2. Методика расчета вредных веществ в атмосфере

Методика расчета рассеивания вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, основана на определении концентраций вредных веществ в приземном слое воздуха (0 – 2 м над поверхностью земли). На рисунках 5.2, 5.3 показан условный одиночный источник выброса условного загрязняющего вещества (труба), который расположен на некотором расстоянии х от границы жилого массива. Концентрация вредного вещества на выходе из трубы (в пылегазовой смеси) выше ПДК но непосредственно у трубы в при­земном слое воздуха (если источник достаточно высокий) концентрация примеси будет незначительной, ибо последняя относится воздушным пото­ком. По мере удаления от источника (с увеличением х) примесь будет посте­пенно накапливаться в воздухе (накопление опережает рассеивание), и ее концентрация будет расти, достигая максимального значения (С_м) на рас­стоянии, которое обозначают х_м. При этом в большинстве случаев С_м > ПДК. Далее благодаря диффузионным процессам и турбулентности воздуха рас­сеивание начинает опережать накопление, и концентрация примеси посте­пенно снижается.

Рис. 5.2. Схема нормирования примесей в воздухе в связи с их переносом

и рассеиванием, а также токсикологическими принципами

На рисунке 5.3 место расположения источника (х = 0) совмещено с на­чалом координат, а по ординате откладывается концентрация примеси. Левая кривая на рисунке характеризует рассеивание, при котором концентрация достигла максимума, не доходя до зоны жилой застройки или населенного пункта. Но возможен случай, когда опасная зона с > ПДК «накрывает» населенный пункт (правая кривая).

Рис. 5.3. Схема вариантов рассеивания примесей в воздухе, поясняющая расчет предельно допустимых выбросов

Расчеты рассеивания загрязняющих веществ (3В) в атмосфере, высоты трубы (Н) и предельно допустимых выбросов (ПДВ) от одиночных стационарных источников загрязнения атмосферы (ИЗА) выполняются по ОНД-86 (Общесоюзный нормативный документ). Они проводятся в нашем случае для ИЗА, расположенного в Иркутской области на ровной и слабопересеченной местности. При этом ИЗА имеет одну дымовую трубу высотой Н, м, с диаметром устья Д, м, скоростью выхода газовоздушной смеси W_o,м/с, разницей температур выбросов и окружающего атмосферного воздуха ΔТ, °С, и массой 3В М, г/с.

Последовательность расчетов следующая:

1. Рассчитывают уровень максимальной концентрации вещества в воздухе С_м, мг/м³ по формуле 5.4.

(4.4)

где А – безразмерный коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (распределение температур воздуха по высоте, влияющее на его вертикальное перемещение), таблица 5.1;

М – масса выбросов 3В, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания выбросов (F=1 – для газов, F=2 – для взвесей и мелкодисперсных аэрозолей при наличии на предприятии очистных и газоулавливающих устройств, F=3 – для взвесей и мелкодисперсных аэрозолей при отсутствии очистных и пылеулавливающих сооружений);

m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из источника;

η – безразмерный коэффициент, отражающий влияние рельефа местности (для ровной и слабопересеченной местности η = 1,0);

Н – высота источника выброса, м;

V – расход газо-воздушной смеси, м³/с;

∆T – разность между температурой выбрасываемой смеси (Т_г) и температурой окружающего воздуха (Т_о).

Таблица 5.1