Влияние состояния атмосферы на распространение вредных веществ
Атмосфера – слой воздуха прилегающий к поверхности земли. Основное количество воздуха находится в нижней части слоя. Атмосфера делится на несколько слоёв: 1) 11км – тропосфера (температура падает на 0,65 каждые 100м вверх) 2) 40 – 50км - стратосфера температура увеличивается.
Состав воздуха: N2-78% ; O2-21% ; CO2-0,03%.
В тропосфере содержится 75% воздуха атмосферы, в ней содержится большая часть водяного пара, что определяет все влияния погоды!
Схема строения атмосферы Схема нижнего слоя
Стратосфера 40 км пограничный слой 1000м
Тропосфера 11 км приземный слой 40-70м
Земля 0 км земля 0 м
Изменяются и другие параметры атмосферы помимо температуры и состава воздуха, установлено, что изменение скорости происходит по логарифмическому закону.
В тропосфере происходят изменения плотности и давления по высоте. Значения этих параметров определяются из уравнения газового состояния. Изменение давления на верхней границе тропосферы составляет более 0,2 на приземном слое. Аналогичные данные для плотности воздуха и на верхнем слое составляет 0,3 первоначального значения.
Движение воздуха у поверхности земли имеет турбулентный характер и сопровождается турбулентными пульсациями в направлении перпендикулярном основному потоку, характеризуется пульсационной составляющей скорости. Значение этих составляющих зависит от скорости основного потока, которую называют ещё скоростью ветра, кроме того заначение пульсационной составляющей зависит от состояния атмосферы.
Состояние атмосферы определяется изменением температуры по высоте, это явление называют температурной стратификацией (расслоением).
Оценка состояния атмосферы производится по величине адиабатного градиента температуры (
Для идеального газа подъёма, в реальных условиях может принимать отрицательные значения. В зависимости от соотношения фактического и адиабатического градиентов температуры распознают несколько состояний атмосферы:
1)нейтральное объём выбрасываемой из источника вредности принимает температуру равную температуре окружающего воздуха, и не будет возникать дополнительных перемещений за счёт разности архимедовых сил.
2)Неустойчивое возникающая архимедова сила будет способствовать перемещению облака вредности вверх или вниз будут увеличиваться турбулентные пульсации
3)Устойчивое возникающие архимедовы силы будут стремится вернуть объём вредности в первоначальное положение
4)Инверсия вредность прижимается к поверхности земли
В расчётах рассеивания характер распределения облака вредных веществ оценивается с помощью коэффициента температурной стратификации (А). значение этого коэффициента приводится в нормативном документе ОНД в зависимости от географического положения А=140…270
Основное перемещение воздушных масс происходит под действием ветра.
Ветер явление переменное его скорость значительно меняется по времени и направлению. Преобладающее направление ветра приводится в СНиП – это то направление, повторяемость ветров по которому максимальная.
В зависимости от состояния атмосферы выделяют несколько форм развития облака ВВ.
1. Волновой (точка касания земли приближается к источнику, наблюдается в дневное время при ясной погоде)
2. Конусообразный ( при нарастании температуры с высотой, условие рассеивания ухудшается, касание земли далеко, ночью когда нет ветра наблюдается)
3. Задымляющее ( при снижении температуры в низу и нарастании вверху)
4. Веерообразное (при адиабатическом коэффициенте меньше фактического, при облачной ветреной погоде, вредность уносится на большие расстояния
5. Приподнятое ( в низу температура нарастает в верху снижается, самый лучший случай)
3 вопрос «Основы расчёта распространения вредных веществ в атмосфере»
Классификация: 1)По назначению (технологические, вентялиционные); 2)По организации отвода ВВ (организаванные, неорганизованные); 3)По высоте (высокие,низкие); 4)По геом. Форме(высокие,низкие); 5)По темпер.выбрас.смеси(нагретые,холодные); 6)По времени действия(постоянные,периодические).
3.1 Одиночные источники: Хм-расст. на котором происх. касание; С-консентрация ВВ (мг/м3); См-макс.конц; Хм-десятки высот ист; Сх≈1/Н,М,1/V,1/Х
Основные расчётные зависимости : См= -Для нагретых выбросов!
M-кол-во ВВ (г/с);m, n –коэф. учит-ие условия выброса;A-температурный коэф.(геом. полож. объекта);H-Высота ист.ВВ(м);V-объём ВВ (м3/с);T-разница между темп. смеси и окр. воздуха;F-коэф. учит-ий условие очистки
После расчёта См определяют расстояние на котором эта концентрация наблюд-ся (Хм) Принято считать что концентр у ист. =0
Схема распределений концентрации у земли: Сх= S1*Cм; S1-коэф-т изменения С по оси ох Концентрация в любой точке: Сху=Сх* S2=S1*S2*См
Полученное значение сопоставляется с допустимым и затем делается вывод выполняется ли условие рассеивания. Условие рассеивания: 1) Для одиночных ИВВ при отсут. фонового загрязнения Сх≤ПДК; 2 ) При наличии фонового загрязнения Сх≤(ПДК-Ф), где Ф-фоновое загрязнение (мг/м3),ПДК- предельно допустимая концентрация
Для ИВВ необлад. сумац действия разнородн ВВ: Схi≤(ПДКi-Фi ) Для ИВВ облад. сумац действия разнородн ВВ:∑ Схi/(ПДКi-Фi )≤1
После выполнения или невыполнения условий рассеивания выполняются мероприятия по снижению уровня загрязнения.
3.2 От групп источников:
Ситуационный план :
РТ-расчётная точка,распологается там где нужно знать концентрацию вредного вещ-ва. Простое сложение конц. Не явл правильным так как у каждого ист различное значения опасной скорости ветра. Тогда находят средневзвешанную опасную скорость ветра: Ucp= ; где Ucp-средневзвеш опасн ск ветра; Ui-опасн ск аетр итого ист; Cmi-макс конц итого ист
Опасная скорость ветра итого источника зависит от другого параметра Ui= – зависит от объёма выброса, от высоты ист, от избыт температуры. Затем рассчитывается конц ВВ с учётом изменения опасной скорости ветра Смм=См*r, где r=Ucp/Ui-поправочный коэф. На изменение скорости ветра. = Такие расчёты для групп ист осущ-ся с помощью компьют программ.
3.3 Учёт влияния застройки:
При обтекании здания ветровым потоком вблизи здания образуются вентялиционные зоны
Методика расчёта: 1) Построение границ циркуляционных зон hi=f(Hзд,Lм,Lд), h-высота произвольной точки; 2) Построение схемы расположения ИВВ; 3)Вывод о том расположен ли источник в тени или нет (* при расположении в зоне 2 выше границ тени расчёт продолжается); 4) Находим См без учёта влияния застройки; 5) См , , , - учитывает изменение структуры ветрового потока; S-коэф учит изменение турбул; -учит колебания ветрового потока; - учит протяжение циркуляц зон. Влияние застройки приводит так жек уменьшению макс концентрации с изменением координаты точки 6) Хм -координата точки с максимальной концентрацией, приближ к объекту
График изменения концентр ВВ:
Санитарно-защитные зоны
Санитарно-защитные зоны-пространства между предприятиями или обьектами загрязнения и зонами жилой застройки.
Для установления санитарно защитной зоны(СЗЗ) составляем перечень классов предприятий по СанПин СЗЗ .
5 классов по степени возведения выделяющихся вредных веществ:
I-1000м
II-500м
III-300м
IV-100м
V-50м
График изменения концентрации загрязнения
В настоящее время допускается застройка санитарной зоны объектами более высокого класса