Вредные выбросы цементного производства
Вредные выбросы цементного производства
Выбор группы маркерных веществ для оптимизации системы мониторинга атмосферного воздуха
УТВЕРЖДЕНЫ Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Е.Н.Беляевым 14 ноября 1995 г.
1. Введение
Неотъемлемым условием эффективности систем мониторинга на урбанизированных территориях является соответствие программ наблюдений реальным показателям выбросов загрязняющих веществ: номенклатуре примесей, их валовым массам, показателям опасности отдельных ингредиентов и пр.
В условиях промышленно развитых территорий в атмосферу выбрасывается одновременно до нескольких сотен загрязняющих веществ. Организация лабораторного мониторинга за всем комплексом примесей в таких условиях представляется делом сложным и дорогостоящим. Вместе с тем, предварительная обработка исходной информации об источниках загрязнения атмосферы позволяет оптимизировать весь процесс контроля качества окружающей среды.
Одной из предпосылок предварительной обработки информации о выбросах является то, что определенные технологические процессы являются источниками образования и выделения конкретных примесей, причем массы составляющих компонентов находятся в определенной пропорции.
Исходной информацией для предварительной статистической обработки являются данные формы 2-ТП "Воздух" о выбросах промпредприятий. Формы заполняются в соответствии с технологическими регламентами процессов и содержат данные обо всех выделяемых примесях.
Для накопления информации о выбросах промпредприятий были созданы программные продукты типа автоматизированного рабочего места (АРМ), где данные о валовых выбросах содержатся на уровне отдельного промышленного предприятия.
Предназначены для служб оперативного и систематического контроля за качеством окружающей среды.
2. Общие положения
2.1. Основные термины и определения
Корреляционной плеядой называется группа веществ, внутри которой наблюдается тесная корреляционная взаимосвязь.
Маркерным веществом (или маркером) называется наиболее яркий представитель корреляционной плеяды, который выбирается исходя из определенных критериев. Особенностью маркерного вещества является то, что по его значению можно оценить значения всех веществ, входящих в корреляционную плеяду.
Под фактором или переменной понимается вариационный ряд значений величин выбросов промышленными предприятиями отдельного вещества (ингредиента).
Общими факторами называются переменные, используемые для представления всех исходных переменных. Общие факторы определяются методами факторного анализа и имеют особенности: они не коррелированны между собой и имеют единичные дисперсии.
2.2. Цели и задачи
Основной целью методики выделения маркерных веществ является оптимизация работ по контролю качества атмосферного воздуха с целью снижения затрат при условии достаточной надежности полученных результатов.
Предназначена для разработки графоаналитической структуры лабораторного качества окружающей среды.
Позволяет оценить корреляционную связь различных примесей между собой и получить ориентировочный прогноз загрязнения при определенном уровне маркерных веществ.
Дает возможность оперативно определять предприятия - вероятные источники загрязнения атмосферы конкретными примесями.
3. Сбор и подготовка исходной информации
3.1. Накопление исходной информации
Накопление баз данных осуществляют в программных продуктах, позволяющих поддерживать информацию о выбросах отдельных промышленных предприятий за ряд лет по всему перечню выбрасываемых примесей, а также осуществлять обобщение данных по территориям различного уровня: район города, город в целом и т.п.
Возможна сортировка БД по любому из ингредиентов и расчет долевых вкладов предприятий в валовый выброс по территории.
База данных по постам наблюдения содержит информацию о разовых концентрациях примесей с разбивкой по суткам (источник - формы ТЗА стационарных постов наблюдения). Автоматически производится расчет среднесуточных, среднемесячных и среднегодовых концентраций загрязнений.
Система в обязательном порядке включает в себя вспомогательные базы данных: кодификатор вредных веществ в атмосферном воздухе, санитарно-гигиенические нормативы (ПДКмр, ПДКсс, ОБУВ), кодификаторы предприятий и территорий.
3.2. Предварительная обработка данных
В связи с применением в настоящей методике вероятностных способов оценки необходима предварительная статистическая обработка имеющихся массивов данных, которая предназначена для выявления грубых ошибок. При анализе аномальных (резко выделяющихся) наблюдений для отдельно взятого фактора его значения рассматриваются как самостоятельный вариационный ряд и для него определяются аномальные наблюдения с 5%-ным уровнем значимости.
Анализ аномальных наблюдений выполняется до основной обработки данных. Это необходимо для исключения из матрицы исходных данных грубых ошибок и резко выделяющихся наблюдений, уровни которых сложились под влиянием особых факторов, не характерных для основной совокупности. Аномальные наблюдения определяются для каждого значения фактора в отдельности с использованием статистики:
где - -тое наблюдение -того фактора;
- среднее значение -того фактора;
- среднее квадратическое отклонение -того фактора.
Данная статистика имеет распределение Стьюдента и сравнивается с табличным значением коэффициента Стьюдента для уровня значимости =0,95 с степенями свободы (где - количество наблюдений). Если значение , то данное наблюдение является аномальным и подлежит корректировке или удалению.
Следует отметить, что резко выделяющиеся наблюдения могут содержать достаточно важную информацию, и при удалении из анализируемой совокупности аномальных наблюдений теряется потенциально важная информация о факторах. Поэтому вместо удаления таких наблюдений используются процедуры оценки параметров распределения, нечувствительные к структуре данных. Эти процедуры оценивания называются робастными. Одна из таких процедур - винзоризованные оценки. Сущность данной процедуры заключается в замене кратных аномальных значений упорядоченного ряда на последующие и предшествующие значения наблюдений этого ряда.
4. Порядок выбора маркерных веществ
4.1. Общий алгоритм
Задача выбора маркерных веществ состоит в том, чтобы все выбрасываемые промышленными предприятиями загрязняющие вещества на территории разделить на группы, внутри которых наблюдается тесная корреляционная взаимосвязь, а затем по некоторым критериям из каждой группы выбрать вещество-маркер, характеризующее состояние всей группы.
При выборе маркерных веществ необходимо использовать и обрабатывать информацию двух уровней:
информация о суммированных выбросах промышленными предприятиями на рассматриваемой территории;
информация о выбросах отдельных предприятий, расположенных на рассматриваемой территории.
Для каждого из уровней необходимо произвести аналогичные расчеты по определению маркеров, которые сводятся к следующим действиям:
1. Просуммировать массы выбросов загрязняющих веществ промышленных предприятий, находящихся на исследуемой территории в разрезе ингредиентов (для анализа данных территориального уровня).
2. Определить количество общих факторов, объясняющих определенную часть общей дисперсии. Для этого необходимо использовать следующий критерий: количество необходимых общих факторов определяется количеством собственных значений корреляционной матрицы больших либо равных единице. В этом случае общие факторы будут объяснять 95% общей дисперсии.
3. К данным каждого из уровней необходимо применить метод определения главных факторов факторного анализа, в результате чего формируется так называемая матрица факторных нагрузок. Коэффициенты этой матрицы представляют собой не что иное, как коэффициенты корреляции между исходным фактором и общим фактором.
4. Для более четкой группировки факторов к матрице факторной нагрузки необходимо применить метод ортогонального вращения "варимакс". Это приведет к увеличению больших и уменьшению малых факторных нагрузок.
5. Используя матрицу факторных нагрузок, сгруппировать все исходные факторы. В качестве критерия группировки необходимо использовать максимальную факторную нагрузку с одним из общих факторов. В результате все исходные факторы распределятся по группам, количество которых определяется количеством общих факторов.
6. Рассчитать показатель М/ПДК и отсортировать факторы внутри группы по этому показателю.
7. В качестве вещества-маркера для каждой группы следует выбирать фактор с максимальным показателем М/ПДК.
4.2. Определение количества общих факторов
Для определения количества общих факторов необходимо отыскать спектр собственных значений корреляционной матрицы исходных факторов. Спектр собственных значений корреляционной матрицы порядка совпадает с множеством корней алгебраического уравнения -й степени:
где - количество исходных факторов;
- единичная матрица порядка .
Алгоритм расчета собственных значений реализован в пакетах прикладных программ (ППП) STATGRAF (процедура Factor), SAS (процедура proc factor).
После определения собственных значений корреляционной матрицы выбирается количество общих факторов равное количеству собственных значений больших единицы.
4.3. Расчет факторных нагрузок
Для применения к имеющимся данным факторного анализа вводится факторная модель:
где - исходные факторы;
- специфические (характерные) факторы.
Используя факторную модель, определяем по корреляционной матрице оценки факторных нагрузок. Для этого используем метод определения главных факторов. Этот метод реализован в пакетах прикладных программ STATGRAF (процедура Factor) и SAS (процедура proc factor).
4.4. Вращение факторов
Следующим шагом после определения факторных нагрузок является интерпретация (или группировка) каждого фактора. Для этого можно воспользоваться неоднозначностью определения факторов. Полученные общие факторы . можно заменить их линейными комбинациями, которые будут взаимно не коррелированы и имеют единичные дисперсии. Причем, новый набор общих факторов также будет удовлетворять факторной модели. Процедура получения нового набора факторов называется ортогональным вращением факторов. После вращения модель может быть записана в виде:
Вредные выбросы цементного производства
ГОСТ Р 56828.45-2019
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НАИЛУЧШИЕ ДОСТУПНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Производство цемента. Производственный экологический контроль
Best available techniques. Production of cement. Industrial ecological control
* По данным официального сайта Росстандарта ОКС 13.030.01, 13.040.01,
13.040.40, здесь и далее. - Примечание изготовителя базы данных.
Дата введения 2019-03-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Некоммерческой организацией "Союз производителей цемента "СОЮЗЦЕМЕНТ" (НО "СОЮЗЦЕМЕНТ") совместно с Федеральным государственным автономным учреждением "Научно-исследовательский институт "Центр экологической промышленной политики" (ФГАУ "НИИ "ЦЭПП")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 113 "Наилучшие доступные технологии"
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Производственный экологический контроль (ПЭК) является основой обеспечения экологической безопасности и осуществляется предприятием самостоятельно за счет собственных источников финансирования в целях соблюдения требований в области охраны окружающей среды, установленных Федеральным законом [1].
Объектами ПЭК предприятий, подлежащих регулярному наблюдению, являются:
- источники выбросов загрязняющих веществ (ЗВ);
- источники сбросов ЗВ;
- источники образования и объекты размещения отходов производства и потребления.
Постановлениями Правительства Российской Федерации [2], [3] определены области применения наилучших доступных технологий (НДТ). К ним относятся объекты по производству цементного клинкера во вращающихся печах или в других печах (с проектной мощностью 500 т/сут и более).
Основное назначение настоящего стандарта заключается в формировании информационной основы для подтверждения соблюдения установленных технологических нормативов и снижения негативного воздействия от предприятий по производству цемента на окружающую среду путем:
- предотвращения дальнейшего загрязнения и уменьшения уровня загрязнения атмосферного воздуха;
- предотвращения загрязнения водных объектов;
- снижения образования отходов производства.
Настоящий стандарт содержит положения, применение которых позволит обеспечить соблюдение установленных нормативов воздействия на окружающую среду, нормативов качества окружающей природной среды в зоне влияния хозяйственной деятельности в условиях перехода предприятий на НДТ, что в итоге должно привести к повышению конкурентоспособности отрасли при одновременном снижении уровня негативного воздействия на окружающую среду от предприятий по производству цемента.
Настоящий стандарт применим для обеспечения как периодического, так и непрерывного ПЭК.
Объектом стандартизации являются предприятия по производству цемента.
Предметом стандартизации является система ПЭК.
Аспектами стандартизации являются аспекты эффективной организации ПЭК в цементной промышленности.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает порядок организации и проведения производственного экологического контроля на предприятиях по производству цемента.
Настоящий стандарт распространяется на проектируемые, реконструируемые и действующие предприятия по производству цемента, а также на проведение процедуры оценки воздействия на окружающую среду и государственной экспертизы соответствующей документации.
Требования, установленные настоящим стандартом, предназначены для добровольного применения в нормативно-правовой, нормативной, технической и проектно-конструкторской документации, а также в научно-технической, учебной и справочной литературе применительно к производственному экологическому контролю в производстве цемента.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 17.1.3.07 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков
ГОСТ 31861 Вода. Общие требования к отбору проб
ГОСТ ISO 9612 Акустика. Измерения шума для оценки его воздействия на человека. Метод измерений на рабочих местах
ГОСТ Р 14.13 Экологический менеджмент. Оценка интегрального воздействия объектов хозяйственной деятельности на окружающую среду в процессе производственного экологического контроля
ГОСТ Р 53187 Акустика. Шумовой мониторинг городских территорий
ГОСТ Р 56059 Производственный экологический мониторинг. Общие положения
ГОСТ Р 56061 Производственный экологический контроль. Требования к программе производственного экологического контроля
ГОСТ Р 56062 Производственный экологический контроль. Общие положения
ГОСТ Р 56063 Производственный экологический мониторинг. Требования к программам производственного экологического мониторинга
ГОСТ Р 56828.26 Наилучшие доступные технологии. Ресурсосбережение. Аспекты эффективного обращения с отходами в цементной промышленности
ГОСТ Р 56828.37 Наилучшие доступные технологии. Нормирование. Термины и определения
ГОСТ Р ЕН 15259 Качество воздуха. Выбросы стационарных источников. Требования к выбору измерительных секций и мест измерений, цели и плана измерений и составлению отчета
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
выброс: Поступление в окружающую воздушную среду любых газопылевых загрязнений от промышленных или сельскохозяйственных предприятий, группы предприятий в течение короткого периода времени или за определенный установленный период (ч, сут).
загрязняющее вещество; ЗВ: Вещество или смесь веществ, количество и/или концентрация которых превышают установленные для химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов нормативы и оказывают негативное воздействие на окружающую среду.
маркерный показатель: Индивидуальный или интегральный показатель, в том числе вещество, характеризующее применяемые технологии, отражающее особенности этих технологий, наиболее значимый для оценки экологической результативности и ресурсоэффективности конкретных производственных процессов.
нормативы допустимых выбросов: Нормативы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, которые определяются как объем или масса химических веществ либо смеси химических веществ, микроорганизмов, иных веществ, как показатели активности радиоактивных веществ, допустимые для выброса в атмосферный воздух стационарными источниками.
нормативы допустимых сбросов: Нормативы сбросов загрязняющих веществ в составе сточных вод в водные объекты, которые определяются как объем или масса химических веществ либо смеси химических веществ, микроорганизмов, иных веществ, как показатели активности радиоактивных веществ, допустимые для сброса в водные объекты стационарными источниками.
объекты производственного экологического контроля: Объекты и источники негативного воздействия на окружающую среду, связанные с процессами производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, вывода из эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, составляющими хозяйственную и иную деятельность организации.
производственный контроль в области охраны окружающей среды (производственный экологический контроль); ПЭК: Система мер, направленная на предотвращение, выявление и пресечение нарушения законодательства в области охраны окружающей среды, обеспечение соблюдения юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями требований, в том числе нормативов и нормативных документов, федеральных норм и правил, в области охраны окружающей среды.
производственный эколого-аналитический инструментальный контроль; ПЭАК: Составная часть ПЭК, предусматривающая получение данных о количественном и качественном содержании веществ и показателей с применением методов аналитической химии, физических измерений, санитарно-биологических методов, биотестирования, биоиндикации и других методов для контроля соблюдения установленных для организации нормативов допустимого воздействия на окружающую среду.
производственный экологический мониторинг; ПЭМ: Осуществляемый в рамках ПЭК мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды, включающий долгосрочные наблюдения за состоянием окружающей среды, ее загрязнением и происходящими в ней природными явлениями, а также оценку и прогноз состояния окружающей среды, ее загрязнения на территориях субъектов хозяйственной и иной деятельности (организаций) и в пределах их воздействия на окружающую среду.
технологические нормативы: Нормативы выбросов, сбросов загрязняющих веществ, нормативы допустимых физических воздействий, которые устанавливаются с применением технологических показателей.
Читайте также: