2.2 Контрольное задание № 2 Рассеивание производственных выбросов в атмосфере

2.2.1. Теоретические сведения

Распространение в атмосфере выбрасываемых предприятиями промышленных выбросов подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывают состояние атмосферы, расположение предприятия и источников выбросов, характер местности, физические и химические свойства выбрасываемых веществ, высота источника, диаметр устья и т.п. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное - распределение температур в вертикальном направлении. По мере удаления от трубы в направлении распространения промышленных выбросов можно условно выделить три зоны загрязнения (см. рис. 4).

Рис. 4. Распределение концентраций вредных веществ в атмосфере

Ф - зона переброса факела выбросов, характеризующаяся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы,

З - зона задымления с максимальным содержанием вредных веществ;

С - зона постепенного снижения уровня загрязнения

Зона задымления является наиболее опасной для населения и должна быть исключения из селитебной застройки. Размеры этой зоны, в зависимости от метеорологических условий, находятся в пределах 10 - 49 высот источника выбросов предприятия. Максимальная концентрация вредных примесей выходящих газов прямо пропорциональна производительности источника и обратно пропорциональна квадрату его высоты над землей. Подъем горячих струй почти полностью обусловлен подъемной силой газов, имеющих более высокую температуру, чем окружающий воздух.

При выбросах через высокие трубы или при факельном выбросе в условиях безветрия рассеивание вредных веществ происходит, главным образом, под действием вертикальных потоков. Высокие скорости ветра увеличивают разбавляющую роль атмосферы. Разбавление вдоль оси струи пропорционально средней скорости ветра Vm на высоте струи. Вместе с тем с увеличением Vm уменьшается высота факела над устьем трубы. Поэтому для источников выбросов вводят понятие (опасной скорости ветра), при которой приземные концентрации имеют наибольшие значения. Чтобы предотвратить отклонение струи вблизи горловины трубы, скорость выбрасываемого газа W должна вдвое превышать опасную скорость ветра на уровне горловины трубы.

Расчет рассеивания в атмосфере производственных вредностей необходим для определения параметров зон загрязнения и санитарно - защитных зон.

Определение параметров санитарно - защитных зон промышленных предприятий путем расчета рассеивания в атмосфере производственных выбросов. Основные параметры санитарно - защитных зон

промышленных предприятий

Особое место в защите окружающей среды имеют планировочные мероприятия, связанные с выбором площадки для строительства новых производственных зданий и учетом взаимного расположения производственных зданий и жилых массивов. Площадки для строительных зданий и жилых массивов должны выбираться с учетом аэроклиматической характеристики и рельефа местности. Промышленный объект должен быть расположен на ровном возвышенном месте, хорошо продуваемом ветрами. Взаимное расположение предприятий и населенных районов определяется по средней розе ветров теплого периода года. Промышленные объекты располагают за чертой жилых кварталов с подветренной стороны. Требованиями ДБН 360-92 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских населенных мест» предусмотрено, что производства, являющиеся источниками выделения вредных веществ, следует отделять от жилых застроек санитарно - защитными зонами (СЗЗ) [4].

Размеры СЗЗ до границ жилой застройки устанавливают в зависимости от мощности выбросов, условий осуществления технологического процесса, характера и опасности выделяемых вредностей. На рис. 5 указаны основные параметры, определяющие размеры СЗЗ.

Рис. 5. Основные параметры санитарно-защитной зоны.

А - территория промышленного предприятия; Б - санитарно - защитная зона; В - селитебная территория;

Г - защитная зона с\х или лесных угодий; Д - территория с\х или лесных угодий;

1- источник производственных выбросов в атмосферу; 2- разрыв от источника выбросов до селитебной территории; 3- разрыв от источника выбросов до г раницы с\х или лесных, угодий;

4- граница зоны загрязнения, в пределах которой приземная концентрация вредных веществ превышает ПДК для населенных пунктов; 5- граница зоны загрязнения, в пределах которой приземная концентрация вредных веществ превышает допустимые нормы для с\х или лесных угодий;

6 - ширина санитарно - защитной зоны

ОСНОВНЫЕ НОРМАТИВЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВЫБРОСОВ

Основной физической характеристикой загрязнения атмосферы является концентрация вредного вещества (мг) в единице объема (куб. м) воздуха в нормальных условиях. Концентрация определяет физическое, химическое и другие виды воздействия на человека и окружающую среду и служит основным параметром при нормировании содержания примесей в атмосфере.

ПДК - это норматив максимальной концентрации примеси в атмосфере, в определенную единицу времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и окружающую среду вредного влияния (включая отдаленные последствия). Если вещество оказывает на окружающую природу вредное воздействие в меньших концентрациях, чем на организм человека, то при нормировании исходят из приоритетов уменьшения воздействия на окружающую среду. Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов регламентируются различными документами и специальным списком Министерства здравоохранения, в соответствии с которым установлены: класс опасности, допустимая максимальная разовая концентрация и среднесуточная концентрация вредного вещества. Максимальная разовая ПДК (ПДКмр - основной норматив опасности вредного вещества). Она устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, световой чувствительности, изменение биоэлектрической активности головного мозга и др.) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. Среднесуточная ПДКсс - норматив, установленный для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния на организм человека.

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества в приземном слое атмосферного воздуха не должна превышать максимальной разовой ПДК при, воздействии не более 20 минут. При экспозиции вредного вещества более 20 минут сравнение проводят с среднесуточным ПДК (ПДКсс).

При выбросе в атмосферу нескольких вредных веществ должно учитываться условие, при котором суммарная концентрация каждого вредного вещества не должна превышать максимальную разовую ПДК данного вещества:

Сс = (См + Сф) < ПДК

Сс - суммарная концентрация каждого вредного вещества, мг\м^З;

См - максимальная разовая концентрация загрязняющих веществ, мг\м^З;

Сф - фоновая концентрация одинаковых и однонаправленных вредных веществ, мг\м^З

Фоновая концентрация является характеристикой существующего загрязнения атмосферного воздуха на промышленных площадках и населенных пунктах и представляет собой суммарное загрязнение атмосферы, обусловленное всеми источниками, кроме рассматриваемого. Данные о фоновой загрязненности района получают путем измерений и должны включаться в исходные данные при проектировании.

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих аддитивными свойствами, нужно исходить из того, что сумма отношений приземных концентраций каждого вещества к его ПДК не должна превышать единицу.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) - это расчетный норматив, характеризующий количество выбросов вредного вещества промышленным предприятием в единицу времени (год, сутки, секунда), который не допускается повышать и, воздействие, которого приводит к отклонениям и необратимым явлениям в окружающей природной среде (включая отдаленные последствия).

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ЗОНИРОВАНИЯ ОБУСТРОЙСТВА И

ОЗЕЛЕНЕНИЯ САНИТАРНО - ЗАЩИТНЫХ ЗОН

При планировании обустройства СЗЗ промышленных предприятий руководствуются принципиальными схемами зонирования в зависимости от ширины СЗЗ:

А). При ширине СЗЗ до 300м:

	1	3
	2

1. Защитные древесно кустарниковые насаждения, площадки для отдыха работающих, автодороги, тротуары, стоянки автомотовелотранспорта, пожарное депо бани, прачечные, котельные, гаражи, склады (кроме продовольственных);

2. Защитные древесно - кустарниковые насаждения, гаражи индивидуальных машин, автодороги, тротуары, велосипедные дорожки, торговые точки, павильоны стационарного наблюдения за загрязнением атмосферы;

3. Дороги, соединяющие промышленное предприятие с жилыми районами, предзаводские площадки, административно - служебные здания, профтехучилища, проходные, здания общественного питания, торговые здания;

Б). При ширине СЗЗ от 300м до 1000м:

	1	5
	2
	3
	4

1- то же, см. схему "a", уч .1; 2 - сети инженерных коммуникаций, ЛЭП;