Графики распределения концентрации диоксида серы по поверхности Земли при наличии и при отсутствии ветра

Выводы:

Полученные результаты показывают, что выбросы являются «нагретыми», т. к. вспомогательный коэффициент f = 49,7062. Коэффициент метеорологического разбавления К_Р = 386,4919, максимальная концентрация диоксида серы в приземном слое С_{М =} 0,6468 мг/м³, наиболее вероятное расстояние, на котором достигается эта концентрация Х_М = 1020м. Предельно допустимый выброс диоксида серы составляет 19,3246 мг/с, а максимальная концентрация этого компонента в устье трубы С_м.т.= 0,7730 мг/м³.

Был построен график наиболее вероятного распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до источника. Оценив его, можем заметить, что приземная концентрация, резко достигнув своего максимума на малом расстоянии от источника, начинает постепенно снижаться. В районе 9 км приземная концентрация достигает ПДК. Следовательно, размеры санитарно-защищённой зоны будут в радиусе 9 км от предприятия.

Получена функция зависимости концентрации диоксида серы от расстояния до места выброса. Для аппроксимации полученных значений пришлось использовать 2 функции: многочлен 4 степени для аппроксимации на отрезке [0, X_M] и многочлен 5 степени для аппроксимации на отрезке [X_M; 8*X_M].

Построены графики зависимости концентрации вредного компонента от расстояния до места выброса для каждого вредного компонента. Хуже всего рассеиваются зола углей и оксид углерода, лучше всего – диоксид азота. Причиной является то, что зола углей – не газ, а маленькие частики твёрдого вещества, в смеси с воздухом образующие коллоидную систему.

Построен трёхмерный график распределения концентрации вредного компонента по поверхности Земли при отсутствии ветра (концентрические окружности) и при наличии ветра (концентрические эллипсы).

В используемой математической модели все свойства газа описываются в рамках Максвелл-Больцмановского распределения.

Для проведения расчётов и построения графиков были использованы следующие программы: Microsoft Word, Microsoft Excel, MathCAD, Qt Creator.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Основные вещества, загрязняющие атмосферу

К ним относятся все вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями. Зачастую выбросы не проходят никакой очистки, и в атмосферу попадают десятки тонн различных веществ.

2. Очистка выбросов в атмосферу от примесей

Очистка выбросов – необходимая мера на любом предприятии, выбрасывающем вещества в атмосферу. Выбросы должны проходить через различные фильтры очистки, чтобы концентрация веществ в выбросе обеспечивала соблюдение норм ПДК.

3. Источники загрязнения и стратегия борьбы с загрязнениями

Основные источники загрязнения атмосферы:

• Промышленность (ТЭЦ, металлургия);

• Бытовые котельные, мусоросжигатели и т.д.

• Транспорт

4. Кислотные осадки

Любые осадки, в которых pH < 5,6. (При pH = 7 – нейтральная среда). Вместе с дымом из промышленных труб поступают оксиды азота, оксиды серы, хлор и другие вещества. Вступая в реакцию с влагой, эти вещества образуют кислоты. Выпадая, осадки с pH < 5,6 влияют на литосферу. Для решения проблемы испольщуют следующие стратегии:

• Переход на альтернативное топливо;

• Промывка угля;

• Альтернативные источники энергии;

• Экономия энергии.

5. Парниковый эффект

Парниковый эффект – постепенное потепление климата на нашей планете в результате увеличения концентрации антропогенных примесей (CO₂, CH₄, N₂, NO₂, фрионы) в атмосфере.

6. Нарушение озонового слоя

Озоносфера – слой атмосферы, отличающийся повышенным содержанием озона. Абсолютное содержание озона в озоносфере невелико, однако его хватает, чтобы обеспечить защиту от жёсткой солнечной радиации. При попадании в озоносферу такие вещества, как фрионы, фтористые соединения, хлор и другие, препятствуют рекомбинации озона, приводя к разрушению озонового слоя.