Материал: Санитарно-защитные_зоны_для_промышленных_источников_загрязнения_атмосферного_воздуха
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Использование расчетных методов |
51 |
|
|
вредного вещества промышленного выброса относительно этой величины при выбросе через трубу 50 м в 3, 8, 12 и 20 раз соответственно.
Следует учитывать, что высокая труба не только снижает концентрацию загрязнения в воздухе, но и удаляет начало зоны задымления. Точка касания дымового факела земли, т.е. начало зоны задымления, лежит тем дальше, чем выше труба и чем меньше угол раскрытия дымового факела. Поэтому при высокой трубе особенно улучшаются условия в ближайшей к трубе зоне, так как дым при благоприятных метеорологических условиях перебрасывается через эту зону.
Вместе с тем высокая труба увеличивает радиус задымления, хотя и при более низких концентрациях. Зона максимального задымления находится в пределах расстояния, равного 10–40 высотам трубы при нагретых высоких выбросах и 5–20 высотам – при холодных и низких. В связи со строительством высоких труб (180–320 м) дальность влияния отдельных источников может составлять 10 км и более.
Таким образом, изложенное свидетельствует о том, что поведение загрязнений в приземном слое атмосферы подчиняется определенным закономерностям. Знание данных закономерностей позволяет теоретически рассчитать ожидаемые уровни концентраций атмосферных загрязнений для проектируемого промышленного предприятия в условиях конкретной местности. Такой подход дает возможность более точно обосновать размер СЗЗ, чем это позволяет санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.
Использование расчетных методов для обоснования размеров СЗЗ
Расчетные методы используются для уточнения размеров ориентировочных СЗЗ, регламентируемых санитарной классификацией предприятий, сооружений и иных объектов, с учетом климатогеографических характеристик территории дислокации объекта.
Наиболее простым расчетным методом коррекции размеров СЗЗ объекта, загрязняющего атмосферный воздух, является расчет с учетом многолетней повторяемости направлений ветров (розы ветров). Для этого используется формула, предложенная ГГО им А.И. Воейкова и НИИ промзданий:
l = lo × P / Po, где
l–необходимаяпротяженностьСЗЗсподветреннойстороны,вметрах; lo – ширина СЗЗ объекта, в метрах по санитарной классификации
(СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03);
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
52 |
Глава 4 |
|
|
P – среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба (направления), в%;
Po – повторяемость направления ветров одного румба, в%, при восьмирумбовой розе ветров Ро – 100 / 8 = 12,5%.
Необходимо помнить, что значения l и lо отсчитываются от согласованных точек отсчета ширины СЗЗ. Среднегодовая роза ветров, характеризуемая значениями Р для разных румбов, принимается по данным справочника по климату Российской Федерации, а при отсутствии необходимых данных в этом справочнике запрашивается в управлении Госкомгидромета по месту расположения объекта.
Проводим пример расчета СЗЗ для действующего нефтеперерабатывающего завода. Среднегодовая повторяемость ветров по румбам (Р) и протяженность санитарно-защитной зоны (l) приводятся в таблице 4.1. По СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 ширина ориентировочной СЗЗ lо = 1000 м.
Для тех направлений, где P≤Po, коррекцию величины СЗЗ не производят и принимают ее равной lo, т.е. 1000 м. Если же P>Pо, то по приведенной выше формуле производят расчет величины l.
Затем на ситуационном плане от промплощадки завода наносят 8 румбов и по направлению, противоположному каждому румбу, откладывают скорректированную величину l с учетом масштаба плана.
Санитарно-защитная зона, как правило, не имеет формы круга. В данном случае территория СЗЗ для нефтепереробатывающего завода будет иметь форму, представленную на рис. 4.2.
Более точно выполнить коррекцию границ ориентировочной СЗЗ позволяют математические модели рассеивания в приземном слое атмосферы загрязнителей от стационарных источников. Такие модели учитывают комплекспараметров,определяющихдальностьраспространениявредных веществ в воздухе, таких как климатические характеристики конкретной местности, рельеф местности, высоту выброса, эффективность работы очистных сооружений и др. (смотри раздел 4.1. пособия).
В историческом плане математические модели рассеивания прошли долгий путь совершенствования. Первые формулы для расчета ожидаемых концентраций атмосферных загрязнений от организованных источников выброса были предложены как за рубежом, так и у нас в стране в конце первой половины XX века. Наиболее известны формулы О.Г. Сеттона, К. Бозанке, И. Пирсона, Дж. Холланда, П.И. Андреева, С.А. Клюгина, И.Ф. Дергачева с соавт. и др. В нашей стране получила наибольшее распространение методика расчета П.И. Андреева. Однако расчеты по этим формулам давали значительные и непостоянные расхождения с фактическими концентрациями в реальных условиях. Введение различных эмпирических
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Использование расчетных методов |
|
|
|
|
|
53 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.1 |
||
|
Расчет коррекции СЗЗ нефтеперерабатывающего завода (Po = 12,5%) |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметры |
|
|
|
Румбы |
|
|
|
|
||
С |
СВ |
В |
ЮВ |
Ю |
ЮЗ |
З |
|
СЗ |
||
|
|
|
||||||||
P,% |
|
8 |
7 |
5 |
11 |
14 |
19 |
29 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l, км |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1,1 |
1,5 |
2,3 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поправочных коэффициентов в некоторые из названных формул не помогло достичь решения общей задачи надежного прогнозирования.
В 1963 году была утверждена (как временная) методика расчетов рассеивания в атмосфере выбросов золы и сернистого газа из дымовых труб электростанций, разработанная Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова при участии Института прикладной геофизики и Московского НИИ гигиены им Ф.Ф. Эрисмана.
Как видно из названия, эта методика позволяла проводить коррекцию границ СЗЗ только для узкой группы крупных источников загрязнения атмосферы – ГРЭС и теплоэлектроцентралей. В 1967 году были утверждены «Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ (пыли и сернистого газа), содержащихся в выбросах промышленных предприятий» – СН 369-67. Однако этот документ распространялся лишь на расчет горячих и высоких выбросов. В 1974 году были утверждены «Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ в выбросах предприятий» – СН 369-74. Математическая модель, приведенная в этих указаниях, распространялась на все виды выбросов промышленных предприятий, но давала существенные расхождения расчетных концентраций с реальными
вусловиях сложного рельефа местности.
Внастоящее время для расчетного обоснования границ СЗЗ применяется нормативный документ «Методика расчета концентраций
ватмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» – ОДН-86, утвержденный в 1986 году Госкомгидрометом СССР. Математическая модель, изложенная в этом документе, учитывает недостатки более ранних методик расчета рассеивания загрязнителей в атмосферном воздухе, перечисленные выше. ОНД-86 дает возможность рассчитать СЗЗ для объектов, имеющих единичный выброс или несколько компактно расположенных источников выброса, которые могут быть сведены в одну точку или на одну общую прямую. При этом можно рассчитать не только ожидаемые приземные концентрации загрязнителя в двухметровом слое над поверхностью земли, но и вертикальное распределение концентраций, что имеет
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
54 |
Глава 4 |
|
|
С
З |
В |
|
Ю
Рис. 4.2. Границы СЗЗ нефтеперерабатывающего завода.
особую ценность для обоснования СЗЗ в современных условиях так называемого уплотнения существующей планировочной структуры крупных городов с высотной многоэтажной застройкой.
Радиус действия математической модели ОНД-86 не превышает 100 км, что вполне достаточно для решения вопросов по гигиене планировки в отдельных населенных пунктах и даже в зонах мегаполисов. Однако для решения вопросов районной (региональной) планировки радиус действия этой модели является недостаточным. Для этой цели должны использоваться специальные методики расчета приземных концентраций вредных веществ на сверхдальних расстояниях от промышленных экономических зон источников загрязнения атмосферы. Рассмотрение таких моделей выходит за рамки задач этого учебного пособия.
Обоснование границы ориентировочной СЗЗ для источника загрязнения атмосферного воздуха расчетным путем по ОНД-86 требует наличия следующей исходной информации:
I.Данные по технологическому процессу
1. Число источников выброса.
2. Качественный состав выбрасываемой газовоздушной смеси по каждому источнику в атмосферу.
3. Масса каждого вредного вещества, выбрасываемого отдельным источником в атмосферу.
4. Высота каждого источника.
5. Размеры устья каждого источника выброса.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Использование расчетных методов |
55 |
|
|
6. Скорость выхода газовоздушной смеси из устья каждого отдельного источника выброса.
7. Температура газовоздушной смеси в каждом источнике.
8. Среднеэксплуатационные значения к.п.д. для всех газоочистных сооружений.
9. Данные о распределении частиц аэрозоля по размерам в атмосферных выбросах каждого источника.
10. График работы объекта в течение года (для котельных).
II. Характеристика района расположенного объекта
1. Фоновое загрязнение приземного слоя атмосферы по каждому вредному веществу, входящему в качественный состав выбросов объекта.
2. Картографическийматериал,характеризующийрельефместности.
3. Параметры многолетнего ветрового режима местности.
4. Средняя максимальная температура наружного воздуха в наиболее жаркий месяц года.
III. Гигиенические требования к составу атмосферного воздуха на границе СЗЗ
1. ПДК или ОБУВ для каждого вещества, входящего в качественный состав атмосферных выбросов объекта.
2. Перечень веществ в выбросах объекта, обладающих эффектом суммации и потенцирования биологического действия при совместном присутствии в атмосферном воздухе.
Основная формула расчета максимальной разовой концентрации вредного вещества в приземном слое атмосферы (См) для одиночного организованного источника выброса нагретых газов и отнесенная к 20минутной экспозиции имеет следующий вид:
CM |
= |
A M F m nη |
3, 3 |
, |
||||
H |
2 |
3 |
v1 |
∆T |
<3мг/м< |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в воздухе; М – количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу (г/с); Н – высота источника выброса над уровнем земли (м); v1 – объем выбрасываемой газовоздушной смеси (м3/с); Т – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси (Тг) и температурой окружающего воздуха (Тв) в градусах Цельсия, принимаемой по средней температуре самого жаркого месяца в 13 часов; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания взвешенных частиц в атмосфере – для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядочен-