Определение максимальной приземной концентрации вредного вещества

Предельно-допустимый выброс

Методические указания по выполнению практических работ по курсу “Экология”

г. Н.Новгород, 2005

ПДВ. Методические указания для практических занятий по дисциплине “Экология”. - Н.Новгород: НГТУ, сост.: Маслеева О.В., 2005, 9 с.

Составитель: доцент, к.т.н. Маслеева О.В.

Цель работы

- определение максимальной приземной концентрации вредного вещества,

- определение предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу.

Краткие сведения из теории

В настоящее время в подавляющем большинстве случаев невозможно ограничить содержание вредных примесей на выходе из источника выброса до уровня ПДК. Тем не менее допустимые уровни загрязнения в жилых районах должны соблюдаться независимо от расстояния между этими районами и источниками выбросов вредных веществ в атмосферу. Управлять процессами рассеивания загрязнений человек не может, поскольку они всецело зависят от метеорологических и климатических условий. Следовательно, необходимо ограничивать и регламентировать количество выбрасываемых веществ таким образом, чтобы с учётом рассеивания соблюдались нормативы качества воздуха.

Расчет выполняется согласно " Методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, ОНД-86".

Регламентирование выбросов вредных веществ в атмосферу через те или иные источники осуществляется на основе установления предельно допустимых выбросов (ПДВ), для чего предварительно определяют максимально возможную приземную концентрацию вредных веществ (С_м) и опасное расстояние (Х_м) от источника, где эта концентрация возникает /1/.

Определение максимальной приземной концентрации вредного вещества

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м(мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника определяется по формулам /1/ для нагретых выбросов и /2/ для холодных выбросов.

Для нагретых выбросов (DТ > 0):

(1)

Для холодных выбросов (DТ = 0):

(2)

где А- коэффициент, зависящий от температурной апратификации атмосферы.

Место расположения источника выброса	Коэффициент А
Районы Средней Азии южнее 40º с. ш., Читинской области и Бурятии
Для Европейской территории России, для районов южнее 50º с. ш., нижнего Поволжья, Дальнего Востока и остальной территории Сибири
Для Европейской территории России и Урала от 50 до 52º с. ш., за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов
для Европейской территории России и Урала севернее 52º с. Ш., за исключением Центрально-Европейской территории
Для Московской, Тульской, Рязанской, Калужской, Владимирской, Ивановской областей

М (г/с) – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (мощность источника)

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере (F=1 для газов и мелкодисперсной пыли);

m, n, k – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника;

Коэффициент m:

(3)

где (4)

скорость выброса, м/с

Д – диаметр устья источника, м

H – высота источника, м

DT – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси (Т_г) и температурой окружающего атмосферного воздуха (Т_в).

Коэффициент n:

где V_м – параметр, определяющий среднюю скорость ветра, м/с

Для нагретых выбросов (DТ > 0) (6)

Для холодных выбросов (DТ = 0) (7)

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с

(8)

Коэффициент k:

(9)

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности.

Если перепад высот не превышает 50 м на 1 км, то = 1.

Определение опасного расстояния от источника выброса.

Расстояние Х_м (м) от источника выброса, на котором приземная концентрация при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения С_м определяется по формуле:

(9)

где коэффициент d для нагретых выбросов (DТ > 0) определяется:

(10)

для холодных выбросов (DТ = 0) определяется:

(11)

Задание к работе

Для заданного варианта (табл.1) рассчитать максимальную приземную концентрацию вредного вещества С_м, опасное расстояние от источника выброса Х_М, предельно–допустимый выброс ПДВ и при необходимости минимальную высоту источника выброса.

Пример расчета

Дано: г. Н.Новгород

мощность источника М=1, 2 г/с

высота источника Н = 20 м

температура выброса t_г= 60º С

скорость выброса м/с

размер устья источника Д = 1, 2 м

выбрасываемое вещество FeO

ПДК = 0, 04 мг/м³

фоновая концентрация С_ф = 0, 001 мг/м³

температура окружающей среды t_в = 25º С

Т.к. DТ = 35º С > 0, то источник выбрасывает нагретые выбросы.

Варианты заданий

В таблицах 1, 2 приведены исходные данные для расчета.

Условные обозначения, принятые в таблице:

М - мощность источника,

Н - высота источника,

tг - температура выброса,

ώ ₀- скорость выброса,

Д - размеры устья источника,

ПДК – предельно-допустимая концентрация,

Сф - фоновая концентрация,

tв - температура окружающей среды.

Таблица 1 – Исходные данные для расчета

Место расположения источника выброса	Широта, град.	М, г/с	Н, м	ώ ₀, м/с	Д, м
г. Москва	-			2, 3	0, 4
г. Якутск		2, 4		1, 7	1, 5
г. Н.Новгород		0, 08		4, 0	2, 0
г. Чита	-			6, 2	0, 8
г. Курск		0, 6		1, 8	0, 9
г. Новосибирск		0, 7		2, 1	0, 9
г. Н.Новгород		9, 6		1, 9	2, 1
г. Тула	-	13, 0		3, 5	2, 4
г. Иваново	-	2, 3		4, 6	1, 0
г. Екатеринбург		0, 8		2, 0	1, 1
г. Красноярск		0, 43		0, 8	1, 6
г. Астрахань		0, 35		1, 9	1, 8
г. Калуга	-	4, 1		2, 3	2, 4
г. Волгоград		0, 11		5, 1	0, 6
г. Рязань	-	0, 08		4, 9	2, 2
г. Улан Удэ	-	0, 002		4, 7	1, 6
г. Н.Новгород		6, 5		3, 3	0, 7
г. Тюмень		2, 8		3, 0	1, 8
г. Владимир	-	2, 4		6, 6	1, 4
г. Находка	-	0, 9		7, 0	0, 9
г. Москва	-	1, 5		8, 1	0, 6
г. Орёл	52, 5	0, 18		2, 1	0, 6
г. Пенза		0, 106		2, 0	0, 8
г. Челябинск		0, 89		4, 6	0, 5
г. Мурманск		0, 0027		4, 3	1, 5
г. Санкт-Петербург		0, 72		2, 2	0, 9
г. Самара		20, 4		0, 9	0, 75
г. Барнаул		0, 0016		1, 5	0, 4
г. Рязань	-	0, 75		1, 3	0, 6
г. Архангельск		11, 0		1, 8	0, 6

Таблица 2 – Исходные данные для расчета

Выбрасываемое вещество	ПДК мг/м³	Сф, мг/м³	tг, º С	tв, º С
диоксид азота	0, 085	0, 005
бензол	1, 5	0, 02
оксид меди	0, 002	0, 0004
ацетон	0, 35	0, 01
кислота серная	0, 1	0, 006
дихлорэтан	1, 0	0, 01
фреон		0, 6
спирт этил.	5, 0	1, 6
цемент	0, 1	0, 0002
сероводород	0, 008	0, 001
сажа	0, 05	0, 002
капролактам	0, 06	0, 004
аммиак	0, 2	0, 01
озон	0, 03	0, 01
нафталин	0, 003	0, 001
ртуть	0, 0003
оксид углерода	1, 0	0, 7
толуол	0, 6	0, 8
к-та азотная	0, 4	0, 001
бромбензол	0, 03
бензол	1, 5	0, 5
свинец	0, 003
фенол	0, 01	0, 006
окись этилена	0, 03	0, 001
никель	0, 0002
гексахлоран	0, 03	0, 01
бензол	0, 8	0, 04
оксид меди	0, 002
взвешенные в-ва	0, 05	0, 008
спирт метиловый	0, 5	0, 001