4. Параметры выбросов влияющие на рассеивание. Осаждение частиц и эффективная высота трубы.

К параметрам выбросов и их источников, влияющих на рас­сеивание взвешенных частиц в атмосфере относятся: количество загрязняющего вещества М (г/с), поступающего с выбросами в атмосферу в единицу времени; дисперсный состав взвешенных частиц или его усредненные характеристики - d_m и σ_r , cкорость выхода Vo (м/с) газообразной струи из устья источ­ника выброса; высота источника выброса Н (м) над уровнем земли; температура (°С) выбрасываемых газов; их количест­во V г (м³/с); D - внутренний диаметр устья трубы, м.

Экспериментально установлено, что при прочих равных ус­ловиях концентрация "С" взвешенных частиц в воздухе (мг/м³), которая достигается в результате рассеивания выбросов прямо пропорциональна величине М в первой степени.

Дисперсный состав частиц оказывает влияние на скорость их осаждения в атмосфере.

Если размеры частиц достаточно велики, то превалирует гравитационный механизм осаждения.

Осаждению мелких частиц препятствуют конвекционные потоки. Поэтому мелкие частицы осаждаются только в результате непо­средственного контакта с поверхностью земли.

Особым процессом, влияющим на осаждение частиц, является их вымывание падающими каплями атмосферных осадков. Капли промывают объем воздуха, через который они проходя. Частицы, находящиеся в этом объеме, могут осаждаться на каплях под действием механизмов инерции, электрического взаимодействия, тепловой и турбулентной диффузии.

Предполагается, что процесс вымывания подчиняется экспоненциальному закону и описывается уравнением:

С = С_о*ехр (-λ*τ ) ,

где: С₀ - начальная концентрация частиц, мг/м³;

τ - время, с;

λ - коэффициент вымывания, с^-1.

Величина λ является функцией размера частиц, капель и интенсивности осадков.

Скорость выхода газов из трубы оказывает влияние на подъем струи над трубой. Наиболее отчетливо подъем струи над трубой можно наблюдать при слабом ветре. Такое явление, назы­ваемое возвышением дымовой струи над трубой, влияет на рассеи­вание выбросов в атмосфере и выражается величиной Δh (м). В связи с этим явлением вводят понятие эффективной высоты трубы Н_эф(м):

Н_эф = Н+Δh = Н +(Δh_к+Δh_т),

где: Δh_к - подъем струи за счет ее кинетической энергии, м;

Δh_т - тепловой подъем струи, м.

Прй Δt =t₁ - t_в = 0 (t_в - температура воздуха, °C) величина Δh_т = 0 и выбросы относят к холодным, и при Δt >0 и Δh_т >0 выбросы относят к нагретым.

Отметим, что при прочих равных условиях уровень загрязне­ния при рассеивании нагретых выбросов будет меньше, чем при рассеивании холодных выбросов.

5. Выбор критериев качества атмосферного воздуха при решении задач связанных с рассеиванием выбросов.

ПДК - предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/м3.

ПДК_м.р. – предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20-30 мин не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДК_сс – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

Известно, что ПДК_сс и ПДК_м.р. для ряда веществ различны. В общем случае они различаются 1:10, т.е. в крайнем случае, ПДК_сс может быть меньше ПДК_м.р. в 10 раз, часто для веществ, для которых может быть установлен порог рефлекторного действия (нос, глаза, уши).

Из экспериментов полученных на основе мониторинга установлено, что вероятность достижения С_м.р. по сравнению с С_сс составляет как 1:40 и до 1:50, т.е от 2,5% до 2%.

По этой причине в расчетах рассеивания значение концентраций сопоставляется с ПДК_м.р.(т.к. оно больше, но реже достигается).