Пример 2.1. Построение нормативной сзз предприятия

Задание. Построить нормативную СЗЗ для предприятия 4-го класса опасности, имеющего три источника выбросов 0001, 0002, 0003. Территория предприятия, обозначенная границей ABCD, и ко­ординаты источников выбросов приведены на карте-схеме (рис. 2.1).

Решение.

l. Ha основании СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» предприятия 4-го класса опасности долж­ны иметь нормативный размер СЗЗ, равный 100 м.

2. Для построения нормативной СЗЗ воспользуемся картой-схемой предприятия.

2.1. Строим, как показано на рис. 2.1, вокруг площадки пред­приятия 50-метровую зону, примыкающую к границе предприятия.

2.2. От каждого источника выбросов в атмосферу, являю­щегося центром, строим окружности радиусом R = 100 м.

2.3. Строим нормативную СЗЗ предприятия, как огибающую 50-метровой зоны и окружностей нормативного радиуса.

Пример 2.2. Корректировка сзз предприятия с учётом розы ветров

Задание. Для условий примера 2.1 откорректировать норма­тивную СЗЗ с учётом розы ветров. Годовая повторяемость направле­ния ветров в районе расположения предприятия приведена ниже.

Рис. 2.1. Построение нормативной санитарно-защитной зоны

Годовая повторяемость направления ветра, %:

С СВ В ЮВ Ю ЮЗ 3 СЗ

7 11 9 14 16 21 12 10

Решение.

1. Строим нормативную СЗЗ, как показано в примере 2.1 на рис. 2.1.

2. Определяем повторяемость направления ветров одного румба при круговой розе ветров по формуле (2.3):

,

где - число румбов в используемой розе ветров (согласно [8] ре­комендуется принимать не менее восьми).

3. По формулам (2.1) - (2.2) рассчитываем расстояния, кото­рые следует отложить от источника загрязнения в сторону, противо­положную направлению ветра.

Результаты расчёта представлены ниже:

С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ

…... 7 11 9 14 16 21 12 10

.... 100 100 100 112 128 168 100 100

4. Полученные расстояния откладываются от источников загрязнения в направлении, противоположном направлению ветра, как показано на рис. 2.2.

Рис.2.2. Корректировка санитарно-защитной зоны предприятия с учётом розы ветров

5. Вокруг полученных точек (рис. 2.2), строится огибающая кривая, которая и представляет собой скорректированную границу СЗЗ с учётом розы ветров.

2.3. Установление зоны воздействия выбросов вредных веществ предприятия для корректировки сзз

Достаточность ширины нормативной СЗЗ может быть прове­рена с помощью расчётов загрязнения атмосферы в соответствии с методикой ОНД-86 [2].

На первом этапе расчётной проверки для каждого j-го загряз­няющего вещества, выбрасываемого источниками предприятия, при каждом i-м режиме его выбросов рассчитываются параметры и , позволяющие дать предварительную оценку воздействия на качество атмосферного воздуха выбросов этого вещества источниками загряз­нения атмосферы предприятия.

Параметр рассчитывается по формулам:

а) для отдельного вредного вещества, выбрасываемого пред­приятием в i-м режиме выбросов:

, (2.4,а)

где - величина максимальной приземной концентрации j-го вещества, создаваемая выбросом его из k-го источника при i-м режиме выбросов предприятия без учёта выбросов других ИЗА;

ПДК_j – предельно допустимая максимально разовая концентра­ция рассматриваемого j-го вещества в атмосферном воздухе, ут­вержденная Минздравом России [14] (см. Приложение 1).

Если j-е вещество в i-м режиме не выбрасывается, то = 0. Для тех веществ, для которых установлены только среднесуточные ПДК (ПДК_сс), в качестве ПДК_j используется величина ПДК_ссj.

б) для группы веществ, обладающих эффектом комбиниро­ванного совместного вредного действия:

, (2.4, б)

где - число веществ в j-й группе веществ, при совместном присут­ствии которых в атмосферном воздухе проявляется эффект ком­бинации их совместного гигиенического действия (суммация, неполная суммация, потенцирование);

- коэффициент комбинации совместного гигиенического действия группы веществ, равный:

= 1 - для групп веществ, обладающих эффектом суммации вредного действия;

= - для групп веществ, обладающих эффектом непол­ной суммации вредного действия, где - значение коэффициента комбинированного действия рассматриваемой группы веществ, при­веденное в списках Минздрава России [14];

= - для групп веществ, обладающих эффектом потен­цирования вредного действия, где - справочное значение коэффи­циента потенцирования рассматриваемой группы веществ, приве­денное в списках Минздрава России [14].

Параметр рассчитывается по формулам:

при ≥ 0,1; (2.5)

при < 0,1,

где - максимальная фоновая концентрация j-го ЗВ в зоне влия­ния источников выброса этого вещества предприятием (группой предприятий), определенная по данным Росгидромета или результа­там сводных расчётов загрязнения атмосферы города (зона влияния определяется так же, как описано выше).

Определение зоны влияния источников, выбрасывающих j-е вещество, можно не проводить, если при , определенном как максимум фоновой концентрации в зоне шириной 300 Н_тах во­круг границ площадки, при всех режимах выбросов выполняется ус­ловие

< 1. (2.6)

По каждому j-му веществу для предприятия рассчитывается параметр по формуле

, (2.7)

т.е. определяется наибольшее значение параметра из рассчитан­ных для j-го вещества при всех режимах работы предприятия.

Для тех веществ, для которых значение параметра < 1, можно утверждать, что их приземные концентрации нигде не будут превышать нормативы ПДК, т.е. нормативная СЗЗ заведомо обеспе­чивает по этим веществам отсутствие превышения нормативов каче­ства воздуха для населенных мест (или других зон в зависимости от используемых ПДК).

Если для веществ или групп веществ не выполняется нера­венство (2.6), то проводится расчёт суммарных приземных концен­траций, создаваемых выбросами предприятия в точках на границе нормативной СЗЗ и в узлах регулярной сетки в прямоугольной об­ласти вокруг предприятия.

Минимальные расстояния между расчётными точками на внешней границе нормативной СЗЗ и узлами расчётной сетки - шаги сетки - выбирают так, чтобы свести к минимуму вероятность появ­ления внутри ячеек сетки значений максимальных расчётных приземных концентраций, значительно превосходящих их значения в ближайших узлах сетки.

При выборе шагов сетки (расстояний между расчётными точ­ками на границе нормативной СЗЗ) можно использовать следующую схему. Сначала рассчитываются некоторые расстояния от границ предприятия , и , определяющие выбор сетки на разных расстояниях от предприятия:

а) все источники выбросов по j-му веществу в i-м режиме упорядочиваются в порядке убывания величины максимальной при­земной концентрации этого вещества, создаваемой отдельно каждым k-м источником без учёта влияния других источников и фо­на, так что

> , (2.8)

где рассчитывается по формулам п.п. 2.1 - 2.7 ОНД-86 [2].

б) выделяется первых источников выбросов (j-го вещест­ва в i-м режиме) в упорядоченном перечне таким образом, что для источников с номером N > в этом перечне выполняется неравен­ство

, (2.9)

где - число источников выброса j-го вещест­ва в i-м режиме.

Источник, попавший в число первых , хотя бы по одному веществу в одном режиме выбросов, считается одним из «опреде­ляющих» режим расчётов для предприятия. Для удобства обозначим множество источников предприятия как ;

в) рассчитываются величины , и

; (2.10)

; (2.10, а)

, (2.10, б)

где ; (2.10, в)

- радиус нормативной СЗЗ вокруг k-го ИЗА;

, (2.10, г)

;

- расстояние от k-го ИЗА до точки, в которой достигается максимум создаваемой им концентрации, вычисляется по формулам п. 2.8 ОНД-86 [2];

г) расчётные области и шаги расчётной сетки в них выбира­ются в зависимости от расстояния от предприятия R, для которого проводится расчёт;

д) шаги расчётной сетки определяют из таблицы, устанавли­вающей шаги расчётной сетки в зависимости от расстояния от гра­ниц предприятия:

Для тех веществ и режимов выбросов, для которых внешние границы нормативной СЗЗ выходят за наружную границу полосы шириной вокруг границ предприятия, проводится расчёт макси­мальных по скоростям и направлениям ветра приземных концентра­ций рассматриваемых веществ, создаваемых выбросами предприятия в точках на границе нормативной СЗЗ, расположенных на расстоянии ΔR друг от друга. При этом в каждой расчётной точке рассматриваются только направления ветра с различных участков предприятия на эту точку.

Если значения на границе нормативной СЗЗ не пре­восходят 0,1 ПДК, т.е.

(на границе нормативной СЗЗ) ≤ 0,1, (2.11)

то можно считать, что нормативная СЗЗ обеспечивает достаточное уменьшение воздействия выбросов рассматриваемого ЗВ предпри­ятием в i-м режиме на качество атмосферного воздуха зон с норма­тивно определенными повышенными требованиями к качеству ок­ружающей среды. Для таких ЗВ и режимов выбросов предприятия при проверке достаточности нормативной СЗЗ фоновое загрязнение воздуха и розу ветров можно не учитывать. Для других ЗВ или ре­жимов выбросов предприятия производится расчёт с учётом фонового загрязнения воздуха внутри прямоугольной области в узлах регу­лярной сетки.

Границы расчётной области не должны выходить за границы зоны влияния предприятия. Расчётную область следует выбирать так, чтобы в нее попадала минимальная площадь территории, на которой суммарные расчётные приземные концентрации вредных веществ, создаваемые выбросами предприятия, меньше 0,1 ПДК_j

≤ 0,1 ПДК_j. (2.12)

Границы таких территорий можно определить в ходе предва­рительных расчётов на сетках с укрупнёнными шагами.

В узлах сетки вычисляются максимальные по скоростям и направлениям ветра приземные концентрации рассматриваемых ве­ществ, создаваемые выбросами предприятия и суммарные (с учётом фона) концентрации, :

= , (2.13)

где ; (2.14)

- вклад выбросов предприятия в суммарную при­земную концентрацию j-го вещества (группы веществ) в точке (х,у) при направлении ветра (и величине его скорости U при i-м режиме выбросов предприятия), доли ПДК_i;

- значение фоновой концентрации в этой точке при тех же характеристиках ветра, доли ПДК_i;

- направление ветра с предприятия (его различных уча­стков) на расчётную точку.

При проверке достаточности нормативной СЗЗ для дейст­вующих предприятий в качестве фоновой используется фоновая концентрация, из которой исключён вклад выбросов рассматривае­мого предприятия , рассчитываемая по формулам (7.1) и (7.2) ОНД-86 [2]:

при , (2.15)

при .

В формуле (2.15) значение рассчитывается как максимальное по всем режимам выброса :

= . (2.16)

Множество значений рассчитанных таким образом макси­мальных суммарных концентраций в узлах сетки описывает для каж­дого ЗВ и режима выбросов поле максимальных приземных концен­траций.

По результатам расчётов для каждой j-й примеси при каждом i-м режиме выбросов предприятия строится (если она существует) зона превышения с концентрациями уровня ПДК:

≥ 1. (2.17)

Для действующих предприятий в тех случаях, когда внешняя граница рассчитанной и натурно подтвержденной зоны превышения ПДК выходит за внешние границы имеющейся СЗЗ (подтверждается натурными замерами), необходим учёт проведения природоохран­ных мероприятий не только на том предприятии, достаточность нор­мативной СЗЗ которого проверяется, но и на окружающих предпри­ятиях, выбросы которых создают фоновое загрязнение.

С целью изменения фона для таких ЗВ предприятий рассчи­тываются поля суммарных приземных концентраций, где вместо значений фоновых концентраций в формуле (2.14) используются значения фона на перспективу , рассчитанные в соответствии с формулой (7.4) ОНД-86 [2]:

. (2.18)

Границы зоны превышения ПДК для каждого j-го ЗВ (или группы ЗВ с комбинирующимся вредным действием) при каждом i-м режиме выбросов корректируются в зависимости от частоты повто­рений направлений ветров, дующих со стороны предприятия к внеш­ней границе зоны превышения ПДК. Частота повторений ветров ка­ждого направления определяется по данным о розе ветров в данной местности.

Для каждого участка границы зоны превышения определяют­ся (с шагом в 1 град) направления ветра от ИЗА, выбрасывающих j-е ЗВ (группу ЗВ) в i-м режиме, в сторону выбранного участка.

Для каждого k-го направления определяется отмеренное вдоль него расстояние , от границы ИЗА, выбрасывающих j-е ЗВ в i-м режиме выбросов до внешней границы зоны превышения ПДК, концентрациями этого ЗВ при выбросе в рассматриваемом i-м режиме.

Скорректированное с учётом повторяемости Р_k ветров рас­сматриваемого направления расстояние от границы ИЗА до внешней границы зоны превышения ПДК рассчитывают по методике ОНД-86 [2] по формулам (2.1) - (2.3), как показано выше.

Пример 2.3. Определение достаточности нормативной СЗЗ

Задание. Определить достаточность СЗЗ предприятия по по­казателям загрязнения атмосферного воздуха. В качестве исходных данных используем результаты, полученные при рассмотрении при­мера 1.1. Схема предприятия показана на рис. 2.1.

Метеорологические характеристики района расположения предприятия:

- коэффициент стратификации А = 200;

- коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности η = 1;

- средняя максимальная температура самого жаркого меся­ца = 25 °С;

- средняя температура наиболее холодного месяца в году = - 28 °C;

- скорость ветра, вероятность превышения которой состав­ляет 5 %, = 11 м/с;

- предприятие относится к 4-му классу опасности. Значения фоновых концентраций загрязняющих веществ в районе расположения предприятия:

диоксид серы - = 0,15 мг/м³;

зола – С_ф.з = 1,00 мг/м³;

оксид азота - = 0,025 мг/м³.

Значения ПДК (максимально разовые):

- диоксид серы – = 0,5 мг/м³;

- зола - ПДК₃ = 5,00 мг/м³;

- оксиды азота (по диоксиду азота NO₂) - - 0,085 мг/м³.

Решение.

1. Приземные концентрации рассчитываем по методике ОНД-86 [2] (см. пример 1.1).

2. На карте местности строится нормативная СЗЗ, включаю­щая полосу шириной 50 м и круги, с радиусом R = 100 м, что соответствует 4-му классу опасности предприятия (см. рис. 2.1).

3. Для проверки достаточности ширины нормативной СЗЗ определяем значение параметра по формуле (2.4, а) :

- для диоксида серы SO₂: ;

- для золы: ;

- для оксидов азота NO_x: .

4. Для проверки достаточности ширины нормативной СЗЗ определяем значение параметра .

Для золы и оксидов азота NO_x (согласно формуле (2.5)) пара­метр равен параметру и, следовательно, меньше 1. Это означа­ет, что нормативная СЗЗ обеспечивает достаточное рассеивание за­грязняющих веществ и приземные концентрации нигде не будут пре­вышать нормативы ПДК.

Величина параметра для диоксида серы SO₂ определяется согласно формуле (2.5) как сумма значения параметра и фоновой концентрации по SO₂:

= 0,38 + 0,15 = 0,53.

Параметр по диоксиду серы SO₂ также получен меньше 1. Таким образом, согласно проведенной проверке корректировки СЗЗ с учётом розы ветров проводить не требуется.