Предельно допустимые выбросы (ПДВ) и предельно допустимые концентрации (ПДК): нормативная база, расчёт, влияние метеопараметров и экологические последствия

Михаил
8 мин. на прочтение
2
24 Mar 2025
24 Mar 2025

Введение

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) и предельно допустимые концентрации (ПДК) — ключевые понятия в области охраны атмосферного воздуха. Они определяют, сколько загрязняющих веществ может выбрасывать предприятие, чтобы не нанести вред здоровью человека и окружающей среде. Расчёт ПДВ основывается на моделировании рассеивания загрязняющих веществ, учёте метеорологических условий (скорость и направление ветра, температура, влажность, давление), а также на нормативных требованиях, установленных законодательством.

В этой статье мы подробно рассмотрим:

Нормативные акты, регулирующие выбросы и качество атмосферного воздуха.
Что такое ПДК, как они устанавливаются и почему существуют разовые, среднесуточные и среднегодовые значения.
Процентили метеопараметров: что это, как они влияют на рассеивание загрязняющих веществ.
Роль розы ветров в определении зон максимального загрязнения.
Подробный расчёт ПДВ с учётом процентилей, розы ветров и нормативных требований.
Связь между выбросами, ПДК и экологическими последствиями.

1. Нормативные акты, регулирующие выбросы и качество атмосферного воздуха

Основные законы и нормативные документы

Нормативный акт	Описание
Федеральный закон № 96-ФЗ "Об охране атмосферного воздуха"	Основной закон, регулирующий охрану атмосферного воздуха. Устанавливает требования к нормированию выбросов, контролю за их соблюдением и ответственности за нарушения.
ГН 2.1.6.3490-17 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений"	Устанавливает ПДК для более чем 600 загрязняющих веществ. Разработан на основе токсикологических и эпидемиологических исследований.
СанПиН 2.1.6.1032-01 "Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха"	Определяет гигиенические требования к качеству воздуха в населённых пунктах, включая методы контроля и оценки загрязнения.
ОНД-86 "Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах предприятий"	Основной документ для расчёта рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере. Используется для определения ПДВ.
Приказ Минприроды России № 352 от 06.06.2017 "Об утверждении методик расчёта выбросов загрязняющих веществ"	Содержит методики расчёта выбросов для различных отраслей промышленности.
ГОСТ 17.2.3.02-2014 "Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов загрязняющих веществ"	Устанавливает правила определения ПДВ для предприятий.

2. Предельно допустимые концентрации (ПДК): виды, назначение и установление

Что такое ПДК?

ПДК — это максимальная концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе, которая не оказывает вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду при постоянном или временном воздействии.

Виды ПДК

Разовые (максимальные):

Предельная концентрация, которая не должна превышаться в течение 20 минут.
Применяется для оценки кратковременного воздействия загрязняющих веществ.
Пример: ПДК для диоксида серы (SO₂) — 0.5 мг/м³.

Среднесуточные:

Предельная концентрация, которая не должна превышаться в течение суток.
Применяется для оценки воздействия загрязняющих веществ на организм человека при длительном воздействии.
Пример: ПДК для оксида углерода (CO) — 3 мг/м³.

Среднегодовые:

Предельная концентрация, которая не должна превышаться в течение года.
Применяется для оценки хронического воздействия загрязняющих веществ.
Пример: ПДК для взвешенных частиц (PM10) — 0.06 мг/м³.

Почему для многих веществ установлены только разовые ПДК?

Недостаток данных:

Для многих веществ отсутствуют долгосрочные исследования, подтверждающие их безопасность при длительном воздействии.

Токсикологические особенности:

Некоторые вещества оказывают острые эффекты (например, раздражение слизистых оболочек) даже при кратковременном воздействии, но не накапливаются в организме.
Пример: Хлор (Cl₂) имеет разовый ПДК (0.1 мг/м³), но не имеет среднесуточного и среднегодового.

Экономические и технические ограничения:

Установление среднесуточных и среднегодовых ПДК требует длительных и дорогостоящих исследований, которые не всегда проводятся.

Кто устанавливает ПДК?

ПДК устанавливаются Роспотребнадзором на основе исследований, проведённых научными организациями, такими как:

Федеральный центр гигиены и эпидемиологии.
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды.

3. Процентили метеопараметров и их роль в расчёте рассеивания загрязняющих веществ

Что такое процентили?

Процентили — это статистические показатели, которые делят совокупность данных на 100 равных частей. В расчётах рассеивания загрязняющих веществ используются процентили метеопараметров, чтобы оценить неблагоприятные условия.

Какие процентили используются?

95-й процентиль скорости ветра:

Скорость ветра, ниже которой ветер дует 95% времени.
Используется для оценки наихудших условий рассеивания, так как при низкой скорости ветра загрязняющие вещества хуже рассеиваются.

Процентили температуры и влажности:

Учитываются для оценки температурной стратификации атмосферы и химических реакций.

Влияние метеопараметров на рассеивание

Метеопараметр	Влияние на рассеивание
Скорость ветра	Высокая скорость улучшает рассеивание, низкая — ухудшает.
Направление ветра	Определяет, в каких зонах будет максимальное загрязнение.
Температура	Влияет на вертикальное перемешивание воздуха. Низкая температура может приводить к инверсии, что ухудшает рассеивание.
Влажность	Влияет на химические реакции и оседание частиц.
Атмосферное давление	Влияет на плотность воздуха и подъёмную силу выбросов.

4. Роза ветров и её роль в определении зон максимального загрязнения

Что такое роза ветров?

Роза ветров — это графическое представление повторяемости ветров по направлениям за определённый период (обычно год). Она показывает, с какой частотой и силы дуют ветры в разные стороны.

Как роза ветров используется в расчётах?

Определение преобладающих направлений ветра:

Позволяет оценить, в каких зонах (например, жилых) будет наблюдаться максимальное загрязнение.

Корректировка высоты труб:

Если преобладающие ветры дуют в сторону жилой зоны, может потребоваться увеличение высоты трубы для улучшения рассеивания.

Оценка рисков:

Позволяет спрогнозировать, какие территории могут быть загрязнены при неблагоприятных метеоусловиях.

5. Подробный расчёт ПДВ с учётом процентилей, розы ветров и нормативных требований

Исходные данные для расчёта

Характеристики источников выбросов:

Высота трубы (HHH).
Диаметр устья трубы (DDD).
Скорость выхода газовоздушной смеси (w0w_0w0).
Температура газовоздушной смеси (TгT_гTг).
Температура окружающего воздуха (TвT_вTв).

Метеопараметры:

Скорость ветра (uuu, м/с) — 95-й процентиль.
Коэффициент температурной стратификации (AAA).
Коэффициенты mmm и nnn, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси.

Роза ветров — определяет направления, в которых выбросы будут переноситься чаще всего.

ПДК загрязняющих веществ — для каждого вещества устанавливается своё значение.

Формула расчёта максимальной приземной концентрации (ОНД-86)

где:

Расчёт ПДВ

ПДВ устанавливается таким образом, чтобы максимальная приземная концентрация не превышала ПДК: