Розрахунок забруднення атмосфери викидами групи джерел і майданчикових джерел

Приземна концентрація шкідливих речовин С (мг/м³) в будь-якій точці місцевості при наявності N джерел визначається як сума концентрацій речовин від окремого джерела при заданих напрямках і швидкості вітру:

С=с₁+с₂ +...+С_N, де С_1, С₂ .. С_{N –}концентрації шкідливої речовини від відповідних джерел, які розташовані з навітряної сторони при даному напрямку вітру. Якщо відомо, що є невраховані джерела викиду тієї ж шкідливої речовини, що мають ефект сумації додають до рівняння С_ф, що характеризує фонове забруднення від неврахованих джерел.

У цілях скорочення і спрощення розрахунків кількість джерел викидів скорочується шляхом їх об'єднання в окремі умовні джерела. При цьому користуються відносною похибкою δ розрахункових концентрацій , що відповідають вимогам: δ≤0,25.

Якщо розглядаються малі джерела, для кожного із яких виконується хоча б одна умова:

С_М/ГДК ≤ 0,2

С_М/ГДК≤ 120, то об'єднання таких джерел здійснюється при одночасному виконанні умов:

L_M≤0,15l_min, ∆X_M/X_MO≤0,3, ∆u_M/u_MO≤0,3,

де l_min – мінімальна відстань від об'єднаних джерел до вузлів розрахункової сітки точок, м; L_M – максимальна відстань між двома із об'єднаних джерел, м; ∆X_M, ∆u_M (м/с) – відповідне максимальне відхилення величин Х_Мі від Х_Мо, и_Мі від и_Мо.

Якщо ці умови разом не виконуються, то

L_M≤0,06l_min, ∆X_M/X_Mо≤0,09, ∆u_M/u_Mо≤0,03,

Значення максимальної сумарної концентрації С_м (мг/м³) від N розташованих на майданчику близько друг від друга одиноких джерел, що мають однакові висоти, діаметр гирла, швидкість виходу у атмосферу і температуру газоповітряної суміші, визначається формулою:

С_М= АМFmnη³√ N/V₁∆T ,

H²

V=V₁x N

Значення v_M визначається за формулою:

υ _M=0,65³√(∆T V)/ NH

Інші параметри і концентрації речовин, обумовлених викидами від групи близько розташованих один від одного однакових джерел викидів, не відрізняється від розрахунку для одинокого джерела.

Для джерел, що мають різні параметри , розрахунок приземних концентрацій починається з визначення для усіх джерел по кожній речовині максимальних приземних концентрацій С_М і небезпечних швидкостях вітру u_M. Якщо по якійсь речовині сума максимальних приземних концентрацій с_М від усіх джерел буде менше чи дорівнює ГДК (С_М1+С_М2+...+С_MN≤ГДК), то (при відсутності необхідності врахування сумарної дії декілька шкідливих речовин і фонового забруднення атмосфери) розрахунки приземної концентрації цієї речовини призводиться по вимогам органів Держкомгідромету і Мінздраву. Такі розрахунки виконуються також при оцінці фактичного рівня забруднення повітря.

При розрахунку визначається середньозважена небезпечна швидкість вітру u_Mc (м/с) для групи джерел за формулою:

u_Mc = (u_M1c_M1+ u_M2c_M2 +…+ u_MNc_MN)/ (c_M1+ c_M2+…+ c_MN)

Якщо сума по даній речовині С_Мu|_u=uMcменше чи дорівнює ГДК, то подальші розрахунки проводяться головним чином при оцінці фактичного рівня забруднення повітря.

Якщо сума по даній речовині С_Мu|_u=uMc більше ГДК, то для напрямків вітру, що відповідає переносу шкідливих речовин від джерел на розрахункову територію, при швидкостях вітру: u_Mc; 0,5 u_Mc, ; 1,5 u_Mc; 0,5 м/с – проводиться розрахунок концентрацій сумарних концентрацій від усіх джерел в узлах розрахункової сітки, після чого найбільша з них приймається за максимальну концентрацію с_М.

Якщо джерела розташовані у порядку зменшення значень викидів М, тобто М₁>M₂>..M_N, то N₂ з цих джерел з найменшими значеннями М також можуть бути для спрощення розрахунків забруднення атмосфери відкинуті, якщо

_{N N}

∑ M_i ≤ 0,01 ∑ M_i

i=N-N₂+1 i=1

Розрахунок приземних концентрацій речовин від джерел, що групуються на майданчику по деякій прямій, можна призводити, рахуючи усі джерела розташованими на цій лінії, при умові, що кожному із них при u=u_Mc відповідає u_Mc(у/х_Мu)², менше чи рівне 0,01 – 0,02 ( у (м) – відстань від джерела до цієї прямої). Для кожного джерела будуються криві розподілу концентрацій. Початок координат кожної кривої, яка характеризує зміни концентрації с в залежності від відстані х, підставляється в місце розташуванням джерела, концентрації сумуються. При цьому розглядаються два варіанти: 1) – вітер має напрямок на N-не джерело, 2) в протилежному напрямку. Для різної відстані х проводиться складання концентрацій і визначається значення сумарної концентрації с. Найбільше значення С приймається за максимальну концентрацію С_М.

Одним із засобів скорочення об'ємів розрахункових робіт є представлення сукупності великої кількості однотипних джерел викидів (труб пічного опалення, резервуарних полів і т.інш.), а також розосереджені на великій території джерел неорганізованого викиду як майданчикових джерел.

При розрахунках для будь-якого напрямку вітру джерело майданчика представляють у вигляді сукупності N рівномірно розосереджених поодиноких джерел. Значення визначається за формулою:

N= 25S_n u/L²_n

Т ут S_n –(м²)- площа джерела, L_n – (м) – відстань від центру джерела майданчика до розрахункової точки; u- розрахункова швидкість вітру, значення N розраховується з округленням до найближчого більшого цілого числа. Якщо L_n≥ 5√ S_n u майданчикове джерело може розглядатися як поодиноке джерело (N=1).

Формули для майданчикового джерела використовуються при викидах від резервуарних парків підприємств, сукупностей малих побутових котельних і пічних труб у містах, а також груп низьких вентиляційних джерел (при розрахунках забруднення атмосфери для ділянок, розташованих за межами проммайданчиків).

Для сукупності джерел окремих підприємств розраховуються зони впливу, що складаються із кругів радіусом х₁, які проведені біля кожної із труб підприємства, і ділянки місцевості, де сумарна концентрація від всієї сукупності джерел викиду даного підприємства, в тому числі низьких і неорганізованих викидів, перевищує 0,05 ГДК.

Зони впливу і підприємств розраховуються по кожній шкідливій речовині окремо (комбінації шкідливих речовин з сумуючою шкідливою дією).