Проблеми використання зведених розрахунків забруднення атмосфери для нормування та квотування
Алексейченко Т. Г.,
Ажиганич Т. Є.,
Антипін О. Ст ,
Софанков І. С.
ТОВ «Кузбаський екологічний центр», Кемерово, пр.Кузнецький,14, е-mail: [email protected]
В Україні вже понад 20 років функціонує державна система управління викидами забруднюючих речовин (ЗВ) в атмосферу від джерел забруднення атмосфери (ІЗА) промислових підприємств [1, 2]. Метою системи є досягнення нормативного рівня забруднення повітряного басейну (СБ) населених місць шляхом фінансового та адміністративного примусу підприємств до виконання атмосфероохоронних заходів щодо зниження викидів. Система управління викидами ІЗА базується на великій інформаційній базі, що включає нормативи якості СБ, параметри викидів промислових ІЗА, кліматичні параметри території, дані спостережень за забруднення атмосфери, вартісні показники. Збір та використання інформації базується на відповідних нормативних документах [1, 2, 3, 4], покликаних забезпечити однаковість та сумісність даних не тільки для конкретного міста, а й на федеральному рівні.
Крім того, проведення таких розрахунків сприяє підвищенню ефективності роботи підрозділів державної експертизи. Це стає можливим завдяки тому, що в процесі розробки зведеного тому ПДВ створюється комп'ютерний банк даних, який містить у собі карту-схему міста з нанесеними на неї промисловими та житловими районами, дані інвентаризації ІЗА всіх підприємств, плани заходів (як довгострокових, так і на періоди НМУ) та результатів розрахунків. Все це може бути надалі використано для розрахунковогомоніторингу забруднення атмосфери міста, експертизи будівництва нових підприємств, містобудівних цілей, медико-біологічних оцінок тощо.
Проведення зведених розрахунків та нормування викидів для м. Кемерова
Кузбаський екологічний центр протягом ряду років виконує роботи, спрямовані на проведення зведених розрахунків забруднення атмосфери для міст Кемеровської області та використання цих розрахунків для нормування викидів. На даний час проведено зведені розрахунки для міст Білово (743 ІЗА та 60 ЗВ), Ленінська-Кузнецького (692 ІЗА та 93 ЗВ), Березовського (318 ІЗА та 52 ЗВ), Маріїнська (295 ІЗА та 52 ЗВ), Юрги (624 ІЗА та 77 ЗВ). Для проведення розрахунків максимальних приземних концентрацій, побудови карток забруднення атмосфери та необхідного для досягнення нормативів якості АВ зниження викидів кожного джерела по всіх ЗВ використовується програмний комплекс ЕРА (докладніше див. www.logos-plus.ru). Результати розрахунків як забруднення, так і коефіцієнтів зниження викидів показують, що загалом по перерахованих містах основну проблему становлять численні опалювальні котельні, значна частина яких не оснащена очищенням.
У найбільш повному обсязі проведено роботи з проведення зведених розрахунків та нормування викидів для обласного центру Кузбасу – міста Кемерова. Станом на сьогоднішній день у розрахунках враховано 181 промислове підприємство (3500 ІЗА). Відповідно до ОНД-86 [4] при використанні ПК ЕРА проведено зведені розрахунки забруднення атмосфери міста по всіх (внесених в інвентаризацію) забруднюючих речовин (183 речовини) та утворених ними груп сумації (21 група). На першому етапі з використанням серії пробних розрахунків у процесі взаємодії з представниками підприємств здійснено уточненнякоригування координат та параметрів ІЗА, списку ЗВ та груп сумації (ГС) речовин односпрямованої дії. Після проведення основних розрахунків забруднення атмосфери міста виявлено список ЗВ та ГС, за якими в районах житлової забудови та межах санітарно-захисної зони розрахункове забруднення відповідає нормативному, та існуючі викиди можуть бути рекомендовані як ПДВ. Для 36 речовин та 20 груп сумації в районах житлової забудови або на межах об'єднаних санітарно-захисних зон промузлів порушуються нормативи чистоти атмосферного повітря. Приклад розрахункової оцінки максимальних приземних концентрацій по діоксиду азоту представлений малюнку 1. За таким ЗВ проведено розрахунки перспективу з урахуванням запропонованих підприємствами заходів щодо зниження викидів. Однак практично завжди існує ціла низка ЗВ, які продовжують перевищувати ГДК навіть після врахування всіх перспективних атмосфероохоронних заходів. У результаті виникає завдання розробки додаткових заходів, або розрахунку необхідних коефіцієнтів зниження викидів підприємств, знайдених за результатами зведених розрахунків.
Для розрахунку коефіцієнтів зниження викидів ІЗА м.Кемерова використано методики МНР-87 [7] та рівного квотування [6]. Для кожного конкретного ЗВ перевага надається тій методиці, яка дозволяє досягти нормативного забруднення при меншому зниженні сумарного викиду в цілому по місту. При цьому для кожного окремого ЗВ із застосуванням спеціальної процедури ПК ЕРА вибираються всі розрахункові точки в житловій забудові і на межі санітарно-захисної зони, де розрахункові концентрації перевищують ГДК (або 0,8 ГДК для територій, що особливо охороняються). Крапки впорядковуються за спаданням. Для обраних точок заново проводиться спеціальний розрахунок, у процесі якого видаються впорядку зменшення всі вкладники, що створюють 95% сумарної концентрації. Після цього визначаються коефіцієнти нормування, що показують рівень зниження викидів, необхідний досягнення ГДК. Потім проводиться перевірочний розрахунок і, у разі необхідності, процедура повторюється до повного досягнення ГДК (або 0,8 ГДК для територій, що особливо охороняються) у всіх розрахункових точках. За знайденими коефіцієнтами зниження окремих ЗВ проводиться розрахунок забруднення атмосфери для ГС. Якщо приземні концентрації для ГС перевищують рівень 1,0 або 0,8 (для територій, що особливо охороняються), то розраховуються додаткові коефіцієнти зниження, які розподіляються за окремими ЗВ, що утворюють групу сумації. Внаслідок цього визначається безліч міських ІЗА, без зниження викидів яких (або впровадження на них інших заходів) неможливо досягти нормативного рівня забруднення атмосферного повітря. Пропозиції щодо необхідних зниження викидів для всіх підприємств передаються до територіального підрозділу МПР України, до компетенції якого входить встановлення нормативів ПДВ та видача дозволів на викид.
Природно, в процесі проведення такої складної та об'ємної роботи виникає ціла низка проблем, найважливіші з яких будуть коротко розглянуті нижче.
Облік внеску автотранспорту
У томі ПДВ для м. Кемерова вперше в Кемеровській області зроблено спробу врахувати внесок у забруднення атмосфери міста викидів автотранспорту. Для цієї мети за результатами експедиційних досліджень складу та інтенсивності транспортних потоків отримано викиди значної частини автошляхів з використанням методики [7] та розраховано можливі вклади у забруднення атмосфери міста на період максимального навантаження магістралей. Проведені розрахунки показують, що включення до складуІЗА автошляхів робить дуже істотний внесок у забруднення по ряду ЗВ, що викидаються автомобілями. Понад те, за деякими ЗВ розрахункові вклади автотранспорту в сумарне забруднення значно перевищують максимально-разовые ГДК, зокрема з діоксиду азоту (до 10 ГДК, див. малюнок 2) і оксиду вуглецю (до 3 ГДК). Якщо врахувати, що обидва ці ЗВ спільно присутні у кількох ДС, то стає очевидним, що облік автотранспорту може суттєво посилити вимоги до нормативів викидів для стаціонарних ІЗА промислових підприємств.
Нормування викидів підприємств енергетики
Вклад основних підприємств м. Кемерова в сумарний містом валовий викид
| Найменування підприємства | % вкладу |
| Кемеровська ДРЕС | 29,855% |
| Ново-Кемеровська ТЕЦ | 28,604% |
| КОАТ «Азот» | 11,844% |
| ВАТ «Кокс» | 6,022% |
| Філія ВАТ «Вугільна компанія «Кузбасрозрізвугілля» | 5,707% |
| Кемеровська ТЕЦ | 3,139% |
Зіставлення розрахунків із даними спостережень
У методичних вказівках щодо проведення зведених розрахунків забруднення атмосфери [5] передбачено етап зіставлення результатів розрахунків із даними спостережень, здійснюваних на стаціонарних постах Росгідромету. У місті Кемерово на відміну міст Кузбасу, де зведені розрахунки проведено раніше, розташовані 8 стаціонарних постів, у яких здійснюються виміри по 24 забруднюючих речовин, як основним, і специфічним. Зокрема, спостереження з діоксиду азоту проводяться на 6 постах. Результати зіставлення розрахунків і вимірів представлені малюнку 4. Дивлячись на малюнок,досить складно сказати, як класифікувати відповідність розрахункових та виміряних концентрацій. Тому необхідно розібратися, що ми вважаємо, і з якими характеристиками вимірів слід порівнювати розрахунок.
Оскільки основним завданням зведеного тому в м. Кемерово є встановлення ПДВ для промислових ІЗА, то база даних містить інформацію про значення викидів підприємств у періоди їх максимального регламентного навантаження, а автотранспорту - на добу з найбільш інтенсивним рухом. Розрахункова методика ОНД-86 націлена на обчислення разових (осреднених за 20 хвилин) концентрацій для нормальних (досить часто зустрічаються) несприятливих метеоумов. І для збігу розрахунків із вимірами концентрацій необхідне поєднання максимальних викидів всіх ІЗА з реалізацією закладених у моделі [4] нормальних несприятливих умов поширення домішок (які не є найбільш несприятливими). Зрозуміло, що в масштабі цілого міста таке одномоментне поєднання практично неможливе. Тому значення розрахункових концентрацій у кожній точці території міста, одержувані в процесі зведених розрахунків, повинні (при досить повному та правильному завданні викидів) розглядатися як верхні оцінки можливих значень приземних разових концентрацій, що вимірюються в тій же точці за нормальних метеоумов. Загалом прийнято вважати, що методика розраховує максимальну приземну концентрацію, ймовірність перевищення якої трохи більше 2 % [8]. На постах за даними вимірів будується розподіл, і у ньому визначається концентрація, ймовірність перевищення якої 5 % (представлена малюнку 4 як 5 %-й максимум). Що стосується абсолютного виміряного максимуму (рисунок 4), то по-перше, він може містити випадкову помилку спостереження, по-друге, може вловитикороткочасне підвищення викиду найближчих джерел, і, нарешті, цей максимум (та й найближчі до нього значення) практично завжди відноситься до аномальних несприятливих метеоумов (штиль, піднята інверсія) [8, 9]. Такі метеоумови не укладаються у рамки стаціонарних моделей типу [4], викликають ефект накопичення ЗВ у приземному шарі атмосфери, і, як наслідок, підвищені концентрації приземних. З усього сказаного випливає, що зіставлення розрахунків по ОНД-86 та вимірів стаціонарних постів Росгідромету можна вважати задовільним, якщо розрахункова концентрація лежить між 5%-м квантилем розподілу та абсолютним максимумом. Таким чином, наведені на малюнку 4 результати можна вважати прийнятними, а повноту інвентаризації та розрахунки максимальних приземних концентрацій по діоксиду азоту досить повними та придатними для нормування викидів. На жаль, далеко не за всіма ЗВ картина зіставлення розрахункових та виміряних концентрацій показує задовільну відповідність. Однак ніде в нормативних документах не розглядається (а лише згадується) питання про процедуру порівняння розрахункових та виміряних показників забруднення, про те, яке порівняння можна вважати задовільним та, головне, як слід діяти розробникам зведених розрахунків та нормативів ПДВ у разі, якщо ці дані суттєво не збігаються.
Квотування
Отримані в процесі розробки зведеного тому по місту Кемерово матеріали є достатнім набором вихідних даних для розрахунку полів квот концентрацій (ПКК) [1, 5] всіх промислових підприємств Кемерова. Однак перед проведенням остаточних розрахунків ПКК методичними вказівками [5] передбачається етап узгодження проектів квот представниками взаємовпливових підприємств із проведеннямперевірки результатів узгодження щодо дотримання гігієнічних критеріїв якості повітря шляхом додаткових зведених розрахунків забруднення атмосфери. На даний момент, на додаток до результатів, що містяться в представленому томі, отримані списки взаємовпливових підприємств і джерел по кожній забруднюючій речовині (з перевищенням ГДК). Проте нормативні документи, що регламентують порядок квотування на рівні взаємовідносин підприємство-підприємство та підприємство-контролюючий орган зараз не мають відповідної юридичної забезпеченості, що гальмує розробників тому ПДВ, готових на даний час до науково-методичного та розрахункового супроводу процесу погодження ПКК.