Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий
Методика предназначена для решения практических задач, связанных с прогнозом загрязнения атмосферного воздуха. Она позволяет производить расчеты рассеивания примесей, выбрасываемых в атмосферу одиночными точечными, линейными и группой источников, с учетом влияния рельефа местности, определять предельные концентрации загрязняющих веществ в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикальное распределение концентраций. Степень загрязнения атмосферного воздуха определяется наибольшим расчетным значением концентрации, соответствующим неблагоприятным метеорологическим условиям, опасной скорости ветра. При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией вредного действия, рассчитывается суммарная концентрация q в долях ПДК: q = С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + ...+ Сп/ПДКп. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См, мг/м3 при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии хм и определяется по формуле: (4.3) где A — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М — масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в едини-
Раздел 4. Воздушная среда города 185 цу времени, г/с; F — коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в воздухе; т, n — коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H — высота источника выброса над уровнем земли, м; (для наземных источников принимается H = 2 м); η — коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае равной или слабопересеченной местности с перепадом высот меньше 10 м/км принимается η = 1); V1 — объемный расход газовоздушной смеси, м3/с; ΔT — разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего воздуха, °С. Максимальная концентрация загрязняющего вещества в приземном слое атмосферы прямо пропорциональна массовому расходу загрязняющего вещества М и обратно пропорциональна квадрату высоты источника Н2. Повышение температуры и момента количества движения струи выбрасываемых газов приводит к увеличению высоты дымового факела и снижению приземной концентрации загрязняющих веществ. Коэффициент А при неблагоприятных метеорологических условиях, обеспечивающих максимальные значения концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, имеет следующие значения на территории Украины: севернее 50° с.ш. А — 160; для источников в зоне от 50 до 52° с.ш. А = 180; южнее 50° с.ш. - 200. При определении ΔT температуру окружающего атмосферного воздуха принимают равной средней температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года в 1300 по местному времени. Значения коэффициента F: для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, скорость оседания которых близка к нулю, F = 1; для прочих мелкодисперсных аэрозолей при степени очистки газов в пылеуловителе η ≥ 0,9 F = 2; при 0,75 ≤ η ≤ 0,9 F = 2,5; при η < 0,75 F = 3; при наличии данных о дисперсном составе пыли в зависимости от соотношения Vg/Uм при Vg/Uм ≤ 0,015 F = 1; при 0,015 ≤ Vg/Uм ≤ 0,03 F = 1,5; F определяется, как указано выше, для прочих мелкодисперсных аэрозолей, где Vg — скорость витания частиц такого диаметра dg, что масса всех частиц диаметром больше dg, составляет 5% от общей массы частиц, м/с; Uм — опасная скорость ветра, м/с. Для получения значений коэффициентов тип определяются следующие промежуточные коэффициенты: f = 1000w02D/H2ΔT; =1,3w0D/H; fe = 800( )3, где D — диаметр устья дымовой трубы, м; w0 — скорость выхода газовоздушной смеси из дымовой трубы, м/с.
186 Экология города Коэффициент т определяется по формуле: при f < 100; при f ≥ 100; при fe < f < 100 при расчете т принимают, что f = fe. При f ≤ 100 n определяется в зависимости от Vм. n = 1 при Vм ≥ 2; n = 0,532 Vм2 - 2,13 Vм, + 3,13 при 0,5 ≤ Vм < 2; (4.4) n = 4,4 Vм при Vм ≤ 0,5. При f ≥ 100 или ΔT ≈ 0 и ≥ 0,5 (холодные выбросы) при расчете См вместо формулы (4.3) применяется:
n определяется по формулам (4.4) с подстановкой вместо Vм значений . Аналогично при f < 100 и Vм < 0,5 или f ≥ 100 и < 0,5 (случаи предельно малых опасных скоростей ветра) расчет См вместо формулы (4.3) ведется по формуле: , где т′ = 2,86m при f < 100, Vм < 0,5; т′ = 0,9 при f ≥ 100, < 0,5. Расстояние хм, м, на котором приземная концентрация С, мг/м3, при неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения См, определяется по формуле: хм = (5 — F)d•H/4, где d — безразмерный коэффициент; при f < 100 d = 2,48(1 + 0,28 ) при Vм ≤ 0,5; d = 4,95 Vм (1 + 0,28 ) при 0,5 ≤ Vм ≤ 2; d = 7 (1+ 0,28 ) при Vм > 2. При f > 100 или ΔT ≈ 0 значение d находится по формулам: d = 5,7 при ≤ 0,5; d = 11,4 при 0,5 < ≤ 2; d = 16 при > 2. Значение опасной скорости ветра Uм, при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ: при f < 100: Uм = 0,5Vм при Vм ≤ 0,5; Uм = Vм при 0,5 < Vм ≤ 2; Uм = Vм (1 + 0,12 ) при Vм > 2. При f ≥ 100 или ΔT ≈ 0: Uм = 0,5 при Vм ≤ 0,5; Uм = при 0,5 < ≤ 2; Uм = 2,2 при > 2.
Раздел 4. Воздушная среда города 187 При опасной скорости ветра Uм, м/с, приземная концентрация вредных веществ С, мг/м3, в атмосфере по оси факела выброса на расстоянии ч от источника определяется по формуле: С = S1Cм, где S1 — безразмерный коэффициент. S1 = 3(х/хм)4 - 8(х/хм)3 + 6(x/xм)2 при х/хм ≤ 1; при 1 < x/xм ≤ 8; при F ≤ 1,5 и x/xм > 8; при F > 1,5 и x/xм > 8. Для низких и наземных источников при 2м ≤ H ≤ 10 м и x/xм < 1 величина S1 заменяется на S1H: S1H = 0,125(10 - H) + 0,125(H - 2) S1. Значения приземной концентрации вредных веществ в атмосфере Сy, мг/м3, на расстоянии у1, м, по перпендикуляру к оси факела выброса определяются по формуле: Сy = S2C, где S2 — безразмерный коэффициент.
ty = иу2/х2 при и ≤ 5; ty = 5у2/х2 при и > 5. Для источника с прямоугольным устьем расчет Cм производится по вышеприведенным формулам с использованием значений средней скорости w0, м/с, эквивалентного диаметра Dэ, м и эффективного расхода V1э, м3/с, которые определяются следующим образом: w0 = V1/Lв, м/с, где L — длина устья, м; в — ширина устья, м;
Радиус зоны влияния источника определяется как наибольшее из двух расстояний от источника х1 и х2, где х1 = 10xм; х2 — расстояние от источника, на котором концентрация загрязняющего вещества с = 0,05 ПДК.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» з дисципліни «Екологія міста»
