СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ДРЕВЕСНОЙ ПЫЛЬЮ Российский патент 2009 года по МПК B08B15/00 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и контролю чистоты воздуха рабочих мест и промышленных районов в целом и может быть использовано при комплексной оценке качества воздуха рабочей зоны лесозаготовительных предприятий.

Предприятия лесозаготовительной, так же, как предприятия лесоперерабатывающей и деревообрабатывающей промышленности, оказывают специфическое и чрезвычайно вредное воздействие на состояние окружающей среды и, следовательно, на здоровье населения. В частности, воздействие древесной пыли приводит к развитию различных заболеваний органов дыхания, кожных покров и глаз. Наибольшую опасность представляют мелкие частицы диаметром менее 10 микрон, которые обычно составляют 40-70% взвешенных в воздухе частиц. Миграция этих пылевых облаков в густонаселенные жилые районы, помимо трудности их локализации и обезвреживания, опасна еще и тем, что они, как правило, адсорбируют гораздо более вредные загрязняющие вещества, например хлорорганические вещества, диоксины, сернистый ангидрид. Вдыхаемые частицы влияют как непосредственно на респираторный тракт, так и на другие органы человека за счет токсического воздействия входящих в состав частиц компонентов.

Количество древесной пыли, попадающей в воздух в результате деятельности лесозаготовительных участков, в отдельных регионах достигает нескольких тысяч тонн в год (например, в Приморском крае это количество в 2005 году составило 2170 т). В регионах с развитой лесозаготовительной и лесоперерабатывающей промышленностью максимально точный учет этого фактора в комплексной оценке экологической обстановки приобретает важное значение.

Известные способы и методики, предназначенные для расчета выбросов вредных веществ деревообрабатывающими предприятиями, не обеспечивают точного количественного учета выбросов древесной пыли в результате работы лесозаготовительных участков.

Это связано с тем, что расчет вредных выбросов пыли для оборудования деревообрабатывающих предприятий производится по формулам утвержденных методик, которые преимущественно основываются на характеристике оборудования и используют значения удельных выбросов древесной пыли при работе единицы оборудования. Наличие разнотипного, иногда устаревшего, оборудования, для которого отсутствуют данные о количестве отходов при обработке древесины, приводит к затруднениям в расчетах, при этом нормативы подсчета выбросов древесной пыли при лесозаготовках с использованием различных технологий (бензопилы, лесопильные машины «Харвестер», «Форвадер») вообще отсутствуют.

Известен основанный на балансе массы перерабатываемой древесины и отходов способ определения выхода древесной пыли при распиловке круглых лесоматериалов (Лазарев А.С., Павлова Л.М. Лесной доход. М.: Минстатинформ, 1997. Глава V), в котором валовой выход древесной пыли определяют как произведение массы переработанной древесины на процент выхода древесной пыли, который рассчитывают как разницу между выраженной в процентах суммарной потерей на усушку древесины и ее распил, определяемой «Нормой расхода сырья и материалов в лесной промышленности» (М.: Лесная промышленность, 1977, с.87), и средним припуском на усушку древесины (в %), подсчитанным на основании «Типовых норм расхода сырья на изготовление изделий, вырабатываемых из древесины» (М., 1977, с.128). Недостатком известного способа является недостаточно высокая точность определения выхода древесной пыли, обусловленная тем, что используемое значение припуска на усушку является усредненным и, следовательно, приблизительным, для партии распиливаемого материала, являющегося неоднородным по толщине и влажности.

Наиболее близкой к заявляемому способу является методика определения количества выделяемой лесоперерабатывающими предприятиями древесной пыли (Временные методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух предприятиями деревообрабатывающей промышленности. Петрозаводск, 1992), в которой в качестве стандартной характеристики используют удельный выброс древесной пыли при работе единицы лесоперерабатывающего оборудования, при этом расчет осуществляют по формуле:

M_g=g·t·n·3600·10^-6 (т в год),

где M_g - валовое количество древесной пыли, выделяемое при осуществлении конкретной технологической операции за год;

g - удельное количество древесной пыли в отходах (удельный выброс) при работе единицы оборудования (в граммах в секунду);

t - время работы данной единицы оборудования в день (в часах);

n - количество единиц оборудования данного типа;

к - число дней работы данной единицы оборудования в год.

Известный способ характеризуется недостаточной точностью определения выделяемого количества древесной пыли, которое зависит от типа используемого оборудования, при этом в случае снятого с производства устаревшего оборудования возникают затруднения с поиском данных о нормативном количестве выделяемой им древесной пыли, как правило, приходится делать приблизительные расчеты, принимая за исходные данные характеристики аналогичных образцов современного оборудования. Кроме того, в случае использования некоторых видов лесозаготовительной техники (например, бензопил) нормативные данные по выбросу древесной пыли отсутствуют, в результате чего могут быть осуществлены только весьма приблизительные подсчеты выбросов древесной пыли.

Задачей изобретения является создание простого и доступного способа оценки загрязнения воздуха древесной пылью, обеспечивающего более точное определение количества древесной пыли, выбрасываемой в воздух лесозаготовительными участками.

Поставленная задача решается способом оценки загрязнения воздуха древесной пылью путем определения выбрасываемого в воздух количества древесной пыли на основе расчета с использованием выбросов древесной пыли в единицу времени, в котором, в отличие от известного, используют значения выбросов древесной пыли в единицу времени, рассчитываемые по формуле:

где А - количество древесины, перерабатываемой за час (в кубических метрах);

К₀ - коэффициент перевода кубических метров древесины в т;

К₁ - коэффициент выхода опилок;

К₂ - коэффициент выхода древесной пыли,

при этом коэффициент К₁ определяют на основе экспериментально полученных данных как отношение массы образовавшихся опилок к массе готовой продукции; К² - как отношение массы образовавшейся древесной пыли к массе образовавшихся опилок, а валовое количество выбрасываемой древесной пыли подсчитывают по формуле:

G=QК₀К₁К₂ (т/год),

где Q - количество переработанной за год древесины (в кубических метрах).

Оптимальная точность оценки достигается предлагаемым способом при корректировке коэффициентов K₁ и К₂ с учетом изменений влажности воздуха путем их повторного экспериментального определения.

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют коэффициенты К₁ и К₂, характеризующие выход опилок и древесной пыли при эксплуатации лесозаготовительного участка. При этом используют экспериментальные данные, полученные путем непосредственного взвешивания образовавшихся отходов (опилок и древесной пыли) при заготовке древесины на данном лесозаготовительном участке.

Общепринятым методом измеряют объем заготовленной товарной продукции. Определяют массу опилок и древесной пыли, образовавшихся при ее заготовке. На основании полученных данных непосредственным расчетом определяют относительные показатели (коэффициенты К₁ и К₂): К₁ - коэффициент выхода опилок рассчитывают как отношение массы образовавшихся опилок к массе готовой продукции; К₂ - коэффициент выхода древесной пыли рассчитывают как отношение массы образовавшейся древесной пыли к массе образовавшихся опилок.

Используя полученные значения коэффициентов К₁ и К₂, осуществляют расчет выброса (М) древесной пыли в единицу времени (граммов в секунду) по формуле:

где А - количество древесины, заготавливаемой за час (в кубических метрах); К₀ - коэффициент перевода кубических метров древесины в тонны (К₀=0,8 т/м³).

Расчет валовых выбросов (G) древесной пыли за год осуществляют по формуле:

где Q - количество переработанной за год древесины (в кубических метрах).

Рассчитываемые на основе экспериментальных данных коэффициенты K₁ и К₂ являются стабильными величинами и сохраняют свое постоянное значение для данной технологической операции и используемого оборудования. Эти коэффициенты легко подсчитать для любого оборудования, в связи с чем предлагаемый способ может быть использован независимо от типа оборудования и года его выпуска.

При этом подсчет выбросов древесной пыли на основе экспериментальных данных, а не табличных, иногда вынужденно приблизительных значений удельных выбросов, относящихся к единице используемого оборудования, дает значительно более точные результаты. Кроме того, в некоторых случаях, например, при заготовке леса бензопилами, этот способ представляется единственно возможным для определения количества выбрасываемых древесных опилок и древесной пыли.

Однажды определенные коэффициенты К₁ и К₂ могут быть использованы при расчете выбросов древесной пыли, например, лесозаготовительным участком, в течение длительного времени, что значительно упрощает эти расчеты. Однако в связи с сезонными изменениями влажности воздуха (и древесины), оказывающими влияние на величину выбросов древесной пыли, для достижения более высокой точности оценки загрязнения воздуха древесной пылью необходима периодическая корректировка значений этих коэффициентов на основе экспериментальных данных. Оптимальным является определение экспериментальных данных дважды в год: в начале зимнего и в начале летнего сезонов. При необходимости корректировка коэффициентов К₁ и К₂ может осуществляться чаще.

Таким образом, предлагаемый способ является простым, доступным и обеспечивает более точное определение количества древесной пыли, выбрасываемой в воздух предприятиями лесозаготовительной промышленности, что является техническим результатом изобретения. Кроме того, оценка количества выбрасываемой древесной пыли и ее точность не зависят от типа используемого оборудования.

Пример конкретного осуществления способа

Возле ствола дерева, предназначенного на заготовку, расстилают покрытие, максимально захватывая прилегающую к стволу площадь. Выборочно спиливают несколько (3-10) деревьев. После того, как стволы спилили и оттреллеровали, все образовавшиеся отходы (пыль и опилки) ссыпают в сито и просеивают, затем после осаждения пылевых частиц осуществляют взвешивание древесной пыли. Оставшиеся опилки также взвешивают. Спиленные стволы маркируют, а затем замеряют их объем.

На лесозаготовительном участке «Макаровский» Сергеевского леспромхоза Приморского края работают 4 рабочих с бензопилами «Урал-МП-5», которые за 1 час спиливают 5-6 стволов, ориентировочно 6 куб. м.

При распиливании стволов массой 1,0 т образуется 10,0 кг опилок и до 5 кг древесной пыли. Следовательно, при пилении стволов на 1 т товарной продукции образуется 1,0% опилок (К₁=0,01), а древесной пыли - 50% по отношению к массе опилок (К₂=0,5).

Выброс (М) древесной пыли в единицу времени составляет:

Квота лесозаготовительного участка «Макаровский» определена в 37297 куб. м. леса в год. Следовательно, годовой объем лесозаготовок в т на данном участке определяется как:

Q=37297 0,8=29837,6 т.

Количество опилок составляет:

G_опилок=29837,6·0,01=298,4 т/год.

Количество древесной пыли составляет:

G_пыли=298,4·0,5=149,2 т/год.

Изобретение относится к области защиты окружающей среды и может быть использовано для экологического контроля количества техногенных выбросов в атмосферу, в частности выбросов древесной пыли предприятиями лесозаготовительной промышленности. Способ заключается в определении выбрасываемого в воздух количества древесной пыли на основе расчета с использованием выбросов древесной пыли в единицу времени, определяемых по формуле:

где А - количество древесины, перерабатываемой за час (в кубических метрах), К₀ - коэффициент перевода кубических метров древесины в тонны, К₁ - коэффициент выхода опилок (в %), К₂ - коэффициент выхода древесной пыли (в %). Коэффициенты К₁ и К₂ определяют экспериментально на основе непосредственного определения массы опилок и древесной пыли, образовавшихся при получении определенного объема продукции. Валовое количество выбрасываемой древесной пыли подсчитывают по формуле: G=QК₀К₁К₂ (т/год), где Q - количество переработанной за год древесины (в кубических метрах). Способ является простым в использовании и позволяет повысить точность количественной оценки выбросов древесной пыли лесозаготовительным оборудованием. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ оценки загрязнения воздуха древесной пылью путем определения выбрасываемого в воздух количества древесной пыли на основе расчета с использованием выбросов древесной пыли в единицу времени, отличающийся тем, что значения выбросов древесной пыли в единицу времени рассчитывают по формуле:

где А - количество древесины, перерабатываемой за час (в кубических метрах);
К₀ - коэффициент перевода кубических метров древесины в тонны;
К₁ - коэффициент выхода опилок (в %);
К₂ - коэффициент выхода древесной пыли (в %),
при этом коэффициент К₁ определяют на основе экспериментально полученных данных как отношение массы образовавшихся опилок к массе готовой продукции, коэффициент К₂ - как отношение массы образовавшейся древесной пыли к массе образовавшихся опилок, а валовое количество выбрасываемой древесной пыли подсчитывают по формуле:
G=QК₀К₁К₂ (т/год),
где Q - количество переработанной за год древесины (в кубических метрах).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициенты К₁ и К₂ корректируют путем повторного экспериментального определения с учетом изменений влажности воздуха.