Рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере
РАССЕИВАНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ
Совершенствование технологических процессов, применение высокоэффективных систем газовой очистки позволяют в значительной степени уменьшить размеры промышленных выбросов в воздушный бассейн. Однако полностью уловить пыле - и газообразные примеси в отходящих газах практически невозможно, часть загрязняющих веществ все равно выбрасывается в атмосферу. Для того чтобы концентрация загрязняющего вещества в приземном слое атмосферы не превышала ПДК, отходящие газы выбрасываются через высокие трубы с целью создания условий для их эффективного рассеивания.
Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу из труб, переносятся и рассеиваются в ней по-разному в зависимости от многих факторов. Они могут осаждаться на поверхности Земли, растительности, воды, вымываться из атмосферы осадками или улетучиваться в космическое пространство.
На процесс рассеивания оказывают влияние:
- 1. высота трубы, скорость газа в трубе, его температура и плотность, агрегатное состояние загрязняющих веществ; 2. метеорологические факторы; 3. рельеф местности; 4. характер расположения предприятий, высота, размеры производственных зданий, их взаимное расположение. 1. С увеличением высоты и скорости выброса эффективность рассеивания увеличивается, а концентрация примесей в приземном слое уменьшается. Поэтому трубы строят как можно выше. Для повышения скорости истечения газов из устья трубы применяют факельный способ выброса, который предусматривает наличие на конце трубы конфузора с направляющей насадкой для увеличения дальнобойкости выходящей струи.
Выброс рекомендуется производить на эффективную высоту ():
Где высота трубы от поверхности земли;
Высота подъема струи загрязненного воздуха над устьем трубы или факельной насадки за счет скорости при выходе в устье и разности температур. Эта величина зависит от начальной скорости и количества газовоздушной смеси в устье трубы, разности температур газов и атмосферного воздуха, диаметра устья трубы и скорости ветра.
2. К метеорологическим факторам относятся скорость ветра, температура и влажность атмосферного воздуха, атмосферное давление. Наибольшее значение имеют данные об изменении метеоусловий в приземном слое воздуха до высоты 50 - 250 м над поверхностью Земли. Горизонтальное перемещение загрязняющих веществ определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное - распределением температуры воздуха в вертикальном направлении вблизи трубы.
В атмосфере выбрасываемые отдельные частицы или группы частиц движутся благодаря молекулярной и турбулентной диффузии. Рассеивание газовой струи за счет молекулярной диффузии незначительно.
Ветер, представляющий собой турбулентное движение воздуха над поверхностью Земли, является основным метеорологическим фактором, влияющим на распространение загрязняющих веществ. Его скорость возрастает с увеличением перепада атмосферного давления.
Температурная стратификация атмосферы также влияет на уровень приземной концентрации загрязняющих веществ. Способность поверхности Земли поглощать или излучать тепло влияет на вертикальное распределение температуры, называемое стратификацией. Температурный градиент составляет примерно 6,5 ° на 1 км подъема вверх. Но в реальных условиях наблюдается состояние атмосферы, характеризующееся отклонением от температурного градиента. Оно носит название температурной инверсии. Различают приземные и приподнятые инверсии. Приземные инверсии характеризуются отклонениями температурного градиента непосредственно у земли, а приподнятые - появлением более теплого слоя воздуха на некоторой высоте. Толщина инверсионного слоя и высота инверсии могут меняться. В инверсионных условиях ослабляется инверсионный обмен, что ведет к ухудшению рассеивания промышленных выбросов и накоплению вредных веществ в приземном слое атмосферы.
- 3. Рельеф местности даже при наличии сравнительно невысоких возвышенностей существенно изменяет микроклимат в отдельных районах, а также характер рассеивания загрязняющих веществ. Например, на пересеченной местности в понижениях рельефа образуются застойные, плохо проветриваемые зоны с высокой концентрацией загрязняющих веществ. 4. В условиях промышленной застройки движение отдельных частиц или их групп происходит иначе, чем в свободной атмосфере. Здания, находящиеся в набегающем потоке, вызывают изменения в полях скоростей воздушного потока и искажают его. Над зданием скорость движения ветра значительно увеличивается, а за зданием снижается и на некотором расстоянии от него достигает первоначального значения. На наветренных поверхностях здания создаются избыточные давления, а на заветренных - разрежения. Кроме того, над промышленной площадкой возникают восходящие токи воздуха за счет производственных тепловыделений и большого восприятия солнечного тепла кровлями зданий, мощеными дорогами и проездами.
Аэродинамическая тень - плохо проветриваемая зона, в которой возможна замкнутая циркуляция воздуха. Она образуется при обтекании здания потоком воздуха. Перед зданием с наветренной стороны образуется зона подпора. Аэродинамические картины обтекания узких и широких зданий воздушным потоком существенно различаются, что влияет на распределение концентраций загрязняющих веществ (рис 1). На рис. 1 высота здания обозначена как. К узким относят здания шириной (В) менее чем 2,5, к широким - В>2,5В зависимости от типа зданий и характера застройки при обтекании их ветром возникают различные по размерам циркуляционные зоны.
Рис. 1 Размеры циркуляционных зон, возникающих при обтекании зданий воздушным потоком: А) И б) - соответственно узкого и широкого отдельно стоящего здания; В) - группы с первым по току узким зданием; Г) - Группы с первым по току широким зданием; 1 - зона подпора; 2 - 5 - циркуляционные зоны (2 - единая, 3 - наветренная, 4 - заветренная, 5 - межскоростная)
При обтекании воздушным потоком узкого здания над и за ним возникает единая циркуляционная зона, распространяющаяся от заветренной стороны здания на расстояние шести его высот (6). Высота этой зоны в среднем составляет 1,8 (рис. 1, А).
Ри обтекании воздушным потоком широкого здания над ним возникает наветренная циркуляционная зона длинной 2,5 и высотой 0,8 , а за ним - заветренная длинной 4 и высотой около (рис. 1, Б).
При обтекании воздушным потоком группы зданий между двумя смежными зданиями возникает межкорпусная циркуляционная зона длиной до 10, если первое по потоку здание узкое, и до 8, если первое по потоку здание широкое (рис. 1, В, г). При больших расстояниях между корпусами зданий их можно рассматривать как отдельно стоящие.
Низкими называются источники выбросов, которые загрязняют циркуляционные зоны зданий. Максимальная высота источника, при которой он влияет на загрязнение этих зон, определяется по формулам:
- для узкого отдельно стоящего здания ;
- - для широкого отдельно стоящего здания ; - для группы зданий,
Где - расстояние от источника, расположенного в пределах крыши, до заветренной стороны здания;
- расстояние между зданиями.
Источники, из которых производится выброс загрязняющих веществ на высоте, превышающей, не загрязняют циркуляционные зоны над и за зданием (высокие источники).
Рассеивание выбросов от высоких и низких источников загрязнения имеет существенное различие.
Для низких источников выбросов наиболее неблагоприятным является сочетание приземной инверсии со слабым ветром (0 - 1 м/с). Особенно сильное загрязнение происходит при холодных выбросах, когда приподнятая инверсия, расположенная непосредственно над источником, сопровождается слабым ветром, близким к штилю. загрязнение рассеивание выброс очистка
К наиболее опасным условиям загрязнения атмосферного воздуха для высоких источников относятся: приподнятая инверсия, нижняя граница которой находится над источником выбросов, увеличивающая максимальную приземную концентрацию на 50 - 10 %; штилевой слой, расположенный ниже источника выбросов, когда на уровне выбросов скорость движения ветра в 1,5 - 2 раза превышает величину скорости самого выброса (при опасных скоростях ветра от 1 до 7 м/с).
Концентрации загрязняющих веществ в приземном слое при высоких источниках и опасных условиях возрастают от минимальных у трубы до максимальных на некотором расстоянии и затем опять постепенно снижаются (рис. 2). Для высоких источников характерны большие расстояния распространения загрязнений (до 5 - 10 км).
Рис. 2 Схема рассеивания и распределения концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы под факелом высокого и мощного источника выброса: 1 - максимальная концентрация загрязняющих веществ; 2 - расчетные концентрации загрязняющих веществ в соответствии с ОНД - 86
На рис. 2 выделено несколько зон с разной приземной концентрацией загрязняющих веществ. Зона переброса факела - это расстояние между источником высокого выброса и началом приземления дымового облака за счет переноса воздушными массами и постепенного расширения факела. Зона неорганизованного загрязнения находится вблизи от здания предприятия и возникает за счет неорганизованных источников выброса. Зона задымления - это расстояние, на котором возможно обнаружение максимального для данного источника выброса содержания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, создаваемого по направлению ветра значительно рассеянным и приблизившимся к поверхности Земли дымовым факелом. Эта зона в зависимости от метеорологических условий определяется расстоянием, равным 10 - 40 высотам трубы.
При разработке проектов на строительство и реконструкцию предприятий в соответствии с санитарными и строительными нормами производят расчет возможного загрязнения атмосферного воздуха технологическими и вентиляционными выбросами. Расчеты ведут в соответствии с требованиями, указанными в ГОСТ 17.2.3.02-78, СНиП 1.02.01-85 и ОНД-86.
В результате расчета рассеивания загрязняющих веществ от высоких источников выбросов выявляется возможная наибольшая концентрация загрязняющих веществ, которая может устанавливаться на некотором расстоянии от источника в приземном слое атмосферы при неблагоприятных метеорологических условиях. Она не должна превышать максимально разовой ПДК данного вещества. Расчет рассеивания ведут для доминирующего загрязняющего вещества в составе выбросов. В случае превышения ПДК должны быть приняты меры по уменьшению концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе при рассеивании выбросов.
Похожие статьи
-
Расчет загрязнения атмосферы вредными веществами - Расчет загрязнения атмосферы и гидросферы
Вариант №5 Одной из главных задач природоохранной деятельности является определение нормативов воздействия на окружающую среду, в пределах которых...
-
Таблица 3.1 - Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу Параметры выбросов загрязняющих веществ для расчета ПДВ Таблица 4.1 - Параметры...
-
Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно-защитной зоны
Введение Республика Казахстан на данный момент является страной с рыночными отношениями и развивающейся промышленностью. Промышленность нашего...
-
Исходные данные для расчета : Масса выброса 2 г/с, температура газовоздушной смеси 50°С, диаметр устья 0,6 м, высота источника 10 м, скорость выброса 20...
-
Чтобы получить информацию о пространственной изменчивости концентраций вредных веществ в воздухе и по экспериментальным данным составить карту...
-
Миграция радионуклидов в атмосфере - Миграция токсических веществ в природе
Наиболее опасным следствием аварии на ЯЭУ является выход в окружающее пространство радиоактивных продуктов реакций деления ДВ (делящегося вещества)...
-
Загрязнения атмосферного воздуха промышленными выбросами - Выбросы вредных веществ в атмосферу
Предприятия металлургической, химической, цементной и других отраслей промышленности выбрасывают в атмосферу пыль, сернистые и другие вредные газы,...
-
Сведения об основных загрязняющих веществах в Торжокском районе и источниках их поступления Бенз(а)пирен (С20Н12) - полициклический ароматический...
-
Рассеивание выбросов в атмосферу - Охрана воздушного бассейна
На тепловых электростанциях и металлургических заводах сооружают дымовые трубы. У дымовой трубы два назначения: 1 - создавать тягу и тем самым заставлять...
-
Максимальная приземная концентрация вредных веществ - СМ, мг/м3, при рассеивании нагретой газовоздушной смеси из одиночного точечного источника (трубы) с...
-
ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ, ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА - Атмосфера. Проблемы загрязнения
ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА Хочется начать с обзора факторов, приводящих к ухудшению состояния атмосферы - одной из важнейших составляющих биосферы....
-
Рисунок 6.1 - Карта - схема с изолиниями рассеивания марганца и его соединения Рисунок 6.2 - Карта - схема с изолиниями рассеивания диоксида азота...
-
Программой мониторинговых наблюдений за составлением атмосферы на стационарных постах предусматривается измерение концентраций пыли, оксидов серы, азота,...
-
Для существенного снижения уровня загрязнения воздуха в районе расположения проектируемого объекта в подразделе проекта должны быть подготовлены и...
-
Расчет предельного допустимого выброса (ПДВ) вредных веществ в атмосферу необходимо осуществлять согласно ОНД -86 по формуле: ПДВ =, (г/с) (19) Где ПДК М...
-
Оценка существующего состояния загрязнения атмосферного воздуха включает: 1. оценку фонового загрязнения атмосферы; 2. оценку самоочищающейся способности...
-
Выброс бенз(а)пирена, поступающего в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год), рассчитывается по уравнению: Мбп=-Vcr-Вр-kп, (1.15) Где Сбп - массовая...
-
Распространение кислотных веществ в атмосфере. - Кислотные дожди
Загрязняющие вещества, выделяющиеся из источников, близких к поверхности Земли, естественно, не задерживаются на одном месте, а распространяются в...
-
Соединяясь с водой, оксиды серы образуют серную и сернистую кислоты, которые, взаимодействуя с пылевыми частицами, образуют сульфаты и сульфиды....
-
Основные загрязняющие вещества Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот...
-
Важным элементом системы экономического механизма природопользования в Украине являются платежи за загрязнение окружающей природной среды (ОПС). Платежи...
-
Под санитарно - защитной зоной (СЗЗ) понимают площадь земли, которая отделяет промышленное предприятие от селитебной зоны (жилых массивов или отдельно...
-
Химическое загрязнение атмосферы, Основные загрязняющие вещества - Загрязнение атмосферы
Основные загрязняющие вещества Свой контрольную я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих...
-
Приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК - такие концентрации, которые на человека и его...
-
ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ, Основные загрязняющие вещества - Загрязнения атмосферы
Основные загрязняющие вещества Свой контрольную я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих...
-
Расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха производится предприятием на основании нормативов платы, установленных согласно Постановлению...
-
Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С Max (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым...
-
Основные загрязняющие вещества - Защита воздушной среды от загрязнений
Загрязнение воздуха - результат выбросов загрязняющих веществ из различных источников. Причинно-следственные связи этого явления нужно искать в природе...
-
Проведенный расчет позволяет сделать следующие выводы: Максимальная приземная концентрация вредного вещества от источника выбросов при неблагоприятных...
-
Приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК - такие концентрации, которые на человека и его...
-
Атмосферный воздух и действие загрязняющих веществ на растения Воздушная оболочка Земли выполняет многочисленные функции. Она служит средой обитания и...
-
Нормирование загрязняющих веществ в почве - Предмет и задачи экологии
Нормирование загрязняющих веществ в почве имеет три направления: во-первых, нормирование содержания ядохимикатов в (корнеобитаемом) слое почвы...
-
Расчет выбросов загрязняющих веществ автотранспортом Выброс 1 - го вредного вещества автотранспортным потоком ( MLi) определяется для конкретной...
-
На ОАО "АК ОЗНА" в атмосферный воздух от организованных и неорганизованных источников в процессе сжигания природного газа через электрические котельные,...
-
Загрязнение атмосферы выбросами транспорта - Выбросы вредных веществ в атмосферу
Большую долю в загрязнении атмосферы составляют выбросы вредных веществ от автомобилей. Общее количество транспортных средств, включая легковые...
-
Специалисты архитекторы должны владеть существующими методами оценки антропогенного воздействия на окружающую среду, учитывать воздействие загрязнителей...
-
Вертикальное рассеивание примеси в пространстве При моделировании процесс переноса примеси концентрации веществ в пространстве рассматривается как...
-
Методы расчета распространения вредных примесей в атмосфере - Воздействие предприятия на атмосферу
Применяемые в настоящее время на производствах технологические решения обусловливают необходимость организации систем утилизации газообразных и...
-
Источники загрязнения атмосферы - Выбросы вредных веществ в атмосферу
К природным источникам загрязнения относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли,...
-
Котельные являются наиболее распространенными источниками загрязнения атмосферного воздуха среди предприятий железнодорожного транспорта (на их долю...
Рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере