2.5. Рассеивание выбросов в атмосфере.

Технологические газы и вентиляционный воздух после выхода из труб или вентиляционных уст­ройств, подчиняются законам турбулентной диффузии. На рис. 2.3 показано распределение концентрации вредных веществ в атмосфере под факелом организованного высокого источника выброса. По мере удаления от трубы в направлении распространения промышленных выбросов можно условно выделить три зоны загрязнения атмосферы:

• переброса факела выбросов Б, характеризующаяся относительно не­высоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы;

• задымления В с максимальным содержанием вредных веществ

• и по­степенного снижения уровня загрязнения Г.

Зона задымления наиболее опасна для населения и должна быть исключена из селитебной застрой­ки. Размеры этой зоны в зависимости от метеорологических условий находятся в пределах 10...49 высот трубы.

Рис. 2.3. Распределение концентрации вредных веществ в атмосфере у земной поверхности от организованного высокого источника выбросов:

А — зона неорганизованного загрязнения; Б — зона переброса факела: В — зона задымления: Г — зона постепенного снижения уровня загрязнения

Максимальная концентрация примесей в приземной зоне прямо пропорциональна производительности источника и обратно пропор­циональна квадрату его высоты над землей. Подъем горячих струй почти полностью обусловлен подъемной силой газов, имеющих более высокую температуру, чем окружающий воздух. Повышение темпера­туры и момента количества движения выбрасываемых газов приводит к увеличению подъемной силы и снижению их приземной концентрации.

Распространение газообразных примесей и пылевых частиц диа­метром менее 10 мкм, имеющих незначительную скорость осаждения, подчиняется общим закономерностям. Для более крупных частиц эта закономерность нарушается, так как скорость их осаждения под дей­ствием силы тяжести возрастает. Поскольку при очистке от пыли крупные частицы улавливаются, как правило, легче, чем мелкие, в выбросах остаются очень мелкие частицы; их рассеивание в атмосфере рассчитывают так же, как и газовые выбросы.

В зависимости от расположения и организации выбросов источни­ки загрязнения воздушного пространства подразделяют на затененные и незатененные, линейные и точечные. Точечные источники исполь­зуют тогда, когда удаляемые загрязнения сосредоточены в одном месте. К ним относят выбросные трубы, шахты, крышные вентиляторы и другие источники. Выделяющиеся из них вредные вещества при рас­сеивании не накладываются одно на другое на расстоянии двух высот здания Нзд (с заветренной стороны). Линейные источники имеют значи­тельную протяженность в направлении, перпендикулярном к ветру. Это аэрационные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и крышные вентиляторы.

Незатененные, или высокие источники свободно расположены в недеформированном потоке ветра. К ним относят высокие трубы, а также точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превы­шающую 2,5 Нзд. Затененные, или низкие источники расположены в зоне подпора или аэродинамической тени, образующейся на здании или за ним (в результате обдувания его ветром) на высоте h < 2,5 Нзд.

Основным документом, регламентирующим расчет рассеивания и определения приземных концентраций выбросов промышленных предприятий, является «Методика расчета концентраций в атмосфер­ном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД—86».

Согласно этой методике максимальная приземная концентрация загрязняющего вещества в атмосфере определяется по формуле

C_M =

где Н — высота трубы;

V₁ — объем расходуемой газовоздушной смеси, выбрасываемой через трубу;

Т — разность между температурой вы­брасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего ат­мосферного воздуха, равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч;

А — коэффициент, зависящий от температурного гра­диента атмосферы и определяющий условия вертикального и горизон­тального рассеивания примесей;

F — коэффициент, учитывающий скорость оседания взвешенных частиц выброса в атмосфере;

m и n — безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоз­душной смеси из устья трубы;

η – коэффициент рельефа местности. При перепаде высот менее 50 м на 1 км η =1.

Зная величину C_M, можно определить концентрацию загрязняющего вещества на любом расстоянии от источника, как на оси факела, так и в стороне от него.

Методика позволяет решать задачи по определению ПДВ при рассеивании через одиночную незатененную трубу, при выбросе через низкую затененную трубу и при выбросе через фонарь из условия обеспечения ПДК в приземном слое воздуха.

При определении ПДВ загрязняющего вещества от расчетного источника необхо­димо учитывать его концентрацию С_ф в атмосфере, обусловленную выбросами от других источников. Для случая рассеивания нагретых выбросов через одиночную незатененную трубу

ПДВ = .