3.4.4.3. Спрощений метод розрахунку

Наближена оцінка середньорічного коефіцієнту метеорологічного розбавлення G (c/м³) поблизу та на відстані до 10 км за зоною максимуму приземної концентрації може бути знайдена методом “оточуючої” [10].

G =	(3.4.4.3.1.)

де е=2,73, а - середня швидкість вітру, інші позначення аналогічні наведеним у п. 3.4.4.1.

Ця формула дає максимальні оцінки у тому смислі, що при будь-якому законі зміни σ_z та будь-якій повторюваності погодних умов більших значень концентрації не може бути.

Контрольні запитання

1. Які фактори є визначальними при розсіюванні домішок в атмосфері?

2. Які процеси можуть спостерігатися при розсіюванні домішок в атмосфері?

3. Що таке адіабатичний градієнт температури?

4. Від чого залежить градієнт температури у повітрі?

5. Як впливає градієнт температури на зміну умов розсіювання домішок в атмосфері?

6. Які умови стану атмосферного повітря щодо розповсюдження домішок є стійкими, які є нестійкими, які – нейтральними?

7. При якому стані повітря (стійкому, нестійкому чи нейтральному) відбувається інтенсивне перемішування повітря?

8. Які умови температурної стратифікації (нейтральні, стійкі, нестійкі) вважаються найбільш приємними з погляду найменшого забруднення приземного шару атмосфери? Як на це впливає відношення висоти труби викидної суміші і рівня стійкого приземного шару?

9. При яких умовах температурної стратифікації відбувається “задимлювання” та притискання суміші донизу?

10. Що таке ефективна висота викиду?

11. Що таке зона аеродинамічної тіні? В чому полягає необхідність її врахування?

12. Які джерела викиду відносяться до низьких, які – до високих, які – до проміжних?

13. Які викиди відносять до розряду миттєвих, які – до короткочасних, які – до безперервних? В чому полягає різниця між ними в процесах розсіювання домішок в атмосферному повітрі?

14. Для чого розраховується небезпечна швидкість вітру при проведенні розрахунків максимальної приземної концентрації речовини?

15. За якою моделлю (Гауса чи градієнтного переносу) проводиться визначення розсіювання домішок в атмосферному повітрі: при миттєвих, при короткочасних, при тривалих їх викидах?

Розідл 4. МЕтоди розрахункУ гранично-допустимих норм впливу на атмосферне повітря

§4.1. Основні принципи та послідовність робіт при встановленні гранично-допустимих норм

Для оцінювання розсіювання домішок в атмосферному повітрі, як вказано вище, більш за все використовують гаусову модель, а для розрахунків гранично-допустимих концентрацій (ГДК) чи гранично-допустимих викидів (ГДВ) шкідливих речовин у повітря - модель градієнтного переносу. Тому всі подальші викладення побудовані на застосуванні останньої моделі переносу домішок в атмосферному повітрі.

Теоретичні основи методики градієнтного переносу (К-теорії) полягають в тому, що степінь забруднення приземного шару атмосфери викидами шкідливих речовин із наземних джерел визначається за найбільшим значенням разової приземної концентрації шкідливих речовин С_м (розрахунок якої наведено в попередньому розділі), яка встановлюється на деякій відстані від місця викиду при найбільш несприятливих метеорологічних умовах, коли швидкість вітру досягає небезпечного значення u_м і відбувається інтенсивний турбулентний обмін.

При розрахунках ГДК чи ГДВ частіше використовується величина, що є зворотною до фактору розбавлення G, яка має назву коефіцієнту метеорологічного розбавлення - К_р.

Гранично-допустимий викид ГДВ (г/с, Бк/с) визначається як добуток коефіцієнту метеорологічного розбавлення К_р (м³/с) та значення гранично-допустимої концентрації ГДК речовини (г/м³, Бк/м³) у викидному газі без фонової її концентрації С_ф (г/м³, Бк/м³) в атмосферному повітрі населених пунктів:

ГДВ = (ГДК-Сф) . Кр.

(4.1.1.)

Коефіцієнт метеорологічного розбавлення К_р. – це той об’єм чистого повітря, який необхідно для розбавлення викидних у секунду домішок до концентрації, що є допустимою діючими нормами.

Р ис. 4.1.1.Зміна концентрації викидних газів у повітрі в залежності від відстані до місця їх викиду. С_м – максимальна приземна концентрація, х_м – відстань від джерела викиду, де спостерігається С_м.

Рис. 4.1.2. Зміна коефіцієнту метеорологічного розбавлення К_р. в залежності від відстані з місця викиду шкідливих речовин в повітря. К_р.м. – мінімальний коефіцієнт розбавлення (спостерігається в місці максимальної приземної концентрація С_м), х_м – відстань від джерела викиду, де спостерігається С_м.

Якщо через С_м позначити максимальну приземну концентрацію речовини, що викидається у повітря, а через х_м - відстань від джерела викиду, де спостерігається С_м, то процес розбавлення концентрації С (г/м³) викидних газів у повітрі з відстанню х(м) має вигляд, що представлено на рис. 4.1.1.

Опис зміни коефіцієнту розбавлення К_р. з відстанню х(м) в напрямку вітру має вигляд безперервної кривої з мінімумом, який відповідає точці максимуму приземної концентрації, тобто точці, де відбувається максимальне надходження домішок в нижній шар атмосфери внаслідок вертикальної дифузії і вітрового переносу (рис. 4.1.2.).

Таким чином, задача визначення ГДВ викидної речовини у повітря зводиться до задачі оцінки мінімального коефіцієнту розбавлення цієї речовини в атмосферному повітрі К_р.м..

При розрахунках К_р.м. враховуються наступні параметри, які визначають коефіцієнт розбавлення:

1. характеристика джерела викиду:

одиночне джерело чи група джерел, об’єм і температура викидних газів, приземні чи наземні джерела викиду,

2. властивості викидних домішок:

осідання і сорбція їх на поверхні землі, період напіврозпаду і період напіввиведення домішок з атмосфери, перехід за харчовими ланцюжками,

3. метеорологічні параметри атмосфери:

швидкість і напрямок вітру, характер температурної стратифікації, тумани, опади т. ін.,

4. топографічні особливості регіону:

височини або низини, водойми, рослинність, наявність будівель.

Для встановлення гранично-допустимих викидів необхідно:

1. Скласти план (карту-схема) району розташування підприємства або промислового комплексу радіусом не менш 20-25 км від центру промислової ділянки підприємства, для якого розраховується ГДВ. Для великих підприємств, а також підприємств, які здійснюють викиди радіоактивних речовин, план (карта-схема) складаються до 100 км.

2. На карту-схему нанести:

а) промислові ділянки з усіма будівлями і спорудами; будівлі і споруди на площині повинні бути взаємно прив’язаними на плані і мають бути вказані їх висоти; для різновисоких будівель висоти вказуються на кожній частині будівлі;

б) усі джерела викидів шкідливих речовин в атмосферу як на підприємстві, яке розглядається, з врахуванням можливої реконструкції і розширення його, так і на інших існуючих підприємствах або тих, які проектуються у даному районі;

в) населенні пункти, райони перспективної житлової забудівлі, санітарні охоронні зони курортів, санаторіїв і будинків відпочинку, зони відпочинку міст, ліса, сільськогосподарські угіддя, річки, водойми;

г) ізолінії висот через 20 м;

д) середньорічна роза вітрів через 20 м;

e) існуючі (фонові) концентрації шкідливих речовин.

3. Провести інвентаризацію викидів; зібрати дані про всі викиди підприємств в радіусі до 20 км від центру промислової ділянки. За результатами обстеження скласти паспорт на кожне джерело викиду: об’єм і діаметр джерела, об’єм температури і швидкості течії викидних хімічних речовин, склад та кількість викидних шкідливих речовин. Крім того, обов’язково враховувати неорганізовані викиди (від відвалів, через вікна, фрамуги т. ін).

4. Розрахувати зони аеродинамічних тіней будівель та споруд підприємств, будують зони аеродинамічних тіней і по розташуванню джерел у збудованих зонах класифікують усі викиди на високі (нагріті і холодні) та низькі.

5. У відповідності до класифікації джерел викиду розрахувати ГДВ з врахуванням існуючого фону.

6. Визначити частку джерела викиду в загальному забрудненні атмосфери.

7. Розраховані значення ГДВ для кожного джерела з прийнятим коефіцієнтом запасу від 0,3 до 0,1 нанести на карту-схему, яка стає основним документом при проектуванні нових або реконструкції старих джерел викиду.

8. По розрахованому ГДВ визначити максимально допустимі концентрації в гирлі джерела викиду С_м.

9. Величини С_м, об’єм викидних газів і величину розрахованого ГДВ занести в паспорт джерела викиду для систематичного контролю.