Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника и методы защиты окружающей среды

  и - концентрации и ПДК других веществ входящих в рассматриваемую группу суммации.

 

Приведенная концентрация по пыли:

 

 

 

 

Расчетами определяются разовые  концентрации относящихся к 20-30-минутному  интервалу осреднения.

 

 

6.1. Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника.

 

Максимальное значение приземной  концентрации вредного вещества () при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях  на расстоянии (м) от источника определяется по формуле:

 

, ()

Где

• А- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы.

Значение коэффициента А  соответствующее неблагоприятным  метеорологическим  условиям, при  которых  концентрации вредных веществ  n в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным 180: для Украины ( источников  высотой менее 200м в зоне от 50˚ до 52˚ с.ш.)  ( ОАО «Гайский ГОК» располагается 51˚17' с.ш. и территория Белгородской области имеет схожие климатические условия) .

• М  () – значение мощности выброса

и расход  газовоздушной  смеси  () при проектировании предприятия определяются в соответствии с технологической частью расчета проекта и принимается в соответствии с действующими для данного производства процесса нормативами.

М =12;   =10,8 .

• F-  безразмерный коэффициент. Для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п.) F=1.
• При определении  ∆Т (˚С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-28, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси -  по действующим для данного производства технологическим нормативам.

=25 ; .

• Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров .

 

 

Где - скорость выхода газовоздушной смеси =7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент определяется по формуле:

  при 

 

 

 

Коэффициенты при принимаются равными 1.

 

 .

 

 

 

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

 

=[(5-F)/4]*d*H

Где безразмерный коэффициент  d при находится по формуле

 

 при

 

 

 

 

=[(5-1)/4]*12,1*35=423,5м

 

Значение опасной скорости ()  на уровне флюгера (обычно на уровне 10 м от земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ в случае определяется по формуле:

 

 при 

 

 

 

Максимальное значение концентрации вредного вещества при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра ,

Отличающейся от опасной  скорости ветра    определяется по формуле:

 

 

Где – безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения .

 

  при

 

 

 

 

 Расстояние от источника  выброса  (м), на котором при скорости ветра и неблагоприятных метеорологических условиях  концентрация вредных веществ достигает максимального значения определяется по формуле:

 

Где p- безразмерный коэффициент, определяемы по формуле:

 

 

м

 

При опасной скорости ветра    приземная концентрация вредных веществ () в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях x(м) от источника выброса определяется по формуле:

  

где – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимоти от отношения   и коэффициента F по формулам:

 

  при 

 

  при 

  при F и

 

 

 

 

Данные расчетов сведены  в таблицы :

(м)
50	0,12	0,078
100	0,24	0,245
200	0,47	0,426
500	1,18	0,96
1000	2,36	0,65
3500	8,26	0,11

 

 

 

 

 

x(м)	c()
50	0,03*0,078=0,002
100	0,03*0,245=0,007
200	0,03*0,426=0,013
500	0,03*0,96=0,029
1000	0,03*0,65=0,002
3500	0,03*0,11=0,003

 

Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере () на расстоянии (м) по перпендикуляру от оси факела выброса определяется по формуле:

 

 

Где – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра     и отношения по значению аргумента :

   

 

 

Принимаем за x расстояние м от источника выбросов, на котором концентрация )  при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения.

 

Расчеты сведены в таблицу:

(м)	(м)			()	()
423,5	50	0,013	0,88	1,12	0,98
423,5	100	0,05	0,66	1,12	0,67
423,5	500	1,25	0,00003	1,12	0,00003

 

 

 

 

 

 

 

Расчеты распределения концентраций ) на разных высотах (м) над подстилающей поверхностью производится по формуле:

 

 

при

Здесь – значение функции

 

 

 

 

Расчеты сведены в таблицу:

				()
50	0,86	0,46	0,026	0,03
100	1,72	0,92	0,245	0,49
500	8,61	4,61	0,96	0,00043

 

 

7.МЕРЫ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

 

Очень серьезной является проблема чистоты атмосферы, и она  далеко не нова. Данная проблема возникла вместе с появлением промышленности и транспорта, которые работают на угле и на нефти. В течение двух последних столетий задымление воздуха  носило местный характер. Дым, копоть от сравнительно редких заводов и  фабрик почти полностью рассеивались в большом воздушном пространстве. Однако быстрый рост промышленности в XX столетии привел к такому увеличению объемов и токсичности вредных  выбросов, которые не могут уже  растворяться в атмосфере до состояния  безвредных для природной среды  и человека концентраций.

Главными и наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы  являются промышленные, транспортные и бытовые выбросы. Например, сжигание ископаемого топлива (уголь, нефть) играет определенную роль в загрязнении  атмосферы. За счет газов антропогенного происхождения образуются кислотные  осадки и смог.

Кислотные осадки серная и  азотная кислоты, образующиеся при  растворении в воде диоксидов  серы и азота и выпадающие на поверхность  земли вместе с дождем, туманом, снегом и пылью. Попадая в озера, реки, кислотные осадки нередко вызывают гибель всего живого. Они же могут  вызывать повреждение листвы, а часто  и гибель растений, ускорять коррозию металлов и разрушение зданий. Кислотные  дожди наблюдаются большей частью в районах с развитой промышленностью.

При исследовании канцерогенных  веществ, содержащихся в атмосфере, ученые пришли к выводу, что большинство  раковых болезней у людей возникает  в связи с накоплением небольших  доз канцерогенов в организме  человека в течение длительного  времени. Неблагоприятное влияние  на людей оказывают также соединения свинца, имеющиеся в выхлопных  газах автотранспорта. Присутствие  свинца в крови человека возрастает с увеличением его содержания в воздухе, что приводит к снижению активности ферментов, участвующих  в насыщении крови кислородом, к нарушению обменных процессов.

В развитых промышленных городах  в результате выброса в атмосферу  вредных химических веществ часто  образуется ядовитый туман. Такой туман  получил название «смог». Его возникновению  способствуют определенные метеорологические  условия: отсутствие ветра и дождя, температурная инверсия. Смог крайне вреден для людей и всех живых  организмов. Во время такого тумана резко ухудшается самочувствие людей, растет число легочных и сердечнососудистых заболеваний, возникают эпидемии гриппа. Главным компонентом смога является сернистый газ, вызывающих катар  верхних дыхательных путей, бронхит.

В результате фотохимических реакций, под действием солнечной радиации, образуется так называемый фотохимический смог. Он вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, приводит к болезни и гибели домашних животных, растений. 

Из всего сказанного выше очевидно, какое большое значение приобретают работы по очистке воздуха  и его охране. Этими вопросами  занимаются во всех странах с развитой промышленностью, издаются специальные  законы, принимаются постановлений  местными органами власти.

Наиболее эффективный  путь снижения вредных выбросов в  атмосферу внедрение безотходных  и малоотходных производств и  технологических процессов. Промышленные агрегаты должны быть оборудованы пыле- и газоулавливающими средствами. Весьма эффективно применение полностью  или частично замкнутых воздушных  циклов. Таким образом, загрязненный воздух удаляется от оборудования и  из зоны дыхания рабочих. Пройдя через  пылеуловители, он частично выбрасывается  в воздух. Улавливание вредных  для окружающей среды веществ  позволяет сохранить ценные готовые  продукты и сырье во многих отраслях промышленности. Так, улавливание серы из отходящих газов Магнитогорского  комбината (Челябинская область) обеспечивает санитарную очистку и одновременно дает возможность получить многие тысячи тонн серной кислоты в год по сравнительно низкой цене. Улавливание цемента  позволило отказаться от сооружения нескольких заводов.

В улучшении воздушной  среды городов и поселков большое  значение имеют архитектурные и  планировочные мероприятия. Структура  планировки должна способствовать улучшению  микроклимата и защите воздушного бассейна. Необходимо учитывать основные источники  загрязнения окружающей среды промышленные объекты и установки, автомобильные  дороги, аэропорты, железные дороги, телецентры, радиостанции, электростанции, дискомфортные  природно-климатические условия, организацию  очистки и утилизацию отходов  и т.д.

В зависимости от вредности  выбрасываемых в атмосферу веществ  и степени их очистки в ходе технологического процесса промышленные предприятия делятся на 5 классов. Для предприятий первого класса устанавливается санитарно-защитная зона шириной в 1 000м, второго 500м, третьего 300м, четвертого 100м, пятого 50м. В зоне допускается расположение пожарных депо, бань, прачечных, гаражей, складов, административно-служебных зданий, торговых помещений и т. д., но не жилых домов. Территория этих зон обязательно должно быть озеленена. Роль зеленых насаждений и лесопарковых массивов в городах многогранна. Зеленые растения являются биофильтром, отфильтровывают вредные примеси, радиоактивные частицы, поглощают шум. Такова роль, например, зеленых насаждений Москвы.

Нужно также сказать о  новом, передовом методе очистки  газовых выбросов, дезодорации и  бактерицидной очистке воздуха  в производственных и медицинских  учреждениях, в том числе и  в сельскохозяйственном производстве, путем современных озоновых технологий.

Применение озоновых технологий для очистки газовых выбросов позволило резко понизить концентрацию вредных веществ в воздухе  и перевести наиболее опасные  вещества в менее активные формы. Известные и реально используемые на сегодняшний день системы доочистки  газовых сред, как правило, не обеспечивают 100 % (до уровня ПДК) очистки газовых  выбросов промышленных предприятий. В  рамках проводимых Центром системной  и инженерной экологии исследований в области разработки и внедрения  высокоэффективных озоновых технологий разработан и запатентован новый, полностью  электрически управляемый озонатор. Отличительной чертой данного оборудования является высокая технологичность.

В целом защита атмосферного воздуха от загрязнения должна производиться  не только в региональном или местном  масштабе, но в первую очередь в глобальном, поскольку воздух не знает никаких границ и находится в вечном движении.

 

8. ВИДЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ОЧИСТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СООРУЖЕНИЙ

Многие современные технологические  процессы связаны с дроблением и  измельчением веществ, транспортированием сыпучих материалов. При этом часть  материала переходит в пыль, которая  вредна для здоровья и наносит  значительный материальный ущерб народному  хозяйству вследствие потери ценных продуктов.