Задание на контрольную работу № 1

Вариант № 7.

Предприятие № 7 имеет два источника выбросов в

атмосферу:

  1) труба высотой 26 м и диаметром 2.1 м

       температура ГВС 135 град. С

        выбрасывает в атмосферу:

        сажа                              9.8 г/с

        анилин                          3.4 г/с

        фенол                           0.9 г/с

        двуокись азота           1.6 г/с

2) труба, расположенная в 200 м западнее первой:

         высота 31 м, диаметр 1.7 м

         температура ГВС 73 град. С

         выбрасывает в атмосферу

         сажа                           13.0 г/с

         ацетон                        7.7 г/с

Реальная скорость ветра 7.7 м/с

Задание на контрольную работу № 1

1. Определить максимально возможную концентрацию См загрязняющего вещества, которая может быть достигнута в атмосферном воздухе города при самых неблагоприятных метеорологических условиях.

2. Определить наиболее опасную скорость ветра, при которой может быть достигнута максимальная концентрация.

3. Построить графики зависимости концентраций всех загрязняющих веществ от расстояния до источника выбросов (до труб предприятий). На графиках провести линии ПДК - предельно допустимой концентрации.

4. По графикам сделать вывод о влиянии предприятия на окружающую среду, т.е. сравнить полученные значения концентраций веществ с величинами их ПДК.

5. Определить расстояния (по две точки для каждого графика), на которых концентрация равна ПДК, т.е. определить зону (в виде кольца вокруг трубы) повышенного влияния предприятия на окружающую среду. Определить расстояние, на котором влияние предприятия практически отсутствует (дальнюю точку, на которой концентрация равна 0.1´ПДК).

6. Сформировать таблицу значений ИЗА в центрах 25 геоквантов.

7. Выявить зоны экотоксикологической опасности

 

Решение.

Расчет уровня максимальной концентрации вещества в воздухе (С_m) выполняется по формуле:

                      

где А - безразмерный коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (Таблица 1); М (г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (см. Приложение); m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из источника; Н (м) - высота источника над уровнем земли; Г - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в данной работе принять Г=1); dТ (град) - разность между температурой выбрасываемой смеси (Тг) и температурой окружающего воздуха (То =27.4^оС); V1 (м³/с) -расход газовоздушной смеси.

Температура окружающего воздуха То =27,4^оС Разность температур между температурой ГВС и окружающим воздухом равна

 для первого источника

 для второго источника.

Расход газовоздушной смеси V1 определяется по формуле:

,                                     

где D (м) - диаметр источника выбросов, (трубы); Omo (м/с) - средняя скорость выхода газовоздушной смеси (дыма) из устья источника. Если данных по величине Omo нет, то принимается Omo= 7 м/с.

Для первого источника:

,

Для второго источника:

А- безразмерный коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы,

для Дальнего Востока равен 200.

 

Коэффициенты m и n определяются в зависимости от параметров f и V_m, которые рассчитываются по нижеприведенным формулам.  

                                  

- высота источника над уровнем земли;

- расход ГВС.

Для первого источника

 

Для второго источника

 

Т.к. у обоих источников  то коэффициент m определяется по одной и той же формуле:

Для первого источника:

Для второго источника:

Коэффициент n рассчитывается по формулам:

 

Для первого источника он будет равен 1, т. к. .

Для второго источника рассчитаем n по формуле

Подставив все вычисленные параметры в формулу для расчета уровня максимальной концентрации вещества в воздухе.

Первый источник

 

Второй источник:

 

Определим расстояния Хm (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м) достигает максимального значения См (мг/с), по формуле:                    

,                                  

где безразмерный коэффициент d при f < 100 определяется по формуле:

            

При    значения d находят по формулам:

                                      

 

Для первого источника f < 100 и , значит коэффициент d рассчитаем по формуле:

 

Для второго источника f < 100 и , значит коэффициент d рассчитаем по формуле:

 

Для первого источника:

Для второго источника:

 

Основными метеорологическими факторами, влияющими на концентрацию вредных веществ в атмосферном воздухе, являются скорость и направление ветра. Если f < 100, то определение опасной скорости ветра U m (м/с), при которой достигается на расстоянии Хm (м) от источника выбросов максимально возможное значение концентрации вредного вещества (См), рассчитывается по формуле:  

   

Для первого источника ,

Для второго источника ,

При опасной скорости ветра Um приземная концентрация вредных веществ С (мг/м³) в атмосферном воздухе на различных расстояниях Х (м) от источника выбросов определяется по формуле:      

                                                                       

где S1 - безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения Х/Хm:  

 

Результаты вычислений:

1-я труба	Сажа,
	X	25	50	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	2000	3000	4000	5000	10000	25000	50000	100000
	Х/Хm	0,08017832	0,160357	0,320713	0,641427	0,9621398	1,28285307	1,60356633	1,92428	2,244993	2,565706	2,886419	3,207133	6,414265	9,621397989	12,828531	16,035663	32,071327	80,178317	160,35663	320,7132663
	S1	0,0345719	0,123282	0,38498	0,86518	0,99978909	0,93085129	0,84689537	0,762807	0,682697	0,608912	0,542465	0,483497	0,177993	0,081066422	0,0377429	0,0234128	0,0064661	0,0012515	0,0003446	0,00009121
	C	0,03169552	0,113025	0,35295	0,793197	0,91660664	0,85340447	0,77643368	0,699341	0,625897	0,55825	0,497332	0,44327	0,163184	0,074321696	0,0346027	0,0214649	0,0059282	0,0011474	0,000316	0,000084
	Анилин,
	X	25	50	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	2000	3000	4000	5000	10000	25000	50000	100000
	Х/Хm	0,06013374	0,120267	0,240535	0,48107	0,72160485	0,9621398	1,20267475	1,44321	1,683745	1,92428	2,164815	2,405349	4,810699	7,216048492	9,621398	12,026747	24,053495	60,133737	120,26747	240,5349497
	S1	0,01999605	0,073497	0,245852	0,658581	0,93171375	0,99978909	0,95115007	0,889224	0,825692	0,762807	0,702197	0,644925	0,281896	0,145444693	0,0853475	0,0560742	0,017889	0,0054923	0,002523	0,001210047
	C	0,00318137	0,011693	0,039115	0,10478	0,14823566	0,15906644	0,15132798	0,141476	0,131368	0,121363	0,11172	0,102608	0,04485	0,023140251	0,0135788	0,0089214	0,0028461	0,0008738	0,0004014	0,000192519
	Фенол,
	X	25	50	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	2000	3000	4000	5000	10000	25000	50000	100000
	Х/Хm	0,06013374	0,120267	0,240535	0,48107	0,72160485	0,9621398	1,20267475	1,44321	1,683745	1,92428	2,164815	2,405349	4,810699	7,216048492	9,621398	12,026747	24,053495	60,133737	120,26747	240,5349497
	S1	0,01999605	0,073497	0,245852	0,658581	0,93171375	0,99978909	0,95115007	0,889224	0,825692	0,762807	0,702197	0,644925	0,281896	0,145444693	0,0853475	0,0560742	0,017889	0,0054923	0,002523	0,001210047
	C	0,00084183	0,003094	0,01035	0,027726	0,03922515	0,04209112	0,04004342	0,037436	0,034762	0,032114	0,029562	0,027151	0,011868	0,006123222	0,0035931	0,0023607	0,0007531	0,0002312	0,0001062	0,000051
	Двуокись азота,
	X	25	50	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	2000	3000	4000	5000	10000	25000	50000	100000
	Х/Хm	0,06013374	0,120267	0,240535	0,48107	0,72160485	0,9621398	1,20267475	1,44321	1,683745	1,92428	2,164815	2,405349	4,810699	7,216048492	9,621398	12,026747	24,053495	60,133737	120,26747	240,5349497
	S1	0,01999605	0,073497	0,245852	0,658581	0,93171375	0,99978909	0,95115007	0,889224	0,825692	0,762807	0,702197	0,644925	0,281896	0,145444693	0,0853475	0,0560742	0,017889	0,0054923	0,002523	0,001210047
	C	0,0014977	0,005505	0,018414	0,049328	0,06978536	0,0748842	0,07124114	0,066603	0,061844	0,057134	0,052595	0,048305	0,021114	0,010893808	0,0063925	0,0042	0,0013399	0,0004114	0,000189	0,000091
2-я труба	Сажа,
	X	25	50	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	2000	3000	4000	5000	10000	25000	50000	100000
	Х/Хm	0,08671523	0,17343	0,346861	0,693722	1,04058273	1,38744364	1,73430454	2,081165	2,428026	2,774887	3,121748	3,468609	6,937218	10,40582726	13,874436	17,343045	34,686091	86,715227	173,43045	346,8609088
	S1	0,04007035	0,141451	0,431447	0,911476	0,99056282	0,90381925	0,8123561	0,72294	0,639723	0,564718	0,49848	0,440707	0,155728	0,06406655	0,03168816	0,02003505	0,00562489	0,00108422	0,00029706	0,00007833
	C	0,04755549	0,167874	0,512041	1,081739	1,17559995	1,07265269	0,96410422	0,857985	0,759223	0,670207	0,591596	0,523031	0,184818	0,076034182	0,0376075	0,0237776	0,0066756	0,0012867	0,0003525	9,29647E-05
	Ацетон,
	X	25	50	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	2000	3000	4000	5000	10000	25000	50000	100000
	Х/Хm	0,06503642	0,130073	0,260146	0,520291	0,78043704	1,04058273	1,30072841	1,560874	1,82102	2,081165	2,341311	2,601457	5,202914	7,804370447	10,405827	13,007284	26,014568	65,03642	130,07284	260,1456816
	S1	0,02323139	0,084767	0,27895	0,717303	0,96463333	0,99056282	0,9262703	0,858191	0,789605	0,72294	0,659806	0,601133	0,250048	0,12670909	0,0736113	0,0485633	0,0159885	0,0050131	0,0023181	0,001115346
	C	0,00816583	0,029796	0,098051	0,252132	0,33906862	0,34818283	0,32558401	0,301654	0,277546	0,254113	0,231922	0,211298	0,087892	0,044538245	0,0258744	0,01707	0,00562	0,0017621	0,0008148	0,000392044

Построим графики зависимости концентраций всех загрязняющих веществ от расстояния до источника выбросов (до труб предприятий). На графиках проведем линии ПДК - предельно допустимой концентрации.