31. План практических занятий

32. Тема: Защита биосферы от загрязнений

33. Практические занятия по данной теме включают решение задач с целью закрепления теоретических знаний, ознакомления с некоторыми расчетами, применяемыми в настоящее время специалистами по охране окружающей среды. По теме Атмосфера предлагается задача на определение высоты источника выбросов; по теме Гидросфера – задача на определение кратности разбавления сточных вод; по теме Литосфера – задача на определение класса опасности промышленных отходов. В качестве примера приведена задача на определение минимальной высоты источников выбросов.

35. При определении минимальной высоты источников выброса и установлении предельно допустимых выбросов концентрация каждого вредного вещества С в приземном слое атмосферы не должна превышать максимально разовой ПДК в атмосферном воздухе

36. С ≤ ПДК

37. При наличии фонового загрязнения атмосферы вместо С следует принимать С + Сф, где Сф – фоновая концентрация вредного вещества

38. С ≤ ПДК - С_ф

39. Минимальная высота трубы для холодных выбросов (∆ Т =0):

41. А · M · F · Д · η ^3/4

42. Н = ----------------------- (1)

43. 8· V₁·(ПДК-С_ф)

45. где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы. Значение этого коэффициента, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:

46. – 250 – для районов Средней Азии южнее 40º с.ш., Бурятской автономной республики и Читинской области;

47. – 200 – для Европейской территории России; для районов РФ южнее 50° с.ш.; для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии, для Дальнего Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии;

48. – 180 – для Европейской территории РФ и Урала от 50 до 52° с.ш.

49. – 160 – для Европейской территории РФ и Урала севернее 52° с.ш. (за исключением центра ETC);

50. – 140 – для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей;

51. М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;

52. F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Значение F принимается

53. – для газообразных вредных веществ и мелко дисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) – 1;

54. – для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % – 2; от 75 до 90 % – 2,5; менее 75 % при отсутствии очистки – 3;

55. H – высота источника выброса над уровнем земли, м;

56. ∆Т – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в, ºС;

57. V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с, V₁ = π · Д² · w₀/4,

58. где w₀ – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

59. Д – диаметр устья источника выброса, м;

60. η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности на значение максимальной приземной концентрации С_м от одиночного точечного источника. Значение этой величины устанавливается на основе анализа картографического материала, освещающего рельеф местности в радиусе до 50 высот наиболее высокого из размещаемых на промплощадке источника, но не менее чем до 2 км η=1, если нет гряды, ложбины, уступа, гребня и т.д.

61. Для теплых выбросов значение Н сначала рассчитывается по формуле (1). Если при этом найденное значение Н ≤ w₀·√10·Д/∆Т, то оно является окончательным. Если найденное значение Н >w₀·√10·Д/∆Т, то предварительное значение минимальной высоты выбросов (трубы) определяется по формуле (2).

63. (2)

65. По найденному таким образом значению Н=Н₁определяются на основании формул (5)-(10) и устанавливаются в первом приближении коэффициентыm=m₁,n=n₁. Значение коэффициентовn₀ иm₀ принимается равным 1. Еслиm₁иn₁≠ 1, то поm₁иn₁определяется второе приближение Н=Н₂по формуле (3):

66. Если Н₂-Н₁>1 м, то рассчитываем Н₃, предварительно определив коэффициентыn₂ иm₂по формулам (2)-(10), приняв Н=Н₂.

67. Расчеты Н проводят до тех пор, пока два последовательных значения Н не будут отличаться друг от друга на 1 м, т.е. пока Н_n-H_n-1≤1 м.

68. Вобщем случае (i+1)-е приближениеH_i+1определяется по формуле (4):

70. где m_i,n_iсоответствуют Н_i;am_i-1,n_i-1соответствуют Н_i-1.

71. Здесь m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса. Значение коэффициентов m, n определяются в зависимости от параметров: f, V_m.

72. Коэффициент m определяется по формуле (5)

74. m = 1/(0,67 + 0,1 ·√f+0,34·³√f), (5)

76. где

77. w₀² · Д

78. f = 1000 ------------, (6)

Н² · ∆Т

80. Коэффициент n определяется в зависимости от V_m по формулам:

82. n= 1 приV_m ≥ 2 (7)

83. n= 0,532·V_m²– 2,13·V_mпри 0,5≤V_m<2 (8)

84. n = 4,4 · V_m при V_m<0,5 (9),

85. где V_m= 0,65 ·³√V₁ · ∆Т/H(10)

87. Если из источника выбрасывается несколько различных вредных веществ, то за высоту выброса должно приниматься наибольшее из значений Н, которые определены для каждого вещества в отдельности, т.е., если F₁M₁>F₂M₂, то Н определяется по выбросу М₁.

89. Варианты для самостоятельной работы

Исходные данные	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Климатическая зона (коэффициент А)	Московская область	Урал, 51º с.ш.	Сибирь	Бурятия	Сибирь	Нижнее Поволжье	Владимирская область	Дальний Восток	Тульская область	Среднее Поволжье
М, г/с	10,5	10,8	9,4	10,1	10,4	10,9	9,3	9,6	10,6	10,3
F	1,0	1,5	1,0	1,5	1,0	1,5	1,0	1,5	1,5	1,0
D, м	0,9	1,0	0,8	1,1	0,9	0,8	0,7	1,0	1,1	0,9
wo, м/с	5,2	6,4	8,6	5,8	6,1	6,3	8,5	5,7	5,2	8,4
∆ Т, °С	20	21	20	18	21	23	19	22	20	18
Максимальная разовая ПДК, мг/м3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
Сф, мг/м3	2,2	2,3	2,1	2,4	2,5	2,2	2,3	2,4	2,1	2,1