2.2.4. Общие сведения о расчетах выбросов

Основная задача расчетов — определение ко­личества вредных веществ, которые могут посту­пить от данного источника за единицу времени (в секунду, сутки, квартал и в год). Необходимо так­же определить предельно допустимые выбросы при данных условиях, сравнить их с ожидаемы­ми фактическими и оценить плату за загрязне­ние среды.

На основе этих расчетов делают вывод о необ­ходимости очистки выбросов и дают технико-эко­номическую оценку вариантов систем очистки, рассчитывают рассеивание выбросов в атмосфере, определяют концентрации вредных веществ в приземном слое и уточняют границы санитарно-защитной зоны.

Расчеты выбросов для каждого типа источни­ков достаточно специфичны, методики их излага­ются в специальной литературе. Подчеркнем лишь общие стороны.

Если речь идет о сжигании топлива, то исход­ными данными для расчета являются:

- вид топлива;

- его расход, В;

- теплотворность, Н_и;

- его поэлементный состав, Х_i, (т. е. процент­ное содержание С; Н; N; S; О и др.);

- параметры Y, характеризующие организацию процесса сжигания, и конструктивные ха­рактеристики агрегатов, Z.

Далее для каждого вещества расчет ведут по полуэмпирическим зависимостям, которые фун­кционально выглядят так:

M_i=f(B, H_и, X_i, Y, Z), г/с.

2.2.5. Распространение загрязнителей в атмосфере

Кратко рассмотрим факторы, влияющие на распространение загряз­няющих веществ в атмосфере.

Источники загрязнения атмосферы различаются по мощности, высоте и температуре выбросов. При постоянных параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы существенно зависит от климатических условий:

1) направления, условий переноса и распространения примесей в атмо­сфере; 2) интенсивности солнечного излучения, определяющего фото­химические превращения примесей и возникновение вторичных продук­тов загрязнения; 3) количества и продолжительности осадков, приво­дящих к вымыванию примесей из атмосферы.

Концентрация примесей в приземном слое атмосферы вблизи дымовых и вентиляционных труб изменяется в зависимости от расстоя­ния следующим образом. Около источника выбросов концентрация при­меси мала. Она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы. Чем выше труба, тем больше рассеивается примесь в атмосфере, прежде чем достигнет приземного слоя. Наибольшего зна­чения концентрация обычно достигает на расстоянии от 10 до 40 высот труб.

Рассеивающая способность атмосферы зависит от вертикального распределения температуры и скорости ветра. Обычно температура с высотой падает, но иногда бывает обратная ситуация (инверсия темпе­ратуры). В этом случае теплый верхний слой воздуха является своеоб­разной «пробкой», препятствующей подъему примесей, и основная их часть скапливается вблизи поверхности земли.

Ветер влияет на рассеивание примесей двояко. С одной стороны, уси­ление ветра способствует переносу и рассеиванию примесей, а с другой — препятствует подъему и уносу их вверх.

Осадки способствуют удалению примесей из атмосферы, они как бы “промывают” ее. Прямо противоположно действуют туманы. При ту­манах, особенно в сочетании с инверсией температуры, концентрация примесей может сильно увеличиваться. С туманами связаны смоги «лон­донского» типа, при которых в течение продолжительного времени удер­живаются высокие концентрации вредных примесей.

На распространение примесей влияют вертикальные движения воздуха, обусловленные рельефом местности. В условиях пересеченной местности на наветренных склонах возникают восходящие, на подветренных — нисходящие потоки воздуха, над водоемами летом — нисходящие, а в при­брежных районах — восходящие. При нисходящих потоках приземные концентрации увеличиваются, а при восходящих — уменьшаются. В неко­торых формах рельефа, например в котловинах, воздух застаивается, что приводит к накоплению примесей. В холмистой местности приземная кон­центрация обычно больше, чем при ровном рельефе.

В условиях города на рассеивание примесей значительно влияют пла­нировка улиц и их ширина, водные объекты, образующие наземные пре­пятствия воздушному потоку и приводящие к возникновению особых метеоусловий в городе.

Наблюдения показывают, что при постоянных параметрах выбросов из-за влияния метеоусловий уровни загрязнения атмосферы могут разли­чаться в несколько раз.