Модуль 2. Екологічне нормування антропогенного навантаження і якості атмосферного повітря

Тема 5 Розрахунок основних характеристик забруднення атмосфери викидами промислових підприємств лекція № 8

Розрахунок основних характеристик забруднення атмосфери викидами промислових підприємств

Норми на викиди в атмосфери повітря повинні виконуватися при проектуванні підприємств, а також при нормуванні викидів в атмосферу реконструйованих і діючих підприємств.

Ступінь безпечності забруднення атмосферного повітря характеризується найбільшим розрахованим значенням концентрації, що відповідає несприятливим метеорологічним умовам, в том числі безпечної швидкості повітря. Норми не поширюються на розрахунок концентрацій на великих (більш 100км) відстанях від джерела викиду.

В залежності від висоти Н гирла джерела викиду забруднюючої речовини над рівнем земної поверхні вказане джерело відноситься до одного із наступних чотирьох класів: а) високі джерела, Н≥50 м; б) джерела середньої висоти, Н= 10...50 м; в) невисокі джерела, Н= 2...10 м; г) наземні джерела, Н≤ 2 м.

Для джерел усіх вказаних класів у розрахункових формулах: висота виражена в м, час – в секундах, маса забруднюючих речовин – в грамах, їх концентрації в атмосферному повітрі – в мг на кубічний метр, концентрація на виході з джерела - в г на кубічний метр.

При одно часовій сумісній присутності в атмосферному повітрі декількох (n) речовин, які мають сумацій ну дію, для кожної групи вказаних речовин односпрямованої шкідливої дії розраховується безрозмірна сумарна концентрація q чи значення концентрацій n шкідливих речовин, що мають сумацію шкідливої дії, приводяться умовно до значення концентрації с одного з них.

Безрозмірна концентрація q визначається за формулою:

q = с₁/ГДК₁+ с₂/ГДК₂ + ...+ С_n/ГДК_n ,

де с₁, с₂,...с_n (мг/м³₎- розрахункові концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі в одній і тій же точці місцевості; ГДК₁, ГДК₂,...ГДК_n (мг/м³) – відповідні максимальні разові гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі.

Приведена концентрація с розраховується за формулою:

С = с₁+ с₂ ГДК₁/ГДК₂ + ... + с_n ГДК₁/ГДК_n ,

де с₁ – концентрація речовини, до якої робиться приведення; ГДК₁ – її ГДК; с₂..с_n і ГДК₂ ...ГДК_n – концентрації і ГДК інших речовин, що входять в групу сумації.

Розрахунок концентрації шкідливих речовин, з якими відбуваються часткові або повні хімічні перетворення (трансформація) в більш шкідливі форми, проводиться для кожної первісній і утвореній речовині окремо. При цьому потужність джерела для кожної речовини встановлюється з урахуванням максимально можливої трансформації початкових речовин в більш токсичні.

Розрахунками визначаються разові концентрації, що відносяться до 20-30 хвилинного інтервалу осереднення.

При розробці заходів з регулювання викидів треба враховувати вміст різних джерел у створення приземних концентрацій домішок. У кожному конкретному випадку необхідно визначити, на яких джерелах треба знизити викиди в першу чергу , щоб отримати найбільший ефект. З цією ціллю використовують формули для розрахунку максимальної концентрації домішок в повітрі (С_М), які наведені у "Методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86)".

Д ля гарячих викидів

С_М= АМFmnη √N

H² V∆T

Для холодних викидів

С_М= АМFnη ND

H^4|3 8V

Де η – безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу місцевості;

А- коефіцієнт, що залежить від кліматичних умов;

F,m, n- безрозмірні коефіцієнти, що пов'язані з особливостями надходження викидів в атмосферу;

М – кількість шкідливої речовини, що викидається в атмосферу, г/с;

Н – висота джерела над рівнем землі, м;

D – діаметр гирла джерела, м

N – кількість однакових джерел викидів;

V – об'єм газів, що надходять в атмосферу із джерел , м³/с;

∆T – різниця між температурою газів, що викидають (Т_г) і оточуючого повітря (Т_в) ⁰С.

Із формул видно, що С_М значно зменшується зі збільшенням висоти труби Н, особливо в умовах гарячих викидів. Таким чином, в період НМУ при інших рівних умовах необхідно в першу чергу зменшувати невисокі викиди.

Концентрація домішок залежить від числа труб (N), через які надходить в атмосферу задана кількість шкідливих речовин. Ця залежність особливо суттєва для випадку холодних викидів, для яких С_М прямо пропорційна N. У зв'язку з цим при надходженні НМУ треба в першу чергу знижувати викиди, що надходять в атмосферу із великої кількості малих джерел. Значення С_М зменшується зі збільшенням перегріву газів, що виходять, ∆T по відношенню до оточуючого повітря. Чим холодніше викиди, тим більше ефективним для зменшення приземних концентрацій є їх короткочасне зменшення.

Для ефективного уникнення збільшення рівня забруднення повітря в період НМУ треба в першу чергу зменшувати невисокі, розподілені, холодні викиди.

При розробці заходів з короткочасного зменшення викидів в період несприятливих метеорологічних умов необхідно враховувати наступне:

1. заходи повинні бути достатньо ефективними і практично виконаними;

2. заходи повинні враховувати специфіку конкретних виробництв. У зв'язку з цим їх треба розробляти головним чином безпосередньо на підприємствах і галузевих інститутах;

3. здійснення розроблених заходів, по можливості, не повинно супроводжуватися зменшенням виробництва. Таке скорочення у зв'язку з виконанням додаткових заходів допускається тільки в окремих випадках, коли загроза інтенсивного накопичення домішок у приземному шарі атмосфери особливо велика.

Ці принципи здійснюють практичне використання заходів з регулювання викидів і припинення зростанню концентрацій у період несприятливих метеорологічних умов.

Забруднююча речовина – будь-яка речовина хімічного або біологічного походження, що присутня або надходить до атмосферного повітря і може прямо або опосередковано діяти на НПС і здоров'я людей.

Викид (емісія) – надходження забруднюючої речовини в атмосферне повітря від джерела викиду.

Джерело викиду – об'єкт, підприємство, цех, агрегат, устаткування та інше, з якого надходить і розповсюджується в атмосферному повітрі забруднююча речовина