Веществ в атмосферном воздухе

Расчет приземных концентраций вредных

Основным документом, регламентирующим расчет рассеивания и определения приземных концентраций выбросов промышленных предприятий, является «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86», утвержденная Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды 4 августа 1986 г. и действующая до настоящего времени [5].

Эти нормы устанавливают методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Нормы должны соблюдаться при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий.

Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующим неблагоприятным метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра. Нормы не распространяются на расчет концентраций на дальних (более 100 км) расстояниях от источников выброса.

Расчетами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20– 30-минутному интервалу осреднения.

Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества
с_м, мг/м³ при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х _м, мот источника и определяется по формуле

, (119)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени,г/с; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m и п – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н – высота источника выброса над уровнем земли, м (для наземных источников при расчетах принимается
H = 2 м);η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, η = 1; Δ T – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т _ги температурой окружающего атмосферного воздуха T _в,°C;
V ₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с, определяемый по формуле

, (120)

где D – диаметр устья источника выброса, м; w ₀ – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Значения коэффициента А,соответствующие неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, зависят от географического положения и особенностей климата. Коэффициент стратификации A изменяется от 250 до 140, его значения для конкретных регионов приводятся в прил.12.

Значения мощности выброса М,г/с, и расхода газовоздушной смеси V ₁, м³/с, при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами. В расчете принимаются сочетания М и V ₁, реально имеющие место в течение года при установленных (обычных) условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальное значение с_м.

При определении значения Δ T,°C, следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т _в,°С, равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01–82, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т _г,°С – по действующим для данного производства технологическим нормативам.

Значение безразмерного коэффициента F принимается:

а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и других, скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) – 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% – 2; 75–90 % – 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки – 3.

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, v _м, v ^′_м и f_e:

; (121)

; (122)

; (123)

. (124)

Коэффициент m определяется в зависимости от f по рис. 83 или по следующим формулам:

при f < 100; (125)

при f ≥ 100. (126)

Для f_e < f < 100 значение коэффициента т вычисляется при f = f_{e .}

Коэффициент п при f < 100 определяется в зависимости от v _мпо рис. 84 или формулам:

при v _м ≥ 2;

при 0,5 ≤ v _м <2; (127)

при v _м < 0,5.

При f ≥ 100 или ∆ T ≈ 0 коэффициент n вычисляется по формулам (127) при v _м = v ^′_м. Максимальная приземная концентрация при v ^′_м ≥ 0,5 (холодные выбросы) рассчитывается вместо формулы (118) по формуле

, (128)

где . (129)

Аналогично при f < 100 и v _м < 0,5 или f ≥ 100 и v ^′_м < 0,5 (случаи предельно малых опасных скоростей ветра) расчет c _м производится по формуле, мг/м³

, (130)

где m′ = 2,86 m при f < 100 и v _м < 0,5; m′ = 0,9 при f ≥ 100 и v ^′_м < 0,5.

Расстояние x _м от источника выбросов, на котором приземная концентрация c при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения c _м определяется по формуле, м

, (131)

где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по следующим формулам:

при v _м ≤ 0,5; при 0,5 < v _м ≤ 2; (132)

при v _м > 2

При f > 100 или ∆ T ≈ 0 значение d определяется по формулам:

d = 5,7 при v ^′_м ≤ 0,5;

d = 11,4 v ^′_м при 0,5 < v ^′_м ≤ 2; (133)

при v ^′_м > 2

Значение опасной скорости u _м, м/с, на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ c _м в случае f < 100 определяется по формулам:

u _м = 0,5 при v _м ≤ 0,5;

u _м = v _м при 0,5 < v _м ≤2; (134)

при v _м > 2.

При f > 100 или ∆ T ≈ 0 значение u _м находится по формулам:

u _м = 0,5 при v ^′_м ≤ 0,5;

u _м = v ^′_м при 0,5 < v ^′_м ≤ 2 (135)

u _м = 2,2 v ^′_м при v ^′_м > 2

При других сочетаниях метеорологических факторов и с учетом поправок на характер рельефа получены аналогичные формулы для расчета приземных концентраций на различных расстояниях от источника выброса.

Расчеты рассеивания выбросов в атмосфере служат основой для установления нормативов предельно допустимых выбросов источников и определения границ санитарно-защитной зоны предприятия.

ВОПРОС 50Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ 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 создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира (ГОСТ 17.2.3.02—78) [26].

Таким образом, ПДВ – это максимальная масса загрязняющего вещества, допускаемая к выбросу в атмосферу из данного источника за 1 с.

При установлении ПДВ для источника загрязнения атмосферы учитывают определенные расчетом или экспериментальным способом значения фоновых концентраций вредных веществ в воздухе c _ф,мг/м³, от остальных источников (в том числе от автотранспорта) города или другого населенного пункта. Если в атмосферный воздух выбрасывают одни и те же вещества несколько различных источников, то результирующая приземная концентрация рассчитывается на ЭВМ с помощью унифицированных и утвержденных органами Государственного комитета по гидрометеорологии программ.

При этом в приземном слое воздуха суммарная концентрация каждого вредного вещества не должна превышать максимальную разовую предельно допустимую концентрацию данного вредного вещества в атмосферном воздухе, т. е.

, (136)

где с_т – максимальная концентрация загрязняющих веществ в приземном воздухе, создаваемая источником выбросов, мг/м³; c _ф – фоновая концентрация вещества или вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, создаваемая всеми источниками, за исключением расчетного, мг/м³. Данные по фоновым концентрациям вредных веществ представляются органами санитарно-эпидемиологической службы.

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией вредного действия для каждой точки местности, должно выполняться условие:

. (137)

Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, зон отдыха городов, а также для других территорий с повышенными требованиями к охране атмосферного воздуха в формуле (137) ПДК заменить на 0,8 ПДК [26].

!!! Значения ПДВ устанавливаются при разработке ведомственных предложений по ПДВ, сводных томов «Охрана атмосферы города и предельно допустимый выброс (ПДВ)», подразделов, касающихся защиты атмосферы от загрязнения, в разделе «Охрана окружающей среды» различных видов предпроектной и проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий (ППД). Они устанавливаются как для строящихся, так и для действующих предприятий.

Установление ПДВ производится на основе расчета загрязнения атмосферы промышленными выбросами и с учетом перспектив развития предприятия, физико-географических и климатических условий местности, расположения промышленных площадок и участков существующей и проектируемой жилой застройки, санаториев, зон отдыха городов, взаимного расположения промышленных площадок и селитебных территорий.

ПДВ, г/с, устанавливаются для условий полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы. ПДВ не должны превышаться в любой 20-минутный период времени.

ПДВ устанавливаются отдельно для каждого источника выброса, не являющегося мелким. Для мелких источников целесообразно установление единых ПДВ от их совокупностей, с предварительным объединением группы источников в более мощный (с большими значениями с_м, чем у отдельных источников) площадной или условный точечный источник. Неорганизованные выбросы всего предприятия или отдельных участков его промплощадки сводятся к площадным источникам или к совокупности условных точечных источников.

Наряду с ПДВ для одиночных источников устанавливаются ПДВ для предприятия в целом. При постоянстве выбросов они находятся как сумма ПДВ от одиночных источников и групп мелких источников. При непостоянстве во времени выбросов от отдельных источников ПДВ предприятия меньше суммы ПДВ от отдельных источников и соответствует максимально возможному суммарному выбросу от всех источников предприятия при нормальной работе технологического и газоочистного оборудования.

ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ.

Значение ПДВ, г/с для одиночного источника с круглым устьем в случаях, когда c _ф < ПДК определяется по формуле

. (138)

В случае f > 100 или ∆ T ≈ 0 ПДВ определяется по формуле

. (139)

При отсутствии нормативов ПДК вместо них используются значения ориентировочно безопасных уровней загрязнения воздуха (ОБУВ) в порядке, установленном Минздравом СССР. Нормы концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе для растительности и животного мира, утвержденные в установленном порядке, принимаются при расчетах только в случаях, когда они являются более жесткими, чем ПДК.

В методике [5] рассмотрены также вопросы рассеивания выбросов для затененных источников. Приводятся формулы для решения обратных задач, например, определения минимальной высоты источника выброса, обеспечивающего приземную концентрацию вредного вещества не выше нормативной.

Дата добавления: 2014-12-07