2. Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосферу

Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосферу описывается по нормативному документу ОНД – 86 “методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий”.

2.1 Общие положения ОНД – 86

1) Настоящие нормы устанавливают методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Нормы должны соблюдаться при проектировании предприятий, а так же при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий.

2) Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а так же 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 источника выброса.

3) В зависимости от высоты устья источника выброса вредного вещества над уровнем земной поверхности указанный источник относится к одному из следующих четырех классов:

а) высокие источники, м;

б) источники средней высоты =10…50 м;

в) низкие источники, 2 м.

Для источников указанных классов в расчетных формулах длина (высота) выражена в метрах, время - в секундах, масса вредных веществ – в граммах, их концентрация в атмосферном воздухе - в миллиграммах на кубический метр, концентрация на выходе из источника - грамм на кубический метр.

4) При одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких (n) веществ, обладающих в соответствии с перечнем, утвержденным Минздравом РФ, суммацией вредного действия, для каждой группы указанных веществ однонаправленного вредного действия рассчитывается безразмерная суммарная концентрация q или значение концентраций n вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, приводятся условно к значению концентраций c одного из них.

Безразмерная концентрация q определяется по формуле

,

Где ,…,(мг/м³) – расчетные концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в одной и той же точке местности;,,…,(мг/м³)- соответствующие максимально разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе.

Приведенная концентрация рассчитывается по формуле

,

Где – концентрация вещества, к которому осуществляется приведение;- его ПДК;

…и …– концентрации и ПДК других веществ, входящих в рассматриваемую группу суммации.

5)Расчет концентрации вредных веществ, претерпевающих полностью или частично химические превращения (трансформацию) в более вредные вещества, проводятся по каждому исходному и образующемуся веществу отдельно. При этом мощность источников для каждого вещества устанавливается с учетом максимально возможной трансформации исходных веществ в более токсичные. Степень указанной трансформации устанавливается по согласованию с Госкомгидрометом и Минздравом РФ.

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

2.2 Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии(м) от источника и определяется по формуле:

,

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 n – коэффициенты учитывающие, условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

Н – высота источника выброса над уровнем земли (м);

–безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не превышающей 50м на 1км, =1;

–разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха(ºС);

(м³/с) – расход газовоздушной смеси, определяется по формуле

,

Где D – диаметр устья источника выброса (м);

–средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса (м/с);

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным 200 для Красноярска (сек^2/3мг·ºС^1/3).

Значение мощности выброса М (г/с) и расхода газовоздушной смеси (м³/с) при проектировании предприятия определяется расчетом в технологической части проекта или принимается в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами. В расчете принимается сочетаниеМ и , реально имеющие место в течение года при установленных (обычных) условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальное значение.

При определении значения (ºС) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха(ºС), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-82, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси(ºС) – по действующим для данного производства нормативам.

Примечание.

Значение безразмерного коэффициент F=1 принимается для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю);

Значение коэффициентов m и n определяется в зависимости от параметров f, , и:

Н=20 (м);

D=1,2 (м);

W₀=6 (м/с);

∆Т=75 (ºС);

Коэффициент m определяется в зависимости от f:

при f < 100;

Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от или по формуле;

при < 2;

Учитывая все предыдущие расчеты максимальные приземные концентрации загрязняющих веществ можно рассчитать:

Расстояние (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрацияс (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения , определяется по формуле:

_{, т.к F=1}

Здесь безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формуле:

при < 2;

При опасной скорости ветра приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях (м) от источника выброса определяется по формулам:

Где - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения

при

при 1<

Рассчитаем расстояние от дымовой трубы стекловаренной печи, на котором приземная концентрация с (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения .

_{Исходя из этих данных, рассчитаем следующие значения:}

_{Округлим полученное значение до:}

Рассчитаем приземные концентрации вредных веществ С (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса:

При х = 63

х/х_м = 63/249 = 0,25

_{При х = 126}

х/х_м = 126/249 = 0,51

При х = 189

х/х_м = 189/249 = 0,76

_{При х = 249}

_{х/хм = 249/249 = 1}

_{При х = 312}

_{х/хм = 312/249 = 1,25}

_{При х = 375}

х/х_м = 375/249 = 1,51

При х = 438

х/х_м = 438/249 = 1,76

2.3 Расчет концентраций загрязняющих веществ в долях ПДК

Таблица №7 - Вредные выбросы из источника №1 (дымовая труба стекловаренной печи)

Расстояние от трубы, (м)	Вредные вещества	Концентрация	ПДКmax разовое	Доли ПДК	Класс опасности вещества
Х=63	CO	0,031	2	<1	4
X=126	CO	0,0839	2	<1
X=189	CO	0,1135	2	<1
X=249	CO	0,1195	2	<1
X=312	CO	0,1123	2	<1
X=375	CO	0,103	2	<1
X=438	CO	0,0968	2	<1
Х=63	NOх	0,0135	20	<1	2
X=126	NOх	0,0365	20	<1
X=189	NOх	0,0494	20	<1
X=249	NOх	0,052	20	<1
X=312	NOх	0,0489	20	<1
X=375	NOх	0,0452	20	<1
X=438	NOх	0,0428	20	<1
Х=63	Б(а)П	0,000000007	0,00001	<1	1
X=126	Б(а)П	0,00000019	0,00001	<1
X=189	Б(а)П	0,0000000257	0,00001	<1
X=249	Б(а)П	0,000000027	0,00001	<1
X=312	Б(а)П	0,000000025	0,00001	<1
X=375	Б(а)П	0,0000000235	0,00001	<1
X=438	Б(а)П	0,0000000219	0,00001	<1