Расчет предельно допустимых выбросов в атмосферу

Расчет предельно допустимых  
выбросов в атмосферу 

Учебно-методическое пособие

Федеральное государственное бюджетное  
образовательное учреждение высшего образования  
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  
(национальный исследовательский университет)»

УДК 502.37
ББК 20.18
Р24

ISBN 978-5-7038-5345-0

© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020
© Оформление. Издательство 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

Издание доступно в электронном виде по адресу
https://bmstu.press/catalog/item/6945
Факультет «Лесное хозяйство, лесопромышленные технологии  
и садово-парковое строительство»
Кафедра «Автоматизация технологических процессов, 
оборудование и безопасность производств»

Рекомендовано Научно-методическим советом 
им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия

Авторы:
Н.В. Гренц, В.Ф. Давыдов, Л.Г. Казаков, А.В. Соболев

 
 
 
Расчет предельно допустимых выбросов в атмосферу : 
учебно-методическое пособие / [Н. В. Гренц и др.]. — Москва : 
Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 29, [3] с.

ISBN 978-5-7038-5345-0

Приведены расчеты предельно допустимых выбросов вредных веществ 
в атмосферу и максимальной приземной концентрации для выполнения 
контрольной работы по теме «Расчет предельно допустимых 
выбросов в атмосферу».
Для бакалавров специальностей 35.03.10 «Ландшафтная архитектура», 
18.03.01 «Химическая технология», 35.03.02 «Технология лесозаготовительных 
и деревоперерабатывающих производств», 15.03.02 
«Технологические машины и оборудование», 13.03.01 «Теплотехника 
и теплоэнергетика».

УДК 502.37
ББК 20.18

Р24

МГТУ

Предисловие

Учебно-методическое пособие разработано в соответствии  
с программой курса дисциплины «Безопасность жизнедеятельности». 
Пособие предназначено для бакалавров специальностей 
35.03.10 «Ландшафтная архитектура», 18.03.01 «Химическая технология», 
35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих 
производств», 15.03.02 «Технологические машины 
и оборудование», 13.03.01 «Теплотехника и теплоэнергетика».
Цель настоящего пособия — изучение влияния вредных веществ 
атмосферы на организм человека и приобретение практических 
навыков расчета предельно допустимых выбросов и приземных 
концентраций вредных веществ в воздухе.
Задача пособия — помочь студентам в освоении теоретического 
материала и приобретении практических навыков работы с нормативно-
правовыми документами при выполнении расчетов рассеивании 
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и установлении 
нормативов предельно допустимых выбросов.
В пособии приводятся:
• расчеты по определению приземной концентрации вредных 
веществ, их предельно допустимых выбросов в атмосферу; 
• теоретический материал по влиянию вредных веществ на организм 
человека;
• нормативные материалы (приложения 1, 2).
Расчеты используются при определении размера платы, установленной 
предприятию за загрязнение природной среды. Размеры 
выплат устанавливают индивидуально для каждого предприятия  
с учетов вредности вещества, массы загрязнителя, экологической 
ситуации в данном районе и изменения уровня цен на данный год.
После изучения дисциплины студент должен:
знать
• принципы и методы обеспечения безопасности жизнедеятельности;
•
нормативно-правовую базу по безопасности жизнедеятельности;

•принципы и методы обеспечения производственной безопасности;
•
организационные и технические основы разработки мероприятий 
по снижению опасных и вредных факторов на производстве;
уметь
•анализировать и оценивать опасные и вредные производственные 
факторы;
•пользоваться нормативно-правовой документацией в области 
обеспечения безопасности ;
•анализировать и оценивать опасные и вредные факторы производственного 
процесса и оборудования;
•пользоваться правовой и нормативно-технической документацией 
по вопросам безопасности труда;
владеть
•навыками оказания первой медицинской помощи; 
•методами расчета систем освещения, заземления, защитных 
устройств от шума и вибрации, электромагнитных и других излучений, 
устройств, обеспечивающих пожарную безопасность.

Условные сокращения и обозначения

 БЖД — безопасность жизнедеятельности
 ПДВ — предельно допустимые выбросы, г/с
 ПДК — предельно допустимая концентрация, мг/м3

 ТЭЦ — теплоэлектроцентраль
 
А —  безразмерный коэффициент, характеризующий неблаго-

приятные конвективные условия, скорость ветра, неблагоприятную 
для рассеивания выбросов данного источника, 
приподнятые инверсии непосредственно над источником 
выбросов, штилевые зоны и туманы

 
С — концентрация вещества, мг/м3

 См —  приземная концентрация при неблагоприятных метеоро-

логических условиях, достигающая максимального значения, 
мг/м3 

 Сф — фоновая концентрация вещества, мг/м3

 
Сj — фактическая концентрация вещества, мг/м3

 
D — диаметр устья источника, м

 
F —  безразмерный коэффициент, учитывающий скорость 

оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для 
газов и мелкодисперсной пыли F = 1)

 f, vм —  безразмерные коэффициенты характеризующие условия 

истечения газовоздушной смести для нагретых выбросов

 fe, v ′м —  безразмерные коэффициенты, характеризующие условия 

истечения газовоздушной смести для холодных выбросов

 
Н —  высота источника выброса над уровнем земли, м (для 

наземных источников при расчетах H = 2 м)

 
М —  масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу 

в единицу времени, г/с (мощность источника)

 m, n —  безразмерные коэффициенты, учитывающие условия 

выхода газовоздушной смеси из устья источника 
выброса

 Тв — температура окружающего атмосферного воздуха, ℃°С
 
Тг — температура газовоздушной смеси, ℃°С

 umax —  опасная скорость ветра на уровне флюгера, 

достигающая максимального значения, м/с

 
V1 — расход газовоздушной смеси, м3/с

 
w0 —  средняя линейная скорость выхода газовоздушной 

смеси из устья источника выброса, м/с

 Хм —  максимальное расстояние от источника выбросов 

(загрязнений), при котором концентрация вредных 
выбросов достигает максимальных значений, м

 
η —  безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф 

местности

Введение

Загрязнения воздуха вредными веществами (пары, газы, пыль) 
влияют на здоровье, работоспособность и производительность труда 
людей. Длительное воздействие вредных веществ может привести 
к серьезным профессиональным заболеваниям. Поэтому для 
регулирования выбросов вредных веществ в атмосферу каждому 
предприятию с учетом вредных выделений устанавливаются предельно 
допустимые выбросы вредных веществ таким образом, чтобы 
приземная концентрация вредных веществ в атмосфере не превышала 
предельно допустимой концентрации вредных веществ для 
населения, растительного и животного мира.
Пособие призвано помочь студентам в приобретении практических 
навыков расчета предельно допустимых выбросов  и приземных 
концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе  
и самостоятельно подготовиться к выполнению контрольной работы 
по теме «Расчет предельно допустимых выбросов в атмосферу» 
дисциплины «Безопасность жизнедеятельности».

 

Краткие теоретические сведения  
о выбросах в атмосферу

Атмосфера является одним из необходимых условий возникновения 
и существования жизни на Земле. Она участвует в формировании 
климата на планете, регулирует ее тепловой режим, 
способствует перераспределению тепла у поверхности. Часть лучистой 
энергии Солнца поглощает атмосфера, а остальная энергия, 
достигая поверхности Земли, частично уходит в почву и водоемы, 
а частично отражается в атмосферу.
В атмосфере распространяются звуки, солнечные лучи распределяются 
и рассеиваются, что создает равномерное освещение. 
Из-за действия гравитационных сил она не рассеивается в мировом 
пространстве, а окружает Землю, вращается вместе с ней.
Окружающий воздух представляет собой механическую смесь 
газов, состоящую главным образом из азота и кислорода. Сухой 
воздух вблизи поверхности Земли, если удалить из него влагу  
и пыль, в своем объеме содержит 78,09 % азота, 20,95 % кислорода, 
0,93 % аргона, 0,03 % углекислого газа и 0,01 % составляют все 
остальные газы: водород, гелий, неон, криптон, озон, радон, йод, 
метан и др. Главная составляющая воздуха — азот, с ним связаны 
развитие и поддержание жизни на Земле. Кислород необходим для 
дыхания людей и животных, он поглощается растениями.
К сожалению, в результате жизнедеятельности человека воздух 
всегда содержит определенное количество примесей: пар, пыль, газ, 
дым, которые оказывают отрицательное воздействие на человека.
Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое 
вещество или биологический вид (в основном микроорганизмы), 
попадающие в окружающую среду или образующиеся в ней в количестве 
выше естественного. Под атмосферным загрязнением понимают 
присутствие в воздухе газов, паров, частиц, твердых и жидких 
веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно 
влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания 
и сооружения.

По происхождению загрязнения могут быть:
• природными, вызванными естественными, часто аномальными 
процессами в природе;

• антропогенными, связанными с деятельностью человека.
С развитием производственной деятельности человека все 
большая доля в загрязнении атмосферы приходится на антропогенные 
загрязнения. Развивающиеся теплоэнергетика, промышленность 
и автотранспорт привели к значительному загрязнению 
атмосферы.
Загрязнители атмосферы подразделяют:
• на механические; 
• физические;
• биологические. 
Пыль, фосфаты, свинец, ртуть, которые образуются при сжигании 
органического топлива и в процессе производства строительных 
материалов, — это механические загрязнения.
К физическим загрязнениям относят:
тепловые (поступление в атмосферу нагретых газов); 
световые (ухудшение естественной освещенности местности 
под воздействием искусственных источников света); 
шумовые (как следствие антропогенных шумов); 
электромагнитные (от линий электропередачи, радио и телевидения, 
работы промышленных установок); 
радиоактивные (связаны с повышением уровня поступления 
радиоактивных веществ в атмосферу).
Биологические загрязнения являются следствием размножения 
микроорганизмов и антропогенной деятельности (теплоэнергетика, 
промышленность, транспорт, действия вооруженных сил).
Производство строительных материалов дает до 10 % всех загрязнений. 
Большое количество загрязнений поступает в атмосферу 
при работе цементной промышленности, добыче и обработке  
асбеста. 
Урон, наносимый атмосфере Земли. На первом месте по загрязнению 
атмосферы находится теплоэнергетика: в атмосферу при 
сжигании топлива выделяются зола и вредные газы (оксиды углерода 
СО и СО2, пары воды, оксиды серы SО2 и SО3, оксиды азота 
NO и NO2). В летучей золе содержится более 20 % свободного оксида 
кремния SiO2 и свободного кремния, канцерогенные углеводороды (
типа 3,4-бензпирена) и др.
На втором месте по загрязнению атмосферы находится автотранспорт. 
Основными вредными примесями, содержащимся  

в выхлопных газах, являются: монооксид углерода СО, оксиды 
азота NOx, серосодержащие газы, различные углеводороды, включая 
канцерогены 3,4-бензпирен, альдегиды, соединения свинца.
Третье место принадлежит цветной металлургии: в процессе 
обжига и переработки сульфидных руд, цинка, меди, свинца и некоторых 
других металлов в атмосферу выбрасываются газы, содержащие 
кроме диоксида серы SO2 хлорид мышьяка (III), хлорид  
и фторид водорода и другие загрязняющие вредные соединения. 
Сюда же можно добавить предприятия машиностроения и металлообработки, 
выбрасывающие в атмосферу пыль различного 
химического и гранулометрического состава: оксид серы SO2, мо-
нооксид углерода СО, сероводород, масляный и сварочный аэрозоли, 
растворители ароматического ряда (бензол, толуол, ксилол), 
ацетон, бензин, уайт-спирит и т. п., испарения гальванических 
ванн: хром, никель, свинец, цинк, а также их соединения. Наиболее 
экологически вредными являются литейные, механической 
обработки, сварочные и окрасочные производства. В результате 
процессов сварки и пайки в атмосферу выделяются очень опасные 
пары оксидов железа и цинка, марганца, кремния и меди, а также 
фториды, озон и оксиды азота NOx, наиболее опасными веществами 
являются соединения шестивалентного хрома.  
На четвертом месте находится газовая промышленность: при 
добыче, переработке, хранении и транспортировке природного газа 
образуются выбросы таких веществ, как монооксид углерода 
СО, оксиды азота NO и NO2, диоксид серы SО2, бензол, толуол, 
метан и др.
Пятое место занимают предприятия деревообрабатывающей  
и целлюлозно-бумажной промышленности: они выделяют в атмосферу 
монооксид углерода CO, диоксид серы SO2, толуол, сероводород, 
ацетон, ксилол, метилмеркаптан, формальдегид, бути-
лацетат, этилацетат и пр. Спичечные фабрики загрязняют воздух 
фосфором.
На шестом месте располагаются предприятия химической  
и нефтехимической промышленности, являющиеся источниками 
разнообразных вредных ядовитых веществ: органические растворители, 
амины, альдегиды, хлор, оксиды серы SOx и азота NOx, 
соединения фосфора, ртути. При сернокислом производстве происходит 
выброс диоксида серы SO2 и других ее соединений. Предприятия 
по производству анилиновых красителей, вискозы загрязняют 
воздух оксидами азота. Предприятия по производству