Расчеты загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и установление допустимых выбросов

Разработаны методы расчетов рассеивания выбросов вредных веществ в атмосферном воздухе [85], которые предназначены для расчета концентраций ЗВ (за исключением радиоактивных веществ), в том числе, включенных в перечень ЗВ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды [82]. Методы применяются для выполнения расчетов рассеивания выбросов ЗВ в атмосферном воздухе в двухметровом слое над поверхностью Земли на расстоянии не более 100 км от источника выброса, а также вертикального распределения концентраций ЗВ при [85]:

  • - определении нормативов выбросов ЗВ в атмосферу;
  • - разработке раздела «Перечень мероприятий но охране окружающей среды» в составе проектной документации;
  • - обосновании ориентировочных размеров СЗЗ;
  • - разработке и обосновании организационно-технических мероприятий, оказывающих влияние на уровень загрязнения атмосферного воздуха, при оценке их результатов;
  • - оценке воздействия намечаемой хозяйственной деятельности на качество атмосферного воздуха;
  • - оценке соответствующих фоновых концентраций ЗВ.

Ниже приведены определения некоторым терминам [25, 83].

Источник выброса - сооружение, техническое устройство, оборудование, которые выделяют в атмосферный воздух ЗВ.

Стационарный источник - источник выброса, местоположение которого определено с применением единой государственной системы координат или который может быть перемещен посредством передвижного источника.

Передвижной источник - транспортное средство, двигатель которого при его работе является источником выброса.

Площадной источник выброса - источник, выбрасывающий ЗВ в атмосферный воздух с установленной ограниченной поверхности.

Точечный источник выброса - источник, выбрасывающий загрязняющие атмосферный воздух вещества из установленного отверстия.

Установка очистки газа - сооружение, оборудование, аппаратура, используемые для очистки и (или) обезвреживания выбросов ЗВ в атмосферный воздух. В случае, если такие установки отключены или не обеспечивают проектную очистку и (или) обезвреживание выбросов ЗВ, эксплуатация соответствующего технологического оборудования запрещена.

Линейный источник выброса - источник, выбрасывающий ЗВ в атмосферу по установленной линии.

Объемный источник выброса - источник, от которого ЗВ поступает в атмосферу в установленном ограниченном объеме (например, при проведении взрывных работ).

Параметры выброса источника загрязнения атмосферного воздуха - величины, характеризующие одиночный источник выброса (высота, диаметр устья, расход газо-воздушной смеси (ГВС), температуру, скорость выхода ГВС из устья, мощность выброса).

Фоновые источники выброса (относительно рассматриваемых) — все, кроме рассматриваемых, источники выброса, создающие загрязнение атмосферного воздуха в промышленном районе, городе или другом населенном пункте.

При использовании методики расчетами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30 минутному интервалу осреднения, что соответствует ПДКмр.

Для веществ, имеющих только среднесуточные предельно-допустимые концентрации ПДКСС, обязательно их использование в соответствии с требованием: 0,1 • С < ПДКСС,

Нормативы Г1ДВ (ВСВ) устанавливают для каждого конкретного стационарного источника загрязнения атмосферы (ИЗА) и объекта в целом (а также его отдельных функциональных частей при условии их расположения на удалении друг от друга на расстоянии большем, чем размеры зоны влияния их выбросов).

Устанавливаемые нормативы ПДВ (ВСВ) ЗВ характеризуются следующими величинами [84]:

  • - максимально разовое значение, г/с;
  • - валовое значение, т/г.

Максимально разовые (г/с) значения ПДВ (ВСВ) ЗВ. Для отдельного ИЗА максимально разовое значение характеризует выброс ЗВ за одну секунду, полученный осреднением за 20-минутный интервал времени работы источника, в течение которого из этого ИЗА может выбрасываться наибольшая допустимая масса ЗВ.

Величина ПДВ (ВСВ) в г/с для предприятия (объекта) в целом определяется как выброс ЗВ за одну секунду, полученный осреднением за тот 20-минутный интервал времени, в течение которого может выбрасываться наибольшая допустимая масса ЗВ из совокупности одновременно работающих источников данного предприятия.

Годовые (т/г) значения ПДВ (ВСВ) ЗВ. Для отдельного ИЗА этот норматив характеризует наибольший допустимый суммарный годовой выброс ЗВ при условии соблюдения технологических ограничений на источники выделения (агрегаты, устройства и т.д.), от которых рассматриваемый ИЗА отводит ЗВ.

Для предприятия (объекта) в целом годовое значения Г1ДВ каждого ЗВ определяется как наибольший допустимый суммарный годовой выброс ЗВ от всех ИЗА предприятия при условии соблюдения технологических ограничений как на все источники выделения (агрегаты, устройства и т.д.), предприятия, так и на работу предприятия в целом.

При выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем максимальная приземная концентрация ЗВ С (мг/м3) при неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях достигает максимального значения См на расстоянии (м) от источника (рис. 15) и рассчитывается по формуле [85]:

А ? М • С • т ? пг} Н2 -]УХ А Т

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания ЗВ в атмосферном воздухе; М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; С - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; т и п - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; И - высота источника выброса над уровнем земли, м (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м); г] - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, г] - 1; АТ - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, °С; У - объемный расход газовоздушной смеси, м3/с.

Система производственно-хозяйственного нормирования ориентирована на санитарно-гигиенические нормативы - предельно допустимые концентрации (ПДКСС, мг/мД. При этом исходят из требования, что максимальное содержание вредного вещества См в любом месте приземного слоя атмосферы (до 2 м от поверхности Земли) с учетом его фоновой концентрации (Сф, мг/м3) не должно превышать нормы качества воздуха, т.е. См+ Сф < ПДКСС.

дымовой факел

Рассеивание вредных веществ в атмосфере

Рис. 15. Рассеивание вредных веществ в атмосфере:

  • 1 - зона неорганизованного загрязнения;
  • 2 - зона переброса факела (небольшие концентрации загрязняющих веществ;
  • 3 - зона задымления (на расстоянии 10-40 Ят;п);
  • 4 - зона снижения уровня загрязнения;

Хм-расстояние (м) при котором достигается значение См (мг/м')

В зависимости от высоты Я устья источника выброса ЗВ над уровнем земной поверхности источник относится к одному из следующих четырех классов: а) высокие источники, Я > 50 м; б) источники средней высоты, Я - 10-50 м; в) низкие источники, Я - 2-10 м; г) наземные источники, Я< 2 м. В выбросах предприятий содержатся различные ЗВ, которые через дымовые трубы, открытые окна, газоходы разносятся ветровыми воздушными потоками и рассеиваются в окружающей среде. Чем выше высота дымовой трубы, тем на большей территории рассеиваются выбросы и, соответственно, тем меньше концентрация ЗВ в приземном слое атмосферы.

Если в зоне влияния выбросов хозяйствующего субъекта отсутствуют территории (жилая зона, территории, к которым предъявляются повышенные экологические требования), для которых разработаны нормативы качества атмосферного воздуха, и наличие таких территорий не предусмотрено схемами территориального планирования любого уровня, то для субъекта устанавливаются нормативы выбросов без проведения расчетов их рассеивания ЗВ в атмосферный воздух [84].

В этом случае, если величины удельных выбросов соответствуют утвержденным техническим нормативам, то для данного хозяйствующего субъекта устанавливаются нормативы ПДВ. Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем в случаях Сф < ПДКСС определяется по формуле:

пдВ=(пдк„-сф)я>

А17 т п I]

При разработке проектной документации на строительство новых объектов или реконструкцию существующих следует также учитывать выбросы, давать оценку их воздействия на окружающую среду и предложения по нормативам ПДВ от [84]:

  • — источников, которые будут действовать после введения объекта в эксплуатацию;
  • - действуют только на период строительства или реконструкции производства.

Для линейных объектов (автомобильные и железные дороги, прокладка трубопроводов), на которых строительно-монтажные работы ведутся, как правило, с последовательным по определенным участкам продвижением от участка к участку, рекомендуется следующий порядок оценки воздействия на атмосферный воздух выбросов от используемой дорожно-строительной техники, оборудования и транспортных средств [84]:

  • — выбирается один из однотипных участков ведения строительномонтажных работ, наиболее близко расположенный к жилым зонам и (или) зонам, к которым предъявляются повышенные экологические требования, для которого оцениваются максимальные разовые выбросы и создаваемые ими приземные концентрации;
  • - для всех участков линейного объекта рассчитываются валовые выбросы за период строительно-монтажных работ.

В ГОСТ 17.2.3.02-2014 указывается, что, если хозяйствующий субъект выполняет работы не на одной производственной территории, а на объектах, расположенных в разных местах города (области), например окрасочные или сварочные работы, то можно рекомендовать, исходя из объемов выполненных работ за прошедшие 2-3 года и планов на последующие годы, провести расчеты приземных концентраций на примере одного из наиболее характерных объектов, расположенных наиболее близко к жилым зонам и (или) зонам, к которым предъявляются повышенные экологические требования, определив таким образом допустимый выброс (в г/с). Затем определить годовой (валовый) норматив ПДВ (в т/г) как сумму годовых выбросов (т/г) на всех площадках за рассматриваемый период. При расчете загрязнения атмосферы учитываются группы веществ, обладающих комбинированным вредным действием, когда все вещества входящие в группу, присутствуют в выбросах предприятия [84].

Нормативы ПДВ для конкретного стационарного источника вы-

бросов и хозяйствующего субъекта устанавливаются для условий регламентной загрузки оборудования и его эксплуатации, а также нормального состояния систем и устройств вентиляции и пылегазоочистного оборудования. При этом учитывается фактическая наибольшая загрузка оборудования за последние 3 года и возможности ее изменения в период действия устанавливаемых нормативов ПДВ.

Стратификация атмосферы - уменьшение температуры в нижней части атмосферы с высотой. Средний градиент ее снижения в тропосфере - 0,6 °С на 100 м высоты. Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным [85]:

  • а) 250 — для республики Бурятия и Забайкальского края;
  • б) 200 - для Европейской территории: для районов РФ южнее 50° с. ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, для азиатской территории РФ;
  • в) 180 - для Европейской территории РФ и Урала от 50 до 52° с. ш.;
  • г) 160 - для Европейской территории РФ и Урала севернее 52° с. ш. (за исключением центра европейской территории РФ);
  • д) 140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

Значение безразмерного коэффициента Г (число Фруда) определяется через величины скорости оседания ум (см/с) и среднего эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов р (%) и принимается [85]:

  • - для газообразных ЗВ и мелкодисперсных аэрозолей с диаметром не более 10 мкм - 1;
  • - для мелкодисперсных аэрозолей (кроме указанных выше) при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов: не менее 90 % - 2; от 75 до 90 % - 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки - 3.

Коэффициент /7 учитывает влияние рельефа местности, г/ = 1, если в радиусе 50 высот Н от источника перепад отметок местности не превышает 50 м на 1 км (уклон менее 0,05). В других случаях величину г] определяют исходя из анализа картографического материала.

Величину безмерного коэффициента т определяют по формулам в зависимости от безмерного коэффициента /:

  • (3)
  • (4)

т —-р=-= при /<100

  • 0,67 + 0,Ц/7 + 0,34 [/
  • 1 47

т - при />100

[7

Объемный расход газовоздушной смеси рассчитывают по формуле:

где ?) - диаметр устья источника выброса, м; со« - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника, м/с.

Расстояние Хм (м), на котором достигается максимальная приземная концентрация ЗВ рассчитывается по формуле:

где с/ - безмерный коэффициент (при /< 100), определяемый по формулам:

= 2,48 (1 + 0,28 е)

при у„ < 0,5 см/с

(7)

4,95 V„(1 + 0,28 У/)

при 0,5 < у,и < 2

(8)

= 7 7УГ(1 + 0.28 У7)

при у„ > 2 см/с

(9)

где /,,/ уи - безмерные коэффициенты, которые рассчитываются по ниже приведенным формулам:

/•=1000 аН-АТ

Л = 800 К)3

АТ

Н

0,65 31

  • (П)
  • (12)
  • (13)

При /> 100 или 0 < АТ < 0,5 коэффициент с1 находится по формулам:

с/ =

5,7

при у,/ <0,5,

(14)

с! = 11,4

V,/

при 0,5 < V,/ < 2,

(15)

(1 =16'1

при у,/ > 2

(16)

Для источника выброса фиксированной высоты Н при 0 < у,/ < 0,5 и - 0,5< АТ< 0 значение принимается равным 5,7- И.

Значение безмерного коэффициента п определяют по формуле в зависимости от величины параметра ум:

при ум > 2, п = 1 (17)

при 0,5 <у„<2; п- 0,532у„-2,13у„ +3,13

  • (18)
  • (19)

при Ум < 0,5; п = 4,4у„

Величину максимальной приземной концентрации примеси См (мг/м3) для выброса холодной газо-воздушной смеси (выброс считается холодным, если АТ = 0 или при значениях параметра / > 100; у,/ > 0,5) из одиночного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм (м) от источника определяют по формуле:

А-М ? Т7п • //

  • (20)
  • (21)

Коэффициенты А, /% г] принимаются также, как и для нагретых источников. Аналогично при / < 100 и у„ < 0,5 или / > 100 и у,/ < 0,5 (случаи предельно малых опасных скоростей ветра) расчет См производится по формуле:

А - М ? Рт г]

  • (23)
  • (24)

где т' — 2,86 • т при уи < 0,5 где т' — 0,9 при/ > 100; у,/ < 0,5

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >