативна влажност, падавине, глобално зрачење или радијациони биланс.

Мерна опрема која ради у мерним станицама се углавном састоји од анализатора, јединице за калибрацију и контролне и управљачке електронике, која надгледа целокупну мерну опрему и садржи стандардизовани интерфејс за прикупљање података. Поред мерних вредности, мерна опрема испоручује такозване статусне сигнале о грешкама и радном статусу. Калибрација уређаја се аутоматски проверава компјутером у редовним интервалима.

Мерне станице су по правилу повезане фиксним линијама за пренос података, телефонским везама или другим системима за пренос података на рачунар (процесни рачунар, радну станицу или ПЦ, у зависности од обима система) у који се уносе, обрађују и обрађују резултати мерења. приказати. Рачунари мерне мреже и, по потреби, посебно обучено особље континуирано прате да ли су прекорачене различите границе прага. На овај начин критичне ситуације квалитета ваздуха могу се препознати у било ком тренутку. Ово је веома важно, посебно за праћење критичних ситуација смога зими и лети (фотооксиданти) и за актуелне јавне информације.

Мерне мреже за случајна мерења узорака

Поред мреже телеметријских мерења, други мерни системи за праћење квалитета ваздуха се користе у различитој мери. Примери укључују (повремено делимично аутоматизоване) мреже мерења за одређивање:

  • таложење прашине и њених компоненти
  • суспендована прашина (СПМ) и њене компоненте
  • угљоводоника и хлорисаних угљоводоника
  • ниско испарљиве органске материје (диоксини, фурани, полихлоровани бифенили).

 

Низ супстанци измерених на овај начин класификован је као канцероген, као што су једињења кадмијума, ПАХ или бензен. Стога је њихово праћење посебно важно.

Као пример свеобухватног програма, табела 7 сумира праћење квалитета ваздуха које се систематски спроводи у Северној Рајни-Вестфалији, која је са 18 милиона становника најмногољуднија држава у Немачкој.

Табела 7. Систематско праћење квалитета ваздуха у Северној Рајни-Вестфалији (Немачка)

Континуирано мерење
систем

Делимично аутоматизовано
мерни систем

Дисконтинуирано мерење
систем/Вишекомпонентни
мерења

Сумпор диоксид
Azot monoksid
Азот-диоксид
Угљен моноксид
Суспендоване честице
материја (СПМ)
Озон
Угљоводоници
Правац ветра
Брзина вјетра
Температура ваздуха
Притисак ваздуха
Релативна влажност
Биланс зрачења
Падавине

СПМ састав:
Довести
Кадмијум
Никл
Бакар
Гвожђе
арсен
берилијум
бензо[a]пирен
бензо[e]пирен
бензо[a]антрацен
дибензо[Ах]антрацен
бензо[гхи)перилен
Цоронене

Бензен и др
угљоводоници
Халогени угљоводоници
Таложење прашине и
састав материјала
Чађ
Полихлоровани бифенили
Полихалогенатед
дибензодиоксини и
дибензофурани
(ПЦДД/ПЦДФ)

 

Назад

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Контрола загађења ваздуха

Управљање загађењем ваздуха

Циљ менаџера система за контролу загађења ваздуха је да обезбеди да прекомерне концентрације загађивача ваздуха не достигну подложни циљ. Мете могу укључивати људе, биљке, животиње и материјале. У свим случајевима треба да се бавимо најосетљивијим од сваке од ових група. Загађивачи ваздуха могу укључивати гасове, паре, аеросоле и, у неким случајевима, биолошки опасне материјале. Добро дизајниран систем ће спречити да мета прими штетну концентрацију загађивача.

Већина система контроле загађења ваздуха укључује комбинацију неколико техника контроле, обично комбинацију технолошких контрола и административних контрола, а у већим или сложенијим изворима може постојати више од једне врсте технолошке контроле.

У идеалном случају, избор одговарајућих контрола ће се вршити у контексту проблема који треба решити.

  • Шта се емитује, у којој концентрацији?
  • Које су мете? Која је најосјетљивија мета?
  • Који су прихватљиви нивои краткорочне изложености?
  • Који су прихватљиви нивои дугорочне изложености?
  • Која комбинација контрола мора бити одабрана да би се осигурало да се не прекораче краткорочни и дугорочни нивои изложености?

 

Табела 1 описује кораке у овом процесу.

 


Табела 1. Кораци у одабиру контроле загађења

 

 

Корак КСНУМКС:
Дефинисати
Емисија.

Први део је да одредите шта ће бити ослобођено из стека.
Све потенцијално штетне емисије морају бити наведене. Други део је да
процените колико ће сваког материјала бити пуштено. Без овога
информације, менаџер не може да почне да дизајнира контролни програм.

Корак КСНУМКС:
Дефинисати
циљне групе.

Све подложне мете треба идентификовати. Ово укључује људе, животиње, биљке и материјале. У сваком случају, мора се идентификовати најосјетљивији члан сваке групе. На пример, астматичари у близини биљке која емитује изоцијанате.

Корак КСНУМКС:
Одредити
прихватљив
нивои изложености.*

Прихватљив ниво изложености за најосетљивију циљну групу мора
бити успостављена. Ако је загађивач материјал који има кумулативно дејство,
као што је канцероген, онда се морају подесити нивои дуготрајне изложености (годишњи). Ако загађивач има краткорочне ефекте, као што је иритант или сензибилизатор, мора се подесити краткорочни или можда вршни ниво изложености.**

Корак КСНУМКС:
одабрати
контроле.

Корак 1 идентификује емисије, а корак 3 одређује прихватљиве
нивои изложености. У овом кораку, сваки загађивач се проверава како би се осигурало да је
не прелази прихватљив ниво. Ако премашује прихватљив ниво,
морају се додати додатне контроле и поново проверити нивои изложености. Овај процес се наставља све док све изложености не буду на или испод прихватљивог нивоа. Моделирање дисперзије се може користити за процену изложености за нова постројења или за тестирање алтернативних решења за постојеће објекте.

* Приликом постављања нивоа изложености у кораку 3, мора се имати на уму да су ове експозиције укупне изложености, а не само оне из биљке. Једном када се успостави прихватљив ниво, позадински нивои и доприноси других биљака само се одузимају да би се одредила максимална количина коју биљка може емитовати без прекорачења прихватљивог нивоа изложености. Ако се то не уради, а три постројења буду дозвољена да емитују у максималној количини, циљне групе ће бити изложене троструко већем од прихватљивог нивоа.

** Неки материјали као што су карциногени немају граничну вредност испод које неће доћи до штетних ефеката. Стога, све док је неком материјалу дозвољено да побегне у животну средину, постојаће одређени ризик за циљну популацију. У овом случају се не може подесити ниво без ефекта (осим нуле). Уместо тога, мора се успоставити прихватљив ниво ризика. Обично се ово поставља у распону од 1 нежељеног исхода на 100,000 до 1,000,000 изложених особа.


 

Неке јурисдикције су обавиле део посла постављајући стандарде засноване на максималној концентрацији загађивача коју осетљива мета може да прими. Са овом врстом стандарда, менаџер не мора да спроводи кораке 2 и 3, пошто је регулаторна агенција то већ урадила. У оквиру овог система, менаџер мора успоставити само стандарде неконтролисаних емисија за сваку загађивачу (Корак 1), а затим одредити које контроле су неопходне да би се испунио стандард (Корак 4).

Имајући стандарде квалитета ваздуха, регулатори могу мерити појединачну изложеност и на тај начин утврдити да ли је неко изложен потенцијално штетним нивоима. Претпоставља се да су стандарди постављени под овим условима довољно ниски да заштите најосјетљивију циљну групу. Ово није увек сигурна претпоставка. Као што је приказано у табели 2, могу постојати велике варијације у уобичајеним стандардима квалитета ваздуха. Стандарди квалитета ваздуха за сумпор диоксид се крећу од 30 до 140 μг/м3. За мање уобичајено регулисане материјале ова варијација може бити чак и већа (1.2 до 1,718 μг/м3), као што је приказано у табели 3 за бензен. Ово није изненађујуће с обзиром на то да економија може играти велику улогу у постављању стандарда као и токсикологија. Ако стандард није постављен довољно ниско да заштити осетљиву популацију, нико није добро услужен. Изложене популације имају осећај лажног самопоуздања и могу несвесно бити изложене ризику. Емитер може у почетку да осети да је имао користи од блажих стандарда, али ако ефекти у заједници захтевају од компаније да редизајнира своје контроле или инсталира нове контроле, трошкови би могли бити већи него да се то уради исправно први пут.

Табела 2. Опсег стандарда квалитета ваздуха за уобичајено контролисан загађивач ваздуха (сумпор диоксид)

Земље и територије

Дуготрајни сумпор диоксид
стандарди квалитета ваздуха (µг/м
3)

Аустралија

50

Канада

30

Финска

40

Немачка

140

Мађарска

70

Тајван

133

 

Табела 3. Опсег стандарда квалитета ваздуха за мање често контролисан загађивач ваздуха (бензен)

Град-држава

24-часовни стандард квалитета ваздуха за
бензен (μг/м
3)

Конектикат

53.4

Масачусетс

1.2

Мичиген

2.4

Северна Каролина

2.1

Невада

254

ЦА

1,718

Филаделфија

1,327

Вирџинија

300

Нивои су стандардизовани на просечно време од 24 сата да би се помогло у поређењу.

(Прилагођено из Цалабресе анд Кенион 1991.)

 

Понекад је овај постепени приступ одабиру контроле загађења ваздуха кратко спојен, а регулатори и дизајнери иду директно на „универзално решење“. Једна таква метода је најбоља доступна контролна технологија (БАЦТ). Претпоставља се да би се коришћењем најбоље комбинације пречистача, филтера и добрих радних пракси на извору емисије постигао довољно низак ниво емисија да заштити најосјетљивију циљну групу. Често ће резултирајући ниво емисије бити испод минимума потребног за заштиту најосетљивијих циљева. На овај начин треба елиминисати све непотребне експозиције. Примери БАЦТ-а су приказани у табели 4.

Табела 4. Одабрани примери најбоље доступне технологије управљања (БАЦТ) који показују коришћени метод контроле и процењену ефикасност

Процес

Загађивач

kontrola метод

Процењена ефикасност

Санација земљишта

Угљоводоници

Термални оксидатор

99

фабрика крафт пулпе
котао за опоравак

Честице

Електростатички
таложник

99.68

Производња дима
силицијум-диоксид

Угљен моноксид

Добра пракса

50

Фарбање аутомобила

Угљоводоници

Пећница за накнадно сагоревање

90

Електрична лучна пећ

Честице

Багхоусе

100

рафинерија нафте,
каталитичко крекинг

Честице које се могу удисати

Циклон + Вентури
прочистач

93

Медицинска спалионица

Хлороводоник

Влажна риба + сува
прочистач

97.5

Котао на угаљ

Сумпор диоксид

Сушач у спреју +
апсорбовати

90

Одлагање отпада од стране
дехидрација и
спаљивање

Честице

Циклон + кондензатор
+ Вентури чистач +
мокри чистач

95

Асфалтна фабрика

Угљоводоници

Термални оксидатор

99

 

БАЦТ сам по себи не обезбеђује адекватне нивое контроле. Иако је ово најбољи систем контроле заснован на контролама чишћења гаса и добрим оперативним праксама, БАЦТ можда неће бити довољно добар ако је извор велико постројење или ако се налази поред осетљиве мете. Најбољу доступну контролну технологију треба тестирати како би се осигурало да је заиста довољно добра. Резултирајуће стандарде емисије треба проверити да би се утврдило да ли и даље могу бити штетни чак и са најбољим контролама чишћења гаса. Ако су емисиони стандарди и даље штетни, можда ће се морати размотрити друге основне контроле, као што је одабир сигурнијих процеса или материјала, или премештање у мање осетљиво подручје.

Још једно „универзално решење“ које заобилази неке од корака су стандарди перформанси извора. Многе јурисдикције успостављају стандарде емисије који се не могу прекорачити. Емисиони стандарди се заснивају на емисијама на извору. Обично ово добро функционише, али као и БАЦТ они могу бити непоуздани. Нивои треба да буду довољно ниски да одрже максималне емисије довољно ниске да заштите осетљиву циљну популацију од типичних емисија. Међутим, као и са најбољом доступном технологијом управљања, ово можда неће бити довољно добро да заштити све тамо где постоје велики извори емисије или у близини осетљиве популације. Ако је то случај, морају се користити друге процедуре како би се осигурала сигурност свих циљних група.

И БАЦТ и стандарди за емисију имају основну грешку. Претпостављају да ће, уколико се у фабрици испуне одређени критеријуми, циљне групе аутоматски бити заштићене. Ово није нужно тако, али када се такав систем усвоји у закон, ефекти на мету постају секундарни у односу на поштовање закона.

БАЦТ и стандарди изворних емисија или критеријуми пројектовања треба да се користе као минимални критеријуми за контролу. Ако ће БАЦТ или критеријуми емисије заштитити подложне мете, онда се они могу користити како је предвиђено, у супротном се морају користити друге административне контроле.

Мере контроле

Контроле се могу поделити на две основне врсте контрола – технолошке и административне. Технолошке контроле се овде дефинишу као хардвер који се ставља на извор емисије да би се смањила загађивача у струји гаса на ниво који је прихватљив за заједницу и који ће заштитити најосетљивију мету. Административне контроле су овде дефинисане као друге мере контроле.

Технолошке контроле

Системи за чишћење гаса се постављају на извору, пре димњака, како би се уклонили загађивачи из струје гаса пре него што се испусте у животну средину. Табела 5 приказује кратак преглед различитих класа система за чишћење гаса.

Табела 5. Методе чишћења гаса за уклањање штетних гасова, пара и честица из емисија индустријских процеса

kontrola метод

Примери

Opis

Ефикасност

Гасови/Паре

     

Кондензација

Контактни кондензатори
Површински кондензатори

Пара се охлади и кондензује у течност. Ово је неефикасно и користи се као предкондиционер другим методама

80+% када концентрација >2,000 ппм

Апсорпција

Влажне машине за чишћење (упаковане
или плочасти апсорбери)

Гас или пара се сакупљају у течности.

82–95% када је концентрација <100 ппм
95–99% када концентрација >100 ппм

Адсорпција

Угљеник
Алумина
Силицијумски гел
Молекуларно сито

Гас или пара се сакупљају на чврсту материју.

90+% када концентрација <1,000 ппм
95+% када концентрација >1,000 ппм

Спаљивање

Фларес
Спалионица
Каталитичка спалионица

Органски гас или пара се оксидују загревањем на високу температуру и држањем на тој температури током
довољан временски период.

Не препоручује се када
концентрација <2,000 ппм
80+% када концентрација >2,000 ппм

Честице

     

Инерцијално
сепаратори

циклони

Гасови напуњени честицама су приморани да промене правац. Инерција честица доводи до њиховог одвајања од струје гаса. Ово је неефикасно и користи се као а
предкондиционер другим методама.

КСНУМКС-КСНУМКС%

Мокри чистачи

Вентури
Овлажени филтер
Чистач за послужавник или сито

Капљице течности (вода) сакупљају честице ударцем, пресретањем и дифузијом. Капљице и њихове честице се затим одвајају од струје гаса.

За честице од 5 μм, 98.5% при 6.8 вг;
99.99+% при 50 вг
За честице од 1 μм, 45% при 6.8 вг; 99.95
на 50 вг

Електростатички
таложници

Плоча-жица
Равна плоча
Тубулар
Мокар

Електричне силе се користе за померање честица из струје гаса на сабирне плоче

95–99.5% за честице од 0.2 μм
99.25–99.9+% за честице од 10 μм

Филтери

Багхоусе

Порозна тканина уклања честице из струје гаса. Порозни колач од прашине који се тада формира на тканини
врши филтрацију.

99.9% за честице од 0.2 μм
99.5% за честице од 10 μм

 

Пречистач гаса је део сложеног система који се састоји од напа, канала, вентилатора, чистача и димњака. Дизајн, перформансе и одржавање сваког дела утичу на перформансе свих осталих делова, и система у целини.

Треба напоменути да ефикасност система увелико варира за сваки тип чистача, у зависности од његовог дизајна, уложене енергије и карактеристика струје гаса и загађивача. Као резултат тога, ефикасност узорка у табели 5 су само апроксимације. Варијација у ефикасности је приказана са мокрим перачима у табели 5. Ефикасност сакупљања мокрим скрубером креће се од 98.5 процената за честице од 5 μм до 45 процената за честице од 1 μм при истом паду притиска у скруберу (6.8 ин. манометар (вг )). За честице исте величине, 1 μм, ефикасност иде од 45 процената ефикасности при 6.8 вг до 99.95 при 50 вг. Не препоручује се употреба генеричких уређаја.

Одлагање отпада

Приликом одабира и пројектовања система за пречишћавање гаса, мора се пажљиво размотрити безбедно одлагање прикупљеног материјала. Као што је приказано у табели 6, неки процеси производе велике количине загађивача. Ако се већина загађивача прикупи помоћу опреме за чишћење гаса, може доћи до проблема са одлагањем опасног отпада.

Табела 6. Узорак стопа неконтролисаних емисија за одабране индустријске процесе

Индустријски извор

Стопа емисије

Електрична пећ од 100 тона

257 тона/годишње честица

1,500 ММ БТУ/хр нафтна/гасна турбина

444 лб/х СО2

41.7 тона/х спалионица

208 лб/х НОx

100 камиона/дан безбојни лак

3,795 лб/недељно органске материје

 

У неким случајевима отпад може садржати вредне производе који се могу рециклирати, као што су тешки метали из топионице или растварач са линије за фарбање. Отпад се може користити као сировина за други индустријски процес – на пример, сумпор-диоксид сакупљен као сумпорна киселина може се користити у производњи ђубрива.

Тамо где се отпад не може рециклирати или поново употребити, одлагање можда неће бити једноставно. Не само да јачина звука може бити проблем, већ и сама може бити опасна. На пример, ако се сумпорна киселина заробљена из котла или топионице не може поново употребити, мораће да се додатно третира да би се неутралисала пре одлагања.

Дисперзија

Дисперзија може смањити концентрацију загађивача на мети. Међутим, мора се имати на уму да дисперзија не смањује укупну количину материјала који излази из биљке. Висока гомила омогућава само да се перјаница рашири и разблажи пре него што достигне ниво тла, где је вероватно да ће постојати подложни циљеви. Ако је загађивач првенствено сметња, као што је мирис, дисперзија може бити прихватљива. Међутим, ако је материјал упоран или кумулативан, као што су тешки метали, разблаживање можда није одговор на проблем загађења ваздуха.

Дисперзију треба користити опрезно. Морају се узети у обзир локални метеоролошки и површински услови. На пример, у хладнијим климама, посебно са снежним покривачем, може доћи до честих температурних инверзија које могу заробити загађиваче близу тла, што резултира неочекивано високим излагањем. Слично томе, ако се биљка налази у долини, перјанице се могу кретати горе-доле по долини или бити блокиране околним брдима тако да се не рашире и распршују како се очекује.

Административне контроле

Поред технолошких система, постоји још једна група контрола које се морају узети у обзир у целокупном дизајну система за контролу загађења ваздуха. Великим делом потичу од основних средстава индустријске хигијене.

замена

Једна од пожељних метода хигијене на раду за контролу опасности по животну средину на радном месту је замена безбеднијим материјалом или процесом. Ако се може користити безбеднији процес или материјал и избећи штетне емисије, врста или ефикасност контрола постаје академска. Боље је избећи проблем него покушати исправити лошу прву одлуку. Примери замене укључују употребу чистијих горива, поклопце за складиштење на велико и снижене температуре у сушарама.

Ово се односи на мање куповине, као и на главне критеријуме дизајна за постројење. Ако се купују само еколошки безбедни производи или процеси, неће бити ризика за животну средину, унутра или напољу. Ако се изврши погрешна куповина, остатак програма састоји се од покушаја да се надокнади та прва одлука. Ако се купи јефтин, али опасан производ или процес, можда ће му бити потребне посебне процедуре и опрема за руковање, као и посебне методе одлагања. Као резултат тога, јефтина ставка може имати само ниску набавну цену, али високу цену за њено коришћење и одлагање. Можда би сигурнији али скупљи материјал или процес дугорочно био јефтинији.

Локална вентилација

Контроле су потребне за све идентификоване проблеме који се не могу избећи заменом безбеднијих материјала или метода. Емисије почињу на појединачном радилишту, а не на димњаку. Систем вентилације који хвата и контролише емисије на извору помоћи ће у заштити заједнице ако је правилно пројектован. Напе и канали вентилационог система су део укупног система контроле загађења ваздуха.

Пожељан је локални систем вентилације. Не разређује загађиваче и обезбеђује концентрисан ток гаса који се лакше чисти пре испуштања у животну средину. Опрема за чишћење гаса је ефикаснија када се чисти ваздух са већом концентрацијом загађивача. На пример, поклопац за хватање изнад излива металне пећи ће спречити да загађивачи уђу у околину и испоручити испарења у систем за чишћење гаса. У табели 5 се може видети да се ефикасност чишћења за апсорпциона и адсорпциона средства за чишћење повећава са концентрацијом загађивача, а средства за чишћење кондензације се не препоручују за ниске нивое (<2,000 ппм) загађивача.

Ако се загађивачи не ухвате на извору и ако им се дозволи да побегну кроз прозоре и вентилационе отворе, они постају неконтролисане фугитивне емисије. У неким случајевима, ове неконтролисане фугитивне емисије могу имати значајан утицај на непосредно суседство.

Изолација

Изолација – лоцирање постројења даље од подложних циљева – може бити главни метод контроле када су инжењерске контроле саме по себи неадекватне. Ово може бити једини начин да се постигне прихватљив ниво контроле када се мора ослонити на најбољу доступну технологију управљања (БАЦТ). Ако је, након примене најбољих доступних контрола, циљна група и даље у опасности, мора се размотрити проналажење алтернативног места где осетљиве популације нису присутне.

Изолација, као што је горе представљено, представља начин одвајања појединачне биљке од подложних мета. Други систем изолације је где локалне власти користе зонирање да одвоје класе индустрија од подложних циљева. Када се индустрије одвоје од циљне популације, становништву не би требало дозволити да се пресели поред објекта. Иако ово изгледа као здрав разум, не користи се онолико често колико би требало да буде.

Радне процедуре

Радне процедуре морају бити развијене како би се осигурало да се опрема користи правилно и безбедно, без ризика по раднике или животну средину. Комплексни системи загађивања ваздуха морају се правилно одржавати и користити ако желе да раде свој посао како је предвиђено. Важан фактор у томе је обука особља. Особље мора бити обучено како да користи и одржава опрему како би се смањила или елиминисала количина опасних материја које се емитују на радно место или у заједницу. У неким случајевима БАЦТ се ослања на добру праксу како би осигурао прихватљиве резултате.

Праћење у реалном времену

Систем заснован на праћењу у реалном времену није популаран и не користи се обично. У овом случају, континуирано праћење емисија и метеоролошки мониторинг могу се комбиновати са моделирањем дисперзије ради предвиђања изложености ветру. Када се предвиђена изложеност приближи прихватљивом нивоу, информације се користе за смањење стопе производње и емисија. Ово је неефикасна метода, али може бити прихватљива метода привремене контроле за постојећи објекат.

Обрнуто од овога да се објаве упозорења јавности када су услови такви да могу постојати прекомерне концентрације загађивача, како би јавност могла да предузме одговарајуће мере. На пример, ако се пошаље упозорење да су атмосферски услови такви да су нивои сумпор-диоксида низ ветар од топионице превисоки, осетљиве популације као што су астматичари знаће да не излазе напоље. Опет, ово може бити прихватљива привремена контрола док се не инсталирају сталне контроле.

Атмосферски и метеоролошки мониторинг у реалном времену се понекад користи да би се избегли или смањили велики догађаји загађења ваздуха где може постојати више извора. Када постане евидентно да су прекомерни нивои загађења ваздуха вероватни, лична употреба аутомобила може бити ограничена, а индустрије са великим емисијама гасова се гасе.

Одржавање/одржавање

У свим случајевима, ефикасност контрола зависи од правилног одржавања; опрема мора да ради како је предвиђено. Не само да се контроле загађења ваздуха морају одржавати и користити како је предвиђено, већ се и процеси који стварају потенцијалне емисије морају одржавати и правилно функционисати. Пример индустријског процеса је сушара дрвне сечке са неисправним регулатором температуре; ако сушара ради на превисокој температури, она ће емитовати више материјала, а можда и другу врсту материјала, из дрвета за сушење. Пример одржавања пречистача гаса који утиче на емисије био би лоше одржаван простор за вреће са поломљеним врећама, што би омогућило честицама да прођу кроз филтер.

Одржавање домаћинства такође игра важну улогу у контроли укупних емисија. Прашина која се брзо не очисти унутар постројења може се поново увући и представљати опасност за особље. Ако се прашина преноси ван постројења, она представља опасност за заједницу. Лоше одржавање домаћинства у дворишту биљке могло би представљати значајан ризик за заједницу. Непокривени расути материјали, биљни отпад или прашина подигнута у возилима могу довести до тога да се загађивачи ветром преносе у заједницу. Одржавање чистоће дворишта, коришћење одговарајућих контејнера или складишта, важно је за смањење укупних емисија. Систем мора бити не само правилно дизајниран, већ и правилно коришћен да би заједница била заштићена.

Најгори пример лошег одржавања и одржавања би био постројење за опоравак олова са поквареним транспортером за оловну прашину. Прашини је било дозвољено да побегне из транспортера све док гомила није била толико висока да би прашина могла да склизне низ гомилу и кроз разбијени прозор. Локални ветрови су тада разносили прашину по комшилуку.

Опрема за узорковање емисија

Узорковање извора се може извршити из неколико разлога:

  • За карактеризацију емисија. Да би се дизајнирао систем контроле загађења ваздуха, мора се знати шта се емитује. Мора се знати не само запремина гаса, већ и количина, идентитет и, у случају честица, дистрибуција величине материјала који се емитује. Исте информације су неопходне за каталогизацију укупних емисија у комшилуку.
  • За тестирање ефикасности опреме. Након што је купљен систем за контролу загађења ваздуха, треба га тестирати да би се уверило да ради предвиђени посао.
  • Као део контролног система. Када се емисије континуирано прате, подаци се могу користити за фино подешавање система контроле загађења ваздуха или самог рада постројења.
  • За утврђивање усклађености. Када регулаторни стандарди укључују границе емисије, узорковање емисија се може користити за утврђивање усклађености или неусаглашености са стандардима.

 

Тип коришћеног система узорковања зависиће од разлога за узимање узорака, трошкова, доступности технологије и обуке особља.

Видљиве емисије

Тамо где постоји жеља да се смањи снага запрљања ваздуха, побољша видљивост или спречи уношење аеросола у атмосферу, стандарди се могу заснивати на видљивим емисијама.

Видљиве емисије се састоје од малих честица или обојених гасова. Што је перјаница непрозирнија, то се више материјала емитује. Ова карактеристика је очигледна на видику, а обучени посматрачи се могу користити за процену нивоа емисије. Постоји неколико предности коришћења овог метода за процену стандарда емисије:

  • Није потребна скупа опрема.
  • Једна особа може направити много запажања у једном дану.
  • Оператери постројења могу брзо да процене ефекте промена процеса по ниској цени.
  • Прекршиоци се могу цитирати без дуготрајног тестирања извора.
  • Упитне емисије се могу лоцирати и стварне емисије затим одредити испитивањем извора као што је описано у следећим одељцима.

 

Екстрактивно узорковање

Много ригорознији метод узорковања захтева да се узорак гасне струје уклони из димњака и анализира. Иако ово звучи једноставно, то се не преводи у једноставан метод узорковања.

Узорак треба сакупљати изокинетички, посебно када се сакупљају честице. Изокинетичко узорковање се дефинише као узорковање увлачењем узорка у сонду за узорковање истом брзином којом се материјал креће у димњаку или каналу. Ово се ради мерењем брзине гасне струје помоћу Пито цеви, а затим подешавањем брзине узорковања тако да узорак уђе у сонду истом брзином. Ово је од суштинског значаја приликом узорковања за честице, пошто веће, теже честице неће пратити промену смера или брзине. Као резултат тога, концентрација већих честица у узорку неће бити репрезентативна за струју гаса и узорак ће бити нетачан.

Узорак за сумпор-диоксид је приказан на слици 1. Није једноставан и потребан је обучен оператер да осигура да је узорак правилно узет. Ако треба узорковати нешто друго осим сумпор-диоксида, ударци и ледено купатило се могу уклонити и уметнути одговарајући уређај за сакупљање.

Слика 1. Дијаграм изокинетичког воза за узорковање сумпордиоксида

ЕПЦ050Ф2

Екстрактивно узорковање, посебно изокинетичко узорковање, може бити веома прецизно и разноврсно и има неколико употреба:

  • То је призната метода узорковања са адекватним контролама квалитета и стога се може користити за утврђивање усклађености са стандардима.
  • Потенцијална тачност методе чини је погодном за тестирање перформанси нове контролне опреме.
  • Пошто се узорци могу сакупљати и анализирати у контролисаним лабораторијским условима за многе компоненте, то је корисно за карактеризацију струје гаса.

 

Поједностављени и аутоматизовани систем узорковања може бити повезан са континуалним гасом (електрохемијски, ултраљубичасти фотометријски или сензори за јонизацију пламена) или анализатором честица (нефелометар) за континуирано праћење емисија. Ово може да обезбеди документацију о емисијама и тренутном радном статусу система за контролу загађења ваздуха.

Ин ситу узорковање

Емисије се такође могу узорковати у димњаку. Слика 2 је приказ једноставног трансмисометра који се користи за мерење материјала у струји гаса. У овом примеру, сноп светлости се пројектује преко наслага до фотоћелије. Честице или обојени гас ће апсорбовати или блокирати део светлости. Што је више материјала, мање светлости ће доћи до фотоћелије. (Погледајте слику 2.)

Слика 2. Једноставан трансмисометар за мерење честица у гомилу

ЕПЦ050Ф1

Коришћењем различитих извора светлости и детектора, као што је ултраљубичасто светло (УВ), могу се детектовати гасови провидни за видљиву светлост. Ови уређаји се могу подесити на одређене гасове и на тај начин могу мерити концентрацију гаса у току отпада.

An на лицу места систем за праћење има предност у односу на екстрактивни систем у томе што може да мери концентрацију у целом димњаку или каналу, док екстрактивни метод мери концентрације само на тачки из које је узорак екстрахован. Ово може довести до значајне грешке ако струја узорка гаса није добро измешана. Међутим, екстрактивни метод нуди више метода анализе, и стога се можда може користити у више апликација.

Пошто на лицу места Систем обезбеђује континуирано очитавање, може се користити за документовање емисија или за фино подешавање оперативног система.

 

Назад

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Контрола загађења воде

Овај чланак има за циљ да пружи читаоцу разумевање тренутно доступне технологије за приступ контроли загађења воде, надовезујући се на дискусију о трендовима и појавама које су дали Хеспанхол и Хелмер у поглављу Опасности по здравље животне средине. Следећи одељци се баве контролом проблема загађења вода, прво под насловом „Контрола загађења површинских вода“, а затим под насловом „Контрола загађења подземних вода“.

Контрола загађења површинских вода

Дефиниција загађења воде

Загађење воде се односи на квалитативно стање нечистоће или нечистоће у хидролошким водама одређеног региона, као што је слив. То је резултат појаве или процеса који узрокује смањење корисности земаљских вода, посебно у вези са људским здрављем и утицајима на животну средину. Процес загађења наглашава губитак чистоће кроз контаминацију, што даље имплицира упад или контакт са спољним извором као узрок. Термин заражен се примењује на екстремно ниске нивое загађења воде, као у њиховој почетној корупцији и пропадању. Скрвљење је резултат загађења и указује на кршење или скрнављење.

Хидролошке воде

Природне воде Земље могу се посматрати као систем који непрекидно кружи као што је приказано на слици 1, која пружа графичку илустрацију вода у хидролошком циклусу, укључујући и површинске и подземне воде.

Слика 1. Хидролошки циклус

ЕПЦ060Ф1

Као референца за квалитет воде, дестиловане воде (Х2О) представљају највише стање чистоће. Воде у хидролошком циклусу могу се посматрати као природне, али нису чисте. Загађују се и природним и људским активностима. Ефекти природне деградације могу произаћи из безброј извора – од фауне, флоре, ерупција вулкана, удара грома који изазивају пожаре и тако даље, за које се на дугорочној основи сматра да су преовлађујући позадински нивои у научне сврхе.

Загађење изазвано људским фактором нарушава природну равнотежу наметањем отпадних материјала који се испуштају из различитих извора. Загађивачи могу бити унети у воде хидролошког циклуса у било ком тренутку. На пример: атмосферске падавине (киша) могу бити контаминиране загађивачима ваздуха; површинске воде могу постати загађене у процесу отицања са сливова; канализација се може испуштати у потоке и реке; а подземне воде могу постати загађене инфилтрацијом и подземном контаминацијом.

 

 

Слика 2 приказује расподелу хидролошких вода. Загађење се тада наноси на ове воде и стога се може посматрати као неприродно или неуравнотежено стање животне средине. Процес загађивања може се десити у водама било ког дела хидролошког циклуса, а очигледнији је на површини земље у виду отицања из сливова у потоке и реке. Међутим, загађење подземних вода такође има велики утицај на животну средину и о њему се говори у одељку о загађењу површинских вода.

Слика 2. Расподела падавина

ЕПЦ060Ф2

Сливови извори загађења вода

Сливови су изворни домен загађења површинских вода. Слив се дефинише као област земљине површине на коју хидролошке воде падају, акумулирају се, користе, одлажу и на крају се испуштају у потоке, реке или друга водна тела. Састоји се од дренажног система са крајњим отицањем или сакупљањем у потоку или реци. Велике речне сливове се обично називају сливовима. Слика 3 је приказ хидролошког циклуса на регионалном сливу. За регион, диспозиција различитих вода може се написати као једноставна једначина, која је основна једначина хидрологије коју су написали Виессман, Левис и Кнапп (1989); типичне јединице су мм/годишње:

П - Р - Г - Е - Т = ±S

где је:

P = падавине (тј. падавине, снежне падавине, град)

R = отицање или површински ток слива

G = подземне воде

E = испаравање

T = транспирација

S = површинско складиштење

Слика 3. Регионални хидролошки циклус

ЕПЦ060Ф3

Падавине се посматрају као почетни облик у горњем хидролошком буџету. Израз отицање је синоним за ток. Складиштење се односи на резервоаре или системе за задржавање који сакупљају воду; на пример, брана коју је направио човек (бараж) на реци ствара резервоар за потребе складиштења воде. Подземне воде се сакупљају као систем за складиштење и могу тећи са једне локације на другу; може бити инфлуентна или ефлуентна у односу на површинске токове. Испаравање је површински феномен воде, а транспирација је повезана са преносом из биоте.

 

 

 

 

 

 

 

Иако сливови могу веома варирати по величини, одређени дренажни системи за означавање загађења воде се класификују као урбани или неурбани (пољопривредни, рурални, неразвијени) по карактеру. Загађење које се јавља у овим дренажним системима потиче из следећих извора:

Извори тачака: отпад се испушта у пријемно водно тело на одређеној локацији, на месту као што је канализациона цев или нека врста испуста концентрисаног система.

Нетачкасти (распршени) извори: загађење које улази у пријемно водно тијело из дисперзованих извора у сливу; типично је одвођење несакупљених падавина отицања воде у поток. Нетачкасти извори се такође понекад називају „дифузним“ водама; међутим, термин распршен се сматра више дескриптивним.

Повремени извори: са тачке или извора који се испушта под одређеним околностима, као што су услови преоптерећења; комбинована преливања канализације током периода отицања обилних падавина су типична.

Загађивачи воде у потоцима и рекама

Када се штетни отпадни материјали из горе наведених извора испуштају у потоке или друге водене површине, они постају загађивачи који су класификовани и описани у претходном одељку. Загађивачи или загађивачи који улазе у водно тело могу се даље поделити на:

  • разградиви (неконзервативни) загађивачи: нечистоће које се на крају разлажу у безопасне супстанце или које се могу уклонити методама третмана; то јест, одређени органски материјали и хемикалије, кућна канализација, топлота, хранљиве материје биљака, већина бактерија и вируса, одређени седименти
  • неразградиви (конзервативни) загађивачи: нечистоће које опстају у воденој средини и не смањују концентрацију осим ако се не разблаже или уклоне кроз третман; односно одређене органске и неорганске хемикалије, соли, колоидне суспензије
  • опасних загађивача у води: сложени облици штетног отпада укључујући токсичне метале у траговима, одређена неорганска и органска једињења
  • радионуклидне загађиваче: материјали који су били изложени радиоактивном извору.

 

Прописи о контроли загађења вода

Шире применљиве прописе о контроли загађивања вода углавном доносе националне владине агенције, са детаљнијим прописима држава, покрајина, општина, водних округа, округа за очување, санитарних комисија и других. На националном и државном (или покрајинском) нивоу, агенције за заштиту животне средине (ЕПА) и министарства здравља обично су задужени за ову одговорност. У дискусији о прописима у наставку, формат и одређени делови прате пример стандарда квалитета воде који се тренутно примењују у америчкој држави Охајо.

Ознаке коришћења квалитета воде

Крајњи циљ у контроли загађења вода био би нулто испуштање загађујућих материја у водна тијела; међутим, потпуно постизање овог циља обично није исплативо. Преферирани приступ је постављање ограничења на одлагање отпада ради разумне заштите здравља људи и животне средине. Иако се ови стандарди могу значајно разликовати у различитим јурисдикцијама, ознаке употребе за одређена водна тијела су обично основа, као што је укратко објашњено у наставку.

Снабдевање водом обухвата:

  • јавни водовод: воде које ће уз конвенционални третман бити погодне за људску употребу
  • пољопривредно снабдевање: воде погодне за наводњавање и појење стоке без третмана
  • индустријско/комерцијално снабдевање: воде погодне за индустријску и комерцијалну употребу са или без третмана.

 

Рекреативне активности укључују:

  • воде за купање: воде које су током одређених годишњих доба погодне за купање у складу са одобреним квалитетом воде уз заштитне услове и објекте
  • Примарни контакт: воде које су током одређених годишњих доба погодне за рекреацију пуним телесним контактом као што је пливање, вожња кануом и подводно роњење уз минималну опасност по јавно здравље као резултат квалитета воде
  • секундарни контакт: воде које су током одређених годишњих доба погодне за рекреацију делимичног телесног контакта, као што је, али не ограничавајући се на, гажење, уз минималну опасност по јавно здравље као резултат квалитета воде.

 

Јавни водни ресурси се категоришу као водна тијела која се налазе у оквиру система паркова, мочвара, подручја дивљих животиња, дивљих, сликовитих и рекреативних ријека и језера у јавном власништву, те воде од изузетног рекреативног или еколошког значаја.

Станишта воденог живота

Типичне ознаке ће се разликовати у зависности од климе, али се односе на услове у водним тијелима за подршку и одржавање одређених водених организама, посебно различитих врста риба. На пример, ознаке употребе у умереној клими како су подељене у прописима Агенције за заштиту животне средине државе Охајо (ЕПА) су наведене у наставку без детаљних описа:

  • топла вода
  • ограничена топла вода
  • изузетна топла вода
  • модификована топла вода
  • сезонски салмонид
  • хладна вода
  • ограничени ресурси воде.

 

Критеријуми контроле загађења воде

Природне воде и отпадне воде карактеришу физички, хемијски и биолошки састав. Основна физичка својства и хемијски и биолошки састојци отпадне воде и њихови извори су дугачка листа, објављена у уџбенику Меткалфа и Едија (1991). Аналитичке методе за ова одређивања дате су у широко коришћеном приручнику под насловом Стандардне методе за испитивање воде и отпадних вода од стране Америчког удружења за јавно здравље (1995).

Свако одређено водно тијело треба контролисати у складу са прописима који се могу састојати од основних и детаљнијих нумеричких критеријума као што је укратко објашњено у наставку.

Основна слобода од загађења. У мери у којој је то практично и могуће, сва водена тела треба да достигну основне критеријуме „Пет слобода од загађења”:

  1. без суспендованих чврстих материја или других супстанци које улазе у воде као резултат људске активности и које ће се таложити и формирати труле или на други начин непожељне наслаге муља, или које ће штетно утицати на водени свет
  2. без плутајућих остатака, уља, шљама и других плутајућих материјала који улазе у воде као резултат људске активности у количинама довољним да буду ружне или проузрокују деградацију
  3. без материјала који улазе у воде као резултат људске активности, производећи боју, мирис или друге услове у таквом степену да стварају сметњу
  4. без супстанци које улазе у воде као резултат људске активности, у концентрацијама које су токсичне или штетне за људе, животиње или водени свет и/или су брзо смртоносне у зони мешања
  5. без хранљивих материја које улазе у воде као резултат људске активности, у концентрацијама које стварају неугодан раст водених корова и алги.

 

Критеријуми квалитета воде су бројчана ограничења и смернице за контролу хемијских, биолошких и токсичних састојака у водним тијелима.

Са преко 70,000 и више хемијских једињења која се данас користе, непрактично је одредити контролу сваког од њих. Међутим, критеријуми за хемикалије се могу утврдити на основу ограничења јер се они пре свега односе на три главне класе потрошње и изложености:

Класа КСНУМКС: Хемијски критеријуми за заштиту здравља људи су од највеће важности и требало би да буду постављени у складу са препорукама владиних здравствених агенција, СЗО и признатих организација за истраживање здравља.

Класа КСНУМКС: Хемијски критеријуми за контролу пољопривредног водоснабдевања треба да се заснивају на признатим научним студијама и препорукама које ће заштитити од штетних ефеката на усеве и стоку као последица наводњавања усева и појења стоке.

Класа КСНУМКС: Хемијски критеријуми за заштиту воденог света треба да се заснивају на признатим научним студијама о осетљивости ових врста на специфичне хемикалије, као иу вези са људском потрошњом рибе и морских плодова.

Критеријуми за ефлуент отпадних вода односе се на ограничења загађујућих састојака присутних у ефлуентима отпадних вода и представљају даљи метод контроле. Оне се могу поставити као повезане са ознакама употребе воде водних тијела и као што се односе на горе наведене класе за хемијске критеријуме.

Биолошки критеријуми су засновани на условима станишта водног тела који су потребни за одржавање воденог живота.

Органски садржај отпадних вода и природних вода

Бруто садржај органске материје је најважнији у карактеризацији јачине загађења и отпадних и природних вода. У ту сврху се обично користе три лабораторијска теста:

Биохемијска потреба за кисеоником (БПК): петодневни БПК (БПК5) је најчешће коришћени параметар; овај тест мери растворени кисеоник који користе микроорганизми у биохемијској оксидацији органске материје током овог периода.

Хемијска потреба за кисеоником (ЦОД): овај тест је за мерење органске материје у комуналном и индустријском отпаду који садржи једињења која су токсична за биолошки живот; то је мера еквивалента кисеоника органске материје која се може оксидовати.

Укупни органски угљеник (ТОЦ): овај тест је посебно применљив на мале концентрације органске материје у води; то је мера органске материје која је оксидована у угљен-диоксид.

Прописи антидеградационе политике

Прописи против деградације су даљи приступ за спречавање ширења загађења воде изван одређених преовлађујућих услова. На пример, политика против деградације стандарда квалитета воде Агенције за заштиту животне средине Охаја састоји се од три нивоа заштите:

Тиер КСНУМКС: Постојећа употреба мора бити одржавана и заштићена. Није дозвољено даље погоршање квалитета воде које би ометало постојеће намене.

Тиер КСНУМКС: Затим, квалитет воде који је бољи од оног који је потребан за заштиту коришћења мора да се одржава осим ако се не покаже да је нижи квалитет воде неопходан за важан економски или друштвени развој, како је одредио директор ЕПА.

Тиер КСНУМКС: Коначно, квалитет водних ресурса мора се одржавати и штитити. Њихов постојећи квалитет амбијенталне воде не сме да буде деградиран никаквим супстанцама за које се утврди да су токсичне или да ометају било коју наменску употребу. Повећана оптерећења загађујућих материја су дозвољена за испуштање у водна тијела ако не доводе до смањења постојећег квалитета воде.

Зоне мешања испуштања загађења воде и моделирање расподеле оптерећења отпада

Зоне мешања су области у водном телу које омогућавају испуштању третираних или нетретираних отпадних вода да постигну стабилизоване услове, као што је илустровано на слици 4 за текући ток. Испуштање је у почетку у пролазном стању које се прогресивно разблажује од концентрације извора до услова воде за пријем. Не треба га сматрати ентитетом за лечење и може бити означен посебним ограничењима.

Слика 4. Зоне мешања

ЕПЦ060Ф4

Типично, зоне мешања не смеју:

  • ометају миграцију, опстанак, репродукцију или раст водених врста
  • укључују површине за мријест или расаднике
  • обухватају јавне водозахвате
  • обухватају купалишта
  • чине више од 1/2 ширине потока
  • чине више од 1/2 површине попречног пресека ушћа потока
  • продужавати низводно на растојању већу од пет пута ширине тока.

 

Студије о расподели оптерећења отпада су постале важне због високе цене контроле нутријената у испуштању отпадних вода како би се избегла еутрофикација у току (дефинисана у наставку). Ове студије генерално користе коришћење компјутерских модела за симулацију услова квалитета воде у току, посебно у погледу хранљивих материја као што су облици азота и фосфора, који утичу на динамику раствореног кисеоника. Традиционалне моделе квалитета воде овог типа представља амерички ЕПА модел КУАЛ2Е, који су описали Бровн и Барнвелл (1987). Новији модел који је предложио Тејлор (1995) је Омни дневни модел (ОДМ), који укључује симулацију утицаја укорењене вегетације на динамику хранљивих материја и раствореног кисеоника у току.

Одредбе за одступање

Сви прописи о контроли загађивања воде су ограничени у савршенству и стога би требало да садрже одредбе које дозвољавају процењивање на основу одређених услова који могу спречити тренутно или потпуно поштовање.

Процена и управљање ризиком у вези са загађењем вода

Горе наведени прописи о контроли загађења воде типични су за приступе влада широм света за постизање усаглашености са стандардима квалитета воде и границама испуштања отпадних вода. Генерално, ови прописи су постављени на основу здравствених фактора и научних истраживања; тамо где постоји извесна неизвесност у погледу могућих ефеката, често се примењују безбедносни фактори. Примена неких од ових прописа може бити неразумна и изузетно скупа за јавност у целини, као и за приватна предузећа. Стога расте забринутост за ефикаснију алокацију ресурса у постизању циљева за побољшање квалитета воде. Као што је раније истакнуто у расправи о хидролошким водама, нетакнута чистоћа не постоји чак ни у природним водама.

Све већи технолошки приступ подстиче процену и управљање еколошким ризицима у постављању прописа о загађењу вода. Концепт се заснива на анализи еколошких користи и трошкова у испуњавању стандарда или ограничења. Паркхурст (1995) је предложио примену процене акватичног еколошког ризика као помоћ при постављању граница контроле загађења воде, посебно као применљивих за заштиту воденог света. Такве методе процене ризика могу се применити за процену еколошких ефеката хемијских концентрација за широк спектар услова загађења површинских вода укључујући:

  • тачкасти извор загађења
  • нетачкаст извор загађења
  • постојећих контаминираних седимената у каналима потока
  • локације опасног отпада у вези са водним тијелима
  • анализа постојећих критеријума контроле загађења вода.

 

Предложени метод се састоји од три нивоа; као што је приказано на слици 5 која илуструје приступ.

Слика 5. Методе за спровођење процене ризика за узастопне нивое анализе. Ниво 1: Ниво скрининга; Ниво 2: Квантификација потенцијално значајних ризика; Ниво 3: Квантификација ризика специфичне за локацију

ЕПЦ060Ф6

Загађење воде у језерима и акумулацијама

Језера и резервоари обезбеђују запреминско складиштење дотока слива и могу имати дуге временске периоде испирања у поређењу са брзим приливом и одливом за домет у текућем току. Стога су они од посебне забринутости у погледу задржавања одређених састојака, посебно хранљивих материја укључујући облике азота и фосфора који подстичу еутрофикацију. Еутрофикација је природни процес старења у коме се садржај воде органски обогаћује, што доводи до доминације непожељног раста у води, као што су алге, водени зумбул и тако даље. Еутрофни процес има тенденцију да смањи живот у води и има штетне ефекте раствореног кисеоника. И природни и културни извори хранљивих материја могу да промовишу процес, као што илуструје Преул (1974) на слици 6, која приказује шематски списак извора и понора хранљивих материја за језеро Сунапее, у америчкој држави Њу Хемпшир.

Слика 6. Шематски списак извора и понора хранљивих материја (азота и фосфора) за језеро Сунапее, Њу Хемпшир (САД)

ЕПЦ060Ф7

Језера и резервоари, наравно, могу се узорковати и анализирати да би се утврдио њихов трофички статус. Аналитичке студије обично почињу са основним балансом хранљивих материја као што је следеће:

(хранљиве материје које улазе у језеро) = (хранљиве материје које испадају из језера) + (задржавање хранљивих материја у језеру)

Ова основна равнотежа може се даље проширити тако да укључи различите изворе приказане на слици 6.

Време испирања је индикација релативних аспеката задржавања језерског система. Плитка језера, као што је језеро Ерие, имају релативно кратко време испирања и повезана су са напредном еутрофикацијом јер су плитка језера често погоднија за раст водених биљака. Дубока језера као што су језеро Тахое и језеро Супериор имају веома дуге периоде испирања, који се обично повезују са језерима са минималном еутрофикацијом јер до сада нису била преоптерећена, а такође и зато што њихове екстремне дубине не погодују екстензивном расту водених биљака. осим у епилимнију (горња зона). Језера у овој категорији се генерално класификују као олиготрофна, на основу тога што имају релативно мало хранљивих материја и подржавају минималан раст у води као што су алге.

Интересантно је упоредити времена испирања неких великих америчких језера како је известио Пецор (1973) користећи следећу основу за израчунавање:

време испирања језера (ЛФТ) = (запремина језера)/(оток језера)

Неки примери су: језеро Вабеса (Мичиген), ЛФТ=0.30 година; Хоугхтон Лаке (Мичиген), 1.4 године; Лаке Ерие, 2.6 година; Језеро Горње, 191 година; Језеро Тахое, 700 година.

Иако је однос између процеса еутрофикације и садржаја хранљивих материја сложен, фосфор се обично препознаје као ограничавајући нутријент. На основу потпуно помешаних услова, Сојер (1947) је известио да цветање алги обично настаје ако вредности азота прелазе 0.3 мг/л, а фосфора веће од 0.01 мг/л. У слојевитим језерима и резервоарима, ниски нивои раствореног кисеоника у хиполиминиону су рани знаци еутрофикације. Воленвеидер (1968, 1969) је развио критичне нивое оптерећења укупног фосфора и укупног азота за бројна језера на основу оптерећења нутријентима, средњих дубина и трофичких стања. За поређење рада на ову тему, Дилон (1974) је објавио критички преглед Воленвајдеровог модела буџета за нутријенте и других сродних модела. Новији компјутерски модели су такође доступни за симулацију циклуса азота/фосфора са температурним варијацијама.

Загађење воде у естуаријима

Ушће је средњи пролаз воде између ушћа реке и морске обале. Овај пролаз се састоји од отвора ушћа реке са уливом реке (слатке воде) из узводног и отицања на низводној страни у стално променљиви ниво репне воде морске воде (слана вода). Естуари су стално под утицајем флуктуација плиме и осеке и спадају међу најкомплекснија водна тела која се сусрећу у контроли загађења воде. Доминантне карактеристике естуарија су променљиви салинитет, слани клин или међупростор између слане и слатке воде, и често велике површине плитке, замућене воде које прекривају блатне површине и слане мочваре. Храњиве материје се у великој мери снабдевају ушћем из реке која се улива и комбинују се са стаништем морске воде да би се обезбедила плодна производња биоте и морског живота. Посебно су пожељни морски плодови убрани из естуарија.

Са становишта загађења воде, естуари су појединачно сложени и генерално захтевају посебна истраживања која користе опсежне теренске студије и компјутерско моделирање. За даље основно разумевање, читалац се позива на Реисх 1979, о загађењу мора и естуарина; и Реид и Воод 1976, о екологији унутрашњих вода и естуарија.

Загађење воде у морским срединама

Океани се могу посматрати као крајњи пријемник воде или понора, пошто се отпад који реке носе коначно испуштају у ово морско окружење. Иако су океани огромна тијела слане воде са наизглед неограниченим капацитетом асимилације, загађење има тенденцију да уништи обале и даље утиче на морски живот.

Извори загађивача мора укључују многе од оних који се сусрећу у окружењима отпадних вода на копну, плус више у вези са операцијама у мору. Ограничена листа је дата у наставку:

  • кућна канализација и муљ, индустријски отпад, чврсти отпад, бродски отпад
  • рибарски отпад, седименти и хранљиве материје из река и копненог отицаја
  • изливање нафте, отпад од истраживања и производње нафте на мору, операције багера
  • топлота, радиоактивни отпад, отпадне хемикалије, пестициди и хербициди.

 

Свако од горе наведених захтева посебно руковање и методе контроле. Испуштање домаће канализације и канализационог муља кроз океанске испусте је можда главни извор загађења мора.

За актуелну технологију на ову тему, читалац је упућен у књигу Бисхопа о загађењу мора и његовој контроли (1983).

Технике за смањење загађења у испуштању отпадних вода

Пречишћавање отпадних вода великих размера обично спроводе општине, санитарне области, индустрије, комерцијална предузећа и разне комисије за контролу загађења. Сврха овде је да опишемо савремене методе пречишћавања комуналних отпадних вода, а затим да пружимо неке увиде у вези са третманом индустријског отпада и напреднијим методама.

Уопштено говорећи, сви процеси пречишћавања отпадних вода могу се груписати у физичке, хемијске или биолошке типове, а један или више њих се може користити за постизање жељеног ефлуентног производа. Ова класификација је најприкладнија за разумевање приступа пречишћавању отпадних вода и приказана је у табели 1.

Табела 1. Општа класификација операција и процеса пречишћавања отпадних вода

Физичке операције

Хемијски процеси

Биолошки процеси

Мерење протока
Просијавање/уклањање песка
Мешање
Флокулација
Седиментација
Флотација
Филтрација
Сушење
Дестилација
Центрифугирање
Замрзавање
Обрнути осмоза

Падавине
Неутрализација
Адсорпција
Дезинфекција
Хемијска оксидација
Хемијска редукција
Спаљивање
Јонска размена
Електродијализа

Аеробна акција
Анаеробно дејство
Аеробно-анаеробне комбинације

 

Савремене методе пречишћавања отпадних вода

Покривеност је ограничена и има за циљ да пружи концептуални преглед тренутних пракси третмана отпадних вода широм света, а не детаљне податке о дизајну. За ово друго, читалац се позива на Метцалф и Едди 1991.

Комуналне отпадне воде, заједно са неким мешањем индустријског/комерцијалног отпада, третирају се у системима који обично користе примарни, секундарни и терцијарни третман на следећи начин:

Систем примарног третмана: Пре-треат ® Примарно таложење ® Дезинфекција (хлорисање) ® Ефлуент

Систем секундарног третмана: Предтретман ® Примарно таложење ® Биолошка јединица ® Друго таложење ® Дезинфекција (хлорисање) ® Ефлуент за струјање

Терцијарни систем третмана: Предтретман ® Примарно таложење ® Биолошка јединица ® Друго таложење ® Терцијарна јединица ® Дезинфекција (хлорисање) ® Ефлуент за струјање

Слика 7 даље приказује шематски дијаграм конвенционалног система за третман отпадних вода. Следе прегледни описи горе наведених процеса.

Слика 7. Шематски дијаграм конвенционалног третмана отпадних вода

ЕПЦ060Ф8

Примарни третман

Основни циљ примарног третмана комуналних отпадних вода, укључујући и кућну канализацију помешану са неким индустријским/комерцијалним отпадом, је уклањање суспендованих чврстих материја и бистрење отпадних вода, како би се учиниле погодним за биолошки третман. Након неког претходног третмана као што је просијавање, уклањање песка и уситњавање, главни процес примарне седиментације је таложење сирове отпадне воде у великим резервоарима за таложење у периоду до неколико сати. Овим процесом се уклања од 50 до 75% укупних суспендованих чврстих материја, које се извлаче као доњи муљ сакупљен за одвојени третман. Преливни ефлуент из процеса се затим усмерава на секундарни третман. У одређеним случајевима, хемикалије се могу користити за побољшање степена примарног третмана.

Секундарни третман

Део органског садржаја отпадне воде који је фино суспендован или растворен и није уклоњен у примарном процесу, третира се секундарним третманом. Општеприхваћени облици секундарног третмана у уобичајеној употреби обухватају филтере за цурење, биолошке контакторе као што су ротирајући дискови, активни муљ, језерце за стабилизацију отпада, системи газираних рибњака и методе примене земљишта, укључујући системе мочвара. Сви ови системи ће бити препознати као они који користе биолошке процесе у неком или другом облику. Најчешћи од ових процеса су укратко размотрени у наставку.

Биолошки контакторски системи. Филтери за цурење су један од најранијих облика ове методе за секундарни третман и још увек се широко користе уз неке побољшане методе примене. У овом третману, ефлуент из примарних резервоара се равномерно наноси на слој медија, као што је камен или синтетичка пластика. Уједначена дистрибуција се обично постиже цуривањем течности из перфорираних цеви које се ротирају преко слоја повремено или непрекидно у складу са жељеним процесом. У зависности од брзине органског и хидрауличког оптерећења, филтери за цурење могу да уклоне до 95% органског садржаја, што се обично анализира као биохемијска потреба за кисеоником (БПК). Постоје бројни други новији биолошки контактори у употреби који могу да обезбеде уклањање третмана у истом опсегу; неке од ових метода нуде посебне предности, посебно применљиве у одређеним ограничавајућим условима као што су простор, клима и тако даље. Треба напоменути да се следећи секундарни таложник сматра неопходним делом за завршетак процеса. Приликом секундарног таложења, неки такозвани хумусни муљ се извлачи као доњи ток, а преливи се испушта као секундарни ефлуент.

Муљ. У најчешћем облику овог биолошког процеса, примарно третирани ефлуент тече у резервоар јединице за активни муљ који садржи претходно постојећу биолошку суспензију која се зове активни муљ. Ова смеша се назива мешовите суспендоване чврсте супстанце (МЛСС) и има период контакта који се обично креће од неколико сати до 24 сата или више, у зависности од жељених резултата. Током овог периода смеша се јако аерира и меша да би се подстакла аеробна биолошка активност. Како се процес завршава, део смеше (МЛСС) се извлачи и враћа у инфлуент ради наставка процеса биолошке активације. Секундарно таложење се врши након јединице активног муља у сврху таложења суспензије активног муља и испуштања прочишћеног прелива као ефлуента. Процес је способан да уклони до око 95% БПК који утиче.

Терцијарни третман

Трећи ниво третмана се може обезбедити тамо где је потребан већи степен уклањања загађивача. Овај облик третмана обично може укључивати филтрирање песка, стабилизацијска језера, методе одлагања земљишта, мочваре и друге системе који додатно стабилизују секундарни ефлуент.

Дезинфекција отпадних вода

Дезинфекција је обично потребна да би се бактерије и патогени смањили на прихватљив ниво. Хлорисање, хлор диоксид, озон и ултраљубичасто светло су најчешће коришћени процеси.

Укупна ефикасност постројења за пречишћавање отпадних вода

Отпадне воде обухватају широк спектар састојака који се генерално класификују као суспендоване и растворене чврсте материје, неорганске и органске састојке.

Ефикасност система за третман се може мерити у смислу процента уклањања ових састојака. Уобичајени параметри мерења су:

  • БОД: биохемијска потреба за кисеоником, мерена у мг/л
  • ХПК: хемијска потрошња кисеоника, мерена у мг/л
  • ТСС: укупне суспендоване материје, мерено у мг/л
  • ТД: укупне растворене чврсте материје, мерено у мг/л
  • форме азота: укључујући нитрате и амонијак, мерено у мг/л (нитрати су од посебног значаја као нутријент у еутрофикацији)
  • фосфат: мерено у мг/л (такође од посебног значаја као нутријент у еутрофикацији)
  • pH: степен киселости, мерено као број од 1 (најкиселији) до 14 (најалкалнији)
  • број колиформних бактерија: мерено као највероватнији број на 100 мл (Ешерихија а фекалне колиформне бактерије су најчешћи индикатори).

 

Пречишћавање индустријских отпадних вода

Врсте индустријског отпада

Индустријски (недомаћи) отпад је бројан и веома варира у саставу; могу бити јако кисели или алкални и често захтевају детаљну лабораторијску анализу. Можда ће бити неопходан специјализовани третман како би се учинили безопасним пре отпуштања. Токсичност представља велику забринутост у одлагању индустријских отпадних вода.

Репрезентативни индустријски отпад обухвата: целулозу и папир, кланицу, пивару, кожару, прераду хране, творницу конзерви, хемикалије, нафту, текстил, шећер, веш, месо и живину, исхрану свиња, кафилерију и многе друге. Почетни корак у развоју дизајна третмана је истраживање индустријског отпада, које даје податке о варијацијама у протоку и карактеристикама отпада. Непожељне карактеристике отпада које је навео Екенфелдер (1989) могу се сажети на следећи начин:

  • растворљиве органске материје које изазивају исцрпљивање раствореног кисеоника
  • суспендоване материје
  • органски трагови
  • тешких метала, цијанида и токсичних органских материја
  • боја и замућеност
  • азота и фосфора
  • ватросталне супстанце отпорне на биоразградњу
  • уље и плутајући материјал
  • испарљиве материје.

 

Америчка ЕПА је даље дефинисала листу токсичних органских и неорганских хемикалија са специфичним ограничењима у давању дозвола за испуштање. Листа укључује више од 100 једињења и предуга је да би се овде поново штампала, али се може затражити од ЕПА.

Методе лечења

Руковање индустријским отпадом је специјализованије од третмана кућног отпада; међутим, тамо где су подложни биолошкој редукцији, они се обично третирају коришћењем метода сличних онима које су претходно описане (приступи секундарног/терцијарног биолошког третмана) за општинске системе.

Језерце за стабилизацију отпада су уобичајени метод пречишћавања органских отпадних вода где је на располагању довољно земљишта. Проточна језера се генерално класификују према њиховој бактеријској активности као аеробна, факултативна или анаеробна. Гасирани рибњаци се снабдевају кисеоником путем дифузних или механичких система за аерацију.

На сликама 8 и 9 приказане су скице базена за стабилизацију отпада.

Слика 8. Двоћелијско стабилизацијско језеро: дијаграм попречног пресека

ЕПЦ060Ф9

Слика 9. Типови газираних лагуна: шематски дијаграм

ЕПЦ60Ф10

Спречавање загађења и минимизација отпада

Када се операције и процеси индустријског отпада у постројењу анализирају на њиховом извору, они се често могу контролисати како би се спречила значајна испуштања загађивача.

Технике рециркулације су важни приступи у програмима превенције загађења. Пример студије случаја је план рециклаже отпадних вода из кожаре који је објавио Преул (1981), који је укључивао обнављање/поновну употребу хрома заједно са комплетном рециркулацијом свих отпадних вода из кожаре без ефлуента у било који ток осим у хитним случајевима. Дијаграм тока за овај систем је приказан на слици 10.

Слика 10. Дијаграм тока система за рециклажу отпадних вода из кожаре

ЕПЦ60Ф11

За новије иновације у овој технологији, читалац се може упутити на публикацију о спречавању загађења и минимизирању отпада од стране Федерације за водну средину (1995).

Напредне методе пречишћавања отпадних вода

Доступан је низ напредних метода за веће степене уклањања састојака загађења по потреби. Општи списак укључује:

филтрација (песак и мултимедија)

хемијске преципитације

адсорпција угљеника

електродијализа

дестилација

нитрификација

сакупљање алги

рекултивација отпадних вода

микро-напрезање

уклањање амонијака

обрнути осмоза

јонска размена

апликација за земљиште

денитрификација

мочварна подручја.

Најприкладнији процес за сваку ситуацију мора се одредити на основу квалитета и количине сирове отпадне воде, потреба за пријемном водом и, наравно, трошкова. За даље референце, видети Метцалф и Едди 1991, које укључује поглавље о напредном третману отпадних вода.

Студија случаја напредног третмана отпадних вода

Студија случаја Пројекта рекултивације отпадних вода региона Дан о којој се говори на другом месту у овом поглављу представља одличан пример иновативних метода за третман и рекултивацију отпадних вода.

Термално загађење

Термичко загађење је облик индустријског отпада, који се дефинише као штетна повећања или смањења нормалне температуре воде у пријемним водама узрокована одлагањем топлоте из објеката које је направио човек. Индустрије које производе највећу отпадну топлоту су фосилна горива (нафта, гас и угаљ) и нуклеарне електране, челичане, рафинерије нафте, хемијска постројења, творнице целулозе и папира, дестилерије и перионице. Посебно забрињава индустрија производње електричне енергије која снабдева енергијом многе земље (нпр. око 80% у САД).

Утицај отпадне топлоте на пријемне воде

Утицај на способност асимилације отпада

  • Топлота повећава биолошку оксидацију.
  • Топлота смањује садржај засићења воде кисеоником и смањује брзину природне реоксигенације.
  • Нето ефекат топлоте је генерално штетан током топлих месеци у години.
  • Зимски ефекат може бити користан у хладнијим климама, где су услови леда разбијени и аерација површине је обезбеђена за рибе и водени свет.

 

Утицај на водени живот

Многе врсте имају границе толеранције температуре и потребна им је заштита, посебно у деловима потока или водених површина погођеним топлотом. На пример, токови хладне воде обично имају највећу врсту спортске рибе као што су пастрмка и лосос, док топле воде углавном подржавају популацију грубих риба, са одређеним врстама као што су штука и бас у водама средње температуре.

Слика 11. Размена топлоте на границама попречног пресека пријемне воде

ЕПЦ60Ф12

Термичка анализа у пријемним водама

Слика 11 илуструје различите облике природне размене топлоте на границама пријемне воде. Када се топлота испушта у пријемну воду као што је река, важно је анализирати капацитет реке за термичке додатке. Температурни профил реке може се израчунати решавањем топлотног биланса сличног оном који се користи за израчунавање криве пада раствореног кисеоника. Главни фактори топлотног биланса су илустровани на слици 12 за речни домет између тачака А и Б. Сваки фактор захтева индивидуални прорачун у зависности од одређених топлотних варијабли. Као и код биланса раствореног кисеоника, температурни биланс је једноставно збир температурних средстава и обавеза за дату секцију. Други софистициранији аналитички приступи доступни су у литератури о овој теми. Резултати из прорачуна топлотног биланса могу се користити за успостављање ограничења испуштања топлоте и евентуално одређених ограничења употребе за водно тијело.

Слика 12. Капацитет реке за термичке додатке

ЕПЦ60Ф13

Контрола топлотног загађења

Главни приступи за контролу топлотног загађења су:

  • побољшана ефикасност рада електране
  • расхладни торњеви
  • изоловани расхладни базени
  • разматрање алтернативних метода производње електричне енергије као што је хидро-енергија.

 

Тамо где су физички услови повољни у одређеним границама животне средине, хидроелектричну енергију треба сматрати алтернативом производњи фосилних горива или нуклеарне енергије. У производњи хидроелектране нема одлагања топлоте и нема испуштања отпадних вода које загађују воду.

Контрола загађења подземних вода

Значај подземних вода

Пошто се светске залихе воде у великој мери црпе из водоносних слојева, најважније је да се ти извори снабдевања заштите. Процењује се да је више од 95% расположиве свеже воде на земљи под земљом; у Сједињеним Државама отприлике 50% воде за пиће долази из бунара, према Геолошком заводу САД из 1984. године. Будући да су загађење и кретање подземних вода суптилне и невидљиве природе, понекад се мање пажње посвећује анализи и контроли овог облика деградације воде него загађењу површинских вода, што је далеко очигледније.

Слика 13. Хидролошки циклус и извори контаминације подземних вода

ЕПЦ60Ф14

Извори подземног загађења

На слици 13 приказан је хидролошки циклус са надређеним изворима контаминације подземних вода. Потпуна листа потенцијалних извора подземног загађења је опсежна; међутим, за илустрацију, најочигледнији извори укључују:

  • испуштања индустријског отпада
  • загађени токови у контакту са водоносним слојевима
  • рударске операције
  • одлагање чврстог и опасног отпада
  • подземни резервоари за складиштење као што су нафта
  • системи за наводњавање
  • вештачко пуњење
  • задирање морске воде
  • просипа
  • загађене баре са пропусним дном
  • бунари за одлагање
  • поља септичких јама и јаме за испирање
  • неправилно бушење бунара
  • пољопривредне операције
  • соли за одлеђивање коловоза.

 

Специфични загађивачи у подземној контаминацији се даље категоришу као:

  • непожељни хемијски састојци (типични, непотпуна листа) - органски и неоргански (нпр. хлорид, сулфат, гвожђе, манган, натријум, калијум)
  • укупна тврдоћа и укупне растворене чврсте материје
  • токсични састојци (типични, није потпуна листа) - нитрат, арсен, хром, олово, цијанид, бакар, феноли, растворена жива
  • непожељне физичке карактеристике - укус, боја и мирис
  • пестициди и хербициди – хлоровани угљоводоници и други
  • радиоактивни материјали – различити облици радиоактивности
  • биолошки - бактерије, вируси, паразити и тако даље
  • кисели (низак пХ) или каустичан (висок пХ).

 

Од наведеног, нитрати су од посебног значаја у подземним и површинским водама. У залихама подземних вода, нитрати могу изазвати болест метхемоглобинемију (цијанозу одојчади). Они даље изазивају штетне ефекте еутрофикације у површинским водама и јављају се у широком спектру водних ресурса, као што је известио Преул (1991). Преул (1964, 1967, 1972) и Преул и Сцхроепфер (1968) су такође известили о подземном кретању азота и других загађивача.

Путовање загађења у подземном подручју

Кретање подземних вода је изузетно споро и суптилно у поређењу са кретањем површинских вода у хидролошком циклусу. За једноставно разумевање путовања обичне подземне воде под идеалним условима стабилног тока, Дарсијев закон је основни приступ за процену кретања подземне воде при ниским Рејнолдсовим бројевима (Р):

V = K(dh/dl)

где је:

V = брзина подземних вода у водоносном слоју, м/дан

К = коефицијент пропусности водоносног слоја

(dh/dl) = хидраулички градијент који представља покретачку силу кретања.

У загађивачима путују под земљом, обичне подземне воде (Х2О) је генерално носећа течност и може се израчунати да се креће брзином у складу са параметрима из Дарсијевог закона. Међутим, брзина кретања или брзина загађивача, као што је органска или неорганска хемикалија, може бити различита због процеса адвекције и хидродинамичке дисперзије. Одређени јони се крећу спорије или брже од опште брзине протока подземне воде као резултат реакција унутар медија водоносника, тако да се могу категорисати као „реагујући“ или „нереагујући“. Реакције су генерално у следећим облицима:

  • физичке реакције између загађивача и водоносног слоја и/или транспортне течности
  • хемијске реакције између загађивача и водоносног слоја и/или транспортне течности
  • биолошка дејства на загађивач.

 

Следеће су типичне за подземне загађиваче који реагују и не реагују:

  • реагујући загађивачи - хром, амонијум јон, калцијум, натријум, гвожђе и тако даље; катјони уопште; биолошки састојци; радиоактивних састојака
  • загађивачи који не реагују - хлорид, нитрат, сулфат и тако даље; одређени ањони; одређене хемикалије пестицида и хербицида.

 

У почетку би се могло чинити да су загађивачи који реагују најгори тип, али то можда није увек случај јер реакције задржавају или успоравају концентрацију загађивача који путују, док путовање загађивача који не реагује може бити углавном неспутано. Сада су доступни одређени „меки“ домаћи и пољопривредни производи који биолошки разграђују након одређеног временског периода и стога избегавају могућност контаминације подземних вода.

Санација водоносника

Спречавање подземног загађења је очигледно најбољи приступ; међутим, о неконтролисаном постојању загађених услова подземних вода обично се обзнањује након њиховог настанка, као што су притужбе корисника бунара у том подручју. Нажалост, до тренутка када је проблем препознат, може доћи до озбиљног оштећења и санирање је неопходно. Санација може захтевати опсежна хидрогеолошка теренска истраживања са лабораторијским анализама узорака воде како би се утврдио степен концентрација загађујућих материја и пљускова. Често се постојећи бунари могу користити за почетно узорковање, али у тешким случајевима могу бити потребна опсежна бушења и узорковање воде. Ови подаци се затим могу анализирати да би се установили тренутни услови и да би се направила предвиђања будућих услова. Анализа путовања контаминације подземних вода је специјализована област која често захтева употребу компјутерских модела да би се боље разумела динамика подземних вода и да би се направила предвиђања под различитим ограничењима. За ову сврху у литератури је доступан велики број дво- и тродимензионалних рачунарских модела. За детаљније аналитичке приступе, читалац се упућује на књигу Фриза и Чери (1987).

Спречавање загађења

Пожељни приступ за заштиту ресурса подземних вода је превенција загађења. Иако се стандарди воде за пиће генерално примењују на коришћење подземних вода, залихе сирове воде захтевају заштиту од контаминације. Државни субјекти као што су министарства здравља, агенције за природне ресурсе и агенције за заштиту животне средине су генерално одговорни за такве активности. Напори контроле загађења подземних вода су у великој мери усмерени на заштиту водоносних слојева и превенцију загађења.

Спречавање загађења захтева контролу коришћења земљишта у виду зонирања и одређених прописа. Закони се могу применити на спречавање специфичних функција као посебно применљиви на тачкасте изворе или радње које потенцијално могу изазвати загађење. Контрола зонирањем коришћења земљишта је средство заштите подземних вода које је најефикасније на општинском или окружном нивоу власти. Програми заштите водоносника и утока бунара, као што је објашњено у наставку, су водећи примери превенције загађења.

Програм заштите водоносног слоја захтева утврђивање граница водоносног слоја и подручја његовог пуњења. Водоносни слојеви могу бити неограниченог или затвореног типа, и стога их хидролог мора анализирати да би донео ову одлуку. Већина великих водоносних слојева је генерално добро позната у развијеним земљама, али друге области могу захтевати теренска истраживања и хидрогеолошке анализе. Кључни елемент програма заштите водоносног слоја од деградације квалитета воде је контрола коришћења земљишта над водоносним слојем и подручјима његовог прихрањивања.

Заштита ушћа бунара је дефинитивнији и ограниченији приступ који се примењује на подручје пуњења које доприноси одређеној бушотини. Америчка савезна влада амандманима усвојеним 1986. године на Закон о безбедној води за пиће (СДВА) (1984.) сада захтева да се за бунаре јавног снабдевања успоставе посебне области заштите ушћа. Заштитна област ушћа бунара (ВХПА) је дефинисана у СДВА као „површинска и подземна површина која окружује бунар или бунар, снабдевајући јавни систем водоснабдевања, кроз који је разумно вероватно да ће се загађивачи кретати према и доћи до таквог бунара или бунара поље.” Главни циљ програма ВХПА, као што је наведено од стране УС ЕПА (1987), је разграничење подручја заштите бунара на основу одабраних критеријума, рада бунара и хидрогеолошких разматрања.

 

Назад

Концепција и дизајн

Пројекат рекултивације комуналних отпадних вода региона Дан највећи је пројекат те врсте у свету. Састоји се од објеката за пречишћавање и допуњавање подземних вода комуналних отпадних вода из градског подручја Дан региона - конгломерата од осам градова са центром око Тел Авива, Израел, са укупном популацијом од око 1.5 милиона становника. Пројекат је креиран у сврху прикупљања, пречишћавања и одвођења комуналних отпадних вода. Регенерисани ефлуент, након релативно дугог периода задржавања у подземном водоносном слоју, пумпа се за неограничену пољопривредну употребу, наводњавајући сушни Негев (јужни део Израела). Генерална шема пројекта дата је на слици 1. Пројекат је основан шездесетих година прошлог века и континуирано расте. Тренутно, систем прикупља и третира око 1960 к 1106 m3 годишње. У року од неколико година, у завршној фази, систем ће радити са 150 до 170 к 106 m3 годишње.

Слика 1. Постројење за мелиорацију отпадних вода региона Дан: изглед

ЕПЦ065Ф1

Познато је да постројења за пречишћавање отпадних вода стварају мноштво еколошких и здравствених проблема на раду. Пројекат региона Дан је јединствен систем од националног значаја који комбинује националну корист заједно са значајном уштедом водних ресурса, високом ефикасношћу третмана и производњом јефтине воде, без стварања превеликих професионалних опасности.

Током пројектовања, инсталације и рутинског рада система, пажљиво се разматрају питања санитације воде и хигијене на раду. Предузете су све неопходне мере предострожности како би се осигурало да ће регенерисана отпадна вода бити практично једнако безбедна као и обична вода за пиће, у случају да је људи случајно попије или прогута. Слично томе, одговарајућа пажња је посвећена питању смањења на минимум сваке потенцијалне изложености несрећама или другим биолошким, хемијским или физичким опасностима које могу утицати било на раднике у самом постројењу за пречишћавање отпадних вода или на друге раднике ангажоване на одлагању и пољопривредној употреби. искоришћене воде.

У првој фази пројекта, отпадна вода је биолошки пречишћена системом факултативних оксидационих базена са рециркулацијом и додатним хемијским третманом кречно-магнезијумским процесом, након чега је уследило задржавање ефлуента високог пХ у „локарама за полирање“. Делимично пречишћени ефлуент се допуњава у регионални водоносни слој подземних вода помоћу сливних басена Сорек.

У другој фази, отпадне воде доведене у постројење за пречишћавање пролазе механичко-биолошки третман путем процеса активног муља са нитрификацијом-денитрификацијом. Секундарни ефлуент се пуни у подземне воде помоћу базена за ширење Иавнех 1 и Иавнех 2.

Комплетан систем се састоји од више различитих елемената који се међусобно допуњују:

  • систем постројења за пречишћавање отпадних вода, који се састоји од постројења за активни муљ (биомеханичко постројење), које третира већину отпада, и система базена за оксидацију и полирање који се углавном користе за третман вишка канализационих токова
  • систем допуњавања подземних вода за пречишћене отпадне воде, који се састоји од базена за ширење, на две различите локације (Јавнех и Сорек), које су повремено поплављене; апсорбовани ефлуент пролази кроз незасићену зону тла и кроз део водоносног слоја, и ствара посебну зону која је посвећена комплементарном третману ефлуента и сезонском складиштењу, што се назива САТ (третман тла-аквифера)
  • мреже посматрачких бунара (53 бунара заједно) које окружују базене за пуњење и омогућавају праћење ефикасности процеса третмана
  • мреже бунара за опоравак (укупно 74 активна бунара 1993. године) које окружују места за пуњење
  • посебан и одвојен цевовод за регенерисану воду за неограничено наводњавање пољопривредних површина у Негеву; овај магистрални вод се зове "Трећа линија Негева", и допуњује систем водоснабдевања Негева, који укључује још две главне главне линије снабдевања слатком водом
  • поставка за хлорисање отпадних вода, која се тренутно састоји од три места за хлорисање (још два ће бити додата у будућности)
  • шест оперативних резервоара дуж транспортног система, који регулишу количине воде која се пумпа и троши дуж система
  • систем за дистрибуцију отпадних вода, састављен од 13 главних зона притиска, дуж одводног магистрала, који снабдевају пречишћену воду потрошачима
  • свеобухватан систем праћења који надгледа и контролише комплетан рад пројекта.

 

Опис система мелиорације

Општа шема рекултивационог система је приказана на слици 1, а дијаграм тока на слици 2. Систем се састоји од следећих сегмената: постројење за пречишћавање отпадних вода, поља за допуну воде, бунари за опоравак, систем за транспорт и дистрибуцију, постављање хлорисања и свеобухватно праћење система.

Слика 2. Дијаграм тока пројекта Дан региона

ЕПЦ065Ф2

Постројење за пречишћавање отпадних вода

Постројење за пречишћавање отпадних вода градског подручја Дан региона прима кућни отпад из осам градова у региону, а такође обрађује део њиховог индустријског отпада. Постројење се налази унутар пешчаних дина Рисхон-Лезион и заснива се углавном на секундарном третману отпада методом активног муља. Неки од отпада, углавном током вршног испуштања, третирају се у другом, старијем систему оксидационих базена који заузимају површину од 300 хектара. Два система заједно могу да поднесу, тренутно, око 110 к 106 m3 годишње.

Поља за пуњење

Отпадни ефлуенти постројења за пречишћавање се пумпају у три различите локације које се налазе унутар регионалних пешчаних дина, где се шире по песку и перколирају наниже у подземни водоносник за привремено складиштење и за додатни третман који зависи од времена. Два посипна базена се користе за допуњавање отпадних вода из постројења за механичко-биолошки третман. То су Иавнех 1 (60 ари, налази се 7 км јужно од фабрике) и Иавнех 2 (45 ари, 10 км јужно од фабрике); трећи базен се користи за допуну мешавине ефлуента оксидационих базена и одређене фракције из постројења за биомеханички третман који је потребан да би се квалитет ефлуента побољшао до потребног нивоа. Ово је локација Сорек, која има површину од око 60 хектара и налази се источно од бара.

Бушотине за опоравак

Око места за пуњење постоје мреже осматрачких бунара кроз које се поново пумпа допуњена вода. Нису све од 74 бунара у експлоатацији 1993. године биле активне током читавог пројекта. Године 1993. укупно је извучено око 95 милиона кубних метара воде из бунара система и испумпано у трећу линију Негев.

Системи за транспорт и дистрибуцију

Вода која се пумпа из различитих бунара сакупља се у транспортни и дистрибутивни систем Треће линије. Систем транспорта се састоји од три секције, укупне дужине од 87 км и пречника у распону од 48 до 70 инча. Дуж транспортног система изграђено је шест различитих оперативних резервоара који „плутају” на главној линији, како би се регулисао проток воде у систему. Оперативна запремина ових резервоара креће се од 10,000 м3 до 100,000 м3.

Вода која је текла у систему Треће линије снабдевала се купцима 1993. године кроз систем од 13 главних зона притиска. На ове зоне притиска прикључени су бројни потрошачи воде, углавном фарме.

Систем за хлорисање

Сврха хлорисања које се спроводи у Трећој линији је „прекидање људске везе“, што значи елиминисање сваке могућности постојања микроорганизама људског порекла у води Треће линије. У току мониторинга утврђено је да постоји значајан пораст фекалних микроорганизама током боравка обновљене воде у акумулацијама. Због тога је одлучено да се дода још тачака за хлорисање дуж линије, а до 1993. године три одвојена места за хлорисање су рутински радила. У блиској будућности систему треба да се додају још две тачке хлорисања. Заостали хлор се креће између 0.4 и 1.0 мг/л слободног хлора. Овај метод, при чему се ниске концентрације слободног хлора одржавају на различитим тачкама дуж система, а не једна велика доза на почетку линије, обезбеђује прекид људске везе, а истовремено омогућава рибама да живе у резервоарима . Поред тога, ова метода хлорисања ће дезинфиковати воду у низводним деловима система за транспорт и дистрибуцију, у случају да загађивачи уђу у систем на тачки низводно од почетне тачке хлорисања.

Систем за праћење

Рад рекултивационог система Треће линије Негев зависи од рутинског функционисања система за праћење који надгледа и контролише стручна и независна научна особа. Ово тело је Институт за истраживање и развој Тецхнион - Израелски институт за технологију, у Хаифи, Израел.

Успостављање независног система праћења је обавезан захтев израелског министарства здравља, локалне правне власти према израелској Уредби о јавном здрављу. Потреба за успостављањем оваквог надзора произилази из чињеница да:

  1. Овај пројекат рекултивације отпадних вода је највећи у свету.
  2. Садржи неке нерутинске елементе са којима се још није експериментисало.
  3. Регенерисана вода се користи за неограничено наводњавање пољопривредних култура.

 

Главна улога система за праћење је стога да обезбеди хемијски и санитарни квалитет воде коју систем снабдева и да изда упозорења у вези са било каквом променом квалитета воде. Поред тога, поставка мониторинга спроводи праћење комплетног пројекта рекултивације региона Дан, такође истражујући одређене аспекте, као што су рутински рад постројења и хемијско-биолошки квалитет његове воде. Ово је неопходно како би се утврдила прилагодљивост воде Треће линије за неограничено наводњавање, не само са санитарног аспекта већ и са аспекта пољопривреде.

Прелиминарни план мониторинга је дизајнирао и припремио Мекоротх Ватер Цо., главни израелски снабдевач водом и оператер пројекта регије Дан. Посебно именовани управни одбор је периодично прегледао програм мониторинга и модификовао га у складу са акумулираним искуством стеченим кроз рутинску операцију. Програм мониторинга се бавио различитим тачкама узорковања дуж система Треће линије, различитим испитиваним параметрима и учесталошћу узорковања. Прелиминарни програм односио се на различите сегменте система, а то су бунари за опоравак, транспортна линија, резервоари, ограничен број прикључака потрошача, као и присуство бунара за питку воду у близини постројења. Списак параметара обухваћених планом мониторинга Треће линије дат је у табели 1.

Табела 1. Списак испитиваних параметара

Ag

сребро

μг / л

Al

Алуминијум

μг / л

АЛГ

Алге

бр./100 мл

АЛКМ

Алкалност као ЦаЦО3

мг / л

As

арсен

μг / л

B

Бор

мг / л

Ba

Баријум

μг / л

БОД

Биохемијска потреба за кисеоником

мг / л

Br

Бромид

мг / л

Ca

Калцијум

мг / л

Cd

Кадмијум

μг / л

Cl

Хлорид

мг / л

ЦЛДЕ

Потреба за хлором

мг / л

ЦЛРЛ

Хлорофил

μг / л

CN

Цијаниди

μг / л

Co

Кобалт

μг / л

ЦОЛР

Боја (платина кобалт)

 

ХПК

Хемијска потреба за кисеоником

мг / л

Cr

Хром

μг / л

Cu

Бакар

μг / л

DO

Растворен кисеоник као О2

мг / л

ДОЦ

Растворени органски угљеник

мг / л

DS10

Растворене чврсте материје на 105 ºЦ

мг / л

DS55

Растворене чврсте материје на 550 ºЦ

мг / л

EC

Електрична проводљивост

μмхос/цм

ЕНТР

Ентероцоццус

бр./100 мл

F-

Флуорид

мг / л

ФЦОЛ

Фекалне колиформе

бр./100 мл

Fe

Гвожђе

μг / л

ХАРД

Тврдоћа као ЦаЦО3

мг / л

ХЦО3 -

Бикарбонат као ХЦО3 -

мг / л

Hg

Меркур

μг / л

K

Калијум

мг / л

Li

Литијум

μг / л

МБАС

Детергенти

μг / л

Mg

Магнезијум

мг / л

Mn

Манган

μг / л

Mo

Молибден

μг / л

Na

Натријум

мг / л

NH4 +

Амонијак као НХ4 +

мг / л

Ni

Никл

μг / л

НКЈТ

Кјелдахл азот укупно

мг / л

НЕ2

Нитрит као НО2 -

мг / л

НЕ3

Нитрат као НО3 -

мг / л

ОДОР

Праг мириса број мириса

 

OG

Уље и маст

μг / л

Pb

Довести

μг / л

ПХЕН

Феноли

μг / л

ПХФ

пХ измерен на терену

 

PO4

Фосфат као ПО4 -КСНУМКС

мг / л

ПТОТ

Укупни фосфор као П

мг / л

РСЦЛ

Резидуални слободни хлор

мг / л

САР

Однос адсорпције натријума

 

Se

Селен

μг / л

Si

Силицијум као Х2СиО3

мг / л

Sn

Калај

μг / л

SO4

Сулфат

мг / л

Sr

Стронцијум

μг / л

SS10

Суспендоване чврсте материје на 100 ºЦ

мг / л

SS55

Суспендоване чврсте материје на 550 ºЦ

мг / л

СТРП

Стрептоцоццус

бр./100 мл

T

Температура

ºЦ

ТЦОЛ

Тотални колиформи

бр./100 мл

ТОТБ

Тоталне бактерије

бр./100 мл

TS10

Укупне чврсте материје на 105 ºЦ

мг / л

TS55

Укупне чврсте материје на 550 ºЦ

мг / л

ТУРБ

Турбидитет

НТУ

UV

УВ (апсорбује на 254 нм) (/цм к 10)

 

Zn

цинк

μг / л

 

Мониторинг бунара за опоравак

Програм узорковања из бунара за опоравак заснован је на двомесечном или тромесечном мерењу неколико „параметара индикатора“ (табела 2). Када концентрација хлорида у узоркованој бушотини премашује за више од 15% почетни ниво хлорида у бушотини, то се тумачи као „значајно“ повећање удела прикупљеног ефлуента у подземној води водоносног слоја и бунар се преноси у следећа категорија узорковања. Овде се одређују 23 „карактеристике-параметра“, једном у три месеца. У појединим бунарима једном годишње се врши комплетно испитивање воде, укључујући 54 различита параметра.

Табела 2. Различити параметри испитани на бушотинама

Група А

Група Б

Група Ц

Параметри индикатора

Карактеристични параметри

Параметри комплетног теста

1. Хлориди
2. Електрична проводљивост
3. Детерџенти
4. УВ апсорпција
5. Растворен кисеоник

Група А и:
6. Температура
7. пХ
8. Замућеност
9. Растворене чврсте материје
10. Растворени органски угљеник
11. Алкалност
12. Тврдоћа
13. Калцијум
14. Магнезијум
15. Натријум
16. Калијум
17. Нитрати
18. Нитрити
19. Амонијак
20. Кјелдахл укупни азот
21. Укупни фосфор
22. Сулфат
23. Бор

Групе А+Б и:
24. Суспендоване чврсте материје
25. Ентерични вируси
26. Укупан број бактерија
27. Цолиформ
28. Фекална коли
29. Фекални стрептокок
30. Цинк
31. Алуминијум
32. Арсен
33. Гвожђе
34. Баријум
35. Сребро
36. Меркур
37. Хром
38. Литијум
39. молибден
40. Манган
41. Бакар
42. Никл
43. Селен
44. Стронцијум
45. Олово
46. Флуорид
47. Цијаниди
48. Кадмијум
49. Кобалт
50. Феноли
51. Минерално уље
52. ТОЦ
53. Мирис
54. Боја

 

Мониторинг система транспорта

Систем транспорта, чија је дужина 87 км, надгледа се на седам централних тачака дуж линије отпадних вода. У овим тачкама се узоркује 16 различитих параметара једном месечно. То су: ПХФ, ДО, Т, ЕЦ, СС10, СС55, УВ, ТУРБ, НО3 +, ПТОТ, АЛКМ, ДОЦ, ТОТБ, ТЦОЛ, ФЦОЛ и ЕНТР. Параметри за које се не очекује да се мењају дуж система мере се само на две тачке узорковања – на почетку и на крају транспортне линије. То су: Цл, К, На, Ца, Мг, ХАРД, Б, ДС, СО4 -КСНУМКС, НХ4 +, НЕ2 - и МБАС. На та два места узорковања једном годишње се узоркују различити тешки метали (Зн, Ср, Сн, Се, Пб, Ни, Мо, Мн, Ли, Хг, Фе, Цу, Цр, Цо, Цд, Ба, Ас, Ал, Аг).

Мониторинг резервоара

Поставка мониторинга акумулација Треће линије заснива се углавном на испитивању ограниченог броја параметара који служе као индикатори биолошког развоја у акумулацијама и за прецизно утврђивање уласка спољних загађивача. Пет резервоара се узоркује, једном месечно, за: ПХФД, Т, ДО, Тотал СС, Волатиле СС, ДОЦ, ЦЛРЛ, РСЦЛ, ТЦОЛ, ФЦОЛ, СТРП и АЛГ. На ових пет резервоара се такође узоркује Си, једном у два месеца. Сви ови параметри се такође узоркују у другом резервоару, Зохар Б, учесталошћу од шест пута годишње.

резиме

Пројекат рекултивације региона Дан снабдева висококвалитетну обновљену воду за неограничено наводњавање израелског Негева.

Прва фаза овог пројекта је у дјелимичном погону од 1970. године, а у пуном погону од 1977. године. Од 1970. до 1993. године укупна количина сирове канализације од 373 милиона кубних метара (МЦМ) је одведена у факултативне оксидационе базене, а укупна количина воде од 243 МЦМ је испумпано из водоносног слоја у периоду 1974–1993 и испоручено на југ земље. Део воде је изгубљен, највише због испаравања и истицања из бара. Године 1993. ови губици су износили око 6.9% сирове отпадне воде која је доведена у постројење прве фазе (Канарек 1994).

Постројење за механичко-биолошки пречишћавање, друга фаза пројекта, ради од 1987. године. У периоду од 1987. до 1993. године у постројење за механичко-биолошки пречишћавање је одведено укупно 478 МЦМ сирове отпадне воде. Године 1993. око 103 МЦМ воде (95 МЦМ регенерисане воде плус 8 МЦМ воде за пиће) је транспортовано кроз систем и коришћено за неограничено наводњавање Негева.

Вода из бунара представља квалитет воде подземног водоносног слоја. Квалитет воде водоносног слоја се стално мења као резултат перколације ефлуента у њу. Квалитет воде у водоносном слоју приближава се квалитету ефлуента за оне параметре на које не утичу процеси третмана земљишта-аквифера (САТ), док параметри на које утиче пролазак кроз слојеве тла (нпр. замућеност, суспендоване чврсте материје, амонијак, растворени органски угљеник и тако даље) показују знатно ниже вредности. Занимљив је садржај хлорида у води водоносног слоја, који се у последњем четворогодишњем периоду повећао за 15 до 26%, о чему сведочи промена квалитета воде у бунарима за опоравак. Ова промена указује на континуирану замену воде водоносног слоја ефлуентом који има знатно већи садржај хлорида.

На квалитет воде у шест резервоара система Треће линије утичу биолошке и хемијске промене које се дешавају унутар отворених акумулација. Садржај кисеоника је повећан, као резултат фотосинтезе алги и услед растварања атмосферског кисеоника. Концентрације различитих врста бактерија су такође повећане као резултат насумичних загађења различитим воденим фаунама које живе у близини резервоара.

Квалитет воде која се испоручује потрошачима дуж система зависи од квалитета воде из бунара и резервоара. Обавезно хлорисање воде система представља додатну заштиту од погрешне употребе воде као воде за пиће. Поређење података о води Треће линије са захтевима израелског Министарства здравља у погледу квалитета отпадних вода које се користе за неограничено коришћење у пољопривреди показује да већину времена квалитет воде у потпуности задовољава захтеве.

У закључку би се могло рећи да је систем за опоравак и коришћење отпадних вода треће линије био успешан еколошки и национални израелски пројекат. Решио је проблем санитарног одлагања канализације региона Дан и истовремено повећао национални водни биланс за фактор од око 5%. У сушној земљи као што је Израел, где је снабдевање водом, посебно за пољопривредну употребу, прилично ограничено, ово је прави допринос.

Трошкови допуњавања и одржавања обновљене воде, 1993. године, износили су око 3 америчка цента по м.3 (0.093 НИС/м3).

Систем функционише од касних 1960-их под стриктним надзором израелског Министарства здравља и Мекоротовог одељења за безбедност и хигијену на раду. Није било извештаја о било каквом професионалном обољењу које је резултат рада овог замршеног и свеобухватног система.

 

Назад

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Принципи управљања отпадом

Свест о животној средини доводи до брзе трансформације праксе управљања отпадом. Тумачење ове промене је неопходно пре него што се детаљније испитају методе које се примењују на управљање отпадом и руковање остацима.

Савремени принципи управљања отпадом заснивају се на парадигми усмерене везе између биосфере и антропосфере. Глобални модел (слика 1) који повезује ове две сфере заснива се на претпоставци да сви материјали извучени из животне средине завршавају као отпад или директно (из сектора производње) или индиректно (из сектора рециклаже), имајући у виду да сви отпад из потрошње враћа се у овај сектор рециклаже или за рециклажу и/или за одлагање.

Слика 1. Глобални модел принципа управљања отпадом

ЕПЦ070Ф1

Из ове перспективе рециклажа се мора дефинисати широко: од рециклаже целих предмета (повратних производа), преко рециклаже предмета за неке од њихових резервних делова (нпр. аутомобила, компјутера), до производње нових материјала (нпр. папира и картона, лименки) или производњу сличних предмета (рециклажа, довнцицлинг и сл.). Дугорочно, овај модел се може визуализовати као систем стабилног стања у коме роба завршава као отпад након неколико дана или често неколико година.

 

 

 

 

 

Одбици из модела

Из овог модела се могу направити неки главни одбици, под условом да су различити токови јасно дефинисани. За потребе овог модела:

  • Po= годишњи унос материјала извучених из животне средине (био-, хидро- или литосфере). У стабилном стању, овај унос је једнак годишњем коначном одлагању отпада.
  • П=годишња производња робе из Пo.
  • Ц=годишњи проток добара у антропосфери.
  • Р=годишњи ток отпада претвореног у робу рециклажом. (У стабилном стању: Ц=Р+ П)
  • п=ефикасност производње, мерена као однос П/Пo.
  • Ако је р = ефикасност рециклаже, мерена као однос Р/Ц, онда је однос: Ц/Пo=п(1-р).
  • Ако је Ц/Пo=Ц*; онда је Ц* однос добара и материјала извучених из природе.

 

Другим речима, C* је мера испреплетености везе између животне средине и антропосфере. То се односи на ефикасност сектора производње и рециклаже. Однос између C*, p r, што је функција корисности, може се приказати као на слици 2, која показује експлицитни компромис између p r, за изабрану вредност од C*.

Слика 2. Функција корисности која илуструје компромисе за рециклирање у производњи

ЕПЦ070Ф2

У прошлости се индустрија развијала у правцу повећања ефикасности производње, p. Тренутно, касних 1990-их, цена одлагања отпада путем дисперзије у атмосферу, у воде или у тло (неконтролисано бацање), или закопавање отпада у затвореним депонијама је веома брзо порасла, као резултат све строжијих стандарди заштите животне средине. У овим условима, постало је економски привлачно повећати ефикасност рециклаже (другим речима, повећати r). Овај тренд ће се одржати током наредних деценија.

Један важан услов мора бити испуњен да би се побољшала ефикасност рециклаже: отпад који се рециклира (другим речима сировине друге генерације) мора бити што је могуће „чистији” (тј. без нежељених елемената који би онемогућавају рециклажу). Ово ће се постићи само применом опште политике „немешања“ кућног, комерцијалног и индустријског отпада на извору. Ово се често погрешно назива сортирањем на извору. Разврстати значи одвојити; али идеја је управо да се не морају раздвајати тако што се различите категорије отпада чувају у одвојеним контејнерима или местима док се не сакупе. Парадигма савременог управљања отпадом је немешање отпада на извору како би се омогућило повећање ефикасности рециклаже и тиме постигао бољи однос добара по материјалу извученом из животне средине.

Пракса управљања отпадом

Отпад се може груписати у три главне категорије, у зависности од његове производње:

  1. из примарног сектора производње (рударство, шумарство, пољопривреда, сточарство, рибарство)
  2. из индустрије производње и трансформације (храна, опрема, производи свих врста)
  3. из сектора потрошње (домаћинства, предузећа, саобраћај, трговина, грађевинарство, услуге итд.).

 

Отпад се такође може класификовати законском уредбом:

  • комунални отпад и мешани отпад предузећа који се могу агрегирати као комунални отпад, пошто се оба састоје од истих категорија отпада и мале су величине (поврће, папир, метали, стакло, пластика и тако даље), иако у различитим пропорцијама.
  • кабасти градски отпад (намештај, опрема, возила, грађевински отпад и отпад од рушења, осим инертног материјала)
  • отпад који подлеже посебним законима (нпр. опасан, инфективан, радиоактиван).

 

Управљање комуналним и обичним комерцијалним отпадом:

Прикупљени камионима, ови отпад се може транспортовати (директно или путем пут-пут, пут-железница или пут-водни пут и транспортна средства на даљину) до депоније или до постројења за третман материјала. опоравак (механичко сортирање, компостирање, биометанизација), или за опоравак енергије (мрежа или пећ за спаљивање, пиролиза).

Постројења за третман производе пропорционално мале количине остатака који могу бити опаснији по животну средину од првобитног отпада. На пример, спалионице производе летећи пепео са веома високим садржајем тешких метала и сложених хемикалија. Ови остаци се често по закону класификују као опасан отпад и захтевају одговарајуће управљање. Постројења за пречишћавање се разликују од депонија јер су „отворени системи“ са улазима и излазима, док су депоније у суштини „понори“ (ако се занемари мала количина процедних вода која заслужује даљи третман и производњу биогаса, који може бити експлоатисани извор енергије на веома великим депонијама).

Индустријска и кућна опрема:

Садашњи тренд, који такође има комерцијални допринос, јесте да произвођачи сектора отпада (нпр. аутомобили, компјутери, машине) буду одговорни за рециклажу. Остаци су тада или опасан отпад или су слични обичном отпаду из предузећа.

Грађевински отпад и отпад од рушења:

Све веће цене депонија су подстицај за боље сортирање таквог отпада. Одвајање опасног и запаљивог отпада од велике количине инертних материјала омогућава да се овај други одлаже далеко нижом стопом него мешани отпад.

Специјални отпад:

Хемијски опасан отпад мора бити третиран неутрализацијом, минерализацијом, несолубилизацијом или бити инертан пре него што се може одложити на посебне депоније. Инфективни отпад је најбоље спаљивати у специјалним спалионицама. Радиоактивни отпад подлеже веома строгим законима.

Управљање остацима

Отпад од производње и потрошње који се не може рециклирати, спустити у циклус, поново користити или спалити за производњу енергије мора се на крају одложити. Токсичност ових остатака за животну средину треба да се смањи према принципу „најбоље доступне технологије по прихватљивој цени“. После овог третмана, остатке треба одложити на места где неће загађивати воду и екосистем и ширити се у атмосферу, у море или у језера и потоке.

Депозити отпада се обично датирају комбинацијом вишеслојне изолације (користећи глину, геотекстил, пластичне фолије и тако даље), одвођењем свих егзогених вода и водоотпорним покривним слојевима. Трајне наслаге треба пратити деценијама. Ограничења у коришћењу земљишта на локацији депозита такође се морају контролисати током дужег временског периода. Контролисани дренажни системи за процедне воде или гасове су неопходни у већини случајева.

Биохемијски стабилнији и хемијски инертнији остаци од третмана отпада захтевају мање строге услове за њихово коначно одлагање, што отежава проналажење депоније за њих у региону производње отпада. Извоз отпада или њихових остатака, који увек буди реакције НИМБИ (Нот Ин Ми Бацк Иард), могао би се тако избећи.

 

Назад

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Управљање чврстим отпадом и рециклажа

Чврсти отпад се традиционално описује као заостали производи, који представљају трошак када се мора прибећи одлагању.

Управљање отпадом обухвата сложен скуп потенцијалних утицаја на здравље и безбедност људи и животну средину. Утицаји, иако тип опасности може бити сличан, треба разликовати три различита типа рада:

  • руковање и складиштење код произвођача отпада
  • прикупљање и транспорт
  • сортирање, прерада и одлагање.

 

Треба имати на уму да ће опасности по здравље и безбедност настати тамо где се отпад пре свега производи – у фабрици или код потрошача. Дакле, складиштење отпада на генератору отпада – а посебно када се отпад одваја на извору – може изазвати штетан утицај на оближњу околину. Овај чланак ће се фокусирати на оквир за разумевање праксе управљања чврстим отпадом и позиционирање ризика по здравље и безбедност на раду повезаних са индустријом сакупљања, транспорта, прераде и одлагања отпада.

Зашто управљање чврстим отпадом?

Управљање чврстим отпадом постаје неопходно и релевантно када се структура друштва промени од пољопривредног са малом густином и широко распрострањеном популацијом у урбано становништво високе густине. Штавише, индустријализација је увела велики број производа које природа не може, или може само веома споро, да разгради или пробави. Дакле, одређени индустријски производи садрже супстанце које се, због ниске разградљивости или чак токсичних карактеристика, могу акумулирати у природи до нивоа који представља претњу будућем коришћењу природних ресурса од стране човечанства – односно воде за пиће, пољопривредног земљишта, ваздуха и тако даље. .

Циљ управљања чврстим отпадом је спречавање загађења природне средине.

Систем управљања чврстим отпадом треба да се заснива на техничким студијама и укупним процедурама планирања укључујући:

  • студије и процене о саставу и количинама отпада
  • студије о техникама сакупљања
  • студије о објектима за прераду и одлагање
  • студије о спречавању загађивања природне средине
  • студије о стандардима безбедности и здравља на раду
  • студије изводљивости.

 

Студије морају обухватити заштиту животне средине и аспекте здравља и безбедности на раду, узимајући у обзир могућности одрживог развоја. Пошто је ретко могуће решити све проблеме у једном тренутку, важно је у фази планирања напоменути да је корисно поставити листу приоритета. Први корак у решавању еколошких и професионалних опасности је препознавање постојања опасности.

Принципи управљања отпадом

Управљање отпадом укључује сложен и широк спектар односа здравља и безбедности на раду. Управљање отпадом представља „обрнути“ производни процес; „производ“ је уклањање вишка материјала. Првобитни циљ је био једноставно прикупљање материјала, поновна употреба вредног дела материјала и одлагање оног што је остало на најближим локацијама које нису коришћене у пољопривредне сврхе, зградама и тако даље. То је још увек случај у многим земљама.

Извори отпада могу се описати различитим функцијама у савременом друштву (видети табелу 1).

Табела 1. Извори отпада

Активност

Опис отпада

Индустрија

Остаци производа
Подразумевани производи

вхолесале

Подразумевани производи

Малопродаја

Транспортно паковање
Подразумевани производи
Органски (из прераде хране)
hrana отпад

потрошач

Транспортно паковање
Малопродајна амбалажа (папир, стакло, метал, пластика, итд.)
Кухињски отпад (органски)
Опасан отпад (хемикалије, нафта)
Кабасти отпад (коришћени намештај) итд.
Баштенски отпад

Изградња и рушење

Бетон, цигле, гвожђе, земља итд.

Инфраструктурне активности

Паркски отпад
Отпад од чишћења улица
Клинкери, пепео и димни гасови из производње енергије
Канализациони муљ
Болнички отпад

Прерада отпада

Одбици из објеката за сортирање
Производи за чишћење клинкера, пепела и димних гасова од
спаљивање

 

Свака врста отпада карактерише њено порекло или врста производа пре него што је постао отпад. Дакле, у основи његове опасности по здравље и безбедност треба да буду постављене на ограничење руковања производом од стране произвођача отпада. У сваком случају, складиштење отпада може створити нове и јаче елементе опасности (хемијска и/или биолошка активност у периоду складиштења).

Управљање чврстим отпадом може се разликовати по следећим фазама:

  • раздвајање на извору на специфичну фракцију отпада у зависности од карактеристика материјала
  • привремено складиштење код произвођача отпада у кантама, врећама, контејнерима или у расутом стању
  • сакупљање и транспорт возилом:
    • ручни, коњски тим, моторизовани и тако даље
    • отворена платформа, затворена каросерија камиона, јединица за сабијање и тако даље
  • трансфер станица: збијање и претовар у веће транспортне јединице
  • постројења за рециклажу и/или прераду отпада
  • прерада отпада:
    • ручно или механичко разврставање у различите фракције материјала за рециклажу
    • прерада претходно сортираних фракција отпада у секундарне сировине
    • прерада за нове (сировине).
    • спаљивање за смањење запремине и/или поврат енергије
    • анаеробна дигестија органских материја за производњу регенератора земљишта, ђубрива и енергије (биогас)
    • компостирање органских материја за производњу регенератора земљишта и ђубрива
  • одлагање отпада:
    • депонију, која треба да буде пројектована и лоцирана тако да спречи миграцију загађених вода (процедних вода са депоније), посебно у ресурсе пијаће воде (ресурсе подземних вода, бунаре и реке).

Рециклажа отпада се може одвијати у било којој фази система отпада, а у свакој фази система отпада могу се појавити посебне опасности по здравље и безбедност на раду.

У друштвима са ниским приходима и неиндустријским земљама, рециклажа чврстог отпада је основни приход за сакупљаче отпада. Обично се не постављају питања о опасностима по здравље и безбедност у овим областима.

У интензивно индустријализованим земљама постоји јасан тренд стављања већег фокуса на рециклажу огромних количина произведеног отпада. Важни разлози превазилазе директну тржишну вредност отпада, а укључују недостатак одговарајућих објеката за одлагање и растућу свест јавности о неравнотежи између потрошње и заштите животне средине. Тако су сакупљање и чишћење отпада преименовани у рециклажу како би се унапредила активност у свести јавности, што је резултирало стрмо растућом свешћу о условима рада у пословању са отпадом.

Данас се надлежни органи за заштиту здравља и безбедност на раду у индустријализованим земљама фокусирају на услове рада који су пре неколико година прошли незапажено уз неизговорено прихватање, као што су:

  • непрописно подизање тешких терета и превелика количина рукованог материјала по радном дану
  • неодговарајуће излагање прашини непознатог састава
  • непримећен утицај микроорганизама (бактерије, гљивице) и ендотоксина
  • непримећено излагање токсичним хемикалијама.

 

Рециклажа

Рециклирање или спасавање је реч која покрива и поновну употребу (употребу у исту сврху) и рекуперацију/опорабу материјала или енергије.

Разлози за спровођење рециклаже могу се променити у зависности од националних и локалних услова, а кључне идеје у аргументима за рециклажу могу бити:

  • детоксикацију опасног отпада када надлежни поставе високе еколошке стандарде
  • опоравак ресурса у областима са ниским приходима
  • смањење обима у подручјима где је претежно депоновање
  • обнављање енергије у областима где конверзија отпада у енергију може заменити фосилна горива (угаљ, природни гас, сирова нафта и тако даље) за производњу енергије.

 

Као што је раније поменуто, рециклажа се може десити у било којој фази система отпада, али рециклирање може бити дизајнирано да спречи да се отпад „рађа“. То је случај када су производи дизајнирани за рециклажу и систем за поновну куповину након крајње употребе, на пример стављањем депозита на посуде за пиће (стаклене флаше и тако даље).

Дакле, рециклажа може ићи даље од пуке примене рекултивације или опоравка материјала из тока отпада.

Рециклажа материјала подразумева, у већини ситуација, одвајање или сортирање отпадних материјала на фракције са минималним степеном финоће као предуслов за коришћење отпада као замене за девичанске или примарне сировине.

Сортирање могу обављати произвођачи отпада (одвајање извора), или након сакупљања, што значи одвајање у централном постројењу за сортирање.

Одвајање извора

Одвајање извора ће, према данашњој технологији, резултирати фракцијама отпада које су „дизајниране“ за прераду. Одређени степен одвајања извора је неизбежан, јер се неке мешавине фракција отпада могу поново раздвојити на употребљиве фракције материјала само уз велики (економски) напор. Дизајн одвајања извора увек мора узети у обзир коначан тип рециклаже.

Циљ система за сортирање извора треба да буде да се избегне мешање или загађење различитих фракција отпада, што би могло бити препрека лакој рециклажи.

Сакупљање фракција отпада сортираног по извору често ће резултирати израженијим опасностима по здравље и безбедност на раду него сакупљање у расутом стању. То је због концентрације специфичних фракција отпада - на пример, токсичних материја. Разврставање лако разградивих органских материја може резултирати високим нивоима изложености опасним гљивама, бактеријама, ендотоксинима и тако даље, када се материјалима рукује или поново пуни.

Централно сортирање

Централно сортирање се може вршити механичким или ручним методама.

Опште је мишљење да механичко сортирање без претходног одвајања извора по данас познатој технологији треба користити само за производњу горива од отпада (РДФ). Предуслови за прихватљиве услове рада су потпуно кућиште механичке опреме и употреба личних „свемирских одела“ када се сервис и одржавање морају извршити.

Механичко централно сортирање са претходним одвајањем извора, са данашњом технологијом, није било успешно због потешкоћа у достизању одговарајуће ефикасности сортирања. Када карактеристике издвојених фракција отпада постану јасније дефинисане и када ове карактеристике постану валидне на националној или међународној основи, онда се може очекивати да ће се развити нове правилне и ефикасне технике. Успех ових нових техника ће бити уско повезан са опрезним разматрањем добијања прихватљивих радних услова.

Ручно централно сортирање треба да подразумева претходно одвајање извора како би се избегле опасности по здравље и безбедност на раду (прашина, бактерије, токсичне супстанце и тако даље). Ручно сортирање треба да буде ограничено само на ограничен број „квалитета“ фракција отпада како би се избегле предвидиве грешке у сортирању на извору и како би се олакшала лака контрола објеката у зони за пријем у постројењу. Како фракције отпада буду јасније дефинисане, биће могуће развити све више уређаја за аутоматске поступке сортирања како би се минимизирала директна изложеност људи штетним материјама.

Зашто рециклажа?

Важно је напоменути да рециклажа није метода обраде отпада коју треба посматрати независно од других пракси управљања отпадом. Да би се допунила рециклажа, неопходно је имати приступ депонији којом се правилно управља, а можда и традиционалнијим постројењима за прераду отпада као што су постројења за спаљивање и постројења за компостирање.

Рециклирање треба проценити у вези са

  • локално снабдевање сировинама и енергијом
  • шта је замењено - обновљиви (тј. папир/дрво) ресурси или необновљиви (тј. нафта) ресурси.

 

Све док се нафта и угаљ користе као енергетски ресурси, на пример, спаљивање отпада и горива добијеног од отпада са повратом енергије представљаће одрживу опцију управљања отпадом засновану на енергетској обнови. Минимизација количина отпада овом методом, међутим, мора да се заврши коначним депонијама које подлежу изузетно строгим еколошким стандардима, што може бити веома скупо.

 

Назад

Изазов

Велика језера су заједнички ресурс између Канаде и Сједињених Држава (види слику 1). Пет великих језера садржи преко 18% светске површинске воде. У басену живи сваки трећи Канађанин (отприлике 8.5 милиона) и сваки девети Американац (27.5 милиона). Базен је индустријско срце обе земље - једна петина индустријске базе САД и једна половина канадске. Економске активности око басена Великих језера стварају процењено 1 билион долара богатства сваке године. Временом су све веће популације и индустријске активности створиле различите стресове на језерима све док се средином века није препознала потреба за усаглашеним деловањем две земље за заштиту Великих језера.

Слика 1. Слив Великих језера: река Св. Лоренс

ЕПЦ100Ф1

Одговор

Од 1950-их, обе земље су успоставиле домаће и билатералне програме за решавање проблема великог загађења, као и за одговор на суптилније проблеме квалитета воде. Као резултат ових акција, воде Великих језера су видљиво чистије него што су биле средином века, количина тешких метала и органских хемикалија је смањена, а нивои загађивача у рибама и воденим птицама су значајно смањени. Успеси акција Канаде и Сједињених Држава за обнову и заштиту Великих језера представљају модел за билатералну сарадњу у управљању ресурсима, али изазови остају.

Студија случаја у перспективи

Претње које представљају постојане токсичне супстанце су, међутим, дугорочне природе и њихово управљање захтева мултимедијални, свеобухватан приступ на извору. Да би се постигао дугорочни циљ виртуелне елиминације упорних токсичних супстанци из Великих језера, еколошке власти, индустрије и други актери у сливу били су пред изазовом да развију нове приступе и програме. Сврха овог извештаја о студији случаја је да пружи кратак резиме канадских програма контроле загађења и напретка који је постигнут до 1995. године, као и да наведе иницијативе за управљање упорним токсичним материјама у Великим језерима. Сличне америчке иницијативе и програми се овде не разматрају. Заинтересовани читаоци треба да контактирају Канцеларију Националног програма Великих језера америчке Агенције за заштиту животне средине у Чикагу за информације о савезним и државним програмима за заштиту Великих језера.

1970-1980-их

Значајан проблем за који је признато да утиче на језеро Ерие 1960-их било је обогаћивање хранљивим материјама или еутрофикација. Идентификована потреба за билатералним акцијама подстакла је Канаду и Сједињене Државе да потпишу први Споразум о квалитету воде на Великим језерима (ГЛВКА) 1972. године. Споразум је навео циљеве за смањење количине фосфора првенствено из детерџената за прање веша и комуналних отпадних вода. Као одговор на ову обавезу, Канада и Онтарио су донели законе и програме за контролу тачкастих извора. Између 1972. и 1987. Канада и Онтарио су уложили више од 2 милијарде долара у изградњу и модернизацију постројења за пречишћавање отпадних вода у басену Великих језера.

Слика 2. Напредак у индустријском смањењу

ЕПЦ100Ф2

ГЛВКА из 1972. године такође је идентификовала потребу за смањењем испуштања токсичних хемикалија у језера из индустрије и других извора као што су изливање. У Канади је проглашење савезних прописа о отпадним водама (крај цеви) 1970-их за конвенционалне загађиваче из главних индустријских сектора (пулпа и папир, рударство метала, прерада нафте и тако даље) обезбедило национални основни стандард, док је Онтарио успоставио сличне смернице за отпадне воде скројен за локалне потребе укључујући и Велика језера. Акције индустрија и општина да испуне ове федералне и онтаријске захтеве за отпадним водама дале су импресивне резултате; на пример, оптерећење фосфором од тачкастих извора до језера Ери је смањено за 70% између 1975. и 1989. године, а испуштања конвенционалних загађивача из седам рафинерија нафте у Онтарију смањена су за 90% од раних 1970-их. Слика 2 показује сличне трендове смањења оптерећења за секторе целулозе и папира и гвожђа и челика.

До средине 1970-их, докази о повишеним концентрацијама токсичних хемикалија у рибама и дивљим животињама Великих језера, репродуктивним абнормалностима код неких птица које једу рибу и опадању популације бројних врста су имплицирали постојане биоакумулативне токсичне супстанце, које су постале нови фокус за бинационалну заштиту напор. Канада и Сједињене Државе потписале су други Споразум о квалитету воде Великих језера 1978. године, у којем су се две земље обавезале да ће „обновити и одржати хемијски, физички и биолошки интегритет вода екосистема Великих језера“. Кључни изазов била је политика „да се забрани испуштање токсичних супстанци у токсичним количинама и да се практично елиминише испуштање било које или свих постојаних токсичних супстанци“. Позив на виртуелну елиминацију је био неопходан, јер се упорне токсичне хемикалије могу концентрисати и акумулирати у ланцу исхране, узрокујући озбиљна и неповратна оштећења екосистема, док хемикалије које нису постојане треба држати испод нивоа који изазивају тренутну штету.

Поред строже контроле тачкастих извора, Канада и Онтарио су развили и/или појачали контролу пестицида, комерцијалних хемикалија, опасног отпада и нетачкастих извора загађења као што су депоније и спалионице. Владине иницијативе постале су више мултимедијално оријентисане, а концепт „од колевке до гроба“ или „одговорне бриге“ за хемикалије постао је нова филозофија управљања животном средином за владу и индустрију. Одређени број постојаних токсичних пестицида је забрањен према савезном Закону о производима за контролу штеточина (ДДТ, Алдрин, Мирек, Токапхене, Цхлордане), а Закон о загађивачима животне средине је коришћен за (1) забрану комерцијалне, производне и прераде употребе постојаних токсичних материја (ЦФЦ, ППБ, ПЦБ, ППТ, Мирек, олово) и (2) за ограничавање ослобађања хемикалија из специфичних индустријских операција (жива, винил хлорид, азбест).

До раних 1980-их, резултати ових програма и мера и сличних америчких напора почели су да дају доказе о повратку. Нивои загађивача у седиментима Великих језера, рибама и дивљим животињама су у паду, а примећена побољшања животне средине су укључивала повратак ћелавих орлова на канадску обалу језера Ери, 200 пута повећање популације корморана, поновну појаву ораола у заливу Џорџијан и поновно успостављање обичне чигре у области луке Торонто – све су биле погођене нивоима постојаних токсичних супстанци у прошлости, а њихов опоравак илуструје успех овог приступа до данас.

Слика 3. Мирекс у јајима галеба харинге

ЕПЦ100Ф3

Тренд ка смањеним концентрацијама неких од упорних токсичних супстанци у рибама, дивљим животињама и седиментима се изједначио средином 1980-их (види Мирек у јајима харинге галеба на слици 3). Научници су закључили да:

  1. Иако су постојећи програми контроле загађења воде и загађивача били од помоћи, они нису били довољни да доведу до даљег смањења концентрација загађивача.
  2. Додатне мере су биле потребне за нетачкасте изворе упорних токсичности укључујући контаминиране седименте, атмосферски унос загађујућих материја великог домета, напуштена депонија и тако даље.
  3. Неки загађивачи могу постојати у екосистему у малим концентрацијама и могу се биоакумулирати у ланцу исхране дуго времена.
  4. Најефикаснији и најефикаснији приступ за суочавање са упорним отровима је да се спречи или елиминише њихово стварање на извору уместо да се практично елиминише њихово ослобађање.

 

Опште се сложило да постизање виртуелне елиминације у животној средини кроз примену филозофије нултог испуштања на изворе и екосистемски приступ управљању квалитетом воде Великих језера треба даље ојачати и промовисати.

Да би поново потврдиле своју посвећеност циљу виртуелне елиминације постојаних токсичних супстанци, Канада и Сједињене Државе су измениле Споразум из 1978. кроз протокол у новембру 1987. (Сједињене Државе и Канада 1987.). Протокол је одредио подручја забринутости у којима је нарушена корисна употреба око Великих језера и захтевала је развој и имплементацију планова корективних акционих планова (РАП) за тачкасте и нетачкасте изворе у одређеним областима. Протокол је такође предвидео планове управљања широм језера (ЛАМП) који ће се користити као главни оквир за решавање нарушавања корисних употреба целог језера и за координацију контроле постојаних токсичних супстанци које утичу на свако од Великих језера. Протокол је такође укључио нове анексе за успостављање програма и мера за ваздушне изворе, контаминиране седименте и депоније, изливања и контролу егзотичних врста.

1990

Након потписивања протокола из 1987. године, циљ виртуелне елиминације снажно су промовисале еколошке интересне групе са обе стране Великих језера, пошто се повећала забринутост због опасности од упорних токсина. Међународна заједничка комисија (ИЈЦ), двонационално савјетодавно тијело створено према Уговору о граничним водама из 1909. године, такођер је снажно заговарала приступ виртуелне елиминације. Бинационална радна група ИЈЦ-а препоручила је стратегију за виртуелну елиминацију 1993. (види слику 4). До средине 1990-их, ИЈЦ и стране покушавају да дефинишу процес за имплементацију ове стратегије, укључујући разматрање социо-економских утицаја.

Слика 4. Процес доношења одлука за виртуелну елиминацију упорних токсичних супстанци из Великих језера

ЕПЦ100Ф4

Владе Канаде и Онтарија реаговале су на више начина да контролишу или смање ослобађање упорних токсина. Важни програми и иницијативе су укратко сумирани у наставку.

Канадски закон о заштити животне средине (ЦЕПА)

Године 1989. Енвиронмент Цанада је консолидовао и поједноставио своје правне мандате у јединствен статут. ЦЕПА даје савезној влади свеобухватна овлашћења (нпр. прикупљање информација, доношење прописа, спровођење) током читавог животног циклуса хемикалија. У складу са ЦЕПА, Прописи о обавештавању о новим супстанцама успостављају процедуре скрининга за нове хемикалије тако да ће постојаним токсичним материјама које се не могу адекватно контролисати бити забрањен увоз, производња или употреба у Канади. Прва фаза програма процене листе приоритетних супстанци (ПСЛ И) завршена је 1994. године; Утврђено је да су 25 од 44 процењене супстанце токсичне према дефиницији ЦЕПА, а развој стратегија управљања за ове токсичне хемикалије започет је у оквиру Процеса стратешких опција (СОП); додатних 56 приоритетних супстанци ће бити номиновано и процењено у фази ИИ ПСЛ програма до 2000. године. Национални инвентар испуштања загађивача (НПРИ) је примењен 1994. како би се индустријским и другим објектима који испуњавају критеријуме извештавања наложило да годишње извештавају о својим испуштањима. у ваздух, воду и земљиште и њихов трансфер у отпад, 178 специфицираних супстанци. Инвентар, направљен по узору на Инвентар токсичних испуштања (ТРИ) у Сједињеним Државама, пружа важну базу података за одређивање приоритета програма превенције и смањења загађења.

Споразум Канаде и Онтарија (ЦОА)

Канада и Онтарио су 1994. поставили стратешки оквир за координирану акцију за обнављање, заштиту и очување екосистема Великих језера са кључним фокусом на смањењу употребе, стварања или ослобађања 13 постојаних токсичних супстанци нивоа И до 2000. године (Канада и Онтарио 1994). ЦОА такође циља на додатну листу од 26 приоритетних токсичности (Тиер ИИ) за значајна смањења. Конкретно за Тиер И супстанце, ЦОА ће: (1) потврдити нулто испуштање пет забрањених пестицида (Алдрин, ДДТ, Цхлордане, Мирек, Токапхене); (2) настојати да избаци из употребе 90% ПЦБ-а високог нивоа, уништи 50% сада у складишту и убрза уништавање ПЦБ-а ниског нивоа у складишту; и (3) траже смањење од 90% у ослобађању преосталих седам супстанци Тиер И (бензо(а)пирен, хексахлоробензен, алкил-олово, октаклоростирен, ПЦДД (диоксини), ПЦДФ (фурани) и жива).

Приступ ЦОА је да тражи квантитативна смањења где год је то изводљиво, а извори се суочавају са изазовом да примењују превенцију загађења и друга средства за постизање циљева ЦОА. Савезно особље Онтарија је већ покренуло четрнаест пројеката како би се постигло смањење/елиминисање супстанци нивоа И и ИИ.

Политика управљања токсичним супстанцама

Препознајући потребу за превентивним приступом и приступом из предострожности, Енвиронмент Цанада је јуна 1995. објавила националну политику управљања токсичним супстанцама као оквир за ефикасно управљање токсичним супстанцама у Канади (Енвиронмент Цанада 1995а). Политика усваја приступ на два колосека (види слику 5) који признаје да акције управљања морају бити прилагођене карактеристикама хемикалија; то је:

  • да практично елиминише из околине супстанце које су претежно антропогене, постојане, биоакумулативне и токсичне (пут И)
  • да имплементира управљање пуним животним циклусом (од колевке до гроба) свим другим супстанцама које изазивају забринутост (пут ИИ).

 

Слика 5. Избор циљева управљања у оквиру Политике управљања токсичним супстанцама

ЕПЦ100Ф5

Скуп научно заснованих критеријума (Енвиронмент Цанада 1995б) (видети табелу 1) биће коришћен за категоризацију супстанци које изазивају забринутост у два колосека. Ако супстанца идентификована за било који колосек није адекватно контролисана у оквиру постојећих програма, додатне мере ће бити идентификоване у оквиру Процеса стратешких опција са више заинтересованих страна. Политика је у складу са Споразумом о квалитету воде Великих језера и усмераваће и уоквирити бројне домаће програме дефинисањем њиховог крајњег еколошког циља, али начин и темпо постизања крајњег циља ће варирати у зависности од хемикалије и извора. Даље, став Канаде о постојаним отровима такође ће бити уоквирен овом политиком у међународним расправама.

Табела 1. Критеријуми за избор супстанци за Политику управљања токсичним супстанцама 1. колосека

Истрајност

 

Биоакумулација

Токсичност

Претежно антропогена

Средњи

Халф-лифе

     

ваздух
вода
Седимент
Соил

≥2 дана
≥182 дана
≥365 дана
≥182 дана

БАФ≥5,000
or
БЦП≥5,000
or
лог Кow ≥КСНУМКС

ЦЕПА-токсично
or
ЦЕПА-токсично
еквивалент

Концентрација
у окружењу углавном
које произилазе из људске делатности

 

Акциони план за хлор

Свеобухватан приступ управљању хлорисаним супстанцама у контексту Политике управљања токсичним супстанцама објавио је у октобру 1994. године Енвиронмент Цанада (Енвиронмент Цанада 1994). Приступ ће бити обрезивање стабла употребе хлора са акционим планом од пет делова који ће (1) циљати акције на критичне употребе и производе, (2) побољшати научно разумевање хлора и његовог утицаја на здравље и животну средину, (3 ) детаљно разјаснити социоекономске импликације, (4) побољшати приступ јавности информацијама и (5) промовисати међународне акције у вези са хлорисаним супстанцама. Употреба хлора је већ смањена у Канади последњих година, на пример за 45% у сектору целулозе и папира од 1988. Имплементација Акционог плана за хлор ће убрзати овај тренд смањења.

Иницијатива за превенцију загађења Великих језера

Снажан програм превенције загађења је успостављен за слив Великих језера. Од марта 1991. године, Енвиронмент Цанада и Министарство животне средине и енергетике Онтарија раде заједно са индустријама и другим заинтересованим странама на развоју и имплементацији пројеката превенције загађења, за разлику од третмана отпада или смањења загађења након његовог стварања. У 1995/96, више од 50 пројеката покриваће комерцијалне хемикалије, управљање опасним отпадом, федералне објекте, индустрију, општине и басен Горњег језера. Слика 6 даје преглед ових пројеката, који спадају у две главне категорије: интеграција програма или добровољни споразуми. Слика такође приказује везе програма са другим програмима о којима је раније било речи (НПРИ, РАП, ЛАМП) и бројним институцијама које блиско сарађују са Енвиронмент Цанада на зеленим технологијама и чистим процесима, као и на обуци, информацијама и комуникацијама. Пројекти превенције загађења могу дати импресивне резултате, о чему сведоче произвођачи аутомобила, који су недавно предузели 15 пилот пројеката, чиме су смањили или елиминисали 2.24 милиона килограма циљаних супстанци из производње аутомобила у погонима Цхрислер, Форд и Генерал Моторс у Онтарију.

Слика 6. Спречавање загађења Великих језера

ЕПЦ100Ф6

Убрзано смањење/елиминација токсина (АРЕТ)

АРЕТ је кооперативна иницијатива више заинтересованих страна покренута 1994. године која тежи коначном елиминисању 14 приоритетних токсичних супстанци са привременим циљем (до 2000. године) 90% смањења/елиминације и смањене емисије (50%) 87 мање штетних токсичних супстанци (Секретаријат АРЕТ-а 1995). Од 1995. године, више од 200 компанија и владиних агенција учествује у овој добровољној иницијативи. Заједно су смањили емисије за 10,300 тона у поређењу са базном 1988. годином и посвећени су смањењу за додатних 8,500 тона до 2000. године.

Бинационалне и међународне стратегије

Поред горе наведених домаћих иницијатива, Канада и Сједињене Државе тренутно развијају двонационалну стратегију за координацију деловања агенција и успостављање заједничких циљева за упорне отрове у сливу Великих језера. Циљеви и циљеви слични Споразуму Канаде и Онтарија за супстанце нивоа И и ИИ и слична листа САД ће бити усвојена. Заједнички пројекти ће бити развијени и имплементирани како би се олакшала размјена информација и дјеловање агенција о приоритетним хемикалијама као што су ПЦБ и жива. Узимајући агресиван приступ виртуелној елиминацији као што је горе наведено, Канада ће моћи да преузме водећу улогу у промовисању међународне акције против упорних токсичних материја. Канада је била домаћин конференције Уједињених нација у јуну 1995. у Ванкуверу како би се глобални дијалог фокусирао на постојане органске загађиваче (ПОП) и истражио приступе превенције загађења за смањење њихових емисија широм света. Канада такође копредседава радном групом Економске комисије Уједињених нација за Европу (УНЕЦЕ) за развој протокола за трајне органске загађиваче у складу са Конвенцијом о прекограничном загађењу ваздуха на великим удаљеностима.

Пример — диоксини и фурани

Више од једне деценије, полихлоровани дибензо-диоксини и фурани су препознати као група упорних токсина који изазивају забринутост за канадску животну средину и Велика језера. Табела 2 резимира федералне акције и смањења издања која су до сада постигнута, илуструјући мешавину програма и иницијатива која је резултирала значајним смањењем ових токсичности. Упркос овим импресивним резултатима, диоксини и фурани ће остати приоритети у оквиру Политике управљања токсичним супстанцама, Акционог плана за хлор, Канадског споразума Онтарија и бинационалне стратегије која је горе наведена, јер виртуелна елиминација захтева даља смањења.

Табела 2. Резиме смањења испуштања диоксина и фурана у Канади

Извори емисија

Редукције

Извјештајном периоду

Иницијативе канадске владе

Избељени отпадни канали из фабрика целулозе

100%

1989-94

ЦЕПА средство против пене, дрвена сечка и
прописи о диоксину/фурану

2,4,5-Т—пестицид

100%

1985

Забрањено за употребу према ПЦПА

2,4-Д—пестицид

100%

1987-90

Садржај диоксина и велика употреба
ограничено према ПЦПА

Пентахлоропхенол
— очување дрвета

— средство за заштиту дрвета


100%

100%


1987-90

1987-90


Прописи према ПЦПА

Забрањено за употребу према ПЦПА

ПЦБ

100%

1984-93

ЦЦМЕ ПЦБ акциони план

Спаљивање
- градски тешки отпад
— опасан +
биомедицински отпад


100%

100%


1989-93

1990-95


ЦЦМЕ оперативни/
смернице за емисије
ЦЦМЕ оперативни/
смернице за емисије

ЦЦМЕ: Канадски савет министара животне средине; ЦЕПА: Канадски закон о заштити животне средине; ПЦПА: Закон о производима за контролу штеточина.

резиме

Дошло је до значајног побољшања квалитета воде Великих језера као резултат акција контроле загађења које су предузеле владе и заинтересоване стране у Канади и Сједињеним Државама од раних 1970-их. Овај извештај студије случаја даје резиме напора и успеха Канаде у суочавању са великим загађењем и конвенционалним загађивачима. Такође описује еволуцију новог приступа (Политика управљања токсичним супстанцама, Акциони план за хлор, превенција загађења, добровољне акције, консултације са заинтересованим странама и тако даље) за решавање много тежих проблема са упорним токсичним супстанцама у Великим језерима. Укратко су описани свеобухватни програми (ЦОА, НПРИ, СОП, ПСЛ и тако даље) који се уводе у циљу постизања циља виртуелне елиминације. Детаљи канадског приступа садржани су у наведеним референцама.

 

Назад

" ОДРИЦАЊЕ ОД ОДГОВОРНОСТИ: МОР не преузима одговорност за садржај представљен на овом веб порталу који је представљен на било ком другом језику осим енглеског, који је језик који се користи за почетну производњу и рецензију оригиналног садржаја. Одређене статистике нису ажуриране од продукција 4. издања Енциклопедије (1998).“

Садржај

Референце за контролу загађења животне средине

Америчко удружење за јавно здравље (АПХА). 1995. Стандардне методе за испитивање воде и отпадних вода. Александрија, Ва: Федерација водене средине.

Секретаријат АРЕТ-а. 1995. Лидери заштите животне средине 1, Добровољне обавезе за акцију против токсичности кроз АРЕТ. Хулл, Квебек: Канцеларија за истраживање животне средине Канаде.

Бисхоп, ПЛ. 1983. Загађење мора и његова контрола. Њујорк: МцГрав-Хилл.

Бровн, ЛЦ и ТО Барнвелл. 1987. Модели побољшаног квалитета воде потока КУАЛ2Е и КУАЛ2Е-УНЦАС: Документација и упутство за употребу. Атхенс, Га: УС ЕПА, Енвиронментал Ресеарцх Лаб.

Бровн, РХ. 1993. Пуре Аппл Цхем 65(8):1859-1874.

Цалабресе, ЕЈ и ЕМ Кенион. 1991. Токсичност ваздуха и процена ризика. Челси, Мич: Луис.

Канада и Онтарио. 1994. Споразум Канаде и Онтарија о поштовању екосистема Великих језера. Хулл, Квебек: Канцеларија за истраживање животне средине Канаде.

Дилон, ПЈ. 1974. Критички преглед Воленвајдеровог модела буџета за нутријенте и других сродних модела. Ватер Ресоур Булл 10(5):969-989.

Ецкенфелдер, ВВ. 1989. Контрола индустријског загађења воде. Њујорк: МцГрав-Хилл.

Ецономопоулос, АП. 1993. Процена извора загађења ваздуха воде и земљишта. Водич за технике брзог пописа извора и њихову употребу у формулисању стратегија контроле животне средине. Први део: Технике брзе инвентаризације у загађењу животне средине. Други део: Приступи за разматрање у формулисању стратегија контроле животне средине. (Необјављени документ ВХО/ИЕП/93.1.) Женева: СЗО.

Агенција за заштиту животне средине (ЕПА). 1987. Смернице за одређивање заштитних подручја ушћа бунара. Енглевоод Цлиффс, Њ: ЕПА.

Енвиронмент Цанада. 1995а. Превенција загађења - Савезна стратегија за акцију. Отава: Енвиронмент Цанада.

—. 1995б. Превенција загађења - Савезна стратегија за акцију. Отава: Енвиронмент Цанада.

Фреезе, РА и ЈА Цхерри. 1987. Подземне воде. Енглевоод Цлиффс, Њ: Прентице Халл.

Глобални систем за праћење животне средине (ГЕМС/ваздух). 1993. Глобални програм за праћење и процену квалитета ваздуха у градовима. Женева: УНЕП.

Хоскер, РП. 1985. Ток око изолованих структура и кластера зграда, преглед. АСХРАЕ Транс 91.

Међународна заједничка комисија (ИЈЦ). 1993. Стратегија виртуелне елиминације перзистентних токсичних супстанци. Вол. 1, 2, Виндзор, Онт.: ИЈЦ.

Канарек, А. 1994. Допуна подземних вода са општинским отпадним водама, базени за пуњење Сорек, Иавнех 1 & Иавнех 2. Израел: Мекоротх Ватер Цо.

Лее, Н. 1993. Преглед ЕИА у Европи и њена примена у Нев Бундесландеру. У УВП

Лајтфаден, приредио В Клајншмит. Дортмунд .

Метцалф и Едди, И. 1991. Третман отпадних вода, одлагање и поновна употреба. Њујорк: МцГрав-Хилл.</