Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника с учетом влияния рельефа местности, суммации вредного действия нескольких веществ, фоновых концентраций и неблагоприятных метеоусловий

Нормирование проводится с учетом влияния рельефа местности, суммации вредного воздействия нескольких веществ, фоновых концентраций и неблагоприятных метеоусловий, например, скорость ветра более 9 м/с для г. Оренбург.

Максимальная приземная концентрация вредного вещества С_т при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника (точечного) с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Х_т (м) от источника определяется по формуле:

мг/м³ (6.3)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы в регионе и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе в данной местности, С^2/3 мг град^1/3/ г;

М – количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;

η – коэффициент, учитывающий рельеф местности; (при ровной местности с перепадом высот не более 50 м на 1 км η = 1 (в радиусе 2 км);

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м;

ΔТ – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в, °С;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с.

Коэффициент А () должен приниматься для неблагоприятных метеорологических условий, при которых концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе от источника выброса достигают максимального значения:

• для субтропической зоны Средней Азии (лежащей южнее 40°с.ш.) – 240;

• для Казахстана, нижнего Поволжья, Сибири, Дальнего Востока – 200;

• для севера и северо-запада Европейской территории России, Среднего Поволжья, Урала и Украины – 160;

• для Оренбурга – 180.

Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу определяется по формуле:

, г/с (6.4)

где С – концентрация вредного вещества в выбрасываемой газовоздушной смеси, мг/м³;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с.

Значения безразмерного коэффициента F должны приниматься:

• для газообразных вредных веществ (сернистого ангидрида, сероуглерода и т.п.) и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) – 1;

• для пыли и золы (кроме указанных выше) – 2 при условии, если средний эксплутационный коэффициент очистки более 90 %; 2,5 при 75 – 90 % и 3 при менее 75 % соответственно.

Величину ΔT следует определять, принимая температуру окружающего атмосферного воздуха Т_В по средней температуре наружного воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца года, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г – по действующим для данного производства технологическим нормативам.

Средняя линейная скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса W₀ (м/с) определяется по формуле:

, м/с (6.5)

где D – диаметр устья источника выброса, м;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с.

Расчет параметра f производится по формуле:

, м/с² град (6.6)

Безразмерный коэффициент m определяется по формуле:

(6.7)

Значение безразмерного коэффициента n определяется в зависимости от параметра ν_m:

при ν_m  0,3, n = 3;

при 0,3  ν_m 2, (6.8)

при ν_m > 2, n = 1.

Расчет параметра ν_m производится по формуле:

, (6.9)

Вычисленные по формуле 6.3 максимальные приземные кон­центрации С_м, для каждого отдельного вещества, подставляют в формулы 6.1 и 6.2, оценивают результаты с учетом суммации и фоновых концентраций и делают вывод о необходимости и объеме проведения технологических, санитарно-технических и архитектурно-планировочных мероприятий.

Если в воздухе содержатся вещества, обладающие эффектом биологической суммации, то определяется одна, приведенная по ПДК к одному их этих веществ концентрация. Основным веществом выбирают то, которое относится к наибольшему классу опасности:

, (6.10)

Например, эффектом суммации действия обладают диоксид серы (сернистый ангидрид) и диоксид азота. Основным веществом является диоксид азота (второй класс опасности).

Если по результатам расчетов сумма превышает то расчет продолжается с целью вычисления расстояния Х в метрах на котором концентрации вредных веществ будут равны ПДК.

Если , то величину выброса утверждают как ПДВ и новых воздухоохранных мероприятий не планируют.

На расстоянии X_м от источника выброса при неблагоприятных метеорологических условиях по оси факела выброса, достигается максимальная приземная концентрация вредных веществ С_м.

Величина Х_м определяется по формуле:

, м (6.11)

где d – безразмерная величина, определяемая по формулам в зависимости от значения ν_m:

при ν_m  2

, (6.12)

при ν_m > 2

(6.13)

Если безразмерный коэффициент F2 величина Х_м определяется по формуле:

, (6.14)

Величины приземных концентраций примесей С (меньшие чем С_м) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X от источника выброса определяются по формуле:

, мг/м³ (6.15)

где S₁ – безразмерная величина, определяемая при опасной скорости ветра в зависимости от отношения Х/Х_м по графику (рисунок 6.1) или по формуле:

, при 1 < X/X_м (6.16)

Если известны С_м и Х_м, то приняв С=ПДК можно по формуле 6.15 определить S₁, а затем по рисунку 6.1 определить соотношение Х/Х_м (величину, далее используемую для расчета расширения санитарно-защитной зоны) и далее определить X (в метрах), то есть безопасное по оси факела выброса расстояние, на котором С=ПДК размер санитарно-защитной зоны предприятия.

Рисунок 6.1 – График для определения значений безразмерного коэффициента S₁, (при Х/Х_м8), то есть при известных X и Х_м.