2.2.Основные положения метода расчета приземных концентраций вредных веществ в атмосферном

воздухе

Рассеивание выбросов в атмосфере

Распространение выбросов в атмосфере подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов оказывает влияние состояние атмосферы, характер местности, физические и химические свойства выбрасываемых веществ, высота источника выброса и т.п. Горизонтальное перемещение примесей определяется, в основном, скоростью ветра, вертикальное - распределением температур в вертикальном направлении.

На рис. 2.1 показано распределение приземной концентрации в двухметровом слое от организованного точечного источника выброса. По мере удаления от трубы в направлении распространения приземная концентрация быстро растёт до максимальной величины и затем по мере отдаления от трубы медленно убывает.

Рис. 2.1.

Аксонометрическая схема приземной концентрации и точечного источника

При выбросах через высокие трубы в условиях безветрия рассеивание вредных веществ происходит, в основном, под действием вертикальных потоков, обусловленных более высокой температурой выбрасываемой газовоздушной смеси, чем температура окружающего воздуха. Наличие ветра усиливает разбавляющую роль атмосферы, что обеспечивает более низкие приземные концентрации вредных веществ. Повышение эффективности рассеивания вредных веществ в атмосфере пропорционально скорости ветра. Одновременно с увеличением скорости ветра происходит уменьшение высоты факела выброса над устьем трубы. Указанное фиксируется значением опасной скорости ветра, при которой приземные концентрации имеют максимальное значение.

Классификация источников выбросов

В соответствии с существующими рекомендациями источники выбросов вредных веществ классифицируются по ряду признаков.

В зависимости от системы, из которой происходит выброс в атмосферу вредных веществ, они могут быть технологические и вентиляционные. К технологическим относятся, например, утечки через неплотности, выбросы при продувке, хвостовые технологические выбросы и т.п. Вентиляционные выбросы - это выбросы систем естественной и механической общеобменной или местной вытяжной вентиляции.

В зависимости от расположения и организации выбросов источники загрязнения подразделяют на точечные, линейные, площадные, одиночные и групповые (группа источников), организованные и неорганизованные.

Точечные источники - это такие источники, когда удаляемые вредные вещества сосредоточены в одном месте. Например, выбросные трубы, шахты, крышные вентиляторы и другие подобные устройства.

Линейные источники - имеют значительную протяжённость. К ним относятся, например, аэрационные фонари, открытые фрамуги или окна, близко расположенные выбросные трубы или крышные вентиляторы.

Площадные источники - это рассредоточенные на обширной территории источники неорганизованного выброса или группа однотипных источников организованного выброса. Например, резерву арные парки предприятий, отвалы, совокупность мелких вентиляционных источников, бытовых котельных.

Организованные выбросы - это выбросы, отводимые от источников выделения вредных веществ (станок, аппарат и т.п.) системой воздуховодов.

Неорганизованные выбросы - выбросы, возникающие за счёт негерметичности, отсутствия системы газоотвода и т.п.

В зависимости от высоты устья источников выброса над уровнем земной поверхности они могут быть четырёх классов: высокие источники (высота выброса - 50 и более метров), источники средней высоты (высота - 10 ... 50 м), низкие источники (высота - 2 ... 10 м), наземные (высота до 2 м).

Высокие или незатенённые источники свободно расположены в недеформированном потоке ветра. К ним относятся высокие трубы, а также другие точечные источники с высотой выброса, превышающей 2.5 высоты здания.

Низкие или затенённые источники расположены в зоне подпора или аэродинамической тени, образующихся на здании или за ним при обдувании их ветром.

По температуре выбрасываемой газовоздушной смеси выбросы подразделяются на нагретые и холодные, когда разность температур газовоздушной смеси и окружающего воздуха приближённо равна нулю.

По режиму работы выбросы могут быть постоянно действующие, периодические, кратковременные.

По степени централизации - централизованные (загрязнённый воздух выбрасывается через одну трубу) и децентрализованные (воздух выбрасывается от каждого источника выделения вредных веществ).

Принцип расчета приземных концентраций вредных веществ

Основным документом, регламентирующим расчёты рассеивания выбросов предприятий и определения приземных концентраций вредных веществ, является "Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86".

В основу методики положены следующие основные условия:

1.Для определения загрязнения приземного слоя атмосферы выбросами вредных веществ рассчитывают максимальную концентрацию по каждому веществу и для всех источников в расчётной точке (на промышленной площадке или в жилом районе), которая соответствует наиболее неблагоприятным метеорологическим условиям (скорость ветра имеет опасное значение и наблюдается интенсивный вертикальный турбулентный обмен).

2.Наибольшая допустимая концентрация каждого вредного вещества в расчётной точке С (мг/м ) определяется:

в расчётной точке на промышленной площадке в местах организованного и неорганизованного воздухозабора системами вентиляции по формуле

С <0,3ПДК_рз,

где ПДКр₃ - предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м³ (табл. 2.1); в населённых пунктах по формуле

С <ПДК_НМ,

где ПДК_НМ - предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосфере населённых мест, мг/м (табл. 2.1);

на территории охранных зон с повышенными требованиями к охране атмосферы (курорты, санатории и т.п.) по формуле

С<0.8ПДК_НМ,

Для веществ с установленной ПДК_мр и ПДК_СС в качестве ПДК_нм принимается значение ПДК_мр для населённых мест.

Если для вредного вещества установлена только С_сс, то в качестве С принимается значение концентрации С, удовлетворяющей условию

0.1С<ПДК_СС.

При наличии в атмосфере вредных веществ однонаправленного действия (см. раздел 2.1) их безразмерная концентрация (q) не должна превышать 1, т.е.

где С₁, С₂, ... , С_n - расчётные концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в одной и той же расчётной точке; ПДК₁, ПДК₂, ... , ПДК_n - соответствующие предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населённых мест.

3.Расчётами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30- минутному интервалу осреднения. Значения приземных концентраций, рассчитанные по приведённым ниже методам, относятся к установившимся условиям распространения примесей над ровной или слабопересечённой местностью от стационарных источников.

4.Приземная концентрация в расчётной точке при наличии нескольких источников определяется как сумма концентраций по каждому веществу от отдельных источников.