1.4. Загрязнение атмосферного воздуха на селитебной территории прилегающей к предприятию

В зависимости от высоты трубы H, источник относится к одному из следующих четырех классов: высокие - H ≥ 50 м, средней высоты - H=10-50 м, низкие H=2-10 м и наземные H ≤2 м. Для всех классов источников длина – высота выражена в метрах, время – в секундах, масса вредных веществ – в граммах, мощность выброса – в граммах в секунду, концентрация в атмосферном воздухе – миллиграммах в кубическом метре, концентрация на выходе из источника – в миллиграммах на кубический метр.

При совместном присутствии в атмосферном воздухе одновременно нескольких (n) веществ, обладающих в соответствии с перечнем утвержденным министерством охраны здоровья Украины суммацией вредного воздействия, для каждой группы загрязняющих веществ рассчитывается безразмерная суммарная концентрация , которая по абсолютной величине не должна превышать единицы

= (2.1)

С , С …. С (мг/м ) – расчетные концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в фиксированной точке местности

ПДК , ПДК … ПДК (мг/м ) – соответствующие максимально-разовые предельно-допустимые концентрации загрязнителей в атмосферном воздухе

Приведем расчетные формулы для определения загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника в приземном слое на высоте не превышающей 2 м от поверхности земли.

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 (м) от источника и определяется по формуле

(2.2)

где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М (г/с) — масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени;

F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m и n — коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

H (м) — высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м);

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

T (°С) — разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в;

V₁ (м³/с) — раход газовоздушной смеси, определяемый по формуле

(2.3)

D (м) — диаметр устья источника выброса;

₀ (м/с) — средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным – 200.

Значения мощности выброса М (г/с) и расхода газовоздушной смеси V₁ (м³/с) при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами.

При определении значения Т (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года (в Севастополе – 25 С), 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 т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) — 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эсплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % — 2; от 75 до 90 % — 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки — 3.

Значения коэффициентов т и п определяются в зависимости от параметров f; _м, и f_e:

; (2.4)

; (2.5)

; (2.6)

. (2.7)

Коэффициент т определяется в зависимости от f по рисунку1 или по формулам:

при f < 100; (2.8)

при f  100. (2.9)

Рисунок 2.1

Рисунок 2.2

Для f_e < f < 100 значение коэффициента т вычисляется при f = f_e.

Коэффициент п при f < 100 определяется в зависимости от _м по рисунку 2 или формулам:

n = 1 при _м  2; (2.10)

п = 0,532 - 2,13_м + 3,13 при 0,5  _м < 2; (2.11)

n = 4,4_м при _м < 0,5. (2.12)

При f  100 или T  0 коэффициент п вычисляется по п. 2.7.

Для холодных выбросов (например – выбросы из циклона деревообрабатывающего цеха или выбросы от сварки корпусообрабатывающего цеха предприятия)

f  100 (или T  0) и   0,5 при расчете с_м используется формула

, (2.13)

где

, (2.14)

причем п определяется по формулам (10) — (12) при _м = .

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

, (2.15)

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

d = 2,48 (1 + 0,28 ) при _м  0,5; (2.16)

d = 4,95 _м (l + 0,28 ) при 0,5 < _м  2; (2.17)

d = 7 (1 + 0,28 ) при _м > 2. (2.18)

При хлодных выбросах f > 100 или Т  0 значение d находится по формулам:

d =5,7 при  0,5; (2.19)

d = 11,4 при 0,5 <  2; (2.20)

d = 16 при > 2. (2.21)

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

и_м = 0,5 при _м  0,5; (2.22)

и_м = _м при 0,5 < _м  2; (2.23)

и_м = _м (1 + 0,12 ) при _м > 2 (2.24)

При холодных выбросах f  100 или Т  0 значение и_м вычисляется по формулам:

и_м = 0,5 при  0,5; (2.25)

и_м = при 0,5 <  2; (2.26)

и_м = 2,2 при > 2. (2.27)

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

с = s₁с_м, (2.28)

где s₁ — безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения х/х_м и коэффициента F по формулам:

s₁ = 3 (х/х_м)⁴ - 8 (х/х_м)³ + 6 (х/х_м)² при (х/х_м)  1; (2.29)

при 1 < х/х_м  8; (2.30)

при F  1,5 и х/х_м > 8 (2.31)

при F > 1,5 и х/х_м > 8 (2.32)

Для низких и наземных источников (высотой H не более 10 м) при значениях х/х_м < 1 величина s₁ в (28) заменяется на величину , определяемую в зависимости от х/х_м и H по формуле

= 0,125 (10 - H) + 0,125 (H - 2)s₁ при 2  Н < 10. (2.33)

Пример 2.1. Котельная расположена на территории судостроительного предприятия (ровная открытая местность, район проспекта Октябрьской Революции или мыса Херсонес г. Севастополя).Источник выбросов загрязняющих веществ в атмосферу котельной – ее труба находится на границе предприятия.

Решение. Исходные данные и расчеты концентраций загрязняющих веществ от выбросов котельной в атмосферном воздухе в селитебной зоне в районе предприятия приводятся в табличной форме.

№ п.п.	Характеристики, обозначения, расчет	Единица	Значение
1	Число дымовых труб, N	шт.	1
2	Высота дымовых труб, H	м	35
3	Диаметр устья трубы, D	м	1,4
4	Скорость выхода газовоздушной смеси, 0	м/с	7
5	Температура газовоздушной смеси, Тг	°С	125
6	Температура окружающего воздуха, Тв	°С	25
7	Выброс двуокиси серы,	г/с	12
8	Выброс золы, Мз	г/с	2,6
9	Выброс окислов азота (в пересчете на двуокись азота),	г/с	0,2
10	Коэффициенты в формуле (2.2)
	А	—	200
		—	1
11	Максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДК):
	двуокиси серы	мг/м3	0,5
	золы	мг/м3	0,5
	окислов азота	мг/м3	0,085
12	Объем газовоздушной смеси (по формуле (2.3))	м3/с	10,8
13	Перегрев газовоздушной смеси, Т Т = Тг - Тв = 125 - 25	С	100
14	Параметр f (по формуле (2.4))	—	0,56
15	Параметр м, (по формуле (2.5))	м/с	2,04
16	Параметр (по формуле (2.6))	—	0,36
17	Параметр få (по формуле (2.7)) fe = 800 (0,36)3	—	37,32
18	Параметр т (по формуле (2.8) или Рисунку 2.1)	—	0,98
19	Параметр п (по формуле (2.9) или Рисунку 2.2)	—	1
20	Опасная скорость ветра им (по формуле (2.24))	м/с	2,2
21	Параметр d (по формуле (2,18)	—	12,3
Расчет концентрации двуокиси серы
22	Максимальная концентрация SO2 (по формуле (2.2))	мг/м3	0,19
23	Расстояние (по формуле (2.15))	м	430
24	Коэффициент s1 для расстояния х (по формулам (2.29), (2.30)
	х = 50 м, х/хм = 0,116	—	0,069
	х = 100 м, х/хм = 0,256	—	0,232
	х = 200 м, х/хм = 0,466	—	0,633
	х = 400 м, х/хм = 0,93	—	1
	х = 1000 м, х/хм = 2,32	—	0,664
	х = 3000 м, х/хм = 6,97		0,154
25	Концентрация на расстоянии х по формуле (2.28)
	х = 50 м, с = 0,19 · 0,069	мг/м3	0,01
	х = 100 м, с = 0,19 · 0,232	мг/м3	0,04
	х = 200 м, с = 0,19 · 0,633	мг/м3	0,12
	х = 400 м, с = 0,19 · 1	мг/м3	0,19
	х = 1000 м, с = 0,19 · 0,664	мг/м3	0,13
	х = 3000 м, с = 0,19 · 0,154	мг/м3	0,03
Расчет концентрации окислов азота
	Расчет производится аналогично расчету
26	Концентрации и связаны соотношением х =50 м х =100 м х = 200 м х =400 м х =1000 м х =3000 м	мг/м3 мг/м3 мг/м3 мг/м3 мг/м3 мг/м3	0,00017 0,00068 0,0020 0,0032 0,0022 0,00051
Расчет концентрации золы
27	Золоочистка отсутствует. Коэффициент F	—	3
	Максимальная концентрация золы по формуле (2.2) или по соотношению	мг/м3	0,12
28	Расстояние по формуле (2.15) или по соотношению	м	215
29	Коэффициент s1 для расстояний х (по формулам (2.29) — (2.32)
	х = 50 м, х/хм = 0,233	—	0,232
	х = 100 м, х/хм = 0,465	—	0,633
	х = 200 м, х/хм = 0,93	—	1,0
	х = 400 м, х/хм = 1,86	—	0,78
	х = 1000 м, х/хм = 4,05	—	0,296
	х = 3000 м, х/хм = 13,9	—	0,028
30	Концентрация золы с3 на расстоянии х (по формуле (2.28))
	х = 50 м, с = 0,12 · 0,23	мг/м3	0,03
	х = 100 м, с = 0,12 · 0,632	мг/м3	0,08
	х = 200 м, с = 0,12 · 0,99	мг/м3	0,12
	х = 400 м, с = 0,12 · 0,78	мг/м3	0,09
	х = 1000 м, с = 0,12 · 0,296	мг/м3	0,04
	х = 3000 м, с = 0,12 · 0,028	мг/м3	0,003

В соответствии с Приложением к государственным санитарным правилам планирования и застройки населенных пунктов зарегистрированными в минюсте Украины за №379/1404 от 24 июля 1996 г (таблица 2.2) санитарная защитная зона судостроительного предприятия составляет 300 м. Таким образом на расстоянии 300 метров от границы (забора) предприятия запрещается проживание жителей, размещение детских садов, школ, училищ, а также рекреационных центров.

Таблица 2.2– Санитарная защитная зона предприятий

Металлургические, машиностроительные и металлообрабатывающие предприятия и производства

Класс 1. Санитарно-защитная зона 1000 м

1. Предприятия по вторичной переработке цветных металлов (меди, свинца, цинка и др.) в количестве более 3000 т/год.

2. Производство по выжигании кокса.

3. Производство по выплавке чугуна при общем объеме доменных печей более 1500 м3.

4. Комбинат черной металлургии с полным металлургическим циклом мощностью больше млн.т/год чугуна и стали.

5. Производство стали мартеновским и конверторным способами с цехами по переработке отходов (размол томасшлака и т.п.) при выпуске основной продукции от 1 млн.т/год и больше.

6. Производство по выплавке цветных металлов непосредственно из руд и концентратов (в том числе свинца, олова, меди, никеля).

7. Производство алюминия способом электролиза расплавленных солей алюминия (глинозема).

8. Производство по выплавке спецчугунов; производство ферросплавов.

9. Предприятия по агломеруваннию руд черных и цветных металлов и пиритных огарков.

10. Производство глинозема (окисла алюминия).

11. Производство чугунного фасонного литья в количестве более 100000 т/год.

Класс II. Санитарно-защитная зона 500 м

1. Производство магния (всеми способами, кроме хлоридного).

2. Производство цветных металлов в количестве свыше 2000 т/год.

3. Предприятия по вторичной переработке цветных металлов (меди, свинца, цинка и др.) в количестве от 2000 до 3000 т/рік.

4. Производство по выплавке чугуна при общем объеме

доменных печей от 500 до 1500 м3.

5. Комбинат черной металлургии с полным металлургическим циклом мощностью до 1 млн.т/год чугуна и стали.

6. Производство стали мартеновским, электроплавильным и конверторным способами с цехами по переработке отходов (размол томасшлака и др.) при выпуске основной продукции в количестве до 1 млн.т/год.

7. Производство свинцовых аккумуляторов.

8. Производство по размалывании томасшлака.

9. Производство горна пирометалургийным способом.

10. Производство фасонного чугунного литья в количестве более 20000 до 100000 т/год.

11. Производство цинка, меди, никеля, кобальта методом электролиза водных растворов.

12. Прокатные цеха (обоснование расчетным путем).

Класс III. Санитарно-защитная зона 300 м

1. Производство по обогащении металлов без горячей обработки.

2. Производство кабеля освинцовываемого или с резиновой изоляцией.

3. Производство чугунного фасонного литья в количестве от 10000 до 20000 т/рік.

4. Предприятия по вторичной переработке цветных металлов (меди, свинца, цинка и др.) в количестве до 1000 т/год.

5. Производство цветных металлов в количестве от 100 до 2000 т/год.

6. Производство ртути и приборов с ртутью (ртутных термометров, ламп и др.).

7. Производство по выплавке чугуна при общем объеме доменных печей меньше 500 м3.

8. Производство фасонного цветного литья под давлением мощностью 10000 т литья в год (9500 т литье под давлением алюминиевых сплавов и 500 т литья из цинковых сплавов).

9. Производство металлических электродов (с использованием марганца).

10. Гальванические цеха.

Класс IV. Санитарно-защитная зона 100 м

1. Производство машин и приборов электротехнической промышленности (динамомашин, конденсаторов, трансформаторов, прожекторов и др.) при наличии небольших литейных и горячих цехов.

2. Производство голого кабеля.

3. Производство котлов.

4. Производство металлических электродов.

5. Предприятия металлообрабатывающей промышленности с чугунным, стальным (в количестве до 10000 т/год) и цветным (в количестве до 100 т/год) литьем.

6. Производство горна электролитическим способом.

Класс V. Санитарно-защитная зона 50 м

1. Предприятия металлообрабатывающей промышленности с термической обработкой без литейных.

2. Производство щелочных аккумуляторов.

3. Производство приборов для электрической промышленности (электроламп, фонарей и др.) при отсутствии литейных и без применение ртути.

5. Производство твердых сплавов и тугоплавких металлов при отсутствии цехов химической обработки руд.

6. Типографии.

Производства по обработке древесины

Класс 1. Санитарно-защитная зона 1000 м

1. Лесопромышленные хозяйства (производства по химической переработке дерева и получению древесного угля).

Класс II. Санитарно-защитная зона 500 м

1. Производство древесного угля ретортним способом.

Класс III. Санитарно-защитная зона 300 м

1. Предприятия по консервированию древесины пропиткой.

2. Производство изделий из древесинной шерсти: древесно-стружечных плит, древесно-волоконных плит с

использованием синтетических смол как связующих.

Класс IV. Санитарно-защитная зона 100 м

1. Производство древесинной шерсти.

2. Заводы лесопилки, фанерные и деталей деревянных стандартных зданий.