6

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Севастопольский Национальный технический университет

Кафедра «Прикладной экологии и охраны труда»

Методические указания

к контрольным заданиям по дисциплине

«Основы экологии»

Контрольное задание №1 «Расчет рассеивания горячих выбросов из одиночного источника»

Контрольное задание №2 «Расчет рассеивания холодных выбросов из одиночного источника»

Севастополь 2002

Цель методических указаний: помочь студентам освоить методику расчета рассеивания горячих и холодных выбросов из одиночного источника в атмосфере.

Методические указания разработаны:

доцентом кафедры ПЭОТ Каиновым Д.А.,

ст. преподавателем кафедры ПЭОТ Азаренко Е.И.,

ассистентом департамента ПЭОТ Одинцовым А.Н.

Ответственный за выпуск,

Завкдующий кафедрой ПЭОТ, профессор Севриков В.В.

Методические указания утверждены на заседании методического совета кафедры «Промышленной экологии и охраны труда» Севастопольского Национального Технического Университета, протокол № от « » 2002 г .

Рецензент: к.т.н., доцент, Макаров В.В.

Цель работы: - ознакомление с методикой расчета рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятия.

1. 1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Основные понятия нормирования загрязнений атмосферы

Загрязнением атмосферы называется изменение состава атмосферы в результате наличия в ней примесей. Загрязнение, обусловленное деятельностью человека, называется антропогенным загрязнением.

Примесь – рассеянное в атмосфере вещество, не содержащееся в ее постоянном составе. К примесям могут относиться не только токсичные, но и нетоксичные вещества, например уменьшающие прозрачность воздуха. Все загрязняющие вещества (ЗВ) в токсикологии принято оценивать по их воздействию на организм. Наиболее характерными являются собственно токсические воздействия и органолептические воздействия.

Эти обстоятельства вызывают необходимость введения двух нормативов для предельно допустимых концентраций: максимальной разовой (ПДК_МР) и среднесуточной (ПДК_СС). Первая из них введена с целью предупреждения негативных рефлекторных реакций при кратковременном (порядка 20 минут) воздействии, вторая – для предупреждения токсического воздействия. Для ряда веществ устанавливаются оба норматива. Кроме того, для каждого вредного вещества (ВВ) устанавливается ПДК_РЗ (предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны - в пространстве в двух метрах от пола, где находятся места постоянного или временного пребывания работающих). Аналогично определяются значения ПДК_АВ для атмосферного воздуха населенных пунктов.

Для ускоренного определения ПДК для вновь открытых веществ возможно использование временно допустимых концентраций – ориентировочно-безопасные уровни (ОБУВ).

Таким образом, нормирование загрязняющих веществ учитывает экспозицию, т.е. время пребыванию людей в зоне загрязнения, что связано с возможностью хронических и острых отравлений. Это обуславливает раздельное нормирование ЗВ для разных территорий.

В любых местах пребывания человека необходимо выполнение условия непревышения концентрацией примеси С значений ПДК:

• в воздухе на территории предприятия 30% ПДК_РЗ ;

• в воздухе населенных мест ПДК_МР и ПДК_СС;

• в воздухе населенных пунктов с населением более 200 тыс. человек и в курортных зонах – 80% ПДК_МР.

В районах, где атмосферный воздух уже загрязнен ранее построенными и действующими предприятиями, необходимо учитывать их выбросы. Такой учет производится суммированием соответствующих значения концентраций ВВ, определяемых выбросами данного предприятия, со значением уже существующего (фонового) загрязнения С_Ф

1.2. Основы регламентации выбросов предприятиями

Любое предприятие предназначено для выпуска той или иной определенной продукции. Однако оно существует в окружении экологических систем, которые неизбежно подвергаются воздействию со стороны производства. Для защиты окружающей среды (ОС) необходима регламентация (т.е. установление нормативов):

-содержания вредных веществ (ВВ) в выбросах и сбросах предприятия;

-поступления ВВ в ОС, т.е. установления нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) и сбросов (ПДС) для предприятий.

Также необходимо прогнозирование переноса и рассеивания ВВ в природных средах; соблюдение технических регламентов работы оборудования с целью обеспечения требуемых параметров процессов, влияющих на образование выбросов и сбросов; контроль за содержанием ВВ в ОС, сырье, топливе и т.п., контроль поступления и содержания ВВ в природных средах.

Предприятие обычно не может обеспечить поступление ВВ в выбросах окружающую среду с концентрациями ниже ПДК по технологическим и экономическим условиям. Однако оно должно обеспечить снижение концентраций до неопасных в определенных местах. В первую очередь интерес представляют зоны, в которых находятся люди.

Хотя концентрация ВВ непосредственно на выходе из источника выбросов (например, из дымовой трубы) выше ПДК, но по мере удаления от источника концентрация будет уменьшаться за счет рассеивания в воздухе, вследствие турбулентной диффузии. Параметр, характеризующий турбулентную диффузию, существенно зависит от атмосферных процессов в данном регионе.

При «высоких» выбросах, например, из дымовых труб, поднятых над окружающей поверхностью, концентрация ВВ на уровне земли в зоне дыхания человека ниже, чем концентрация на уровне устья трубы. Часто выбрасываемая смесь с ВВ имеет более высокую температуру, чем окружающий воздух, что приводит к дополнительному подъему выбрасываемой из трубы смеси, обусловленному снижением удельной плотности смеси за счет ее нагрева. Увеличению высоты подъема также способствует повышение скорости выхода смеси из устья трубы.

Расстояние, на котором достигается максимум приземной концентрации, в существенной степени зависит от скорости ветра – направленного потока воздуха вместе с которым после выброса из устья трубы распространяются ВВ. Также скорость ветра в существенной степени определяет и параметры турбулентной диффузии.

Эти эффекты учтены в «Указаниях по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».