Одним из эффективных путей ограничения загрязнения окружающей среды на современном этапе продолжает оставаться нормирование количества выбрасываемых веществ и контроль за такими выбросами. Введение норм предельно допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу с учетом физико-географических особенностей данного района, экологической ситуации, количества и характера размещения населения, технологического уровня производств и других факторов является действенным методом регулирования качества окружающей среды с гигиенических и экологических позиций.
Предельно допустимый выброс загрязняющего вещества в атмосферу является нормативом предельно допустимого воздействия на окружающую среду и определяется как произведение коэффициента метеорологического разбавления K]V м 3 /с, на значение ПДК химического вещества в атмосфере:
где Сф — фоновая концентрация вещества, для которого определяется ПДВ.
Коэффициент разбавления примеси представляет собой объем чистого воздуха, необходимый для разбавления выбрасываемой примеси до концентрации, соответствующей санитарным нормам. При расчетах ПДВ и Кр учитываются следующие параметры:
Разработка проекта ПДВ. Часть 1: Расчет рассеивания
- • характеристика источников выбросов (одиночная высокая дымовая труба или группа труб, объем и температура выбрасываемых газов, низкие или наземные источники и т.п.);
- • свойства выбрасываемой вредной примеси (осаждение на поверхность земли, период полураспада и период полувыведения примеси из атмосферы, миграция по пищевым цепочкам и т.п.);
- • метеорологические параметры атмосферы (скорость и направление ветра, повторяемость штилей, характер изменения температуры с высотой, характер осадков и частота их выпадения и т.п.);
- • топографические особенности местности (возвышенность или низина, наличие водоемов, характер застройки, растительность и т.п.).
Помимо фоновых концентраций загрязняющих веществ необходимо учитывать возможные выбросы при развитии данного предприятия и строительстве новых. Для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливают ПДВ при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника или совокупности источников для данного населенного пункта с учетом перспектив развития действующего и проектируемых промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию вредных веществ, превышающую ПДК для населения, а также для растительного и животного мира, даже в тех точках, где в приземной атмосфере создаются максимальные концентрации.
Если в воздухе населенных пунктов концентрация вредных веществ превышает предельно допустимое значение, а ПДВ в настоящее время не может быть достигнут, то вводится поэтапное уменьшение выбросов вредных веществ от действующих предприятий до значений, соответствующих нормам качества воздуха, или до полного предотвращения выбросов.
На каждом этапе до обеспечения ПДВ устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВ) вредных веществ на уровне выбросов предприятий, аналогичных по мощности и технологическим процессам и с наиболее совершенной технологией производства. Значения ВСВ выше расчетных значений ПДВ допускаются временно лишь для действующих предприятий; для проектируемых предприятий ВСВ не устанавливаются.
Расчет рассеивания ЗВ по модулям «Средние», «Среднесуточные» фирмы Интеграл
Промышленные источники выбросов можно разделить на организованные и неорганизованные. К организованным промышленным источникам относят трубы, шахты, аэрационные фонари, фрамуги и т.п.; к неорганизованным — открытые склады минерального сырья, карьеры, хранилища твердых и жидких отходов, места загрузки и выгрузки железнодорожных вагонов, автотранспорт, негерметичное оборудование, транспортные эстакады и т.п.
В свою очередь, организованные промышленные источники выбросов можно подразделить на три типа: высокие, низкие и промежуточные. Через высокие источники осуществляется сброс в атмосферу технологических газов и загрязненного вентиляционного воздуха. К ним относятся трубы, выбросы из которых производятся в верхние слои атмосферы, выше границы промежуточной зоны, что обеспечивает их хорошее рассеивание.
Низкие источники являются наиболее распространенными для сброса вентиляционного воздуха. Выбросы из таких источников производятся непосредственно в зону аэродинамической тени, создаваемой зданиями и сооружениями, и загрязняют в основном территорию около этих зданий и сооружений. К промежуточным источникам можно отнести трубы, верхняя отметка которых находится ниже границы промежуточной зоны, но не менее чем на 20% выше границы зоны аэродинамической тени.
Для предотвращения и максимального уменьшения организованных и неорганизованных выбросов вредных веществ должны быть использованы наиболее современная технология, методы очистки и другие технические средства в соответствии с требованиями санитарных норм проектирования промышленных предприятий. Использование возможности рассеивания вредных веществ в атмосфере вследствие увеличения высоты выброса допускается только после применения всех имеющихся современных технических средств по сокращению выбросов вредных веществ.
Различные загрязнители, выброшенные из дымовых труб, постепенно рассеиваются в воздухе, разбавляясь до уровней, не представляющих опасности. Ветры увеличивают скорость рассеяния и перемешивания, а воздушные потоки, направленные от земли, выносят загрязнения в верхние слои атмосферы.
Однако при возникновении инверсии атмосферные слои остаются стабильными. В результате этого загрязняющие вещества, вместо того чтобы перемещаться в верхние слои атмосферы, остаются вблизи поверхности земли, накапливаясь в больших количествах, опасных для человека и окружающей среды. Концентрация загрязняющих веществ в холодном нижнем слое постепенно увеличивается в течение дня, поскольку эти загрязнения не рассеиваются в верхних слоях атмосферы. Иногда такие явления наблюдаются в течение нескольких дней, что приводит к росту загрязнения до опасного уровня, который может привести к серьезным последствиям.
Нормативный метод позволяет рассчитывать поля концентраций вредных выбросов, создаваемые дымовыми трубами, а также линейными и плоскостными источниками, под которыми понимаются вентиляционные фонари цехов, улицы с интенсивным движением автотранспорта, а также скопление многочисленных мелких источников.
Основой нормативного метода является максимальное значение приземной концентрации Ст. Например, для горячих точечных источников, для которых изменение температуры АТ значительно больше нуля, можно использовать выражение:
где Н — высота трубы, м; М — расход выбрасываемого в атмосферу вещества (мощность выбросов), г/с; V — полный объем выбрасываемых (дымовых) газов на срезе трубы в единицу времени, м 3 /с; А — коэффициент, учитывающий рассеивающие свойства атмосферы, которые определяются климатическими зонами России; F,m,n — соответствующие коэффициенты, определение которых дано ниже.
Для источников, температура выброса которых мало отличается от температуры воздуха (АТ « 0), используется уравнение:
где К — коэффициент, учитывающий разность значений температуры выбрасываемой газовой смеси и окружающего атмосферного воздуха.
Ниже приведены значения коэффициента А в зависимости от региона.
Районы южнее 40° с.ш. 250
Европейская часть территории России южнее 50° с.ш.,
Кавказ, Дальний Восток, Сибирь. 200
Европейская часть территории России и Урала от 50 до 52° с.ш. 180
Европейская часть территории России и Урала севернее 52° с.ш. 160
Московская, Тульская, Рязанская, Владимирская, Калужская,
Ивановская области. 140
Значения коэффициентов тип определяются по вспомогательным величинам, вычисляемым в свою очередь с учетом следующих параметров:
где со0 — средняя но сечению скорость газов, м/с; V(), Vm — вспомогательные параметры для холодных и горячих источников соответственно; D — диаметр устья трубы, м. Коэффициент т определяется из равенства
Коэффициент п при/ 3 , достигает максимального значения Сгп, определяется по формуле
где безразмерный коэффициент d при / 100 имеем:
Все изложенные методы относятся к категории поверочных расчетов, когда для источника параметры Н, V, Т, М уже заданы. В ряде случаев, например при подготовке различных обоснований, возникает необходимость решения обратных задач, т.е. поиска М, Н и т.д.
Величина опасной скорости ветра, соответствующей полученным значениям Стах и Xmav также зависит от параметра Ут :
Мощность горячих выбросов (АТ> 0), соответствующая заданному значению максимальной концентрации Сгп, мг/м 3 , определяется по формуле
Мощность холодных выбросов при/> 100 или АТ~ 0 находится из выражения
Высота источника Н, соответствующая значению Ст в случае ДТ ® 0, определяется по формуле
Заменяя Cw значением норматива для конкретного вещества, т.е. ПДК, получаем предельные значения М, которые обеспечат выполнение условия С 2 = 2,3; оксида углерода Мсо = = 0,8; температуры выбрасываемой смеси Т = 2’ДУ’С: ее объема К, = 1,6 м 3 /с. Выброс осуществляется источником с параметрами: высота Яи = 34 м, диаметр D = 0,4 м. Температура окружающего воздуха Т.Л = 20°С; скорость ветра на уровне флюгера Уф = 7 м/с-
1. Определение максимального значения концентрации примеси С,„.
1.1. Определение скорости V и высоты Я выброса примеси:
1.2. Определение безразмерного коэффициента m:
1.3. Определение безразмерного коэффициента п:
1.4. Выбор безразмерных коэффициентов Л, F, N:
1.5. Определение максимального значения концентрации примеси С,„: для N02:
для S02: Crn = 0,107 мг/м 3 ; для СО: Ст = 0,372 мг/м 3 .
- 2. Определение расстояния Хт распространения максимальной концентрации Ст-
- 2.1. Определение безразмерного коэффициента d:
2.2. Определение расстояния Хт:
Определение опасной скорости ветра t/max:
3. Проверка основного условия выполнения норм ПДК: условие:
Видно, что превышение норм ПДК по диоксиду азота составляет 3,9 раза.
4. Определение санитарно-защитной зоны.
Рис. 5.8. Расчетная санитарно-защитная зона
4.1. Определение розы ветров (С — север; СВ — северо-восток; В — восток; ЮВ — юго-восток; Ю — юг; ЮЗ — юго-запад; 3 — запад; СЗ — северо-запад).
Источник: studme.org