Природопользование помимо прочего часто связано с выбросами вредных газообразных примесей. Находясь в атмосфере эти примеси вызывают различные нарушения в функционировании естественных экосистем. Важным показателем опасности атмосферного загрязнения является величина концентрации загрязняющего вещества. Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующим неблагоприятным метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра
Действующей в настоящее время официальной методикой расчета величин максимальных приземных концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе является методика ОНД-86. Помимо указанной методики существуют и другие методы расчета, но для оформления официальных документов, например утверждения проекта тома ПДВ, необходимо использовать методику ОНД-86. С 1 января 2018 года на смену ОНД-86 придёт уже утвержденная в Минприроды методика «методы расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе». 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 x м (м) от источника согласно ОНД-86 определяется по формуле:
| (11.1) |
где
А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;
М (г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (мощность выброса);
F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. 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) F= 1;
б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% F= 2; от 75 до 90% F=2,5; менее 75% и при отсутствии очистки F=3;
т 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);
h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h = 1;
D Т (°С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси ТГ и температурой окружающего атмосферного воздуха ТВ;
(11.2)
V 1 (м3/с) - расход газовоздушной смеси.
| (11.3) |
где D (м) - диаметр устья источника выброса;
w 0 (м/с) - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса. Параметр w 0 рассчитывается из выражения (11.3) путем его преобразования:
| (11.4) |
Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:
а) 250-для районов Средней Азии южнее 40° с. ш., Бурятии и Читинской области;
б) 200-для Европейской территории РФ: для районов РФ южнее 50° с. ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа; для Азиатской территории РФ: для Дальнего Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии;
в) 180 - для Европейской территории РФ и Урала от 50 до 52° с. ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов;
г) 160 - для Европейской территории РФ и Урала севернее 52° с. ш. (за исключением Центра ЕТС);
д) 140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.
При определении значения DТ (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Тв (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года
Значение параметра f:
| (11.5) |
Значение параметра 
| (11.6) |
Значение параметра 
| (11.7) |
Значение параметра 
| (11.8) |
Значение параметра 
| (11.9) |
| (11.10) |
Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от значения параметра v м по формулам:
n = 1 при v м ³ 2; (11.11)
| (11.12) |
(11.13)
Расстояние x м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения см, определяется по формуле:
| (11.14) |
где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формулам:
(11.15)
(11.16)
(11.17)
Значение опасной скорости ветра u м (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ см, в случае f < 100 определяется по формулам:
(11.18)
(11.19)
(11.20)
При опасной скорости ветра uм приземная концентрация вредных веществ с (мг/м3) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле
(11.21)
где - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x / Xм и коэффициента F графически или по формулам:
| (11.22) |
| (11.23) |
Рис. 11.1 Примерный вид графика зависимости концентрации загрязнителя от расстояния до источника выбросов
Норматив допустимого выброса загрязняющего вещества (
) из источника с круглым устьем для случая сф < ПДК может быть рассчитан из следующего соотношения:
| (11.24) |
Где:
- фоновая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3
- предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3
Сопоставляя рассчитанный норматив предельно допустимого выброса с величиной фактического выброса (М) загрязняющего вещества можно рассчитать необходимую степень очистки (снижения) выбросов (z, %).
| (11.25) |
Контрольное задание
1. Для заданных характеристик источника выброса определить величину максимальной приземной концентрации и расстояние от источника до точки максимальной приземной концентрации.
2. Определить величину опасной скорости ветра на уровне флюгера, при которой возможно возникновение максимальной при земной концентрации и построить график зависимости концентрации вредных веществ в атмосфере от расстояния до точечного источника. График построить по оси факела выброса от источника до расстояния, равного восьмикратной величине 
.
3. Определить норматив предельно допустимого выброса загрязняющего вещества и необходимую степень очистки выбросов (если очистка необходима).
Таблица 11.1
Исходные данные для определения величины максимальной приземной концентрации
| Характеристика | Ед. измер. | Номера вариантов | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| М | г/с | 55 | 27 | 15 | 6 | 4 | 180 | 18 | 7 | 14 | 100 |
| Вещество | SO2 | C | Фенол | NOX | H2S | взвесь | NH3 | CS2 | Формальдегид | Пыль | |
| V1 | м3/c | 3 | 2,5 | 3,8 | 2 | 3 | 7 | 3 | 2 | 3 | 5 |
| H | м | 30 | 45 | 35 | 35 | 45 | 30 | 33 | 37 | 50 | 27 |
| Tг | °C | 140 | 160 | 120 | 205 | 135 | 110 | 135 | 170 | 155 | 128 |
| D | м | 0,7 | 0,5 | 0,9 | 0,5 | 0,6 | 1,0 | 0,7 | 0,6 | 0,9 | 0,8 |
| А | 200 | 140 | 180 | 140 | 250 | 250 | 160 | 180 | 180 | 160 | |
| Тв | °C | 27 | 23 | 25 | 25 | 24 | 23 | 23 | 26 | 28 | 19 |
| Мг/м3 | 0,008 | 0,02 | 0,0001 | 0,002 | 0 | 0,004 | 0 | 0 | 0,0002 | 0,007 |
| ПДК | Мг/м3 | 0,05 | 3 | 0,003 | 0,04 | 0,008 | 0,15 | 0,04 | 0,005 | 0,003 | 0,05 |
Работа 12
