Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий

Примечание. Разработанные различными организациями и вычислительными центрами программы, реализующие расчетные схемы данного ОНД, должны согласовываться с Главной геофизической обсерваторией имени А.И. Воейкова Госкомгидромета.

Одним из способов сокращения объема вычислительных работ является представление совокупности большого числа однотипных источников выброса (труб печного отопления, резервуарных полей и пр.), а также рассредоточенных по обширной территории источников неорганизованного выброса как площадных источников.

Примечание. Группы точечных источников объединяются в площадной источник при достаточно равномерном распределении источников по площади и при условии близости таких параметров выброса, как высота (H) и диаметр устья (D) источников, температура (Т_г) и скорость выхода (₀) газовоздушной смеси из устья источников. При большом разбросе указанных параметров группа источников представляется несколькими площадными источниками с более близкими значениями этих параметров. Критерием возможности представления группы одиночных источников площадным источником является соблюдение неравенств (5.13), (5.14) при выполнении для каждого источника условий (5.10) или (5.11); неравенств (5.16), (5.17) при невыполнении для каждого точечного источника условий (5.10) и (5.11).

При ветре, направленном перпендикулярно одной из сторон указанного площадного источника, концентрация (как на территории самого источника, так и за его пределами) рассчитывается по формулам приложения 1.

При расчетах для произвольного направления ветра площадной источник представляется в виде совокупности N равномерно рассредоточенных одиночных источников. Значение N определяется по формуле

. (5.30)

Здесь S_п (м²) -- площадь рассматриваемого источника, L_п (м) -- расстояние от центра площадного источника до расчетной точки, и -- расчетная скорость ветра, значение N вычисляется с округлением до ближайшего большего целого числа.

Из (5.30) следует, что для расчетных точек, расположенных на расстоянии, большем площадной источник может рассматриваться как одиночный точечный источник (N= 1).

Для каждого из этих одиночных точечных источников значения максимальной приземной концентрации с_м, расстояния х_м, на котором достигается эта максимальная концентрация, и опасной скорости ветра и_м, определяются по формулам:

; (5.31)

; (5.32)

; (5.33)

где , и -- это значения с_м, х_м и u_м для одиночного точечного источника, совокупность которых образует площадной источник; при расчете в качестве М используется суммарный выброс от всех источников.

Примечания: 1. Если расчеты приземных концентраций относятся к участку местности, на котором расположен площадной источник, то целесообразно, чтобы условные источники находились в центрах ячеек расчетной сетки точек.

2. Формулы для площадного источника указанного типа применяются при выбросах от резервуарных парков предприятий, совокупностей мелких бытовых котельных и печных труб в городах, а также групп низких вентиляционных источников (при расчетах загрязнения атмосферы для участков, расположенных за пределами промплощадки). Использование формул для площадного источника существенно упрощает подготовку числового материала при расчетах загрязнения атмосферы на ЭВМ. Информация о вкладах площадных источников в суммарное загрязнение атмосферы более показательна, чем аналогичная информация по отдельным мелким источникам.

3. Если расчеты относятся к участку местности, на котором расположен площадной источник, то он представляется в виде суммы нескольких меньших по размеру площадных источников таким образом, чтобы выделить участки площадного источника, для которых определенное по формулам (5.30а), (5.30б) значение N удовлетворяет условию N < 100. Оставшиеся площадные источники представляются в виде совокупности точечных источников, расположенных в узлах квадратной сетки, шаг которой не превосходит .

При выбросе из N источников расчет суммарной концентрации с_z, соответствующей уровню z над поверхностью земли, производится по формулам (5.1) -- (5.3) с заменой с на с_z и c_i на c_zi. Концентрации от отдельных источников c_zi, соответствующие этим источникам опасные скорости ветра и_мzi и максимальные концентрации определяются согласно п. 2.15. При этом должны соблюдаться требования, следующие из п. 5.8 при замене с_мi на с_мzi и u_мi на u_мzi.

Примечание. Расчеты по п. 5.16 производятся при выборе положения устьев воздухозаборных труб и шахт, линий электропередачи и других объектов, расположенных на открытых участках местности или же на участках, где максимальная высота зданий (сооружений) не менее чем в 2,5 раза ниже высоты воздухозабора при условии, что источники выброса не располагаются в ветровой тени зданий (сооружений). В остальных случаях расчет проводится в соответствии с приложением 2.

Формулы пп. 5.1 -- 5.16 предназначены для решения прямой задачи расчета суммарной концентрации с от N источников по их заданным параметрам выброса, а также для решения обратной задачи определения мощностей выброса М_i, (i = 1, 2, ..., N), соответствующих заданному значению максимальной приземной концентрации с_м (при фиксированных координатах источников выброса, их высотах H_i и диаметрах устья D_i, скоростях выхода _0i и перегревах Т_i, газовоздушной смеси).

Значение суммарного выброса М, соответствующее заданному значению максимальной концентрации с_м, для группы из N близкорасположенных одиночных источников с одинаковыми высотами и другими параметрами выброса (V₁, T, D, ₀) определяется по формулам (2.41), (2.42); в данном случае в формулах полагается (V -- суммарный расход выбрасываемой из всех источников газовоздушной смеси).

В случае многоствольной трубы выброс М из всех стволов, соответствующий с_м, при l < d₂H определяется по формуле

, (5.34)

где и (мг/м³) -- приземные максимальные концентрации при М = 1 г/с, рассчитанные соответственно при значениях параметров D и V₁ для одного ствола и при их эффективных значениях D_э (5.25), (5.27) и V_1э (2.40). Безразмерный коэффициент d₁ определяется по формуле (5.26). При l d₂H выброс М определяется в соответствии с п. 5.18.

При произвольном фиксированном размещении группы источников с заданными параметрами выброса (H_i, D_i, _0i и Т_i) мощности источников M_i, соответствующие с_м, определяются так, чтобы наибольшее значение суммарной концентрации max с, рассчитанное по (5.1) при переборе скоростей и направлений ветра, удовлетворяло условию

max с = с_м. (5.35)

В случае N одинаковых источников выброса значения М_i определяются по формуле

, (5.36)

где c_н -- максимальное значение рассчитанной по (5.1) суммарной концентрации с при «начальных» значениях мощности выброса М_нi.

В общем случае из (5.35) определяется начальное приближение для значений М_i, уточняемое с учетом требований технической реализуемости и оптимального выбора мощностей источников.

Примечания: 1. Для одинаковых источников выброса в (5.36) величина с_н вычисляется при М_нi = 1 г/с. В общем случае значения М_нi, устанавливаются с учетом различия в мощностях выброса из труб разной высоты.

2. Алгоритмы поиска оптимальных значений М_i и соответствующие программы расчета должны согласовываться с Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова.

Для совокупности источников отдельных предприятий рассчитываются зоны влияния, включающие в себя круги радиусом х₁ (см. п. 2.19), проведенные вокруг каждой из труб предприятия, и участки местности, где рассчитанная по (5.1) суммарная концентрация от всей совокупности источников выброса данного предприятия, в том числе низких и неорганизованных выбросов, превышает 0,05 ПДК.

Зоны влияния источников и предприятий рассчитываются по каждому вредному веществу (комбинации вредных веществ с суммирующимся вредным действием) отдельно.

Примечание. При определении размеров зон влияния предприятия расчеты на ЭВМ допускается приближенно проводить только для одного направления ветра (с предприятия на центр города), средневзвешенной опасной скорости ветра u = u_мс, причем расчетная область представляется отрезком между центром предприятия и границей города.

Для ускорения л упрощения расчетов приземных концентраций на каждом предприятии рассматриваются те из выбрасываемых вредных веществ, для которых

; (5.37)

Ф = 0,01 H при м; (5.38)

Ф = 0,1 H при м; (5.39)

Здесь М (г/с) -- суммарное значение выброса от всех источников предприятия, соответствующее наиболее неблагоприятным из установленных условий выброса, включая вентиляционные источники и неорганизованные выбросы; ПДК (мг/м³ -- максимальная разовая предельно допустимая концентрация; (м) -- средневзвешенная по предприятию высота источников выброса (см. п. 7.8).

6. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ С УЧЕТОМ СУММАЦИИ ВРЕДНОГО ДЕЙСТВИЯ НЕСКОЛЬКИХ ВЕЩЕСТВ

Для веществ, обладающих суммацией вредного действия (п. 1.4), безразмерная суммарная концентрация q или приведенная к одному веществу суммарная концентрация с рассчитываются с использованием для каждого источника значений мощности М_q или M соответственно, где

; (6.1)

, (6.2)

где М₁, М₂, ..., М_n -- мощности выброса каждого из п веществ; ПДК₁, ПДК₂, ..., ПДК_n -- максимальные разовые предельно допустимые концентрации этих веществ.

Примечание. В остальном расчетная схема остается без изменения. В частности, учет суммации вредного действия для одиночного источника не влияет на значения расстояния х_м, где достигается наибольшее загрязнение воздуха, и опасной скорости ветра и_м.

При N₂ источников для каждой группы из N₁ веществ с суммирующимся вредным действием (из каждого отдельного источника выбрасывается от 1 до N₁ ингредиентов) расчеты начинаются с вычисления безразмерной суммы * по формуле

(6.3)

Первый индекс у значений максимальных концентраций, с_м -- номер вещества, второй индекс -- номер источника.

Если * < 1, то безразмерная концентрация также меньше единицы. Если * > 1, то расчет концентраций q или с осуществляется по формулам раздела 5 с использованием для каждого источника вычисленных по формулам (6.1) или (6.2) значений мощности выброса.

Значения максимальных концентраций q_м или с_м при неблагоприятных метеорологических условиях находятся в соответствии с требованиями разделов 2--5 настоящего ОНД с использованием для каждого источника рассчитанных по формуле (6.1) или (6.2) мощностей выбросов.

При рассмотрении комбинации веществ с суммирующимся вредным действием средневзвешенная опасная скорость ветра и_мс для совокупности N источников должна определяться по формуле

, (6.4)

где q_м1, q_м2 , ..., q_мN -- максимальные значения q_м безразмерной концентрации q (см. формулу (1.1)) для каждого из N источников u_м1, u_м2 , ..., u_мN -- опасные скорости ветра для этих источников, независящие от учета эффекта суммации.

При необходимости учет фоновой концентрации веществ с суммирующимся вредным действием осуществляется путем добавления в числитель каждого из слагаемых в формуле (6.3) значения соответствующей фоновой концентрации (см. разд. 7). Если фоновая концентрация установлена сразу для комбинации веществ с суммирующимся вредным действием, то расчеты загрязнения атмосферы должны выполняться для той же комбинации веществ.

7. УЧЕТ ФОНОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИ РАСЧЕТАХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ И УСТАНОВЛЕНИЕ ФОНА РАСЧЕТНЫМ ПУТЕМ

В случае наличия совокупности источников выброса вклады этих источников (или их части) могут учитываться в расчетах загрязнения воздуха путем использования фоновой концентрации с_ф (мг/м³), которая для отдельного источника выброса характеризует загрязнение атмосферы в городе или другом населенном пункте, создаваемое другими источниками, исключая данный.

Фоновая концентрация относится к тому же интервалу осреднения (20 -- 30 мин), что и максимальная разовая ПДК. По данным наблюдений с_ф определяется как уровень концентраций, превышаемый в 5 % наблюдений за разовыми концентрациями.

Определение фоновой концентрации производится на основании данных наблюдений за загрязнением атмосферы по нормативной методике, утвержденной Госкомгидрометом и Минздравом СССР.

Примечание. Фоновые концентрации устанавливаются местными органами Госкомгидромета (УГКС) и Минздрава СССР по данным регулярных наблюдений на сети постов Общегосударственной службы наблюдений и контроля за загрязненностью объектов природной среды (ОГСНК) или по данным подфакельных наблюдений.

Фоновая концентрация устанавливается либо единым значением по городу, либо, в случае выявления существенной изменчивости, дифференцировано по территории города (по постам), а также по градациям скорости и направления ветра.

При расчетах для действующих и реконструируемых источников (предприятий) используется значение фоновой концентрации представляющей из себя фоновую концентрацию с_ф, из которой исключен вклад рассматриваемого источника (предприятия).

Значение вычисляется по формуле

при с 2с_ф; (7.1)

при с > 2с_ф, (7.2)

где с -- максимальная расчетная концентрация вещества от данного источника (предприятия) для точки размещения поста, на котором устанавливался фон, определенная по формулам разделов 2--6 при значениях параметров выброса, относящихся к периоду времени, по данным наблюдений за который определялась фоновая концентрация с_ф.

Примечание. Для вновь строящегося источника (предприятия)

. (7.3)

В случаях, предусмотренных п. 1.4, допускается использование фоновой концентрации, вычисленной не по отдельным веществам, а совместно по комбинации веществ с суммирующимся вредным действием. При этом фоновая концентрация определяется по концентрациям, приведенным к наиболее распространенному из веществ, входящих в рассматриваемую комбинацию.

При отсутствии данных наблюдений за приземными концентрациями рассматриваемого вредного вещества или в случаях, когда в соответствии с нормативной методикой по установлению фоновой концентрации (см. п. 7.2) по данным наблюдений фоновая концентрация не определяется, учет последней основывается на использовании данных инвентаризации выбросов и результатов расчетов по формулам настоящего ОНД или приближенно по формулам п. 7.8.

Одним из двух способов учета фоновой концентрации в рассматриваемом случае является расчет распределения суммарной концентрации от рассматриваемых и других существующих и проектируемых источников выбросов вещества или комбинации веществ с суммирующимся вредным действием.

Вторым расчетным способом является замена фоновой концентрации, определенной по экспериментальным данным, фоновой концентрацией, рассчитанной для совокупности источников города (промышленного района) по параметрам, полученным при общегородской инвентаризации выбросов. При этом фоновая концентрация определяется умножением расчетной концентрации с на коэффициент 0,4 с дальнейшим осреднением по территории и выделением градаций скорости и направления ветра в соответствии с нормативной методикой по определению фоновой концентрации.

Примечания: 1. Второй способ, как правило, используется при определении фоновой концентрации для городов.

2. При расчете фонового загрязнения воздуха выбросами автотранспорта используются формулы раздела 3 для наземных линейных источников (потоков автомашин на улицах) и формулы раздела 5 для наземных площадных источников (при учете выбросов автотранспорта на отдельных участках города).

За фоновую концентрацию с_ф для реконструируемого предприятия, которое является единственным источником в городе, выбрасывающим рассматриваемое вредное вещество, принимается вклад в суммарную концентрацию с источников того же предприятия, не подвергающихся реконструкции.

Для предприятий рассчитываются также значения фоновых концентраций на момент достижения предельно допустимых выбросов (на перспективу) по формулам:

ПДК при > ПДК; (7 4)

при ПДК, (7.5)

где максимальная концентрация веществ от совокупности источников рассматриваемого предприятия вычисляется по формулам разделов 2--5 при значениях параметров выброса, относящихся к периоду времени, за который определялась фоновая концентрация .

Примечания: 1. При отсутствии данных наблюдений (см. п. 7.6) концентрации () для (i-го предприятия (i = 1, 2, ..., N_п) допускается рассчитывать по формуле

, (7.6)

, (7.7)

(7.8)

Здесь N_п -- число предприятий в городе, М_i (г/с) и (м) --соответственно полный выброс и его средневзвешенная высота на i-м предприятии; , и т.д. -- суммарные выбросы j-го предприятия в интервалах высот источников до 10 м включительно, 11-20, 21-30 м и т.д. Если все источники на i-м предприятии являются низкими или наземными, т.е. высота выброса не превышает 10 м (выбросы могут быть как организованными, так и неорганизованными), то принимается равной 5 м.

2. Применимость разработанных с использованием нормативов ПДВ проверяется расчетом концентрации по формулам разделов 2-5.

8. НОРМЫ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МИНИМАЛЬНОЙ ВЫСОТЫ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСА, УСТАНОВЛЕНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРАНИЦ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ПРЕДПРИЯТИЙ

При определении минимальной высоты источников выброса и установлении предельно допустимых выбросов концентрация . каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы с не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации данного вещества в атмосферном воздухе (ПДК), утвержденной Минздравом СССР:

с ПДК, (8.1)

При наличии в атмосфере нескольких (n) вредных веществ, обладающих суммацией действия, их безразмерная суммарная концентрация q, определенная по формуле (1.1), не должна превышать единицы:

q 1. (8.2)

Для веществ, для которых установлены только среднесуточные предельно допустимые концентрации (), используется приближенное соотношение между максимальными значениями разовых и среднегодовых концентраций и требуется, чтобы

0,1 с . (8.3)

При отсутствии нормативов ПДК вместо них используются значения ориентировочно безопасных уровней загрязнения воздуха (ОБУВ) в порядке, установленном Минздравом СССР. Нормы концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе для растительности и животного мира, утвержденные в установленном порядке, принимаются при расчетах только в случаях, когда они являются более жесткими, чем ПДК, утвержденные Минздравом СССР (ГОСТ 17.2.3.02 - 78).

При наличии фонового загрязнения атмосферы в соотношениях (8.1) и (8.3) вместо с следует принимать с + с_ф, где с_ф -- фоновая концентрация вредного вещества. Для веществ, обладающих суммацией вредного действия, учет фоновых концентраций в соотношении (8.1) производится согласно положениям раздела 6.

Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, зон отдыха городов, а также для других территорий с повышенными требованиями к охране атмосферного воздуха в формулах (8.1), (8.2) и (1.1) следует ПДК заменить на 0,8 ПДК.

Определение минимальной высоты источника выброса.

Минимальная высота одиночного источника выброса (трубы) H (м), если установлены значения М (г/с), ₀ (м/с), V₁ (м³/с), D (м), в случае T 0 определяется по формуле:

. (8.4)

Если вычисленному по формуле (8.4) значению H соответствует значение 2, рассчитанное по формуле (2.5), то указанное значение H является окончательным.

Если < 2, то необходимо при найденном значении Н = Н₁ определить величину п = п₁ по рис. 2.2 или по формулам (2.8) и последовательными приближениями найти Н = H₂ по Н₁ и n₁, ..., Н = Н_i+1 по H_i, и n_i с помощью формулы

, (8.5)

где n_i и п_i-1 -- значения безразмерного коэффициента п, определенного соответственно по значениям H_i и H_i-1.

Уточнение значения Н необходимо производить до тех пор, пока два последовательно найденных значения H_i и H_i+1 практически не будут отличаться друг от друга (с точностью до 1 м).

При Т > 0 значение H сначала рассчитывается также согласно п. 8.4.1. Если при этом найденное значение , то оно является окончательным.

Если найденное значение , то предварительное значение минимальной высоты выбросов (трубы) определяется по формуле

. (8.6)

По найденному таким образом значению H = Н₁ определяются на основании формул раздела 2 значения f, , , f_e и устанавливаются в первом приближении коэффициенты m = m₁ и n=n₁. Если т₁п₁ 1, то по m₁ и n₁ определяется второе приближение Н = Н₂ по формуле . В общем случае (i + 1)-е приближение H_i+1 определяется по формуле

, (8.7)

где m_i, n_i -- соответствуют H_i, а т_i-1, п_i-1 -- Н_i-1. Если из источника выбрасывается несколько различных вредных веществ, то за высоту выброса должно приниматься наибольшее из значений Н, которые определены для каждого веществ в отдельности и для групп веществ с суммирующимся вредным действием. В частности, если при отсутствии фона из трубы выбрасывается два вредных вещества, для первого из которых значения М и F соответственно равны М₁ и F₁ a для второго -- М₂ и F₂, то значение H при F₁M₁ > F₂M₂ определяется по выбросу первого вредного вещества, а при F₁M₁ < F₂M₂ -- по выбросу второго вредного вещества.

При разработке мероприятий по сокращению выбросов, проектировании, строительстве и реконструкции предприятий следует предусматривать централизацию выбросов вредных веществ путем максимального сокращения числа труб, вентиляционных шахт, дефлекторов, аэрационных фонарей и др.

Увеличение высоты трубы для обеспечения рассеивания с целью соблюдения ПДК в приземном слое атмосферы допускается только после полного использования всех доступных на современном уровне технических средств по сокращению выбросов (в том числе неорганизованных выбросов). При этом использование на энергетических объектах труб высотой более 250 м, а на других производствах -- более 200 м допускается только по согласованию с органами Госкомгидромета и Минздрава СССР при наличии технико-экономического обоснования необходимости их сооружения и расчетов загрязнения воздуха в зонах влияния сооружаемых объектов.

Разработка нормативов предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ и ВСВ) для стационарных источников.

Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира (ГОСТ 17.2.3.02 -- 78).

Значения ПДВ устанавливаются при разработке ведомственных предложений по ПДВ, сводных томов «Охрана атмосферы города и предельно допустимый выброс (ПДВ)», подразделов, касающихся защиты атмосферы от загрязнения, в разделе «Охрана окружающей среды» различных видов предпроектной и проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий (ППД). Они устанавливаются как для строящихся, так и для действующих предприятий.

Установление ПДВ производится с применением методов расчета загрязнения атмосферы промышленными выбросами и с учетом перспектив развития предприятия, физико-географических и климатических условий местности, расположения промышленных площадок и участков существующей и проектируемой жилой застройки, санаториев, зон отдыха городов, взаимного расположения промышленных площадок и селитебных территорий.

ПДВ (г/с) устанавливаются для условий полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы. ПДВ не должны превышаться в любой 20-минутный период времени.

ПДВ устанавливаются отдельно для каждого источника выброса, не являющегося мелким согласно п. 5.4. Для мелких источников целесообразно установление единых ПДВ от их совокупностей, с предварительным объединением группы источников в более мощный (с большими значениями с_м, чем у отдельных источников) площадной или условный точечный источник (пп. 5.2 --5.4, 5.13). Неорганизованные выбросы всего предприятия или отдельных участков его промплощадки сводятся к площадным источникам или к совокупности условных точечных источников.

Наряду с ПДВ для одиночных источников устанавливаются ПДВ для предприятия в целом. При постоянстве выбросов они находятся как сумма ПДВ от одиночных источников и групп мелких источников. При непостоянстве во времени выбросов от отдельных источников ПДВ предприятия меньше суммы ПДВ от отдельных источников и соответствует максимально возможному суммарному выбросу от всех источников предприятия при нормальной работе технологического и газоочистного оборудования.

ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ.

При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации с_ф. При определении ПДВ для действующих производств с_ф заменяется на (см. раздел 7).

Значения ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем в случаях с_ф < ПДК определяется по формуле:

. (8.8)

В случае f 100 или T 0 ПДВ определяется по формуле:

. (8.9)

Значение ПДВ для источника с прямоугольным устьем определяется по тем же формулам, но при D = D_э и V₁ = V_1э (см. п. 2.16).

Значение ПДВ для случая выбросов от одиночного аэрационного фонаря определяется по формуле:

, (8.10)

где ПДВ₀ находится по формуле (8.8) или (8.9) или V₁ = V_1э и D = D_э, определяемым по (3.3), (2.40), a s₃ определяется согласно п. 3.1.

Примечание. При необходимости одновременного учета влияния рельефа и застройки в формулах (8.8), (8.9) за величину принимается произведение поправок к максимальной концентрации на рельеф и застройку.

При установлении ПДВ для одиночного источника выброса смеси постоянного состава веществ с суммирующимся вредным действием сначала определяется вспомогательное значение суммарного ПДВ = ПДВ_с, приведенного к выбросу одного из веществ. Для этого в формулах (8.8), (8.9) используется ПДК данного вещества и суммарный фон с_ф, приведенный к этому же веществу. Затем с учетом состава выбросов определяются ПДВ отдельных вредных веществ.

В случае нескольких одинаковых источников, расстояния между которыми удовлетворяют соотношениям (5.12), (5.15), значение ПДВ для каждого источника определяется делением значения суммарного выброса, установленного согласно п. 8.4, на число источников N.

В случае многоствольной трубы (при l < d₂H) значение ПДВ из всех стволов определяется по формуле

, (8.11)

где и (мг/м³) -- приземные максимальные концентрации вредного вещества при М=1 г/с, находимые при значениях параметров выброса для одного ствола и диаметра D, равного соответственно фактическому и эффективному диаметрам устья (п. 5.7).

Объем газовоздушной смеси V₁ при расчете полагается равным его эффективному объему V_1э (2.40). Безразмерный коэффициент d₁ определяется с использованием формулы (5.26).

При наличии группы из нескольких источников выброса значения ПДВ (ПДВ₁, ПДВ₂,... , ПДВ_N) для каждого (i-го) источника находятся по формуле

ПДВi = M_i, (8.12)

где M_i (М₁, М₂,..., M_N) -- такие значения выброса от каждого источника, которые приняты при расчетах загрязнения атмосферы от всей совокупности источников и при которых максимальная суммарная концентрация в атмосфере при неблагоприятных метеорологических условиях не превышает ПДК -- c_ф или 0,8 ПДК -- c_ф на территориях, подлежащих особой охране (см. п. 8.3).

При разработке ПДВ для реконструируемого предприятия расчеты выполняются на фактическое положение и на перспективу. При расчетах на фактическое положение используются значения М и V₁ по данным последней инвентаризации выбросов с внесением в случае необходимости дополнительных уточнений. При расчетах на перспективу расчеты производятся отдельно для каждого из намеченных этапов сокращения выбросов с использованием значений М и V₁ ожидаемых в результате реализации намеченных мероприятий.

Примечания: 1. Предлагаемый в качестве ПДВ вариант должен быть оптимальным по технико-экономическим показателям.

2. Если для какого-либо вредного вещества выполняется соотношение

, (8.13)

то в этом случае (при отсутствии необходимости учета суммации вредного действия нескольких веществ) использованные при расчетах значения М_i могут быть приняты в качестве ПДВ_i без расчетов суммарного загрязнения атмосферы.

Установлению ПДВ для отдельного источника предшествует определение его зоны влияния, радиус которой приближенно оценивается как наибольшее из двух расстояний от источника: х₁ и х₂ (м), где х₁ = 10x_м (при этом х₁ соответствует расстоянию, на котором с составляет 5 % от с_м). Значение х₂ определяется как расстояние от источника, начиная с которого с 0,05 ПДК. Здесь с_м, х_м и с определяются по формулам раздела 2. Значение х₂ при ручных расчетах находится графически с использованием рис. 2.4 как расстояние х за максимумом, соответствующее s₁ = 0,05 ПДК/с_м. При с_м 0,05 ПДК значение х₂ полагается равным нулю.

Для предприятий также устанавливаются зоны влияния, включающие в себя круги радиусом х₁ проведенные вокруг каждой из труб предприятия, и участки местности, где рассчитанное на ЭВМ суммарное загрязнение атмосферы от всей совокупности источников выброса данного предприятия, в том числе низких и неорганизованных выбросов, превышает 0,05 ПДК.

Зоны влияния источников и предприятий рассчитываются по каждому вредному веществу (комбинации веществ с суммирующимся вредным действием) отдельно.

Для предприятий и источников, зоны влияния которых целиком расположены в участках города, где рассчитанная суммарная концентрация от всех источников города < ПДК, значения выбросов, использованные при указанных расчетах с, принимаются в качестве ПДВ.

Примечание. При определении размеров зоны влияния предприятия расчета загрязнения атмосферы на ЭВМ допускается приближенно производить только для одного расчетного направления ветра (с предприятия на центр города), средневзвешенной опасной скорости ветра и = и_мс, причем расчетная область представляется отрезком между центром предприятия и границей города.

При детализации фона только по территории города в качестве фона с_ф для предприятия (источника) при установлении ПДВ используется его максимальное значение в зоне влияния рассматриваемого предприятия (источника). После этого учет фона производится обычным образом.

Если фон в зоне влияния детализации по двум градациям скорости ветра (с_ф1 и с_ф2), то для одиночного источника сначала определяются вспомогательные значения М_i в каждой из градаций скорости ветра по следующим формулам:

при f 100; (8.14)

при f < 100 или T 0. (8.15)

Здесь i = 1 или 2, безразмерный коэффициент r_i, определяется с помощью соотношений (2.19), остальные обозначения аналогичны введенным в раздел 2. Значение i = 1 соответствует той градации скорости ветра, в которую попадает опасная скорость ветра и_м. Для этой градации полагается r₁ = 1. Если с_ф1 > с_ф2, то ПДВ = М₁. Если с_ф2 > с_ф1, то производится расчет M₂, причем при расчете безразмерного коэффициента r₂ используется скорость и, соответствующая середине рассматриваемой градации. В последнем случае ПДВ равен минимальному значению из М₁ и М₂:

ПДВ = min (М₁, М₂) (8.16)

Если > ПДК, то увеличение мощности выброса от реконструируемых объектов и строительство на предприятии новых объектов с выбросами тех же веществ или веществ, обладающих с ними суммацией вредного действия, может быть допущено только при одновременном обеспечении снижения выбросов вредных веществ в атмосферу на остальных объектах рассматриваемого предприятия или на других предприятиях города, обоснованного проектными решениями.

Наряду с максимальными разовыми ПДВ (г/с) в оперативных целях для выполнения проектных оценок темпов снижения выбросов и возможностей утилизации уносимых газовоздушной смесью вредных веществ устанавливаются годовые значения ПДВ_г (т/год) для отдельных источников и предприятия в целом.

Для отдельного (i-го) источника из N источников предприятия ПДВ_ri находится с учетом временной неравномерности выбросов, в том числе за счет планового ремонта технологического и газоочистного оборудования.

Для предприятия в целом ПДВ_г находится по формуле

. (8.17)

Для действующих предприятий, если в воздухе городов или других населенных пунктов концентрации вредных веществ превышают ПДК, а значения ПДВ в настоящее время не могут быть достигнуты, по согласованию с органами Госкомгидромета и Минздрава СССР предусматривается поэтапное, с указанием длительности каждого этапа, снижение выбросов вредных веществ до значений ПДВ, обеспечивающих достижение ПДК, или до полного предотвращения выбросов. На каждом этапе до обеспечения значений ПДВ устанавливаются временно согласованные выбросы вредных веществ (ВСВ) с учетом значений выбросов предприятий с наилучшей (в части охраны окружающей среды) достигнутой технологией производства, аналогичных по мощности и технологическим процессам. При установлении ВСВ следует пользоваться теми же приемами расчета, что и при установлении ПДВ.

Примечания.1. Значения ВСВ, так же, как и ПДВ, устанавливаются для источников и для предприятия в целом.

2. Следует предусматривать мероприятия по кратковременному снижению выбросов в периоды аномально опасных метеоусловий.

3. Если зона влияния источника (вне зависимости от соотношения между концентрациями с в точке его расположения и ПДК) захватывает участки местности, где с > ПДК, то на соответствующем этапе снижения выбросов должно устанавливаться значение ВСВ.

4. Для вновь проектируемых предприятий (объектов) значения ВСВ не устанавливаются.

Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий.

Размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) l₀ (м), установленные в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий, должны проверяться расчетом загрязнения атмосферы в соответствии с требованиями настоящего ОНД (разделы 2 -- 5) с учетом перспективы развития предприятия и фактического загрязнения атмосферного воздуха.

Полученные по расчету размеры СЗЗ должны уточняться отдельно для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле

, (8.18)

где l (м) -- расчетный размер СЗЗ; L₀ (м) -- расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация вредных веществ (с учетом фоновой концентрации от других источников) превышает ПДК; Р (%) -- среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба; Р₀ (%) -- повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьмирумбовой розе ветров %. Значения l и L₀ отсчитываются от границы источников.

Примечания: 1. Значения L₀ в общем случае могут различаться для ветров разных направлений.

2. Среднегодовая роза ветров, характеризуемая значениями Р для разных румбов, принимается по данным «Справочника по климату СССР», а при отсутствии необходимых данных в этом справочнике запрашивается в УГКС по месту расположения предприятия.

Учитывая значительную пространственную изменчивость розы ветров, особенно в условиях сложного рельефа, речных долин, вблизи морей, озер и т.п., при использовании справочных данных следует согласовать принятую розу ветров с УГКС Госкомгидромета по месту расположения предприятия.

Если в соответствии с предусмотренными техническими решениями и расчетами загрязнения атмосферы размеры СЗЗ для предприятия получаются больше, чем размеры, установленные Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, то необходимо пересмотреть проектные решения и обеспечить выполнение требований Санитарных норм за счет уменьшения количества выбросов вредных веществ в атмосферу, увеличения высоты их выброса с учетом установленных ограничений и др. Если и после дополнительной проработки не выявлены технические возможности обеспечения размеров СЗЗ, требуемых этими Санитарными нормами, то размеры l принимаются в соответствии с результатами расчета загрязнения атмосферы по согласованию с Минздравом СССР и Госстроем СССР.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ОТ ЛИНЕЙНЫХ И ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИ ВЕТРЕ ВДОЛЬ ИЛИ ПОПЕРЕК ИСТОЧНИКА

1. Распределение концентраций вредных веществ с на расстоянии х от центра линейного источника длиной L при ветре, направленном вдоль этого источника, в случае, когда скорость ветра равна и_м, определяется по формуле

, (1)

где и -- безразмерные коэффициенты, определяемые по графику для s₅ на рис. 1 в зависимости от отношений и соответственно, причем по пунктирной линии в случае тяжелой примеси. Здесь значения , определяются согласно пп. 3.1, 3.5.

При высотах источника H меньше 10 м безразмерный коэффициент s₅ заменяется на безразмерный коэффициент :

при t 1; (2а)

при t > 1, (2б)

где s₅ определяется по тому же аргументу t с помощью рис. 1.

При скорости ветра и и_м значение с определяется по формуле

, (3)

где r и р определяются в соответствии с пп. 2.10 и 2.11 по значению u/, а и соответственно по и .

Рис. 1

2. Значение максимальной концентрации вредных веществ при ветре, направленном поперек линейного источника, определяется по формуле

. (4)

Здесь безразмерный коэффициент ₁, определяется по формулам:

₁ = 0,923 при 0,255; (5a)

при 0,255 < 2,32; (5б)

при > 2,32; (5в)

при 5; (6а)

при > 5. (6б)

Расстояние от линейного источника х_м, на котором достигается максимальная приземная концентрация вредных веществ с_м, определяется по формуле

; (7)

₂ = 3 при 0,25; (8a)

при 0,25 < < 2,25; (8б)

₂ = 1 при > 2,25; (8в)

3. Распределение концентраций вредных веществ с (мг/м³) на расстоянии х (м) от центра линейного источника при ветре скоростью и (м/с), направленном поперек линейного источника, определяется по формуле

. (9)

При расчетах начало координат располагается в центре линейного источника, ось х направлена вдоль, а ось у -- перпендикулярно направлению ветра.

Концентрация вредных веществ с_y (мг/м³) на расстоянии у (м) от оси факела определяется по формуле

. (10)

Здесь s₁ -- безразмерный коэффициент, определяемый в соответствии с п. 2.12 по значению отношения ; r, р -- безразмерные коэффициенты, определяемые в соответствии с пп. 2.10 и 2.11 по значению отношения ; , , -- безразмерные коэффициенты, определяемые по формуле (11) или по рис. 2 в зависимости от значений L (м), (2у + L) (м) и (2у -- L) (м), используемых при вычислении аргумента g:

; (11)

при u 5; (12а)

при u > 5; (12б)

Для g > 6,74 функция s₆ принимается равной 1.

Примечание На достаточно большом расстоянии от линейного источника, которому соответствует безразмерный коэффициент s₆, близкий к единице, линейный источник может рассматриваться как одиночный точечный источник с , , .

Рис 2

4. При ветре, направленном перпендикулярно одной из сторон площадного источника прямоугольной формы, концентрация (как на территории самого источника, так и за его пределами) рассчитывается по формуле

; (13)

; , ;

, ; (14)

, ,

х и у -- координаты расчетной точки в системе координат с началом в середине наветренного края источника; -- расстояние от одиночного входящего в рассматриваемую совокупность точечного источника, на котором при опасной скорости ветра достигается максимальная концентрация; (мг/м³) --максимальная концентрация от одиночного точечного источника, которая имела бы место в том случае, если бы его выбросы равнялись полному выбросу М от площадного источника; --меньшее из значений х и L₂, L₁ и L₂ -- протяженности площадного источника соответственно поперек и вдоль ветра; безразмерный коэффициент s₇ (t₁, t₂) в зависимости от t₁ и t₂ определяется по рис. 3 (сплошные линии относятся к легкой, пунктирные -- к тяжелой примеси).

Примечания: 1. За значение М для площадного источника принимается максимальный суммарный выброс с его территории с учетом в необходимых случаях неодновременности выбросов от отдельных точечных источников.

2. По формулам (13), (14) рассчитывается распределение концентрации и при u u_м. В этом случае заменяется на , -- на , u_м -- на и. Здесь , , безразмерные коэффициенты r и р определяются по отношению в соответствии с пп 2.10, 2.11.



Рис.3

3. По приведенным формулам расчет концентраций производится для площадных источников, у которых и не превышает 10. При размерах площадных источников, превышающих указанные значения, они должны разбиваться на несколько площадных источников меньшей площади.

4. Расчеты по формулам приложения 1 производятся, как правило, без применения ЭВМ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА НА ПРОМПЛОЩАДКЕ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ЗАСТРОЙКИ

1. Основные расчетные характеристики

Влияние застройки (зданий и сооружений) на загрязнение воздуха связано с изменением характера воздушных течений вблизи здания. При обтекании отдельных зданий и их групп могут образовываться ветровые тени (застойные зоны) с близкой к нулю средней скоростью ветра и интенсивным турбулентным перемешиванием. Формулы настоящего приложения предназначены для расчета приземных концентраций в слое 0 -- 2 м и вертикального распределения концентраций в приземном слое воздуха (включая расчет концентраций у стен и крыш зданий) с учетом влияния застройки.

Учет влияния застройки осуществляется для источников средней высоты, низких и наземных источников (см. п. 1.3). Расчет загрязнения воздуха от высоких источников, как правило, производится без учета влияния застройки, за исключением случаев, предусмотренных п. 1.7 приложения 2.

Примечание. Классификация источников производится в соответствии с п. 1.3 настоящего ОНД, причем за H принимается высота устья над уровнем подстилающей поверхности.

Для каждого из рассматриваемых источников перед выполнением расчетов с учетом застройки определяются по формулам раздела 2 значения максимальной концентрации с_м, а также расстояния х_м и опасной скорости u_м, при которых достигается концентрация с_м при отсутствии застройки.

Расчет загрязнения воздуха с учетом влияния застройки производится в случаях, когда здание удалено от источника на расстояние менее х_м, или когда источник расположен на здании или в зонах возможного образования ветровых теней (п. 1.5 приложения 2). При этом высота здания Н_з должна быть не менее 0,4 высоты источника Н (Н_з 0,4H). Если здание удалено от источника на расстояние большее, чем 0,5х_м, и основание источника не размещается в зоне возможного образования ветровой тени, то учет влияния застройки производится в случаях, когда высота здания превышает 0,7 высоты источника (Н_з > 0,7 Н).

Примечания: 1. Как правило, не подлежат учету здания и сооружения высотой менее 5 м, а также здания и сооружения, максимальный линейный размер которых по горизонтали не превосходит 10 м.

2. Учет сооружений производится в случае, если их коэффициент заполнения, определяемый согласно СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия», не ниже 0,5.

Рассматриваемое здание, как правило, аппроксимируется параллелепипедом (рис.1) высотой Н_з, длиной (размер наибольшей стороны основания) и шириной . Высота Н_з определяется по формуле

, (1)

где V_з -- фактический объем здания, S_o -- фактическая площадь основания. Значения и должны удовлетворять условию = S_o, а положение боковых сторон аппроксимирующего параллелепипеда выбирается так, чтобы они были близки к стенам зданий.



Рис. 1

Примечания: 1. В случае зданий сложной конфигурации (рис. 2) они аппроксимируются несколькими параллелепипедами. При этом расчет приземных концентраций производится согласно п. 5 приложения 2 как для совокупности зданий.

2. Для зданий, имеющих в плане форму, близкую к правильному многоугольнику или кругу, в качестве основания аппроксимирующего параллелепипеда берется квадрат.

Рис.2

Для каждого здания при заданном направлении ветра различаются три основных типа ветровых теней (рис. 3 а): подветренная (I), на крыше (II) и наветренная (зона подпора) (III). Максимальные значения H_I, H_II, H_III высоты над уровнем земли ветровых теней указанных типов и их протяженности L_I, L_II, L_III определяются формулами:

H_I = H_з, L_I = 4L*; (2a)

при L_д 2L*: H_II = H_з + 0,4L_д, L_II = L_д; (2б)

при L_д > 2L*: H_II = H_з + 0,4L*, L_II = 2L*; (2в)

H_III = 0,5L*, L_III = L*; (2г)

L* = H_з при H_з L_ш; (3а)

L* = H_ш при H_з < L_ш, (3б)

Размеры L_д и L_ш устанавливаются в зависимости от направления ветра. В случаях, когда ветер направлен по перпендикуляру к стене здания, длина этой стены принимается за L_ш, а длина смежной стены -- за L_д (рис. 3б). В остальных случаях L_д и L_ш устанавливаются в соответствии с п. 2.3 приложения 2.

Границы ветровых теней устанавливаются по графикам, приведенным на рис. 3 в -- д, или по формулам:

при 0 х 4L*; (4а)

при 0 < х < 4L_II; (4б)

при 0 х L*; (4в)

где x -- расстояние вдоль направления ветра от расчетной точки до стены здания. Если ветровые тени зданий, которые необходимо учесть в расчетах, пересекаются, то образуется объединенная тень, конфигурация которой определяется согласно п. 9.1 приложения 2.

Примечания 1.В отдельных случаях возможен более детальный учет взаимодействия ветровых теней с использованием рекомендаций п. 9 приложения 2.

2 Если высота ветровых теней H_в (в зонах I, II, III) окажется менее 2 м, то принимается H_в = 2 м.



Рис.3

В общем случае при наличии застройки максимальное значение приземной концентрации определяется через максимальную концентрацию с_м, полученную без учета влияния застройки (см. п. 1.2 приложения 2), по формуле

, (5)

где -- поправка, учитывающая влияние застройки. Концентрация достигается на расстоянии х_м от источника при опасной скорости ветра и опасном направлении ветра.

Для высоких источников учет влияния застройки производится по схеме, изложенной в разделах 2--9 данного приложения, по согласованию с органами Госкомгидромета в отдельных случаях (например, при размещении источников вблизи здания, высота которого превышает высоту источников).

2. Расчет максимальных концентраций от одиночного точечного источника в случае одного здания

Порядок определения устанавливается в зависимости от расположения источника относительно здания. При размещении основания источника в зонах возможного образования подветренной тени при перпендикулярном к стене здания направлении ветра (см., например, рис. 4 я), определяется в соответствии с п. 2.2 приложения 2. При размещении основания источника в зонах, где ветровые тени образуются только при направлении ветра, составляющем острый угол с нормалью к одной из стен здания (см. например, рис. 4 б), определяется в соответствии с п. 2.3 приложения 2. Если основание источника располагается вне зон возможного образования ветровой тени на удалении до 1,5 L* от их границы х_в (рис. 4 в, г), то расчет производится в соответствии с п. 2.4 приложения 2. В остальных случаях расчет максимальных концентраций производится без учета влияния зданий, т.е. .

Рис. 4

Рис. 5

При размещении основания источника в зонах возможного образования ветровых теней при перпендикулярном к стене здания направлении ветра (рис. 4 а) максимальная приземная концентрация достигается при опасном направлении ветра, соответствующем переносу воздуха по перпендикуляру от здания к источнику. В этом случае

, (6)

. (7)

Коэффициенты в формулах (6) и (7) являются безразмерными. Коэффициент r_з описывает влияние различия в опасных скоростях ветра при наличии здания () и при его отсутствии (и_м), коэффициент -- изменение структуры воздушного потока при наличии застройки, коэффициенты s и -- влияние турбулентной диффузии внутри тени и колебаний направления ветра. Коэффициент s₁ имеет тот же смысл, что и в соответствующих формулах раздела 2.

Для определения коэффициента r_з предварительно вычисляется опасная скорость ветра по формулам (2.16а) -- (2.17в). При этом, если высота источника Н меньше высоты зоны ветровой тени H_в в точке расположения источника, т.е. H < H_в (рис. 5а), то расчет входящих в указанные формулы значений v_м и f производится при замене высоты источника H на высоту зоны тени H_в. Далее коэффициент r_з определяется в зависимости от /u_м по графику, приведенному на рис. 6, или по формулам