1. Расчетная работа №1 «рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ»

1.1. Основные положения

Проблема охраны окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами стала в ряд важнейших задач современности. Воздействия промышленных предприятий, энергетических систем, транспорта на атмосферу, водоёмы и недра достигли таких размеров, что сейчас в крупных промышленных центрах уровни загрязнений существенно превышают допустимые санитарные норм.

И сточники выбросов загрязняющих атмосферу веществ могут быть подвижными (транспорт) и стационарными. Выбросы из стационарных источников подразделяются по нескольким критериям (рис.1):

Рис.1. Классификация выбросов в атмосферу

Аэрозоли – это системы, характеризующиеся наличием в газовой среде твердых или жидких частиц. Пыли содержат твердые частицы размером до 800 мкм, дымы - твердые частицы размером 0,1 - 5 мкм, туманы - жидкие частицы (капли) размером 0,3 - 5 мкм.

Неорганизованный промышленный выброс - выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования. К неорганизованным относятся выбросы, не имеющие фиксированного устья: выделения вредных веществ с открытых складов строительных материалов, карьеров, хранилищ отходов и т.д.

Организованный промышленный выброс - выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды, трубы, шахты и т.п. устройства. Организованные выбросы имеют фиксированное устье и подразделяются на точечные или одиночные (трубы промышленных предприятий, выбросные шахты систем вентиляции, газоотводные трубы от аппаратов и т.п.) и линейные (аэрационные фонари, близко расположенные вытяжные шахты, открытые окна, через которые удаляются вредные вещества, и т.п.).

Одиночные выбросы из стационарных источников в зависимости от высоты трубы (Н) подразделяются на

• высокие, при Н> 50 м;

• средние при Н = 10...50 м;

• низкие при Н = 2...10 м;

• наземные при Н < 2 м (в этом случае в расчетах принимают Н = 2м).

Промышленные выбросы считаются нагретыми, если их температура выше температуры окружающего атмосферного воздуха.

Без очистки могут выбрасываться как неорганизованные, так и организованные выбросы, после очистки - только организованные.

С целью регламентации загрязнений атмосферы установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов (ПДК) и предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ из источников (ПДВ). ПДК - максимальная допустимая концентрация примеси в атмосфе­ре, отнесенная к определенному времени усреднения. Существует два вида ПДК для нормирования выбросов в атмосферу для населенных пунктов:

- среднесуточная ПДК_с.с (мг/м³) - это максимальная концентрация вещества, при которой оно не оказывает прямого или косвенного воздействия на человека в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания;

- максимальная разовая ПДК_м.р (мг/м³) - это максимальная концентрация вещества, при которой оно при кратковременном (до 20 мин.) воздействии не вызывает рефлекторных реакций организма. Под рефлекторными реакциями понимается ощущение неприятных запахов, появление аллергического состояния, чихания и т.д.

Действующими нормативными документами [1], [2] установлены ПДК для большинства вредных газов, паров, аэрозолей.

Величина наибольшей концентрации каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы (слой высотой в 2 м от поверхности земли) не должна превышать величины максимальной разовой ПДК_м.р..

ПДВ для данного источника (группы источников) - это максимальное количество вредного вещества, допустимое к выбросу из источника в единицу времени при соблюдении условия, чтобы содержание этого вещества в приземном слое воздуха вокруг источника или совокупности источников не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира.

Основными критериями качества атмосферного воздуха при установлении ПДВ для источников загрязнения атмосферы являются максимальные разовые ПДК_м.р.. При этом должно выполняться условие: отношение расчетной концентрации С_м. вредного вещества в приземном слое воздуха к величине ПДК_м.р. данного вещества не должно превышать единицы:

.

(1.1)

При установлении ПДВ учитывают значения фоновых концентраций С_ф вредных веществ в воздухе (суммарное загрязнение атмосферы от остальных источников города или другого населенного пункта, в том числе и от автотранспорта, за исключением рассматриваемого источника).

Таким образом, величина ПДВ (г/с) из источника для каждого вещества устанавливается, исходя из условия:

,

(1.2)

или

.

(1.3)

При одновременном присутствии в атмосфере некоторых вредных веществ они могут обладать суммацией вредного действия. Эффектом суммации обладают, например, ацетон и фенол, сернистый ангидрид и двуокись азота, сернистый ангидрид, окись углерода, фенол и пыль конверторного производства, а также целый ряд других веществ [1];

Величина ПДВ подобных веществ устанавливается, исходя из условия:

.

(1.4)