- •1. Расчетная работа №1 «рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ»
- •1.1. Основные положения
- •1.2. Расчет приземных концентраций загрязняющих веществ от одиночного источника
- •Направление ветра
- •1.3. Расчет пдв
- •1.4. Расчет минимальной высоты трубы
- •1.5. Задание к расчетной работе № 1
- •1.6. Контрольные вопросы к расчетной работе №1
1. Расчетная работа №1 «рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ»
1.1. Основные положения
Проблема охраны окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами стала в ряд важнейших задач современности. Воздействия промышленных предприятий, энергетических систем, транспорта на атмосферу, водоёмы и недра достигли таких размеров, что сейчас в крупных промышленных центрах уровни загрязнений существенно превышают допустимые санитарные норм.
Источники выбросов загрязняющих атмосферу веществ могут быть подвижными (транспорт) и стационарными. Выбросы из стационарных источников подразделяются по нескольким критериям (рис.1):
Рис.1. Классификация выбросов в атмосферу
Аэрозоли – это системы, характеризующиеся наличием в газовой среде твердых или жидких частиц. Пыли содержат твердые частицы размером до 800 мкм, дымы - твердые частицы размером 0,1 - 5 мкм, туманы - жидкие частицы (капли) размером 0,3 - 5 мкм.
Неорганизованный промышленный выброс - выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования. К неорганизованным относятся выбросы, не имеющие фиксированного устья: выделения вредных веществ с открытых складов строительных материалов, карьеров, хранилищ отходов и т.д.
Организованный промышленный выброс - выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды, трубы, шахты и т.п. устройства. Организованные выбросы имеют фиксированное устье и подразделяются на точечные или одиночные (трубы промышленных предприятий, выбросные шахты систем вентиляции, газоотводные трубы от аппаратов и т.п.) и линейные (аэрационные фонари, близко расположенные вытяжные шахты, открытые окна, через которые удаляются вредные вещества, и т.п.).
Одиночные выбросы из стационарных источников в зависимости от высоты трубы (Н) подразделяются на
высокие, при Н> 50 м;
средние при Н = 10...50 м;
низкие при Н = 2...10 м;
наземные при Н < 2 м (в этом случае в расчетах принимают Н = 2м).
Промышленные выбросы считаются нагретыми, если их температура выше температуры окружающего атмосферного воздуха.
Без очистки могут выбрасываться как неорганизованные, так и организованные выбросы, после очистки - только организованные.
С целью регламентации загрязнений атмосферы установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов (ПДК) и предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ из источников (ПДВ). ПДК - максимальная допустимая концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени усреднения. Существует два вида ПДК для нормирования выбросов в атмосферу для населенных пунктов:
- среднесуточная ПДКс.с (мг/м3) - это максимальная концентрация вещества, при которой оно не оказывает прямого или косвенного воздействия на человека в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания;
- максимальная разовая ПДКм.р (мг/м3) - это максимальная концентрация вещества, при которой оно при кратковременном (до 20 мин.) воздействии не вызывает рефлекторных реакций организма. Под рефлекторными реакциями понимается ощущение неприятных запахов, появление аллергического состояния, чихания и т.д.
Действующими нормативными документами [1], [2] установлены ПДК для большинства вредных газов, паров, аэрозолей.
Величина наибольшей концентрации каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы (слой высотой в 2 м от поверхности земли) не должна превышать величины максимальной разовой ПДКм.р..
ПДВ для данного источника (группы источников) - это максимальное количество вредного вещества, допустимое к выбросу из источника в единицу времени при соблюдении условия, чтобы содержание этого вещества в приземном слое воздуха вокруг источника или совокупности источников не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира.
Основными критериями качества атмосферного воздуха при установлении ПДВ для источников загрязнения атмосферы являются максимальные разовые ПДКм.р.. При этом должно выполняться условие: отношение расчетной концентрации См. вредного вещества в приземном слое воздуха к величине ПДКм.р. данного вещества не должно превышать единицы:
. |
(1.1) |
При установлении ПДВ учитывают значения фоновых концентраций Сф вредных веществ в воздухе (суммарное загрязнение атмосферы от остальных источников города или другого населенного пункта, в том числе и от автотранспорта, за исключением рассматриваемого источника).
Таким образом, величина ПДВ (г/с) из источника для каждого вещества устанавливается, исходя из условия:
, |
(1.2) |
или
. |
(1.3) |
При одновременном присутствии в атмосфере некоторых вредных веществ они могут обладать суммацией вредного действия. Эффектом суммации обладают, например, ацетон и фенол, сернистый ангидрид и двуокись азота, сернистый ангидрид, окись углерода, фенол и пыль конверторного производства, а также целый ряд других веществ [1];
Величина ПДВ подобных веществ устанавливается, исходя из условия:
. |
(1.4) |