Состав продуктов выброса и их концентрация в атмосферном воздухе

Министерство по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий

Академия государственной противопожарной службы

Контрольная работа

По дисциплине Экология

Выполнил: курсант Мл. сержант вн.сл. Баркалая В.Д.

Проверил: преподаватель Капитан вн. сл. Соловьев С.В.

Задание

выброс экологический санитарный загрязнение

На предприятии произошел нештатный выброс вредных веществ в атмосферный воздух. Выход токсичных газов произошел через отверстие расположенное на высоте Н, с диаметром устья D, со скоростью истечения газов w₀ и температурой газовоздушной смеси Т_г (см. табл. 1).

Состав продуктов выброса (см. табл. 2) и их концентрация определяют опасность для населения и являются основным критерием для разработки мероприятий по снижению их воздействия. Расчетами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30-мннутному интервалу осреднения.

Исходные данные для расчета

Таблица 1

Таблица 2

Способ расчета основан на законах турбулентной диффузии, учитывающих состояние атмосферы, расположения предприятия, характер местности, физические свойства выбросов, параметров источника выбросов и т.д. Согласно ОНД-86 для случая загрязнения атмосферы выбросами одиночного точечного источника расчет выполняется с использованием следующих условий (см. рис.1) и соответствующего алгоритма расчета:

Рис. 1. Распределение приземной концентрации загрязняющего вещества в атмосфере на оси факела выброса точечного источника

Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника

. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии x_м (м) от источника и определяем 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; т и n - коэффициенты. учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H (м) - высота источника выброса над уровнем земли; h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h = 1; DТ (°С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в; V₁ (м³/с) - расход газовоздушной смеси.

V₁ (м³/с) - расход газовоздушной смеси определяем по формуле

где D (м) - диаметр устья источника выброса; w₀ (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, принимаем в соответствии с табл. 1.

Значения мощности выброса М (г/с) принимаем в соответствии с табл. 2.

. При определении значения DТ (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в (°С), а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г (°С) - по действующим для данного производства технологическим нормативам (см. табл. 1).

. Значение безразмерного коэффициента F принимаем 1

. Значения коэффициентов m и n определяем в зависимости от параметров f, v_м,  и f_e.

Коэффициент m определяем в зависимости от f по формулам:

Коэффициент n = 1 при f < 100 ,v_t ³ 2;

. Расстояние x_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения с_м, определяем по формуле:

. Значение опасной скорости u_м (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ с_м, в случае f < 100 определяем по формуле:

. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_ми (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра u (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра u_м (м/с), определяем по формуле:

с_ми(Н₂S) = r c_м=0,74*0,045=0,03мг/м³,

с_ми(NO₂) = r c_м=0,74*0,34=0,25мг/м³,

с_ми(SO₂) = r c_м=0,74*0,39=0,29мг/м³,

где r - безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения u/u_м по формуле:

. Расстояние от источника выброса x_ми (м), на котором при скорости ветра u и неблагоприятных метеорологических условиях приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения с_ми (мг/м³), определяем по формуле:

х_ми = p x_м=1,34*315?58=421,6м,

где р - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения u/u_м по формуле:

. При опасной скорости ветра u_м приземную концентрацию вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на расстоянии х(H₂S)=3610 (м), х(NO₂)=235 (м), х(SO₂)= 1471(м), от источника выброса (см. рис. 2) определяем по формуле:

с (H₂S)= s₁ c_м=0,2*0,001968=0,0004мг/м³,

с (NO₂)= s₁ c_м=1,08*0,003936=0,00425мг/м³,

с (SO₂)= s₁ c_м=0,64*0,013447=0,0025мг/м³,

Рассчитаем концентрации H₂S в зоне заражения на различных расстояниях от источника:

Рассчитаем концентрации NO₂ в зоне заражения на различных расстояниях от источника:

Рассчитаем концентрации SO₂ в зоне заражения на различных расстояниях от источника:

где s₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x/x_м и коэффициента F по формуле:

12. Максимальная концентрация c_мx (мг/м³), достигающаяся на расстоянии x от источника выброса из оси факела при скорости ветра u_мx, определяем по формуле:

где безразмерный коэффициент  находится в зависимости от отношения х/х_м по формуле:

Скорость ветра u_мx при этом рассчитываем по формуле:

u_мx(H₂S) = f₁ u_м=2,205*2,337=5,15м/с,_мx(NO₂) = f₁ u_м=0,845*2,337=1,97м/с,_мx(SO₂) = f₁ u_м=1,343*2,337=3,14м/с,

где безразмерный коэффициент f₁ определяем в зависимости от отношения x/x_м по формуле:

Определение минимальной высоты источника выброса

13. При определении минимальной высоты источников выброса и установлении предельно допустимых выбросов концентрация каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы с не превышает максимальной разовой предельно допустимой концентрации данного вещества в атмосферном воздухе (ПДК):

с £ ПДК,

. При DT > 0 значение минимальной высоты одиночного источника выброса (трубы) Н (м) сначала рассчитывается:

найденное значение - оно является окончательным.

Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий

. Размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) l₀ (м), установленные в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий, должны проверяться расчетом загрязнения атмосферы в соответствии с требованиями ОНД с учетом перспективы развития предприятия и фактического загрязнения атмосферного воздуха.

. Полученные по расчету размеры СЗЗ должны уточняться отдельно для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле ( для с ≤ ПДК):

где l (м) - расчетный размер СЗЗ; L₀ (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; Р₀ (%) - повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьми румбовой розе ветров  Значения l и L₀ отсчитываются от границы источников.

Список использованной литературы

1. Внуков А.К. Защита атмосферы от выбросов энергообъектов: Справ. М.: Энергоатомиздат, 1992. - 176 с.: ил.

. Л.К. Исаева Экология пожаров, техногенных и природных катастроф: Учеб. пособие. - М.: Академия ГПС МВД России, 2001. - 301 с.

. Инженерная защита окружающей среды в примерах и задачах. Под редакцией О.Г. Воробьева. - СПб.: Издательство «Лань», 2002. - 288 с.

. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. Ленинград. Гидрометеоиздат. 1997.