2. Расчет приземной концентрации загрязняющих веществ поступающих в атмосферу от точечного источника

В настоящее время одна из основных мер предотвращения загрязнения атмосферы – строительство газоочистных сооружений и устройств. При этом каждое такое очистное сооружение характеризуется определенной степенью очистки газовоздушной смеси от вредных веществ. Определение степени очистки газовоздушной смеси (т.е. допустимой интенсивности выброса загрязняющего вещества при условии сохранения качества воздуха за пределами санитарно-защитной зоны) является важной производственной задачей.

Для решения этой задачи каждым предприятием осуществляется расчёт предельно допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу. При расчёте ПДВ определяется максимальная приземная концентрация загрязняющего вещества и расстояние от трубы завода, на которой она будет наблюдаться . Затем рассчитанные величины сравниваются с ПДК. Если > ПДК, тогда в технологические характеристики выброса вносятся коррективы и выполняются мероприятия по снижению значения .

Расчет ПДВ базируется на следующих положениях:

• на рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере влияют метеорологические параметры: скорость и направление ветра, температурная стратификация атмосферы, температура атмосферного воздуха;

• максимальная приземная концентрация от данного источника загрязнения, возникающая при неблагоприятных метеорологических условиях (при опасной скорости и направлении ветра, высокой температуре атмосферы) не должна превышать ПДК за границей санитарно-защитной зоны;

• приземная концентрация загрязняющих веществ зависит от параметров источника выброса и состава пылегазовоздушной смеси.

Приземная концентрация загрязняющих веществ (ЗВ) напрямую зависит от процесса рассеивания ЗВ в атмосфере.

Механизм рассеивания ЗВ в атмосфере показан на рисунке 1.

Пусть в начальный момент времени ЗВ, выбрасываемое трубой (точечным источником), имеет вид клуба дыма. Если это вещество тяжелее воздуха, оно будет оседать на землю. Если ЗВ – газ, то в этом случае скорость и направление движения ЗВ будут совпадать со скоростью и направлением перемещения воздуха. Чаще всего вентиляционные и промышленные выбросы и представляют собой смесь воздуха с относительно малым количеством ЗВ для которой проявляется вышеуказанная закономерность.

Р и с. 1 – Распределение концентраций загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосфере.

ИЗА – источник загрязнений, высотой H_r;

 - угол раскрытия факела,

C^M- максимальная концентрация ЗВ в приземном слое;

C¹ - концентрация ЗВ по вертикали факела;

C^X -концентрация ЗВ по факелу выброса;

I, II, III – зоны загрязнения

Изменение концентрации ЗВ вдоль распространения струи газовоздушной смеси зависит от её высоты и интенсивности перемешивания. На некотором расстоянии от трубы всегда образуется область максимальной концентрации загрязняющего вещества. Расстояние от основания трубы до этой области тем меньше, чем интенсивнее перемешивание и чем ниже труба.

Начальная точка соприкосновения струи с поверхностью земли является началом зоны загрязнения. За этой точкой концентрация ЗВ начинает нарастать, что обусловлено выпадением ЗВ, достигающих поверхности земли в данный момент, а также примесями, ранее достигшими земной поверхности и продолжающими своё движение по направлению ветра.

На каком-то расстоянии концентрация ЗВ на поверхности земли достигает максимального значения, а затем начинает уменьшаться. Максимальная концентрация ЗВ прямо пропорциональна производительности источника и обратно пропорциональна квадрату его высоты над землёй.