вариант экология

1

Московский государственный строительный университет

Кафедра Инженерной геологии и геоэкологии

ЭКОЛОГИЯ

Методические указания к практическим занятиям

для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство»

МОСКВА 2011

2

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1 «Расчет распределение загрязняющих веществ в атмосферном

воздухе»

Задание выполняется по вариантам, представленным в

нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммации, их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать единицу:

Разовые концентрации отбираются в течение 20 минут, поэтому методика расчета относится для этого же временного интервала. Выбор методики расчета максимальных значений концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе производится исходя из следующих условий:

1)вида источника (точечный, линейный и т.п.);

2)выбросы нагретые или холодные (∆Т>0, ∆Т≤0);

3)сечение устья источника (круглое, прямоугольное).

1Максимальная приземная концентрация вредных веществ для выброса нагретой газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеоусловиях (НМУ)

Максимальная приземная концентрация вычисляется по формуле

3.

где А – коэффициент зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М – количество вредного вещества выбрасываемого в атмосферу от данного источника, г/сек;

F – коэффициент, учитывающий скорость осаждения вредных веществ в атмосфере;

m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

Н – высота источника над уровнем земли, м;

3

∆Т – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой воздуха, °С;

Q – расход газовоздушной смеси, м3/с;

η - коэффициент рельефа местности (η=1).

Коэффициент А принимается для неблагоприятных метеоусловий:

-для субтропической зоны Средней Азии (А=240)

-для Нижнего Поволжья, Кавказа, Сибири, Дальнего Востока и

остальных районов Средней Азии (А=200)

-для Севера и Северо-запада Европейской части РФ, Среднего Поволжья, Урала (А=160)

-Центральная часть Европейской территории РФ (А=120)

Значения безразмерного коэффициента F должны приниматься: а) для газообразных вредных веществ F=1

б) для пыли и золы (если коэффициент очистки 90% F=2; 75-90% F=2.5; <75% F=3)

Расход газовоздушной смеси определили по формуле 4:

где D – диаметр устья источника, м;

V – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника, м/с

Величину ∆Т определяют как разность температур газовоздушной смеси и температурой воздуха в самый жаркий месяц в 13 часов (по СНиП 2.01.01-82).

При вычислении средней концентрации потока примеси реального промышленного источника необходимо учитывать начальный подъем

примеси ∆Н, он определяется скоростью выхода V в м/с, перегрева ∆Т, а также радиусом устья источника R0 в м.

Высота источника над уровнем земли Н определяется суммой ∆Н и геометрической высотой источника Ни.

Величину ∆Н можно определить по формуле 5:

Где Uф – скорость ветра на уровне флюгера, м/с; g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2;

Та – температура атмосферного воздуха в самый жаркий месяц в 13 часов (по СНиП 2.01.01-82), °С;

R0 – радиус источника, м.

4

Коэффициенты m и n учитывают подъем факела над источником, безразмерный коэффициент m определяется в соответствии с промежуточными коэффициентами:

Для предельно малых опасных скоростей ветра, когда f < 100, а Vm < 0,5 концентрация примесей находится по формуле:

Произвести расчет источников выбросов для каждого загрязняющего вещества. Определить доли ПДК и выполнение условия формулы 1.

2 Расчет максимального расстояния от источника до точек с максимальными концентрациями загрязняющих веществ

Для горячих источников (∆Т≠0) расстояние от источника до точки с максимальной концентрацией вещества Xm определяется по формуле:

где d – безразмерный промежуточный коэффициент: Для нагретых выбросов (f<100):

3 Определение опасной скорости ветра

В формуле определения концентраций в скрытой форме входит скорость ветра. Чем больше скорость ветра, тем больше интенсивность распределение загрязняющих веществ. В тоже время при увеличении скорости ветра уменьшается высота факела над устьем. Опасная скорость ветра не является метеорологическим фактором и для одного и того же производства может быть различна для различных источников.

Значение опасной скорости ветра Um в м/с, при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ, определяется следующим образом:

Для горячих выбросов

4 Проверка расчетных параметров при скоростях ветра, отличающихся от опасной скорости

Максимальная приземная концентрация вредного вещества Сmu в мг/м3 при НМУ и скорости ветра Ui в м/с отличающийся от опасной скорости ветра Um определяется по формуле:

где r – безразмерная величина, она определяется по формуле в

зависимости от отношения U :

Um

Расчет произвести для скорости ветра меньше и больше опасной.

Расстояние от источника выброса Xmu на котором при скорости ветра Ui и НМУ приземная концентрация вредных веществ достигнет максимального значения Сmu (мг/м3) определяется по формуле:

где р – безразмерная величина, определяется в зависимости от U :

Um

5 Определение приземных концентраций загрязняющих веществ по оси факела выброса

Определим значение приземных концентраций вредных веществ С, мг/м3 в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X от источника определяется по формуле:

где S1 – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от

отношения X

X m

Рисунок 1 – Зависимость концентрации загрязняющего вещества для точечного источника по оси факела выброса (пример)

6 Определение приземных концентраций загрязняющих веществ по направлению, перпендикулярному к оси факела выброса

Определим значение приземных концентраций вредных веществ в атмосферу Сy (мг/м3) на расстоянии Y (м) по направлению, перпендикулярному к оси факела выброса.

9

Данные расчета сводим в таблицу 2.

Таблица 2 – Концентрация загрязняющего вещества для точечного источника по направлению, перпендикулярному к оси факела выброса (пример заполнения)

Рисунок 2 - Зависимость концентрации загрязняющего вещества для точечного источника по направлению, перпендикулярному к оси факела выброса (пример)

7 Построение изолиний концентраций загрязняющих веществ

Изолинии соединяют точки пространства с одинаковыми концентрациями загрязняющих веществ (в долях ПДК или мг/м3).

Построение ведут для каждого загрязняющего вещества в отдельности по каждому источнику выброса. Задаемся тремя значениями концентраций загрязняющего вещества (в долях ПДК или в мг/м3). Для загрязняющего вещества значения концентраций загрязняющих веществ выбирают РАВНЫЕ, как по оси факела

10

выброса, так и по направлению, перпендикулярному оси факела выброса для всех источников.

Например, построим изолинии для вещества, распределение концентраций которого для источника представлены на рисунках 1 и 2. Выберем концентрации 0,0055 мг/м3; 0,005 мг/м3; 0,0045 мг/м3. Для этих значений определяем по графикам расстояния от источника по оси факела выброса и по направлению, перпендикулярному оси факела выброса. Результаты расчета заносят в таблицу 3.

Таблица 3 – Координаты точек изолиний (пример)

построить изолинии концентраций загрязняющего вещества. Пример построения представлен на рисунке 3.

Y, м

400

300

200

Рисунок .3 – Изолинии рассеивания загрязняющего вещества от точечного источника выброса (пример)

8 ВЫВОД