Контрольная работа: Расчет рассеивания и анализ физико-химических превращений в атмосфере выброса вредного (загрязняющего) вещества от организованного высокого источника

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Волгоградский государственный технический университет

Кафедра «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности»

Контрольная работа

Расчет рассеивания и анализ физико-химических превращений в атмосфере выброса вредного (загрязняющего) вещества от организованного высокого источника

Выполнил:

студент группы РХТ-349

Молчанова В.В.

Волгоград 2020

Расчет рассеивания и анализ физико-химических превращений в атмосфере холодного выброса вредного (загрязняющего) вещества от организованного высокого источника

Задание 1.1. Определение максимальных разовых концентраций от выбросов одиночного точечного источника

Максимальная приземная разовая концентрация загрязняющего вещества См (мг/мі), при выбросе газовоздушной (пылегазовоздушной) смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при опасной скорости ветра (м/с) на расстоянии от источника выброса (м) на расстоянии от источника выброса хм (м) и определяется по формуле:

(мг/мі)

Ўж

Расход газовоздушной смеси:

(мі/с)

Безразмерный коэффициент m рассчитывается следующим образом:

f - коэффициент, определяющийся по формуле:

Опасная скорость ветра ?м (м/с) составляет:

(м/с)

Безразмерный коэффициент n вычисляется в зависимости от величины :

-при f<100:

при м/с

= 1,15

Опасная скорость ветра (м/с) на стандартном уровне флюгера (10м от уровня земли), при которой достигается наибольшая приземная концентрация загрязняющего вещества, определяется по формулам:

-при f<100

при 0,5<2 м/с

(м/с)

Сравнить рассчитанную величину (мг/мі) с требованиями, согласно которым значения наибольшей концентрации каждого вредного (загрязняющего) вещества в приземном слое атмосферы не должны превышать максимально разовой предельно допустимой концентрации данного вещества в атмосферном воздухе:

где =0,03,

Задание 1.2. Определение опасного расстояния от источника выброса

Расстояние (м) от источника выброса, на котором приземная концентрация загрязняющего вещества при неблагоприятных метеорологических условиях (НМУ) достигает максимального значения ,

определяется по формуле:

Безразмерный коэффициент d при f<100 находится по формулам:

при 0,5<2 м/с

Задание 1.3. Определение предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосфере

Предельно допустимый выброс вредного (загрязняющего) вещества в атмосфере ПДВ (г/с), при котором его максимальная концентрация в приземном слое воздуха не превышает , определяется по формуле:

Таблица: Исходные и расчетные параметры расчета рассеивания в атмосфере нагретого выброса вредного (загрязняющего) вещества от организованного источника

Задание 1.4. Анализ физико-химических превращений (трансформации) вредного (загрязняющего) вещества в атмосфере

Единственным абиотическим стоком СО из атмосферы служит взаимодействие его с радикалом гидроксила. В результате образуется СО‚, однако выход других продуктов зависит от условий протекания реакций. В «чистой» атмосфере, т.е содержащей лишь небольшие (на уровне 10-20 трлн) количества NO, схема и конечный итог окисления СО могут быть представлены реакциями[1]:

Завершающей стадией может быть также взаимодействие двух гидропероксидных радикалов:

В этом случае общий итог процесса заключается в стоке не озона, а радикалов:

В воздухе, содержащем достаточно большие количества монооксида азота, окисление СО описывается реакциями:

Как видно, окисление СО в загрязненной антропогенными выбросами атмосфере приводит к окислению до и далее - к образованию озона. [1]

Физические свойства угарного газа: бесцветный ядовитый газ без вкуса и запаха, горит голубоватым пламенем, легче воздуха, плохо растворим в воде. Концентрация угарного газа в воздухе 12,5--74 % взрывоопасна. 

Угарный газ опасен, потому что он лишает возможности кровь нести кислород к жизненно важным органам, таким как сердце и мозг. Угарный газ объединяется с гемоглобином, который переносит кислород к клеткам организма, в следствии чего тот становится непригодным для транспортировки кислорода. В зависимости от вдыхаемого количества, угарный газ ухудшает координацию, обостряет сердечно-сосудистые заболевания и вызывает усталость, головную боль, слабость, Влияние угарного газа на здоровье человека зависит от его концентрации и времени воздействия на организм. Концентрация угарного газа в воздухе более 0,1% приводит к смерти в течение одного часа, а концентрация более 1,2% в течении трех минут.

Расчет рассеивания и анализ физико-химических превращений в атмосфере холодного выброса вредного (загрязняющего) вещества от организованного высокого источника

Задание 2.1. Определение максимальных разовых концентрация от выбросов одиночного точечного источника

Максимальная приземная разовая концентрация загрязняющего вещества (мг/мі), при выбросе газовоздушной (пылегазовоздушной) смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при опасной скорости ветра (м/с) на расстоянии от источника выброса (м) и определяется по формуле:

Коэффициент К вычисляется по формуле:

Расход газовоздушной смеси (мі/с) составляет:

Опасная скорость ветра (м/с) составляет:

Безразмерный коэффициент n вычисляется в зависимости от величины :

при <0,5 м/с

Опасная скорость ветра (м/с) на стандартном уровне флюгера (10м от уровня земли), при которой достигается наибольшая приземная концентрация загрязняющего вещества, определяется по формуле:э

при

Сравнить рассчитанную величину (мг/мі) с требованиями, согласно которым значения наибольшей концентрации каждого вредного (загрязняющего) вещества в приземном слое атмосферы не должны превышать максимально разовой предельно допустимой концентрации данного вещества в атмосферном воздухе:

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

Безразмерный коэффициент d находится по формуле:

d=5,7 при

Задание 2.3.Определение предельно допустимого выброса вредного(загрязняющего) вещества в атмосферу

Предельно допустимый выброс вредного (загрязняющего) вещетсва в атмосферу ПДВ (г/с), при котором его максимальная концентрация в приземном слое воздуха не превышает , определяется по формуле:

Таблица: Исходные и расчетные параметры расчета рассеивания в атмосфере холодного выброса вредного (загрязняющего) вещества от организованного источника

Задание 2.4. Анализ физико-химических превращений (трансформации) вредного (загрязняющего) вещества в атмосфере

Диметисульфид относится к серосодержащим соединениям. Рассмотрим реакции трансформации[2].

Окисление диметилсульфида, являющегося основным органическим соединением серы природного происхождения, можно представить следующей схемой:

Дальнейшие превращения радикала приводят к нескольким устойчивым соединениям серы, неизменно обнаруживаемым в опытах в смоговых камерах. Это прежде всего метансульфоновая кислота и диоксид серы. Образование метаксульфоновой кислоты может происходить в результате реакций:

Диоксид серы может образовываться в процессе различных реакций:

Образование метанссульфоновой кислоты может объясняться и альтернативным механизмом, включающим на промежуточной стадии присоединение гидроксила к атому серы и последующую фрагментацию неустойчивого продукта:

Реакция с гидроксилом служит основным стоком диметилсульфида в дневное время. Ночью же, по-видимому, главным стоком становится реакция с радикалом , хотя константа скорости ее примерно в 20 раз меньше, чем для реакции с гидроксилом.

Метансульфоновая кислота - постоянный компонент морских аэрозолей. Концентрация этой кислоты в нижних слоях атмосферы вблизи экватора в центральной части Тихого океана обычно находится в пределах 9-75 нг/мі. Она относится к сильным кислотам и способна вытеснять HCl и NaCl, выходящего в состав морского аэрозоля.

Хорошо растворимая в воде, метансульфоновая кислота окисляется в капельно-жидкой фазе атмосферных аэрозолей с образованием серной кислоты, и обе эти кислоты удаляются из атмосферы с осадками. Отметим, что «влажное осаждение» - характерный сток не только кислот, но и любых других хорошо растворимых в воде примесей атмосферы: низших карбонильных соединений, спиртов, аминов и др.

Список используемой литературы

выброс атмосфера загрязняющий

[1] Исидоров, В.А. Экологическая химия / В.А. Исидоров. - СПб.: Химиздат, 2001. -174-175с.

[2] Исидоров, В.А. Экологическая химия / В.А. Исидоров. - СПб.: Химиздат, 2001. -190-191с.