Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно - защитной зоны

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ  ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

Факультет «Информационных технологий»

 

Кафедра «Охраны труда и окружающей среды»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-графическая работа №1

   По дисциплине: «Экология и устойчивое развитие»

Тема: «Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно - защитной зоны»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Алтынбекова Н.Б.

Группа: ИСу-13-1

Вариант: 38

Приняла: ст.пр. Бегимбетова А.С.

 «__» ___________ 2013г.

 

 

 

 

 

 

 

Алматы. 2013

Задание:

1. Определить максимальные концентрации примесей в атмосфере с учетом веществ, обладающих эффектом суммации
2. Определить расстояние, на котором достигается максимальная концентрация.
3. Рассчитать приземные концентрации на различных расстояниях и определить .
4. Определить санитарно – защитную зону станции.
5. Построить «Розу ветров» и санитарно – защитную зону станции.
6. Сделать выводы и предложения по работе.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Задание

Рассчитать приземную  концентрацию вредных примесей в  атмосфере при их рассеивании  через дымовую трубу тепловой электрической станции.

Определить зону загрязнения  территории вокруг станции. Исходные данные приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 Исходные данные

Вариант	38
Высота, Н, м	100
Диаметр устья, Д, м	6
Скорость выхода газов , м/с	25
	185
	23
Выброс золы,	300
Выброс двуокиси серы,	500
Выброс оксидов азота,	30
Степень очистки воздуха, %	0
Район расположения	Шымкент

 

1.1 Определение максимальной концентрации примесей в атмосфере с учетом веществ, обладающих эффектом суммации

Процесс рассеивания примеси  в атмосфере зависит от многих факторов, к которым относятся: состояние  самой атмосферы, высота источника, масса выброса, рельеф местности  и т.д.

Максимальное значение приземной  концентрации вредного вещества (мг/) определяется по формуле:

 

Где A – коэффициент температурной стратификации, для Казахстана А=200;

M – масса вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени, г/с;

F – коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ;

F =1 для газообразных веществ; при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% - 2; от 75-90% -2,5 менее 75% и при отсутствии очистки – 3;

- коэффициент рельефа  местности; =1 для ровной поверхности;

H – высота источника, м;

 – расход газовоздушной смеси, ;

,

 

Значения коэффициентов  m и n определяются в зависимости от параметров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент m определяется в зависимости от f по формуле:

 

 

Коэффициент n при f<100 и n=1.

1. Подставив данные в формулу, определим для золы:

 

2. Для газов сначала вычислим суммарную массу:

 

 

 

3. Подставив данные в формулу, определим  для :

 

4. Также определим для :

 

1.2 Определение расстояния, на котором достигается максимальная концентрация

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

 

где F – коэффициент, учитывающий  скорость оседания веществ;

F=1 для газообразных веществ, F=2 степень очистки воздуха 96%;

Н – высота источника, м;

d – безразмерный коэффициент,  который при f<100 находится по  формуле: 

 

 

Определим для золы:

 

Соответственно для  и :

 

1.3 Определение приземных концентраций на различных расстояниях и нахождение :

Приземная концентрация вредных веществ С ( ) по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле:

, где (1.10)

- безразмерный  коэффициент, определяемый в зависимости  от отношения  и коэффициента F;

 – максимальное значение приземной  концентрации вредного вещества.

 

 

 

 

Приземная концентрация для  золы:

Xi	Xi/XM	S1	Ci
400	0.32	0.38	0.27
800	0.64	0.84	0.29
1200	0.96	0.98	0.34
1600	1.28	0.9	0.38
2000	1.6	0.84	0.41
2400	1.92	1.01	0.47
2800	2.24	0.68	0.48
3200	2.56	0.67	0.49
3600	2.88	0.54	0.51

 
Приземная концентрация для газов:

Xi	Xi/XM	Si	Ci
400	0.16	0.12	0.28
800	0.32	0.17	0.29
1200	0.48	0.17	0.31
1600	0.64	0.21	027
2000	0.8	0.3	0.39
2400	0.96	0.34	0.41
2800	1.12	1.16	0.45
3200	1.56	1.15	0.5
3600	1.44	0.89	0.51
4000	1.6	0,84	0,48

 

Строим график зависимости максимального значения приземной концентрации вредного вещества С (мг/м³) от Х (м) источника выброса:

1.4 Определение санитарно-защитной зоны станции

Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий производится по формуле:

L (м) – расчетный размер  СЗЗ;

Lo (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;

Ро (%) – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьми румбовой розе ветров Ро=100/8=12,5 %.

Для золы при С=0,5;

Для газов  при С= 0,5;

Рассчитаем расчетный размер С33 для золы:

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем расчетный размер С33 для газов:

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5 Построение «розы ветров» и санитарно-защитной зоны

Таблица 1.2- Значение Р, %

Направление/ город	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Шымкент	9	22	25	12	3	6	8	15

 

                

 

 

Выводы и предложения  по работе

В данной работе мы научились  определять максимальные концентрации примесей в атмосфере с учетом веществ, обладающих эффектом суммации; определять расстояние, на котором  достигается максимальная концентрация веществ; рассчитали приземные концентрации на различных расстояниях и определили .

Следует заметить, что в  наше время является обязательным условием внедрения передовых ресурсосберегающих, безотходных и малоотходных технологических  решений в промышленное проектирование. Эти решения должны позволять  максимально сократить или избежать поступление вредных химических выбросов, а также снизить воздействие физических факторов до гигиенических нормативов.

По поводу предложений  по работе хотелось бы добавить, что  размеры санитарно-защитной зоны могут  быть сокращены за счет внедрения  в данное производство новых технологий.

По построенной мной защитно-санитарной зоны станции можно сделать вывод  о том, что предприятие лучше  всего разместить в северном районе города Астана.

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

Санатова Т.С. Методические указания и задания к расчетно-графическим работам по курсу «Экология» для студентов, обучающихся по специальностям электроэнергетического направления. - Алматы: АИЭС, 2002. – 25 стр.

Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек.– М.: 1998. – 205 стр.

Основы экологии: Учебное  пособие / М.К. Дюсебаева; З.А. Кашкарова; Ф.Р.

Жандаулетова; АИЭС. Алматы, 2006. – 92 стр.