Воздействие предприятия на атмосферу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Анализ места и объекта исследования

1.1 Общие сведения об объекте исследования

загрязнение атмосферный вредный

Объектом исследования является Государственное предприятие «Смолы» (далее ГП «Смолы»), которое находится по адресу 51917, Днепропетровская обл., г. Днепродзержинск, пр. Аношкина, 179.

Производство ионообменных смол является одним из основных направлений деятельности ГП «Смолы» и представлено самостоятельными технологическими циклами.

По «Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий» СН 245-71 и согласно ДСП №173-96 «Государственные санитарные правила планирования и застройки населенных пунктов», данное производство имеет санитарно-защитную зону - 1000 м.

Замеры концентраций загрязняющих веществ от организованных источников выбросов выполняются в соответствии с утвержденным графиком контроля заводской лабораторией, аттестованной на право проведения измерений выбросов организованных промышленных стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха.

Для хранения исходного сырья и готовой продукции используются существующие складские помещения ГП «Смолы».

Электроснабжение, обеспечение азотом, сжатым воздухом, оборотной водой, реагентами, рассолом и паром осуществляется от существующих сетей ГП «Смолы».

Категория производства получения анионитов по пожаровзрывоопасности - А. Все аппараты, используемые при технологическом процессе, герметизированы, находятся под «азотной» подушкой, что исключает поступление паров загрязняющих веществ в помещение и в окружающую среду.

Физико-географические условия. Государственное предприятие «Смолы» расположено в умеренном климатическом поясе на правом берегу р. Днепр на территории промышленной зоны восточной части г. Днепродзержинск. Предприятие размещено на двух площадках - северной и южной и со всех сторон граничит с предприятиями, созданными на базе ПО «Приднепровский химический завод».

В геоморфологическом отношении площадка предприятия расположена над уровне моря с абсолютными отметками поверхности 64,0 - 106,2 м.

Абсолютные отметки поверхности вдоль зданий предприятия изменяются от 92,0 до 106,0 м. Уклон поверхности с юга на север.

В пределах санитарно-защитной зоны к югу находится склон водораздельного плато с абсолютными отметками поверхности 57-65 м. Рельеф местности спокойный с общим понижением в северо-восточном направлении. Перепад отметок не превышает 50 м на 1 км.

Климатическая характеристика. Климат района умеренно-континентальный и характеризуется жарким (иногда засушливым) летом и относительно холодной зимой. Климатический район умеренно тёплый. В зимний период часто наблюдаются оттепели (от 10 до 15 за зиму), что приводит к полному сходу снежного покрова среди зимы.

Абсолютный максимум температуры воздуха +40°С, абсолютный минимум -30°С. Продолжительность периода со среднесуточной температурой 0°С составляет 109 суток, со среднесуточной температурой 8°С - 175 суток.

Основное количество осадков выпадает в тёплое время года и составляет 306 мм. Летом осадки носят преимущественно ливневый характер, и максимальное количество осадков за сутки может составить 82 мм. Снежный покров невысок и неустойчив, период со снежным покровом немного больше 2-х месяцев. Высота снежного покрова в среднем составляет 12 см.

В зимний период над территорией района преобладают восточные и юго-западные ветры, весной - восточные и юго-западные, летом - северо-западные, осенью - юго-западные ветры. Скорость ветра, повторяемость превышения которой составляет 5% для района исследований, равна 8-9 м/с.

Самая высокая относительная влажность воздуха на исследуемой территории отмечается в ноябре - марте, самая низкая - с мая по октябрь.

Грозы в районе объекта наблюдаются довольно часто, среднее число дней с грозой за год равно 27. Толщина стенки гололёда, превышаемая один раз в 5 и 10 лет (для высоты 10 м.), составляет, соответственно, 10 и 15 мм.

Значительное влияние на формирование уровня загрязнения воздуха оказывают температурные инверсии, а также туманы, осадки и радиационный режим.

Продолжительность тумана в день с туманом в холодный период года равна 8,0 часов, тёплый - 3,6 часа.

Годовой уровень осадков в рассматриваемом районе составляет 558 мм.

Преобладающими среднегодовыми направлениями ветра являются южное и северо-западное.

Скорость ветра, повторяемость превышения которой составляет 5% для района исследований, равна 8-9 м/с.

В числе условий, определяющих возможность накопления или рассеивания промышленных выбросов, загрязняющих атмосферу, особое значение имеют приземные и приподнятые инверсии температуры.

Воздушная среда в районе ГП «Смолы». Данное предприятие является действующим с утвержденным разрешением на выбросы от стационарных источников предприятия.

На предприятии организован систематический контроль воздушной среды в производственных помещениях и в рабочих зонах наружных установок. Ответственность за организацию контроля воздушной среды в целом по предприятию и принятие мер по обеспечению содержания вредных веществ в воздухе производственных помещений и в рабочих зонах наружных установок не выше установленных норм возлагается на начальникa цехa. Разработаны инструкции по контролю воздушной среды производственных помещений и в рабочих зонах наружных установок. Порядок контроля воздушной среды на предприятии устанавливается распоряжением руководителя предприятия с учетом специфических условий предприятия и проводится по графику, утвержденному главным инженером. В аварийных и других экстренных случаях периодичность контроля воздушной среды устанавливается указанием главного инженер (начальника цеха).

График контроля воздушной среды переутверждаться в сроки, установленные министерствами, и дополняться в случаях изменения технологии и технологической схемы, в том числе при замене оборудования, а также временного изменения графика, при ремонте отдельных аппаратов, находящихся в цехе.

Для определения загрязнения воздушной среды и своевременного устранения причин загрязнения отбор проб воздуха осуществляться в местах выделения и скопления вредных газов и паров, где установлены автоматические газоанализаторы с сигнализирующими устройствами. Световая и звуковая сигнализации о загрязнении воздушной среды (по ПДК и НПВ) подаются в центральный или местные пункты управления и на рабочие места обслуживающего персонала. Дата и время отбора проб воздушной среды, результаты анализов, а также показания приборов заносятся в журнал по контролю воздушной среды. В случае обнаружения концентраций, превышающих предельно допустимые нормы, начальник смены (цеха) принимает меры по ликвидации очагов загрязнения воздушной среды, а при концентрациях 20% от нижнего предела воспламеняемости, кроме того, ставит в известность руководство предприятия. После принятия мер по ликвидации загрязнения воздушной среды проводятся повторные анализы с занесением результатов анализов в журнал.

Отдел техники безопасности предприятия контролирует состояние воздушной среды в производственных помещениях и на наружных установках. Результаты проверок отдел техники безопасности обобщает и докладывает главному инженеру предприятия. В случае систематического загрязнения воздушной среды производственных помещений и рабочей зоны наружных установок вредными и взрывоопасными веществами отдел техники безопасности требует от начальника цеха разработки и осуществления мероприятий по улучшению состояния воздушной среды и обеспечивает контроль за ходом их выполнения.

Действующие в настоящее время производства обусловливают выбросы в атмосферу из 3 организованных и 1 неорганизованных источников выбросов. Организованные источники представляют собой общеобменные системы вентиляции, системы местных отсосов от оборудования в производственных зданиях и сооружениях.

Неорганизованные источники выбросов представлены складом реагентов, отстойниками для хранения жидких отходов производства и поста сварки и окрашивания.

Проектируемое производство не изменяет производительности предприятия по производству ионообменных смол - 2000 т/год.

При проведении технологического процесса производства анионитов в атмосферу выбрасывается 3 загрязняющих вещества: триметиламин, хлористый водород, спирт метиловый.

Контроль параметров воздушной среды. Для контроля воздушной среды разработаны разнообразные методы анализа. Наряду с химическими широко используют физико-химические методы, обеспечивающие высокую чувствительность определения, избирательность определения отдельных компонентов в смесях, а также высокую точность и объективную регистрацию результатов. Из них широкое распространение получили фотометрические методы, отличающиеся простотой аппаратурного оформления и выполнения анализа. Наиболее перспективными из физико-химических методов являются методы анализа с использованием газовой хроматографии, позволяющие разделять смеси сложного состава с близкими физическими и химическими свойствами. Для определения некоторых токсичных веществ используют методы тонкослойной и бумажной хроматографии.

К параметрам воздушной среды относятся температура, влажность, подвижность и барометрическое давление воздуха.

Таким образом, данное предприятие занимается производством ионообменных смол, является действующим с утвержденным разрешением на выбросы от стационарных источников предприятия. В числе условий, определяющих возможность накопления или рассеивания промышленных выбросов, загрязняющих атмосферу, особое значение имеют приземные и приподнятые инверсии температуры.

1.2 Источники воздействия на окружающую среду

Источниками воздействия на окружающую среду при реализации производственной деятельности являются технологические операции получения анионитов.

Действующие в настоящее время производства обусловливают выбросы в атмосферу из 3 организованных и 1 неорганизованных источников выбросов. Организованные источники представляют собой общеобменные системы вентиляции, системы местных отсосов от оборудования в производственных зданиях и сооружениях.

Неорганизованные источники выбросов представлены складом реагентов, отстойниками для хранения жидких отходов производства и поста сварки и окрашивания.

В результате выполнения производственной программы образуются выбросы в атмосферу, жидкие стоки, оказывающие комплексное воздействие на окружающую среду.

Источниками загрязнения атмосферы при функционировании производства получения анионитов является: технологическое оборудование основного технологического процесса; оборудование, используемое для хранения химреагентов; отстойник.

При производстве анионитов в атмосферный воздух выделяется триметиламин, метанол, хлористый водород.

Характеристика объемов выбросов загрязняющих веществ атмосферный воздух и характеристика выбросов загрязняющих веществ от основных источников в атмосферу находятся в приложениях 1 и 2.

В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др.). При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.

Для оценки состояния воздушного бассейна в районе предполагаемого размещения объекта должны определяться климатические и аэроклиматические характеристики территории, уровень существующего загрязнения атмосферы взвешенными и химическими веществами, а также физическими воздействиями.

Классификация источников выбросов вредных веществ в атмосферу. Источники загрязнения атмосферы можно классифицировать по следующим признакам:

- По назначению: технологические и вентиляционные. В зависимости от высоты Н устья источников выброса вредных веществ над уровнем земной поверхности. Указанные источники относятся к одному из четырех классов: 1) высокие (Н ? 50 м); 2) средней высоты (Н=10-50 м); 3) низкие (Н=2-10 м); 4) наземные (Н < 2 м). Выбросы из высоких источников поступают в область недеформированного потока и рассеиваются под действием ветра. Выбросы из низких источников поступают в зону аэродинамической тени, положение которой обусловлено близостью земли, влиянием зданий на поток воздуха.

Распространение вредностей в этой зоне происходит под действием турбулентной циркуляции. Воздухообмен в данной области с областью недеформированного потока ограничен.

- По геометрическим параметрам: точечные (трубы, шахты и т.п.) и линейные (аэрационные фонари, близко расположенные шахты, транспорт и др.).

- По режиму действия: непрерывного действия и залповые. В зависимости от перепада температур между выбросами и окружающей средой источники подразделяются на нагретые и холодные.

- По характеру организации выбросов: организованные и неорганизованные. Кроме организованного удаления выбросов через шахты, дымовые трубы и др., имеются неорганизованные выбросы, проникающие в атмосферный воздух через неплотности технологического оборудования, проемы, в результате распыления сырья и материалов. Например, на территории предприятий, перерабатывающих семена хлопчатника, распространяется ветром волокнистая пыль, обладающая значительной парусностью и малой плотностью. Она загрязняет территорию и воздушную среду.

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух

№ п/п	Наименование загрязняющего вещества	Удельный выброс на ед. продукции	Единица измерения	Фактический выброс
1	Азота диоксид	0,0021	т/год	4,188
2	Хлористый водород	0,0015	т/год	3,074
3	Серная кислота	0,0003	т/год	0,64
4	Углерода оксид	0,0076	т/год	15,23
5	Дивинилбензол	0,0007	т/год	1,391
6	Диэтилбензол	0,0007	т/год	1,4
7	Стирол	0,0008	т/год	1,516
8	Дихлоретан	0,001	т/год	2,056
9	Спирт метиловий	0,003	т/год	6,084
10	Формальдегид	0,0011	т/год	2,298
11	Диметиламин	0,0004	т/год	0,851
12	Триметиламин	0,0008	т/год	1,508
13	Пиридин	0,0007	т/год	1,427
14	Бензин	0,0086	т/год	17,21
ИТОГО:	58,873

Таким образом, источниками загрязнения атмосферы при функционировании производства получения анионитов является: технологическое оборудование основного технологического процесса; оборудование, используемое для хранения химреагентов; отстойник. В атмосфере промышленной площадки вступает в действие большое количество дополнительных (по сравнению со свободной атмосферой) факторов.

Выводы

1. Объект исследования - Государственное предприятие «Смолы», является производителем ионообменных смол, то есть производится выброс загрязняющих веществ. Замеры концентраций загрязняющих веществ от организованных источников выбросов выполняются в соответствии с утвержденным графиком контроля заводской лабораторией, аттестованной на право проведения измерений выбросов организованных промышленных стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха.

2. Источниками загрязнения атмосферы при функционировании производства получения анионитов является: технологическое оборудование основного технологического процесса; оборудование, используемое для хранения химреагентов; отстойник.

3. В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. В данном программном продукте рассматривается местный тип загрязнения атмосферы.

4. Днепродзержинск имеет выгодное географическое положение, благоприятные природно-климатические условия, наличие достаточно высокого ресурсного потенциала.

2. Методика прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха твердыми веществами

2.1 Методы математического моделирование при изучении процессов загрязнения окружающей среды

Математические модели могут быть разделены на два класса: детерминистские и стохастические (вероятностные). Математическое моделирование, использующее детерминированный подход содержит следующие этапы:

1. Физический анализ изучаемого явления и создание физической модели объекта.

2. Определение реакционных свойств среды, коэффициентов переноса и структурных параметров среды и вывод основной системы уравнений с соответствующими начальными и граничными условиями.

3. Выбор метода численного или аналитического метода решения поставленной краевой задачи.

4. Получение дискретного аналога для соответствующей системы уравнений, если предполагается численное решение.

5. Выбор метода получения решения для дискретного аналога.

6. Разработка программы расчета для вычислительной машины. Тестовые проверки программы расчета. Получение численного решения системы дифференциальных уравнений.

7. Сравнение полученных результатов с известными экспериментальными данными, их физическая интерпретация. Параметрическое изучение исследуемого объекта.

Главное требование к математической модели - согласованность полученных результатов численного анализа с данными экспериментальных исследований. Для выполнения этого достаточного условия необходимо чтобы:

- в математической модели выполнялись фундаментальные законы сохранения массы, энергии и импульса;

- математическая модель правильно отражала сущность изучаемого явления.

Ни одно явление невозможно абсолютно точно описать с помощью математической модели и поэтому необходимо указать пределы применимости модели (определить предположения, используемые при получении основной системы уравнений с соответствующими начальными и граничными условиями).

2.2 Методы расчета распространения вредных примесей в атмосфере

Применяемые в настоящее время на производствах технологические решения обусловливают необходимость организации систем утилизации газообразных и мелкодисперсных отходов. После соответствующих очисток часть вредного вещества все же выбрасывается в атмосферу. Такие источники выбросов вредных примесей являются организованными. Существуют и неорганизованные источники выбросов.

Основные способы расчета можно подразделить на три группы.

1. Расчет по эмпирическим зависимостям, полученным из эксперимента.

2. Полуэмпирические методы расчета, где наряду с теоретическими

законами используются эмпирические закономерности.

3. Попытки расчета с использованием исключительно фундаментальных законов природы, с максимальным вовлечением накопленных к настоящему моменту знаний в области аэродинамики и физики атмосферы.

Первые два способа расчета относятся к инженерным расчетам и широко применяются при решении практических задач. Хорошим примером таких способов может служить методика ОНД-86.

Для получения реалистичного прогноза загрязнения окружающей среды, определения тенденции загрязнения воздуха и выяснения влияния различных факторов на интенсивность загрязнения применяются математические модели, позволяющие проводить вычислительные эксперименты и прогнозировать разнообразные ситуации.

Наиболее известные имитационные модели можно разбить на следующие группы

Простые детерминированные модели.

Статиические модели.

Модели локального выброса и распространения облака загрязнения.

4. Модели контролируемых объемов.

5. Конечно-разностное, сеточно-дискретное моделирование распространения примесей.

Физическое моделирование рассеивания примесей,

Региональные модели анализа и прогноза качества воздуха.

В настоящее время существует большое количество методов, реализующих разнообразные подходы к моделированию процесса распространения примесей в атмосфере. Все существующие модели можно классифицировать, разделив их на группы, в соответствии с используемыми методами расчета приземной концентрации примеси: статистические модели, гауссовы модели, К-теории диффузии, модели теории подобия и численные модели.

Отличие методов расчета загрязнения атмосферы выбросами из низких источников от аналогичных методов для высоких источников заключается в степени учета влияния зданий и сооружений на характеристики ветра и, следовательно, на распространение загрязняющих веществ. Чем ниже источник, тем интенсивнее проявляется влияние застройки на распределение концентраций. Особенно резко изменяется картина загрязнения атмосферы при проникновении выбрасываемых веществ в циркуляционные зоны, образующиеся в результате воздействия ветра на здания. В процессе многократной циркуляции находящиеся в этих зонах газообразные вещества или пыль интенсивно распространяются в поперечном ветру направлении, загрязняя в большинстве случаев все пространство у стен или над крышей здания.

Особенно усложняется картина распространения примесей при групповом расположении зданий (при высокой плотности застройки). Специфика заключается в том, что при обтекании групп зданий в ветровой поток вносятся возмущения, приводящие к возникновению сложных межкорпусных циркуляционных течений и к резкой деформации полей скорости и турбулентных характеристик ветра. Аналогичная картина наблюдается при действии ветра на здания сложной архитектурной формы. Вследствие этого вблизи наружных ограждений зданий возникают значительно более высокие концентрации вредных веществ, чем в случае рассеяния примесей в невозмущенных слоях атмосферы.

Нормативы предельно допустимых вредных воздействий на атмосферный воздух, а также методы их определения утверждаются органами, осуществляющими государственный контроль в области охраны атмосферного воздуха, и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных правил и стандартов. При нарушении нормативов качества атмосферного воздуха деятельность субъектов хозяйствования, осуществляющих выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, может быть ограничена, приостановлена или прекращена по предписанию органов, осуществляющих государственный контроль в области охраны атмосферного воздуха.

Основой модели расчета приземных концентраций является «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» (ОНД-86), позволяющая учитывать текущие метеорологические параметры, влияющие на рассеивание вредных веществ в атмосфере.

Модели, заложенные в основу ОНД-86, учитывают высоту источника загрязняющих веществ, причем, как известно, концентрация быстро падает с увеличением высоты источника.

Расчет распределения концентраций загрязняющих веществ выполнен с учетом эффекта суммации, который присущ ряду рассматриваемых веществ.

Расчет концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, будет выполнятся согласно ОНД-86 (общесоюзный нормативный документ) Госкомгидромета «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий». Расчет обычно производят на ЭВМ по утвержденным программам.

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характери зуется 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 источников выбросов.

Таким образом, изучив многие программы для моделирования рассеивания вредных выбросов было принято решение использовать следующую методику - «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, «ОНД-8», в ходе программной реализации сделать простой и интуитивно понятный интерфейс, чтобы программа была максимально легка в освоении.

2.3 Расчет приземных концентраций вредных примесей в атмосфере на основе методике ОНД-86

Настоящие нормы устанавливают методику расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86).

Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также 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 расстояниях от источников выброса.

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 рассеяние, х_м(м) источника и определяется по формуле:

,

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

Н(м) - высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м):

-безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, и случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на I км, =1;

(⁰С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в;

V₁ (м³/с) - расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле:

D - диаметр устья источника выброса;

(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 - для Европейской территории СНГ для районов России южнее 50°с.ш, для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии;

? 180 - для Европейской территории СНГ и Урала за исключением попадающих в эту зону перечислении* ниже районов и Украины;

? 160 - для Европейской территории СНГ и Урала, а также для Украины (для расположенных на Украине источников высотой менее 200 м в зоне от 50 до 52⁰ с.ш, - 180, а южнее 50⁰с.ш. - 200).

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

При определении значения (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_В(⁰С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-82, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г(⁰С) - по действующим для данного производства технологическим нормативам.

Значение безразмерного коэффициента F принимается:

- для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) - 1;

- для мелкодисперсных аэрозолей (кроме указанных в п. 5а) при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% - 2; от 75 до 90% - 2,5; менее 75% и при отсутствии очистки - 3.

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, V_m, V_m¹ и f_e:

,

,

,

Коэффициент m определяется а зависимости от f по формулам:

если f>f_е, то

f<100 ,

100

Коэффициент n при f< 100 определяется d зависимости от V_m по формулам:

n=1 при ;

n=0,532 при <2;

n=4,4V_m при V_m<0,5;

Расстояние Х_m (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения C_м определятся по формуле:

,

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

при ;

при ;

при ;

При f>100 или значение d находится по формулам:

d=5,7 при ;

при ;

при .

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

при ;

при ;

при .

При f>100 или значение U_m находится по формулам:

при ;

при ;

при .

При опасной скорости U_м приземная концентрация вредных веществ С (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (м) от источника выброса определяется по формуле:

С=S₁*C_m,

где S₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Х_м и коэффициента F но формулам:

при ;

при ;

при и ;

при и ;

Дли низких и наземных источников (высотой Н не более 10 м) при значениях <1 величина S₁, заменяется на величину , определяемую в зависимости от и Н по формуле:

, при .

Расчеты загрязнения атмосферы при выбросах газовоздушной смеси из источника с прямоугольным устьем (шахты) производятся по приведенным выше формулам при средней скорости и значениях D=D₀ (м) и V₁=V_1э(м³/с).

Средняя скорость выхода в атмосферу газовоздушной смеси (м/с) определяется по формуле:

,

где L(м) - длинна устья, b(м) - ширина устья.

Эффективный диаметр устья D_э(м) определяется по формуле:

Эффективный расход выходящей в атмосферу в единицу времени газовоздушной смеси V_1э(м³/с), определяется по формуле:

Приземная концентрация вредных веществ С (в мг/м3) в любой точке местности при наличии N источников определяется как сумма концентраций веществ от отдельных источников при заданных направлениях и скорости ветра:

С = C1 + С2 +… + Сn,

где Cl, С2,…, Cn - концентрации вредных веществ соответственно от первого, второго, n-го источников, расположенных с наветренной стороны при рассматриваемом направлении ветра.

Согласно методике ОНД-86, которая была положена в основу математической модели, структура математической модели находится в Приложении Б.

В разработанной математической модели к входным данным относятся:

- коэффициент температурной стратификации атмосферы;

- высота источника выброса;

- коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

- температура выбрасываемой газовоздушной смеси;

- Тлет, Тзим - среднелетняя и среднезимняя температуры окр. среды;

- среднегодовая скорость ветра;

- повторяемость направления ветра и повторяемость направления ветра одного румба;

- параметры расчетной области;

- координаты расположения источника;

- ПДК вредного вещества;

- коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ атмосферном воздухе;

- фоновая концентрация вредного вещества;

- масса вредного вещества

К выходным данным, которые рассчитываются программой относят:

- значения концентрации вредного вещества в каждой узловой точке расчетной сетки;

- значения доли ПДК вредного вещества в каждой узловой точке расчетной сетки;

- минимальное значение концентрации вредного вещества;

- максимальное значение концентрации вредного вещества;

- размер санитарно-защитной зоны для каждого источника вредных выбросов;

- опасную скорость ветра;

- суммарный выброс по всем источникам;

- расстояние на котором концентрация вредных веществ достигает максимального значения.

Подробное описание формул

Формула	Параметры
	Обозначения	Название, физический смысл	Единицы изм.	Численные значения
	А	Коэффициент зависящий от температурной стратификации атмосферы.		160-200
	М	Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени.	г/с
	F	Безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.		1-3
	m	Радиус распыления радиоактивных веществ взрывом грязной бомбы.
	n	Коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.
		Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, и случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на I км, =1	м
	h	Высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников при расчетах принимается h = 2 м).		2-10
	V1	Расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле	м3/с	0,5-2
		Разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв	0С
	D	Диаметр устья источника выброса	м
		Средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса	м/с
С=S1*Cm	S1	Безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Хм и коэффициента F
	Cm	Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем.	мг/м3
,	L	длинна устья	м
	b	ширина устья	м

Выводы

1. В настоящее время существует большое количество методов, реализующих разнообразные подходы к моделированию процесса распространения примесей в атмосфере.

2. Основой модели расчета приземных концентраций является «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» (ОНД-86), позволяющая учитывать текущие метеорологические параметры, влияющие на рассеивание вредных веществ в атмосфере.

3. Модели, заложенные в основу ОНД-86, учитывают высоту источника загрязняющих веществ, причем, как известно, концентрация быстро падает с увеличением высоты источника.

Размещено на Allbest.ru