1.2. Нормирование загрязнений атмосферы

Для каждого вещества, загрязняющего воздух установлены два норматива: максимально-разовая и среднесуточная предельно допус­тимые концентрации(ПДК).

Максимально разовая ПДК устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, изменение биоэ­лектрической активности головного мозга, световой чувствительнос­ти глаз) при кратковременном воздействии (до 20 минут)атмосферных загрязнений.

Среднесуточная ПДК устанавливается с целью предуп­реждения прямого или косвенного токсического (канцерогенного, му­тагенного) влияния загрязнителей. Если в воздухе присутствуют ве­щества однонаправленного действия, то допустимая концентрация каждого из них определяется из соотношения

 ( C_i / ПДК_i)  1, (2)

где C_iиПДК_i - соответственно концентрация и ПДКi-го вещества.

По степени воздействия на организм человека все вредные ве­щества делятся на 4 класса опасности: 1 - чрезвычайно опасные; 2 - высокоопасные; 3 - умеренно опасные; 4 - малоопасные. Класс опасности устанавливается в зависимости от средней концентрации СL50 вещества в воздухе, приводящей к смертельному исходу с веро­ятностью 0,5. В табл.1 приведена классификация загрязняющих ве­ществ по степени опасности. Значения ПДК для некоторых загрязнителей атмосферы приведены в табл.2.

Таблица 1.

Классификация вредных веществ

	Класс опасности вещества
	1	2	3	4
СL50, мг/м3	менее 500	500 - 5000	5001 – 50000	более 50000

1.3. Рассеяние промышленных выбросов через дымовые трубы

Не все виды производств работают по безотходной технологии и не для всех загрязняющих веществ разработаны достаточно эффектив­ные способы очистки. Поэтому часто загрязненные выбросы отводят на большую высоту. При этом выбрасываемые вредные вещества, дос­тигая приземного пространства рассеиваются, их концентрация сни­жается до предельно допустимого значения.

Наиболее распространено отведение на большую высоту загряз­няющих веществ с помощью дымовых труб, которые в отдельных случа­ях достигают высоты 350 м и более. Максимальная приземная кон­центрация C_m, мг/м³, вредных веществ для выброса нагретой газовоздушной смеси из одиночного точечного источника (трубы) с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях равна [2]

AMFmn

C_m = ---------------- , (3)

H² (VT)^1/3

а для холодных источников (T = 0 )

AMFnk

C_m = -------------- , (4)

H^4/3

где A- коэффициент, определяющий условия вертикального и гори­зонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе; M- количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;F- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере;mиn– безразмерные коэффициенты,

Таблица 2.

ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест

№ п.п.	Вещество	ПДК, мг/м3		Класс Опасности
		Максимально разовая	Средне- суточная
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35	Азота двуокись Азота окись Аммиак Ангидрид сернистый Ацетон Белок пыли белково­витаминного концентрата Бенз(а)пирен Бензин нефтяной в пере­счете на углерод Бензол Водород хлористый Дихлорэтан Железа окись Железа хлорид Кадмия окись Кислота азотная Кислота серная Магния окись Марганец и его соединения Меди окись Медь хлористая Никель металлический Озон Пыль неорганическая, содержащая двуокись кремния в %: выше 70, 70-20 (шамот, цемент), ниже 20 Сажа Свинец и его соединения Сероводород Сероуглерод Спирт метиловый Углерода окись Фенол Флюс канифольный активированный (ФКТ) Фтористые соединения Фтористый водород Хлор Цинка окись	0,085 0,6 0,2 0,5 0,35 - - 5 1,5 0,2 3 - - - 0,4 0,3 0,4 0,01 - - - 0,16 0,15 0,3 0,5 0,15 - 0,008 0,03 1,0 5 0,01 0,3 0,035 0,02 0,1 -	0,04 0,06 0,04 0,05 0,35 0,001 10-7 1,5 0,1 0,2 1 0,04 0,004 0,001 0,15 0,1 0,05 0,001 0,002 0,002 0,001 0,03 0,05 0,1 0,15 0,05 0,0003 - 0,005 0,5 3 0,003 0,3 0,003 0,005 0,03 0,05	2 3 3 3 4 2 1 4 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2 2 2 2 1 3 3 3 3 1 2 2 3 4 2 4 2 2 2 3

учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H- высота источника выброса над уровнем земли, м;V- объем газовоздушной смеси, м³/с;T- разность меж­ду температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Tи температу­рой окружающего атмосферного воздухаT, ^oС;k = D/(8V) - параметр, учитывающий скорость газовоздушной смеси в устье трубы, с/м².

Значение коэффициента Aизменяется в зависимости от геогра­фического района, для Центральной части Европейской территории России - 120, для Севера и Северо-Запада - 160.

Величины M иVопределяются характером технологического про­цесса и при выполнении задания входят в исходные данные.

Величина Tопределяются характером технологического процес­са и температурой окружающего атмосферного воздуха, при выполне­нии задания входит в исходные данные.

Величину безразмерного коэффициента F принимают:

F=1 - для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю;

F=2- для пыли и золы, если эффективность очистки0,9;

F=2,5- для пыли и золы, если0,75  < 0,9;

F=3 - для пыли и золы, если< 0,75.

Безразмерный коэффициент mнаходят по графику, приведенному на рис.1, в зависимости от параметра f, имеющего размерность м/(с²С)

w²D

f = 10³ --------- , (5)

H²T

где w=V/(D²/4)- средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья трубы, м/с; D- диаметр устья трубы, м;

или вычисляют по формулам:

1

m = --------------------------------------- приf < 100

0,67 + 0,1 f + 0,34 ³ f

1,47

m = ---------- приf  100 .

3. f

Рис.1. График для определения безразмерного коэффициента m.

Безразмерный коэффициент nопределяют в зависимости от параметра v_м, вычисляемо­го по формулам:

- для нагретых выбросов

VT

v_м= 0,65 ( --------- )^1/3 , (6)

Н

-для холодных выбросов (T = 0 )

wD

v_м=1,3 ----- , (7)

H

находят по графику, приведенному на рис.2

Рис.2. График для определения безразмерного коэффициента n.

или вычисляют по формулам:

n =1 приv_м  2;

n = 0,532 v_м² – 2,13 v_м + 3,13 при 0,5v_м < 2 ;

n = 4,4 v_м приv_м < 0,5.

При f  100 илиT0 коэффициентn вычисляется по формуле :

1,47

n = ---------- приf  100 .

3. f

При v_м < 0,5расчет максимальной приземной концентрацииC_m вместо формулы (4) проводится по формуле:

AMFm^

C_m = -------------- ,

H^7/3

где m^ = 0,9 .

Максимальная приземная концентрация вредных веществ отмеча­ется на оси факела выброса (по направлению ветра) на расстоянии x_мот источника выброса, который в зависимости от значения без­размерного коэффициента Fопределяется по формулам

x_м = dHприF < 2, (8)

x_м =1,25FdH приF 2, (9)

где d- безразмерный коэффициент приf  100, определяемый по графику, приведен­ному на рис.3.

Рис.3. График для определения значений коэффициента d.

При f > 100 илиT0 значенияdнаходятся по формулам:

d = 5,7 приv_м  0,5;

d = 11,4v_м при0,5 v_м 2 ;

d = 16 v_м приv_м  2.

Значение C_mне должно превышать установленное значение ПДК. Если происходит одновременное загрязнение атмосферы несколькими веществами, то в любой точке территории жилой застройки должно выполняться условие (2). Так как в общем случае максимальные концентрации разных веществ наблюдаются в разных точках, то для проверки выполнения этого условия необходимо знать не только C_mi , но и распределение концентраций по территории. При опасной скорости ветра, направленного от источника к жилой заст­ройке, приземная концентрация вредного вещества в любой точке по оси выброса определяется формулой

C = SC_m,(10)

где S- безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения x/x_m.

График зависимости Sот соотношения x/x_mприведен на рис.4.

Регламентация выбросов в атмосферу осуществляется на основе установления так называемых предельно допустимых выбросов (ПДВ). Согласно ГОСТ 17.2.1.04-77 ПДВ вредных веществ в атмосферу - это норматив, предусматривающий, что концентрация веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупности не превышает норма­тивную концентрацию этих веществ. Размерность ПДВ - г/с.

В соответствии с "Указаниями по расчету рассеяния в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. СН 369-74" расчет ПДВ проводится по формулам:

• для нагретых выбросов

ПДКH² (VT)^1/3

ПДВ=---------------------- ^, (11)

AFmn

• для холодных выбросов

8ПДКH (HV)^1/3

ПДВ=------------------------ . (12)

AFnD

Рис.4. Значения безразмерного коэффициента Sпо оси выброса

Если количество загрязняющего вещества M, выбрасываемого че­рез устье трубы в единицу времени, превышает ПДВ, то должно быть использовано дополнительное оборудование для очистки выбросов, эффективность которого должна быть не меньше

M - ПДВ

 = ---------- . (13)

M