3. Методика расчета критерия качества атмосферы промышленного города

Цель работы: овладение методикой расчета категории опасности территории при конвективной и молекулярной диффузии.

В случае, когда на территории исследуемого территориально-производственного комплекса (ТПК) стоит ясная погода, прогноз качества атмосферного воздуха следует проводить с учетом механизмов рассеивания примеси в атмосфере. То есть, изменение опасности территории происходит за счет диффузии примеси в объёме среды во времени (молекулярная диффузия) или за счёт конвекции примеси со средой в пространстве. Молекулярную диффузию (штиль), в свою очередь, мы разбиваем на две составляющие: инверсионное движение воздушных масс (), как наиболее неблагоприятное погодное условие, и перемещение воздушных масс в результате температурных стратификаций ). Так как, ветреная погода является наиболее вероятной и благоприятной ситуацией, в первую очередь имеет смысл рассмотреть рассеивание примеси в воздушном пространстве города при конвективной диффузии.

Для оценки способности исследуемой территории к рассеиванию примеси необходимо определить категорию опасности территории, в которую заложен определенный экологический смысл – это емкость приземного слоя атмосферы данной территории по примесям, рассчитанная с учетом кинетики диффузии.

Для ветреной погоды (конвективная диффузия) категория опасности территории, в которой рассеивается примесь при стандартных экологических условиях, рассчитывается по формуле 3.1, которая учитывает скорость ветра:

(3.1)

где – радиус территории, м;

– скорость диффузии, м/с, (0,01 м/с);

– время протекания процесса, с, (1,1·10⁴с);

– скорость ветра, м/с, (1,0 – 10 м);

– высота приземного слоя атмосферы, м, (100 м);

– степень, соответствующая классу опасности примесей, присутствующих в атмосфере исследуемой территории.

Определение критерия качества атмосферы проводится по формуле 3.2:

(3.2)

где – категория опасности города, м³/с.

По изменениям критерия качества атмосферы проводится прогноз и картирование территории города по экологическому благополучию городской среды. Это можно сделать при использовании ограничений, предложенных во «Временной методике отнесения территории к зонам экологического неблагополучия» (таблица 3.1).

Таблица 3.1 – Значение критерия качества атмосферы для территории, прилегающей к источнику

Характеристика атмосферного воздуха на территории	Величина критерия качества атмосферы
	минимальная		максимальная
Условно чистая	–		< 0,3
Напряженная	0,3		1
Критически нагруженная	1		4
Зона ЧЭС	4		8
ЗЭБ	> 8		–

Задание:

Рассчитать КОТ (по пяти приоритетным веществам: диоксиду азота, диоксиду серы, оксиду углерода, сероводороду и пыли) и критерий качества атмосферы механизм рассеивания примеси – конвективная диффузия, заполнить таблицу 3.2, построить график зависимости критерия качества атмосферы от скорости ветра при рассеивании примеси по механизму конвективной диффузии и при молекулярной диффузии с заполнением таблицы 3.3 и построением графика зависимости критерия качества атмосферы от продолжительности при рассеивании инверсий воздушных потоков скорости ветра при рассеивании примеси по механизму молекулярной диффузии. Провести ранжирование территории по экологическому неблагополучию согласно таблице 3.1.

R = __________________________.

КОГ = ________________________.

(NO₂) = _____________________.

(SO₂) = _____________________.

(CO) = ______________________.

(H₂S) = _____________________.

(пыль) = ____________________.