Обратная связь
|
Гигиеническая оценка почв населенных пунктов Расчетный метод
Расчетный метод основан на наличии удельных нормативов выбросов ЗВ на единицу сырья, энергии или выпускаемой продукции. В этом случае для определения массового выброса ЗВ удельный норматив (q) умножается на программу выпуска продукции за расчетное время (V):
, (1.1)
где М – масса выброса, т (кг);
q – удельный выброс на единицу сырья, энергии, продукции, т/т, т/м3…;
V – программа выпуска продукции в натуральных единицах, т, м3, м2….
Расчет может осуществляться также по более сложным зависимостям и полуэмпирическим формулам. Рассмотрим расчет выбросов ЗВ в атмосферу на примере наиболее распространенного источника загрязнения атмосферного воздуха — малых котлов производительностью до 30 т/ч пара. Основными контролируемыми веществами являются твердые взвешенные частицы (ТВЧ), сернистый ангидрид (SO2), двуокись азота (NO2) и оксид углерода.
Расчет производится по следующим формулам:
а) Твердые частицы. Расчет выбросов твердых частиц летучей золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени при сжигании твердого топлива и мазута, выполняется по формуле:
(1.2)
где В – расход топлива, т/год, г/с;
Аr – зольность топлива, %;
– доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях;
aун – доля золы топлива в уносе, %;
Гун– содержание горючего в уносе, %.
Значения Аr, Гун, аун, принимаются по фактическим средним показателям; при отсутствии этих данных Аr определяется по характеристикам сжигаемого топлива (см. приложение 1), — по техническим данным применяемых золоуловителей, а — по таблице 1.1.
б) Оксиды серы. Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO2 (т/год, т/ч, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле:
(1.3)
где В – расход натурального твердого и жидкого (т/год, т/ч, г/с) и газообразного
(тыс. м3/год, тыс. м3/ч, л/с), топлива;
Sr – содержание серы в топливе в рабочем состоянии, %;
– доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для эстонских и ленинградских сланцев принимается равной 0,8; остальных сланцев - 0,5; углей Канско-Ачинского бассейна - 0,2 (березовских - 0,5); торфа - 0,15; экибастузских углей - 0,02; прочих углей - 0,1; мазута - 0,02; газа - 0,0;
– доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной нулю, для мокрых - в зависимости от щелочности орошающей воды до 5–15%.
При наличии в топливе сероводорода расчет выбросов дополнительного количества оксидов серы в пересчете на SO2 ведется по формуле:
(1.4)
где – содержание сероводорода в топливе, %.
в) Оксид углерода. Расчет выбросов оксида углерода в единицу времени (т/год, г/с) выполняется по формуле:
(1.5)
где В – расход топлива, т/год, тыс.м3/год, г/с, л/с;
Ссо – выход оксида углерода при сжигании топлива (кг/т, кг/тыс.м3 топлива) –
рассчитывается по формуле:
(1.6)
Здесь q3 – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, %;
R – коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической
неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода. Для твердого топлива R=1, для газа R=0,5, для мазута R=0,65;
– низшая теплота сгорания топлива в рабочем состоянии (МДж/кг, МДж/м3);
q4 – потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.
При отсутствии эксплуатационных данных значения q3, q4 принимаются по таблице 1.2.
Таблица 1.1
Значения коэффициентов в зависимости от вида топки и топлива
Тип топки
| Топливо
|
| КСО, кг/ГДж
| С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива
| Бурые и каменные угли
| 0,0023
| 2,0
| Антрациты
|
|
| АС и АМ
| 0,0030
|
| АРШ
| 0,0078
| 0,8
| С пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой
| Бурые и каменные угли
| 0,0026
| 0,7
| Антрацит АРШ
| 0,0088
| 0,6
| С цепной решеткой притяжного хода
| Антрацит АС и АМ
| 0,0020
| 0,4
| С забрасывателями и цепной решеткой
| Бурые и каменные угли
| 0,0035
| 0,7
| Шахтная
| Твердое топливо
| 0,0019
| 2,0
| Шахтно-цепная
| Торф кусковой
| 0,0019
| 1,0
| Наклонно-переталкивающая
| Эстонские сланцы
| 0,0025
| 2,9
| Слоевые топки бытовых теплоагрегатов
| Дрова
| 0,0050
| 14,0
| Бурые угли
| 0,0011
| 16,0
| Каменные угли
| 0,0011
| 7,0
| Антрацит, тощие угли
| 0,0011
| 3,0
| Камерные топки:
|
|
|
| Паровые и водогрейные котлы
| Мазут
| 0,010
| 0,13
| Газ природный, попутный и коксовый
| -
| 0,1
| бытовые теплогенераторы
| Газ природный
| -
| 0,05
| Легкое жидкое (печное) топливо
| 0,010
| 0,08
|
Ориентировочная оценка выброса оксида углерода (т/год, г/с) может проводиться по формуле:
(1.7)
где Ксо – количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива (кг/ГДж), принимается по таблице 1.1.
г) Оксиды азота. Количество оксидов азота (в пересчете на NO2), выбрасываемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:
(1.8)
где В – расход натурального топлива за рассматриваемый период времени (т/год, тыс.м3/год, г/с, л/с);
– теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг, МДж/м3;
– параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж;
– коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в
результате применения технических решений. Для малых котельных , как правило, равно нулю.
Значение определяется по графикам (рисунок 1.1) для различных видов топлива в зависимости от номинальной нагрузки котлоагрегатов. При нагрузке котла, отличающейся от номинальной, следует умножить на или на , где - соответственно номинальная и фактическая паропроизводительность (т/ч); - соответственно номинальная и фактическая мощность (кВт).
Если имеются данные о содержании оксидов азота в дымовых газах (%), то выброс (кг/год) вычисляется по формуле:
(1.9)
где CNOx – известное содержание оксидов азота в дымовых газах (% по объему).
Значения CNOx (мг/м3) для маломощных котлов приведены в таблице 1.3;
V – объем продуктов сгорания топлива (м3/кг) при известном ( - коэффициент избытка воздуха, таблица 1.2), . Значения для некоторых топлив даны в приложении 1. В приложениях 1, 2 приведены основные характеристики твердых, жидких и газообразных топлив.
Таблица 1.2
Характеристика топок котлов малой мощности*
Тип топки
| Топливо
|
| q3
| q4
|
|
|
|
|
| Топка с цепной решеткой
| Донецкий антрацит
| 1,5-1,6
| 0,5
| 13,5/10
| Шахтно-цепная топка
| Торф кусковой
| 1,3
| 1,0
| 2,0
|
Топка с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой прямого хода
|
Угли типа кузнецких
|
1,3-1,4
|
0,5-1
|
5,5/3
| Угли типа донецких
| 1,3-1,4
| 0,5-1
| 6/3,5
| Бурые угли
| 1,3-1,4
| 0,5-1
| 5,5/4
|
Топка с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой обратного хода
|
Каменные угли
|
1,3-1,4
|
0,5-1
|
5,5/3
| Бурые угли
| 1,3-1,4
| 0,5-1
| 6,5/4,5
|
Топка с пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой
|
Донецкий антрацит
|
1,6-1,7
|
0,5-1
|
13,5/10
| Бурые угли типа подмосковных
| 1,4-1,5
| 0,5-1
| 9/7,5
| Бурые угли типа бородинских
| 1,4-1,5
| 0,5-1
| 6/3
| Угли типа кузнецких
| 1,4-1,5
| 0,5-1
| 5,5/3
| Шахтная топка с наклонной решеткой
|
Дрова, дробленые отходы, опилки, торф кусковой
| 1,4
|
|
| Топка скоростного горения
| Дрова, щепа, опилки
| 1,3
|
| 4/2
| Слоевая топка котла паропроизводительностью более 2 т/ч
| Эстонские сланцы
| 1,4
|
|
|
Камерная топка с твердым шлакоудалением
|
Каменные угли
|
1,2
|
0,5
|
5/3
|
| Бурые угли
| 1,2
| 0,5
| 3/1,5
|
| Фрезерный торф
| 1,2
| 0,5
| 3/1,5
|
Камерная топка
|
Мазут
|
1,1
|
0,2
|
0,1
|
| Газ (природный, попутный)
| 1,1
| 0,2
| 0,0
|
| Доменный газ
| 1,1
| 1,0
| 0,0
| Топка с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива
| Бурые угли
| 1,6
| 2,0
| 8,0
|
| Каменные угли
| 1,5
| 2,0
| 7,0
|
| Антрациты, АМ, АС
| 1,7
| 1,0
| 10,0
|
*В графе 3 таблицы 1.2 меньшие значения а — для парогенераторов производительностью более 10 т/час, в графе 5 большие значения - при отсутствии средств уменьшения уноса, меньшие - при остром дутье и наличии возврата уноса, а также для котлов производительностью 25—35 т/час.
Рисунок 1.1 – Зависимости КNOx от тепловой мощности (а) и паропроизводительности (б) котлоагрегата
1 – природный газ, мазут; 2 – антрацит; 3 – бурый уголь, торф, 4 – каменный уголь, дрова
Таблица 1.3
Образование токсичных веществ в процессе выгорания топлив
в отопительных котлах мощностью до 85 кВт.
Тип котла
| Топливо
| Режим горения
| СхН у,
мкг/100 м3
| NO2
мг/м3
| NO,
мг/м3
| СО,
%
| КС-2
| Каменный уголь
| Начало выгорания
| 8,97
|
|
| -
| Основной период горения
| 33,55
|
|
| -
| КЧМ-3
(7 секций)
| Антрацит
| Розжиг дров
| 111,2
| 6-8
|
| -
| Догорание дров
| 346,1
| 30-40
| 70-80
|
| Начало погрузки угля
| 13,6
|
|
| 0,11
| Конец погрузки
| 53,6
|
|
| 0,28
| Основной период горения
| 17,2-13,4
|
|
| 0,08
| КС-2
| Дрова
| Разгорание дров
| 97,4
| 8-10
| 90-110
|
| Догорание дров
| 214,6
| 25-45
| 60-80
|
| КЧМ-3
(7 секций)
| Природный газ
| а =1,20
| 8-2
| 2,5
|
| 0,008
| а = 1,40
| -
|
|
| -
| а =1,80
| -
|
|
| -
| а = 2,20
| -
|
|
| -
| а = 2,8
| -
|
|
| 0,065
| КС-3
| ТПБ (легкое
жидкое топливо)
| а = 1,25
|
|
|
| 0,07
| а =1,40
|
|
|
| 0,02
|
ПРИМЕР 1.1
Котельная с топкой с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива работает на каменном угле Кузнецкого месторождения. Производительность котельной 2,5 т пара в час. Расход топлива 730т в год. Расход топлива в самый холодный месяц 160 т. Степень очистки газа мокрого золоуловителя по ТВЧ — 90%, по сернистому ангидриду — 8%.
Найти: 1. Годовой выброс ЗВ в атмосферу.
2. Максимальный выброс ЗВ для наиболее холодного месяца (г/с).
РЕШЕНИЕ
1. Находим из таблиц и текста необходимые для расчета исходные данные:
.
2. Находим промежуточные расчетные параметры:
,
.
3. Находим выброс ЗВ в атмосферу:
т/год,
т/год,
т/год,
т/год.
Находим максимальный секундный выброс ЗВ. Для этого в формулы вместо В (т/год) подставим в (г/с), рассчитанный для самого холодного месяца:
,
,
,
,
.
ЗАДАНИЕ 1.1
1. Рассчитать годовой выброс ЗВ от котельной.
2. Рассчитать максимальный выброс ЗВ в г/с для самого холодного месяца.
Примечание: Для вариантов 16 производится ориентировочная оценка выбросов оксида углерода по формуле (1.7).
Исходные данные по вариантам в приложении 3.
Инструментальный метод
Инструментальный метод расчета выбросов ЗВ в атмосферу основан на аналитическом определении концентраций Сi [мг/м3] ЗВ в газоходах и трубах с последующим определением массового выброса М (т/год) ЗВ по формуле:
, (1.10)
где – средняя концентрация ЗВ за расчетный период времени, мг/нм3;
Vн – объем выбрасываемой газовоздушной смеси, нм3/с (тыс. нм3/час);
t – время, в течение которого выбрасывается ЗВ, с (час).
Средняя концентрация определяется как среднее арифметическое концентраций, полученных экспериментально лабораторией для данного ЗВ в контролируемом источнике выброса за расчетное время, как правило, год.
, (1.11)
где – концентрация 1-го вещества в газоходе, мг/нм3. Осреднение концентрации ЗВ по сечению газохода обеспечивается правилами отбора проб.
n – количество проб.
Объем выбрасываемой газовоздушной смеси Vн определяется либо в ходе отбора проб аэродинамическими испытаниями, либо принимается паспортная характеристика, ежегодно проверяемая службой наладки предприятия (например, вентиляционной службой).
ПРИМЕР 1.2
Из точечного источника выброса непрерывно осуществляется выброс хлористого водорода. Измеренные в течение года концентрации в газоходе после очистки равны [мг/нм3]: 1,7; 2,4; 0,8; 3,5; 5,2; 0,3; 2,1; 2,9. Производительность вентилятора 30 тыс. нм3 в час.
Найти годовой и максимальный секундный выбросы хлористого водорода. Количество рабочих дней в течение года - 200.
РЕШЕНИЕ
1. Находим годовой выброс НСl:
,
,
,
.
2. Находим максимальный секундный выброс по максимальному значению сi:
.
ЗАДАНИЕ 1.2
1. Найти годовой валовый выброс загрязняющего вещества, выбрасываемого в атмосферу.
2. Найти максимальный секундный выброс загрязняющего вещества.
Исходные данные по вариантам в приложении 4.
Занятие №2
Классификация источников выбросов ЗВ в атмосферу и предприятий по степени воздействия на атмосферный воздух
По степени воздействия на атмосферный воздух источники выбросов подразделяются на 6 классов: 1А-5 (по степени убывания). Отнесение того или иного: источника выброса к определенному классу производится через расчет параметров R и ТПВ.
Параметр разбавления R приближенно показывает, во сколько раз для заданного отношения D/H (где D — диаметр устья источника, Н — высота, м) нужно разбавить чистым воздухом выбрасываемую газовоздушную смесь для того, чтобы концентрация примеси в ней стала равной ПДКм.р..
i – в-во; j - источник (1.12)
Параметр требуемого потребления воздуха (ТПВ) показывает расход чистого воздуха, который требуется для разбавления выбросов до концентраций, соответствующих предельно допустимым.
, (1.13)
где Мji – количество i-го вещества, выбрасываемого j-м источником, г/с;
ПДКiм.р. – максимально разовая ПДК, мг/м3 (по справочнику), в случае отсутствия
ПДКм.р. вместо нее принимается ПДКс.с. или ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ);
Dj – диаметр устья источника, м;
Нj – высота источника над уровнем земли, м;
Cji – концентрация i-го вещества в устье источника, мг/м3.
, (1.14)
где Vj — объем выбрасываемой из источника газовоздушной смеси, м3/с.
Расчетные параметры Rji и ТПВji сравнивают с таблицей 1.4 и определяют класс источника выброса. В случае, когда из источника выбрасывается несколько ЗВ, класс источника определяется по наименьшему значению.
Таблица 1.4
Классификация источников выбросов ЗВ по степени воздействия
на загрязнение воздушного бассейна
R
| ТПВ, м3/сек
|
| >102
| 104 – 105
| 103 – 104
| 102 – 103
| <102
| >1000
| IA
| I
| II
| III
| III
| 100-1000
| I
| II
| II
| III
| III
| 50-100
| II
| II
| III
| III
| IV
| 5-50
| II
| III
| III
| IV
| IV
| <5
| III
| III
| IV
| IV
| V
|
Определение класса предприятия по степени его воздействия на атмосферный воздух производится через расчет параметра П (м3/с):
. (1.15)
Расчетный параметр Пi сравнивается с табличным (таблица 1.5) и устанавливается класс предприятия. В случае, когда предприятием выбрасывается несколько ЗВ, класс предприятия определяется по веществу, имеющему максимальное значение Пi.
Таблица 1.5
Классификация предприятий по степени воздействия на загрязнение
воздушного бассейна
Значение параметра П, м3/с
| >108
| 108 … 106
| 106 … 5.104
| <5.104
| Класс предприятия
| I
| II
| III
| IV
|
ПРИМЕР 1.3
Определить:
1. К какому классу по степени воздействия на атмосферный воздух относятся источники (таблица 1.6).
2. К какому классу по степени воздействия на атмосферный воздух относится предприятие, имеющее источники загрязнения с параметрами согласно таблице 1.6.
Таблица 1.6
Исходные данные для примера
№ ист.
| Н, м
| D, м
| Масса
М, г/с
| V, м3/с в устье ист.
| Выбрасываемые ЗВ
| 1.
|
| 1,3
| 17,5
| 7,1
| SO2
| 2.
|
| 4,2
| 12,02
25,3
| 101,7
| SO2
NO2
| 3.
|
| 0,5
| 0,6
| 0,072
| Пыль (ТВЧ)
|
РЕШЕНИЕ
1. Определяем параметры Rji и ТПВji для всех источников выбросов веществ.
По ист. № 1.
,
По таблице 1.4 находим: источник относится ко II классу.
По ист. № 2.
,
,
.
По таблице 1.4 находим: источник № 2 относится: по сернистому ангидриду — к III классу, по двуокиси азота - ко II классу.
Класс источника определяется по наиболее жесткому значению – II класс.
По ист. № 3.
,
.
Источник относится ко II классу.
2. Находим класс предприятия через расчет параметра П
,
,
.
Класс предприятия определяется на наибольшему значению Пi – II класс.
Загрязняющее вещество, определяющее класс предприятия, – двуокись серы.
ЗАДАНИЕ 1.3
Определить:
1. К какому классу по степени воздействия на атмосферу относятся источники выбросов?
2. К какому классу по степени воздействия на атмосферу относятся предприятия?
Исходные данные по вариантам даны в приложениях 5, 6.
Занятие №3
Оценка качества атмосферного воздуха
Основным критерием качества атмосферного воздуха являются нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК).
ПДК — максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия.
В нашей стране действуют:
ПДКм.р. – максимально разовая ПДК 20-30-минутного осреднения,
ПДКс.с. – среднесуточная ПДК длительного осреднения.
При одновременном присутствии нескольких ЗВ, обладающих эффектом суммации (аддитивным действием), их безразмерная концентрация X не должна превышать 1.
. (1.16)
Оценка качества атмосферного воздуха основана на сравнении фактически измеренной концентрации с ПДК.
Чем больше кратность превышения ПДК, тем хуже качество воздуха.
Чем выше безразмерный показатель X для веществ с аддитивным действием, тем хуже качество воздуха.
На практике в воздухе имеется, как правило, несколько загрязняющих веществ, поэтому для оценки качества воздуха применяется комплексный показатель — индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), который равен сумме нормированных по ПДК и приведенных к концентрации диоксида серы средних содержаний ЗВ.
Для одного вещества:
, (1.17)
где – средняя за год концентрация, мг/м3;
ПДКс.с. – среднесуточная ПДК ЗВ, мг/м3, в случае отсутствия ПДКс.с. вместо нее принимается ПДКм.р. или ОБУВ;
Значение параметра К равно:
1,7 — 1 класс опасности
1,3 — 2 класс опасности
1,0 — 3 класс опасности
0,9 — 4 класс опасности
Для нескольких веществ:
. (1.18)
На практике для сравнения качества атмосферного воздуха разных городов используются данные по первым пяти веществам в ряду по степени убывания показателя Ii.
ПРИМЕР 1.4
В городе А концентрации контролируемых ЗВ (мг/м3) равны: N02 = 0,1; S02 = 0,03; СО = 3; ТВЧ = 0,2; H2S = 0,01; аммиак = 0,1; керосин 1,0.
В городе В: NO2, = 0,09; S02= 0,05; СО = 1,0; ТВЧ = 0,05; стирол 0,01; полиэтилен 0,03; ксилол 0,3.
Сравните качество атмосферного воздуха в городах.
РЕШЕНИЕ
1. Находим Ii для веществ:
Гор.А:
Находим комплексный ИЗА для города А по 5 веществам:
Гор.В:
Вывод: воздух гор. В загрязнен в большей степени, чем в гор. А, в 17,67:9,9= 1,8 раза.
ЗАДАНИЕ 1.4
Сравните качество атмосферного воздуха в городах. Исходные данные по вариантам в приложении 7.
Занятие №.4
Классификация состояния загрязнения атмосферного воздуха
Классы экологического состояния атмосферы определяют по 4-балльной шкале, где класс нормы соответствует уровню загрязнения ниже среднего по стране, класс риска — равен среднему уровню, класс кризиса — выше среднего уровня, класс бедствия — значительно выше среднего уровня. Ранжирование экологического состояния атмосферы по классам осуществляется через расчет комплексного индекса загрязнения атмосферы.
Класс экологического состояния атмосферы
| I
| Норма
| < 5
| Риск
| 5-8
| Кризис
| 8-15
| Бедствие
| >15
|
ПРИМЕР 1.5
К какому классу относится экологическое состояние атмосферы в г. Кирове, если по данным мониторинга среднегодовые концентрации ЗВ за 2005 г. равны (мг/м3):
бенз(а)пирен: 2,9; N02: 0,03; СО : 1,0; ТВЧ : 0,1; формальдегид 0,005?
РЕШЕНИЕ
1. Находим комплексный индекс загрязнения атмосферы для каждого из веществ.
2. Находим суммарный индекс загрязнения атмосферы по 5 веществам и определяем класс экологического состояния атмосферы.
Ii = 6,11+0,7+0,37+0,67+1,94= 9,79 > 8 – Кризис
ЗАДАНИЕ 1.5
Найти класс экологического состояния атмосферы.
Исходные данные по вариантам в приложении 8.
Занятие № 5
Рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ.
Нормирование источников загрязнения атмосферы
Основные понятия и определения
Проблема охраны окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами стала в ряд важнейших задач современности. Воздействия промышленных предприятий, энергетических систем, транспорта на атмосферу, водоемы и недра достигли таких размеров, что сейчас в крупных промышленных центрах уровни загрязнений существенно превышают допустимые санитарные нормы.
Источники выбросов ЗВ могут быть подвижными (транспорт) и стационарными. Выбросы из стационарных источников могут поступать в форме газов или аэрозолей. Классификация источников выбросов дана на рисунке 1.2.
Аэрозоли — это системы, характеризующиеся наличием в газовой среде твердых или жидких частиц. Подразделяются на пыли, дымы, туманы.
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, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта. 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. Организованные выбросы имеют фиксированное устье и подразделяются на точечные или одиночные (источники таких выбросов имеют примерно одинаковые размеры по осям координат; это трубы промышленных предприятий, выбросные шахты систем вентиляции, газоотводные трубы от аппаратов и т.п.) и линейные (источники имеют значительную протяженность в направлении, перпендикулярном направлению ветра; это аэрационные фонари, близко расположенные вытяжные шахты, открытые окна, через которые удаляются вредные вещества, и т.п.).
Рисунок 1.2 – Классификация выбросов в атмосферу
Одиночные выбросы из стационарных источников в зависимости от высоты трубы (Н) подразделяются на:
- высокие при Н> 50 м (выброс осуществляется выше зоны аэродинамической тени здания, сооружения);
- средние при Н = 10...50 м;
- низкие при Н = 2... 10 м (выброс поступает в зону подпора или аэродинамической тени здания, сооружения);
- 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 ЗВ в атмосферном воздухе населенных пунктов (ПДК) и предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ из источников (ПДВ).
Действующими нормативными документами установлены ПДК для более 600 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 ПДКм.р..
ПДВ для данного источника (группы источников) — это максимальное количество вредного вещества, допустимое к выбросу из источника в единицу времени при соблюдении условия, что этот выброс от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта, с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, не создаст приземную концентрацию, превышающую его предельно допустимую концентрацию для населения, растительного и животного мира.
Основными критериями качества атмосферного воздуха при установлении ПДВ для источников загрязнения атмосферы являются максимальные разовые ПДКм.р.. При этом должно выполняться условие: отношение максимальной расчетной концентрации См вредного вещества в приземном слое воздуха к величине ПДКм.р. данного вещества не должно превышать единицы:
. (1.19)
При установлении ПДВ учитывают значения фоновых концентраций Сф 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:
, (1.20)
или
. (1.21)
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.
Величина ПДВ для групп суммации устанавливается, исходя из условия:
. (1.21)
Расчет приземных концентраций загрязняющих веществ
от одиночного точечного источника
После выхода из устья источника загрязняющие вещества начинают рассеиваться в атмосфере в направлении оси факела выброса. Часть веществ перемещается в вертикальном направлении, часть - в горизонтальном. Существенное влияние на характер рассеивания оказывают состояние атмосферы, расположение предприятий, особенности местности, свойства выбросов, высота трубы, скорость ветра и другие факторы.
Скорость горизонтального перемещения загрязнений в основном определяется главным образом скоростью ветра U [м/с]. На скорость вертикального перемещения оказывает влияние целый ряд факторов.
Существует 5 форм струй, выходящих из устья трубы. Наиболее опасна задымляющая струя, когда вредные вещества стремятся к земле вдоль всей струи. Рисунок 1.3 иллюстрирует распределение концентраций вредных веществ в атмосфере при выбросе через высокие трубы для условий развитого турбулентного обмена, которые считаются неблагоприятными для рассеивания примесей и для которых разработаны расчетные формулы для определения ПДВ.
По мере удаления от источника выброса концентрация вредных веществ в приземном слое атмосферы вначале увеличивается, а затем, достигнув максимума, постепенно уменьшается, что говорит о наличии трех зон загрязнения атмосферы:
|
|