3. Практична частина

1. Оцінка найбільш небезпечного компоненту відпрацьованих газів

Для виявлення найбільш небезпечного забруднювача атмосфери відпрацьованими газами необхідно всі інгредієнти привести до узагальненого показника шкідливості:

η₁ = G_і / С_ГДКı, (6)

де G_і – маса виділеної шкідливої речовини в одиницю часу, мг/с;

С_ГДКı – ГДК шкідливої речовини, мг/м³.

Найбільш небезпечною речовиною є те, яке має максимальне значення узагальненого показника

η₁ > η₂ ≥ ... η_i,

де η₁ – найбільш небезпечний компонент.

Екологічна оцінка джерела викиду шкідливої речовини в атмосферу проводиться шляхом розрахунку розсіювання шкідливості в атмосфері. При цьому величина найбільшої концентрації кожної шкідливої речовини (Сmax, мг/м³) в приземному шарі атмосфери не повинна перевищувати середньодобової ГДК для населеної місцевості шкідливої речовини в атмосферному повітрі, встановленої санітарними нормами проектування промислових підприємств. Для крупних міст з населенням більше 200 тисяч чоловік, а також в місцях розміщення крупних санаторіїв і будинків відпочинку:

Сⁱ_max ≤ 0,8С_ГДКс/д.

Для решти випадків:

Сⁱ_max ≤ С_ГДКс/д.

Приземний шар обмежений заввишки не вище за два метри від поверхні землі.

Розрахунок розсіювання шкідливих речовин в атмосферному повітрі проводять по методиці [8, 11].

2. Визначення типу джерела шкідливого викиду

При екологічній оцінці джерела викиду шкідливих речовин в атмосферу слід розрізняти нагріті і холодні газоповітряні викиди.

Для того, щоб віднести джерело до нагрітих або холодних, необхідно розрахувати параметри f, м/с^{2 . о}С:

f = 10³ W₀^{2 .} D/(H^{2 .} ∆T). (7)

Середня швидкість відпрацьованих газів із гирла джерела викиду (W₀, м/с) визначається за формулою:

W₀ = 4 V_ВГ/(π D²), (8)

де D – діаметр гирла джерела викиду, м;

Н – висота джерела викиду над рівнем землі, м;

∆T – різниця між температурою відпрацьованих газів Т_ВГ і температурою навколишнього атмосферного повітря Т_п, що викидається, ⁰С;

Т_п - максимальна температура повітря в 13⁰⁰ найбільш жаркого місяця року даного регіону [9], ⁰С.

Необхідно визначити параметр V_м', м/с:

V_м' = 1,3 W₀ ^. D/Н. (9)

Якщо різниця температур близька до 0 - ∆T ≈ 0 (± 1,5 ^оС), f ≥ 100 м/(с^{2 . о}С) та V_м' ≥ 0,5, то розрахунок розсіювання шкідливих речовин в атмосфері проводять як для холодних викидів, а в решті випадків – як для нагрітих.

3. Розрахунок розсіювання в атмосфері холодних викидів

Рисунок 2 – Зміна концентрації шкідливого компоненту i-того виду в приземному шарі атмосфери

Максимальна концентрація шкідливої речовини в приземному шарі атмосфери визначаєть за формулою [11]:

С_max = (А ^. М ^.F n ^. m ^. η/Н^4/3) К, мг/м³, (10)

де А – коефіцієнт, залежний від температурної стратифікації атмосфери, що визначає умови вертикального і горизонтального розсіювання шкідливих речовин в атмосфері (А = 140-250), значення А приведені в таблиці 2.

Таблиця 2 - Значення коефіцієнта А

№	Географічні райони	А
1	Середня Азія на південь від 400 п.ш.*, Бурятія, Читинська область	250
2	Райони Росії на південь від 500 п.ш., Нижнє Поволжье, Кавказ, Далекий Схід, Сибір	200
3	Європейська територія і Урал від 500 п.ш.	180
4	Європейська частина Росії і Урал на північ від 500 п.ш.	160
5	Московська, Тульська, Рязанська, Тамбовська, Володимирська, Калузька, Івановська області	140
6	Тихий океан	210
7	Середземне море	175
8	Атлантичний океан	200
9	Чорне море	150

* Примітка: п.ш. – північна широта

М – маса шкідливої речовини, що викидається в атмосферу, мг/с:

М = V_ВГ ^. С_i, (11)

де С_i – концентрація шкідливої речовини у відпрацьованих газах, мг/м³.

F – безрозмірний коефіцієнт, що враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосферному повітрі.

Для газоподібних речовин і дрібнодисперсних пилу і аерозолів, швидкість впорядкованого осідання яких практично дорівнює 0, F = 1.

Для порошинок, дрібнозернистих аерозолів значення F залежить від ступеня очищення (α, %):

при α ≥ 90 F = 2

при α ≤ 90 F = 2,5

при α ≤ 75 F = 3

n – безрозмірний коефіцієнт, залежить від V_м':

при V_м' ≥ 2 n = 1

при 0,5 ≤ Vм' ≤ 2 n = 0,532(V_м')² – 2,13V_м' + 3,13 (12)

при V_м' ≤ 0,5 n = 4,4V_м';

η – безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу місцевості. При рівній або слабкопересіченії місцевості із перепадом висот не більше 50 м на 1 км η = 1.

m – коефіцієнт, визначуваний за формулою:

при f < 100 m = 1/(0,67 + 0,1f^1/2 + 0,34 f^1/3) (13)

при f > 100 m = 1,47/f^1/3 (14)

к – коефіцієнт, визначуваний за формулою:

к = D/(8 V_ВГ)= 1/(7,1W₀^1/2 V_ВГ^1/2) (15)

D = 2 V_ВГ ^1/2/(πW₀)^1/2 (16)

Відстань від осі джерела до координати максимальної концентрації шкідливого компоненту в приземному шарі атмосфери Х_м, ,м, визначається за формулою:

Х_м = [(5-F)/4] ^. Н ^. d. (17)

Параметр d визначають залежно від величини V_м':

при V_м' ≥ 2 d = 16V_м'^1/2

при 0,5 ≤ V_м' ≤ 2 d = 11,4V_м'

при V_м' ≤ 0,5 d = 5,7

Небезпечна швидкість вітру Uм, м/с:

при V_м' ≥ 2 U_м =2,2V_м^'

при 0,5 ≤ V_м' ≤ 2 U_м = V_м'

при V_м' ≤ 0,5 U_м = 0,5

Величину гранично допустимого викиду (ГДВ) приймають по фактичному значенню величини М, якщо немає перевищення ГДК, якщо С_{i max} ≤ С_{i ГДКс/д}.

Якщо С_max > С_ГДКс/д, то величину ГДВ, мг/с, знаходять за формулою:

М = ГДВ = С_ГДКс/д^. Н^4/3/(А ^. F ^. n ^. m ^. к ^. η), (18)

де М – значення ГДВ, мг/с.