7. Примеры решения заданий

7.1 Пример расчета ширины санитарно-защитной зоны.

Задание. Необходимо определить требуемую ширину санитарно-защитной зоны, отделяющей промышленную зону от проектируемого жилого массива. Взаимное расположение источника загрязнения и жилого массива схематично показано на рис. 6.1. Предварительно принято решение установить границу жилого массива на расстоянии x_ж.м от источника заг­рязнения.

Исходные данные:

а) перечень вредных веществ, содержащихся в выбросе: окись азота – 50 г/c (масса выброса М), аммиак – 10 г/с, пыль мелкодисперсная с содержанием кремния до 20% – 85 г/с;

б) расход выбрасываемой газовоздушной смеси V = 100 м³/c;

в) разность температур выброса и окружающего воздуха ΔT = 30 К;

г) высота H = 50 м и диаметр D = 2,5 м трубы;

е) расстояние x_ж.м = 500 м от трубы до границы жилого массива.

При расчете определяют требуемую ширину санитарно-защитной зоны и оценивают ущерб, наносимый здоровью людей выбросом вредных веществ в атмосферу. Расчет ведется для наиболее неблагоприятного направления ветра – от источника загрязнения в сторону жилого массива.

Решение. Рассчитаем максимальные приземные концентрации С_max при неблагоприятных метеорологических условиях для всех вредных веществ, содержащихся в выбросе по формуле (2.1). Вначале определяем безразмерные коэффициенты m и n. Рассчитываем параметр v_M:

принимаем n = 1, поскольку v_M > 2.

Рассчитываем параметр f:

w = V/(πD²/4) = 100/(3,1415·2,5²/4) = 20,37 м/c;

Теперь можем выполнить расчет максимальных приземных концентраций для всех вредных веществ:

окись азота

аммиак

пыль мелкодисперсная с содержанием кремния

По формулам (2.7), (2.8) определяем расстояния от источника до точек, в которых приземные концентрации загрязняющих веществ достигают максимальных значений:

по графику рис. 2.3, т.к. f = 13,83 < 100 и находим d = 17;

Поскольку для всех загрязняющих веществ F =1 < 2

x_m = dH = 17·50 = 850 м.

Для точек, находящихся на оси выброса, рассчитываем по формуле (2.9) концентрации всех веществ, приведенные концентрации C_i / ПДК_i и сумму приведенных концентраций ΣC_i / ПДК_i. Безразмерный коэффициент S, зависящий от соотношения x/x_m определяем с помощью графика рис. 2.4, или рассчитываем по аппроксимационным зависимостям:

при x/x_m < 1

S = 1,1771/(1+ exp(–(x/x_m – 0,3467)/0,1739)) – 0,1373;

при x/x_m > 1

S = 0,0313 + 1,3665·exp(– (x/x_m) / 3,1694).

При заполнении таблицы разбиваем расстояние x_m = 850 м на 5 частей и выбираем шаг координатной сетки. Результаты заносят в табл. 7.1.

Оценим ущерб, наносимый загрязнением атмосферы здоровью людей для точки с координатой x_ж.м =500 м, лежащей на оси выброса на границе зоны жилой застройки. Из таблицы 1.2. определяем класс опасности вредных веществ, содержащихся в выбросе: окись азота и аммиак – 3 класс, пыль – 3.

Вначале рассчитаем фактические значения кратности превышения ПДК для расстояния x_м = 500 м:

x/x_m = 500 / 788 = 0,59;

S = 1,1771/(1+ exp(–(0,59 – 0,3467)/0,1739)) – 0,1373 = 0,81;

C_{ок. аз} = S = 0,15·0,81 = 0,12

К _{ок. аз} = C_{ок. аз} / ПДК = 0,12 / 0,06 = 2;

Таблица 7.1

Распределение концентраций вредных веществ по оси выброса

№ точ-ки	Рас-стоя-ние, х, м	x/xm	S (газ)	Наименование вредного вещества						ΣСi/ПДКi
				окись азота		аммиак		пыль
				С, мг/м3	С/ПДК	С, мг/м3	С/ПДК	С, мг/м3	С/ПДК
1	170	0,2	0,21674	0,03251	0,54186	0,00650	0,16256	0,03251	0,21674	0,921158402
2	340	0,4	0,54076	0,08111	1,35190	0,01622	0,40557	0,08111	0,54076	2,2982364702
3	510	0,6	0,81735	0,12260	2,04337	0,02452	0,61301	0,12260	0,81735	3,47372823
4	680	0,8	0,95891	0,14384	2,39728	0,02877	0,71918	0,14384	0,95891	4,0753812017
5	850	1	1,01291	0,15194	2,53229	0,03039	0,75969	0,15194	1,01291	4,3048853476
6	1020	1,2	0,96713	0,14507	2,41783	0,02901	0,72535	0,14507	0,96713	4,1103056387
7	1190	1,4	0,90990	0,13649	2,27476	0,02730	0,68243	0,13649	0,90990	3,867085666
8	1360	1,6	0,85617	0,12843	2,14043	0,02569	0,64213	0,12843	0,85617	3,638739233
9	1530	1,8	0,80573	0,12086	2,01433	0,02417	0,60430	0,12086	0,80573	3,4243567837
10	1700	2,0000	0,75837	0,11376	1,89593	0,02275	0,56878	0,11376	0,75837	3,2230843839
11	1870	2,2	0,71391	0,10709	1,78478	0,02142	0,53543	0,10709	0,71391	3,0341203197
12	2040	2,4	0,67217	0,10083	1,68042	0,02017	0,50413	0,10083	0,67217	2,8567119039
13	2210	2,6	0,63298	0,09495	1,58244	0,01899	0,47473	0,09495	0,63298	2,6901524784
14	2380	2,8	0,59618	0,08943	1,49046	0,01789	0,44714	0,08943	0,59618	2,533778599
15	2550	3	0,56164	0,08425	1,40410	0,01685	0,42123	0,08425	0,56164	2,3869673927
16	2720	3,2	0,52921	0,07938	1,32302	0,01588	0,39691	0,07938	0,52921	2,2491340771
17	2890	3,4	0,49876	0,07481	1,24690	0,01496	0,37407	0,07481	0,49876	2,1197296304
18	3060	3,6	0,47017	0,07053	1,17543	0,01411	0,35263	0,07053	0,47017	1,9982386054
19	3230	3,8	0,44334	0,06650	1,10834	0,01330	0,33250	0,06650	0,44334	1,8841770753
20	3400	4,0000	0,41814	0,06272	1,04535	0,01254	0,31360	0,06272	0,41814	1,7770907073
21	3570	4,2000	0,39448	0,05917	0,98621	0,01183	0,29586	0,05917	0,39448	1,6765529517
22	3740	4,4000	0,37227	0,05584	0,93068	0,01117	0,27921	0,05584	0,37227	1,5821633437
23	3910	4,6000	0,35142	0,05271	0,87856	0,01054	0,26357	0,05271	0,35142	1,4935459081
24	4080	4,8000	0,33185	0,04978	0,82962	0,00996	0,24888	0,04978	0,33185	1,4103476612
25	4250	5,0000	0,31347	0,04702	0,78367	0,00940	0,23510	0,04702	0,31347	1,3322372054
26	4420	5,2000	0,29621	0,04443	0,74053	0,00889	0,22216	0,04443	0,29621	1,2589034091
27	4590	5,4000	0,28001	0,04200	0,70003	0,00840	0,21001	0,04200	0,28001	1,1900541669
28	4760	5,6000	0,26480	0,03972	0,66201	0,00794	0,19860	0,03972	0,26480	1,1254152366
29	4930	5,8000	0,25052	0,03758	0,62631	0,00752	0,18789	0,03758	0,25052	1,0647291465
30	5100	6,0000	0,23712	0,03557	0,59280	0,00711	0,17784	0,03557	0,23712	1,0077541701
31	5270	6,2000	0,22453	0,03368	0,56133	0,00674	0,16840	0,03368	0,22453	0,9542633631
32	5440	6,4000	0,21272	0,03191	0,53179	0,00638	0,15954	0,03191	0,21272	0,9040436593
33	5610	6,6000	0,20162	0,03024	0,50406	0,00605	0,15122	0,03024	0,20162	0,8568950222

C_ам = S = 0,03·0,81 = 0,024

К_ам = C_ам/ ПДК = 0,024 / 0,04 = 0,6;

C_пыль= S = 0,15·0,81 = 0,12

К _пыль = C_пыль / ПДК = 0,12 / 0,15 = 0,8;

Определим комплексный показатель загрязнения по формуле (4.3) при x = 500 м

Рассчитываем общее увеличение заболеваемости населения R под влиянием суммарного загрязнения по формуле (4.9)

R = m lg(P/P₀) 100% = 0,85·lg(2,236/2) 100% = 4,1 %.

Рис. 7.1.

Строим график зависимости суммы приведенных концентраций ΣС_i/ПДК_i от расстояния х (рис. 7.1). Затем на правом склоне построенной кривой находим точку, для которой выполняется условие ΣС_i/ПДК_i = 1 и определяем ее координату х = 5100 м. Поскольку 5100 м > 500 м, принимаем ширину санитарно-защитной зоны х_с.-з.з = 5100 м. Таким образом, при строительстве жилого массива его граница должна быть отодвинута на расстояние 5100 м.

Для новой границы жилого массива х_с.-з.з = 5100 м определяем увеличение общей заболеваемости населения.

Рассчитываем фактические значения кратности превышения ПДК для расстояния х_с.-з.з = 5100 м:

x/x_m = 5100 / 850 = 6;

S (газ) = 0,0313 + 1,3665·exp(– (3,8) / 3,1694) = 0,237;

C_{ок. аз} = S = 0,15·0,237= 0,0356

К _{ок. аз} = C_{ок. аз} / ПДК = 0,0356 / 0,06 = 0,59;

C_ам = S = 0,03·0,237 = 0,007

К_ам = C_ам/ ПДК = 0,007 / 0,04 = 0,177;

C_пыль= S = 0,15·0,237= 0,0356

К _пыль = C_пыль / ПДК = 0,0356 / 0,15 = 0,24;

Определим комплексный показатель загрязнения по формуле (4.3) при x = 5100 м

Значение Р = 0,66 меньше порогового значения Р₀ = 2 и вредные загрязнения не оказывают влияние на здоровье людей.