Лабораторная работа №2. Исследование метеорологических условий на рабочих местах

Безопасность жизнедеятельности человека

 

 

Лабораторный практикум для студентов

всех специальностей

 

Часть 2

 

 

 

 

Могилев 2020

 

УДК 614.876

ББК 68.9

З 40

 

Лабораторный практикум предназначен для проведения занятий со  студентами всех специальностей при изучении дисциплин «Безопасность жизнедеятельности человека» и «Защита населения и объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиаци­онная безопасность».

 

Учебное издание

 

Безопасность жизнедеятельности человека

Содержание

 

1 Лабораторная работа № 1. Зоны рассеивания …………………	4
2 Лабораторная работа №2. Исследование метеорологических условий на рабочих местах ………………………………………………	10
3 Лабораторная работа № 3. Организация обучения и контроль знаний по вопросам охраны труда.……………………………………….	27
4 Лабораторная работа №4. Исследования и расчет энергоэффективности источников электрического освещения ……….	36
Список литературы …………………………………………………..	41
Приложение А...………………………………………………………	42

 

Лабораторная работа № 1. Зоны рассеивания

 

Цель работы:

–  изучить методику расчета максимальной приземной концентрации параметров загрязняющих веществ, расстояния и опасной скорости ветра, при которой она наблюдается;

–  выполнить расчет максимальной концентрации примеси, расстояния и опасной скорости ветра от одиночного источника с круглым устьем.

 

Общие положения

Загрязнением атмосферы считается изменение ее состава в результате поступления газообразных, жидких и твердых примесей. За относительно чистый можно принимать такой воздух, в котором количество вредных примесей не превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) и который не оказывает существенного отрицательного влияния на растительные и животные организмы.

Как основные источники загрязнения атмосферы выделяют природные и искусственные загрязнители.

Природные (естественные)загрязнители – это загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относятся извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльца растений, выделения животных и др.

К искусственным (антропогенным) загрязнителям относят:

–  бытовые – обусловлены сжиганием топлива в жилом секторе и переработкой бытовых отходов;

–  производственные – образующиеся как выбросы при технологических процессах, отопления;

–  транспортные – обусловлены работой автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта.

Кроме этого, антропогенные загрязнители подразделяются по составу на несколько групп:

1) механические – пыль цементных заводов, дым от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;

2) химические – пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;

3) радиоактивные.

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 С_max и расстояние X_max от трубы завода, на которой она будет наблюдаться. Затем рассчитанные величины С_max сравниваются с ПДК. Если С_max>ПДК, тогда в технологические характеристики выброса вносятся коррективы и выполняются мероприятия по снижению выбросов (С_max должно уменьшится).

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.

Рассчитанные величины ПДВ утверждаются в городском комитете или областной инспекции природных ресурсов и охраны окружающей среды на срок от 1 до 7 лет в зависимости от категории воздействия объекта на окружющую среду.

Мероприятия по снижению значений С_max зависят от многих факторов и могут быть самыми разнообразными, например:

1) уменьшение массовых выбросов вещества М, г/с, путём установки новых или наладки существующих пылегазоулавливающих установок;

2) увеличение высоты Н, м источников загрязнения атмосферы;

3) увеличение скорости выхода газовоздушной смеси ω_o, м/с, из устья источника загрязнения атмосферы до проектной величины;

4) преобразование линейных, плоских и неорганизованных источников загрязнения атмосферы в точечные организованные;

5) гидрообеспыливание для открытых складов и узлов пересыпки (песок, щебень, гравий и др.);

6) корректировка размеров санитарно-защитных зон в соответствии с результатами расчётов рассеивания;

7) перенос источников загрязнения атмосферы в глубь территории предприятия;

8) уменьшение одновременности работы оборудования при его неполной загрузке, распределение разовых технологических операций по определённому графику.

При исчерпании всех возможных мероприятий необходима смена технологического процесса или ликвидация источника загрязнения атмосферы.

Расчёт максимальной концентрации вредного вещества C_max при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем производится по формуле

 

                   (1.1)

 

где A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

M – масса ЗВ, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, мг/с;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания ЗВ в атмосферном воздухе;

m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из источника выброса;

η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

H – высота источника выброса над уровнем земли, м;

∆Т – разность между температурой газовоздушной смеси T₁ и температурой окружающего воздуха T₂, °С;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с.

Значения коэффициентов A, F, и η определяются из следующих условий:

A = 140 – для Беларуси и центральной части Европейской территории России;

F = 1 – для газообразных ЗВ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю);

η  = 1 – для равнинной или слабопересечённой местности с перепадом высот не более 50 м на 1 км.

Расход газовоздушной смеси определяется по формуле:

 

,                            (1.2)

 

где D – диаметр источника выброса, м;

ω₀ – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Разность между температурой газовоздушной смеси и температурой окружающего воздуха рассчитывается по формуле

 

.                               (1.3)

 

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, ν_m

 

,                          (1.4)

 

.         (1.5)

 

f < 100: .  (1.6)

 

ν_m > 2: n=1.                                    (1.7)

 

0.5 < <2: . (1.8)

 

ν_m < 0.5: .                      (1.9)

 

Расстояние X_max, м, от источника выбросов, на котором приземная концентрация ЗВ достигает максимального значения С_max, мг/м³, определяется по формуле:

 

,                              (1.10)

 

где d – безразмерный коэффициент,

 

при ν_m < 0.5: ,       (1.11)

 

при 0.5< ν_m < 2: , (1.12)

 

при ν_m > 2: .             (1.13)

В формулу расчёта С_max в скрытой форме входит скорость ветра. Ветер оказывает двоякое влияние на рассеивание примесей: чем больше скорость ветра, тем интенсивнее перемешивание атмосферы и тем интенсивнее распространяется ЗВ в окружающей среде; в то же время с увеличением скорости ветра уменьшается высота факела выброса над устьем трубы.

Опасная скорость ветра u_max, м/с, при которой достигается максимальная приземная концентрация ЗВ С_max, определяется по формулам:

 

при ν_m < 0.5: ,                          (1.14)

 

при 0.5< ν_m < 2: ,                    (1.15)

 

при ν_m > 2: .      (1.16)

 

Опасность загрязнения атмосферы оценивается показателем j:

 

                                  (1.17)

 

Если j ≥1 по какому-либо из трех веществ, то необходимо рассчитать интенсивность выброса газовоздушной смеси М, мг/с, при которой не будет существовать опасности загрязнения атмосферы, по формуле:

 

                    (1.18)

Практическая часть

Задача. Определить максимальную приземную концентрацию ЗВ С_max, мг/м³, при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем; расстояние x_max, м, на котором С_max достигается, и опасную скорость ветра u_max, м/с, при которой С_max возникает. Сравнить с ПДК, при необходимости предложить мероприятия по снижению значения С_max. Исходными данными для расчета являются соответствующие варианту параметры выброса (таблица 1.1).

По итогам расчета делаются выводы об уровне загрязнения и предлагаются мероприятия по его снижению в случае необходимости.

 

Таблица 1.1 – Параметры выброса газовоздушной смеси

 

Вариант	H, м	D, м.	wo, м/с	T1, оС	Т2, оС	M (SO2), мг/с	M (зола), мг/с	M (NOx), мг/с
1	30	1,4	8	125	25	12,0	15,5	4,2
2	25	1,0	12	100	27	10,0	14,5	3,8
3	28	1,5	15	80	29	30,0	70,6	12,1
4	18	0,7	16	90	31	25,0	15,0	1,0
5	15	0,8	21	130	25	16,0	14,0	4,6
6	23	0,9	16	230	27	21,0	34,0	3,2
7	28	1,0	12	160	29	6,0	62,0	5,8
8	32	1,5	9	125	32	15,0	18,9	7,8
9	20	1,2	10	135	29	42,0	14,1	10,2
10	24	1,5	14	215	25	19,0	27,2	11,4
11	25	1,7	9	210	30	18,0	34,5	2,0
12	30	2,0	6	180	29	5,0	56,7	2,2
13	23	1,3	11	150	26	16,0	59,4	12,8
14	1 9	1,0	14	165	28	7,0	62,1	14,4
15	18	0,7	19	115	27	21,0	65,3	16,6
16	35	2,0	9	210	33	32,0	50,0	7,4
17	40	2,6	5	195	25	28,0	24,0	21,0
18	38	2,5	8	145	28	14,0	32,0	16,6
19	24	1,8	13	210	28	12,0	12,8	21,8
20	19	0,8	18	160	29	10,0	5,6	15,4

 

ПДК (SO2) = 0,5 мг/м³,

ПДК (зола) = 0,5 мг/м³,

ПДК (NO_x) = 0,085 мг/м³.

 

Контрольные вопросы

1 Что понимается под загрязнением атмосферного воздуха? Какой воздух считается относительно чистым?

2 Назовите виды и источники загрязнения атмосферы.

3 На каких положениях основывается расчет ПДВ?

4 Перечислите мероприятия по снижению опасности загрязнения атмосферы.

5 Дайте определение максимальной концентрации примеси. От каких параметров она зависит?

6 Что такое опасная скорость ветра?

Лабораторная работа №2. Исследование метеорологических условий на рабочих местах

Цель работы:

– изучить основные принципы нормирования метеорологических условий в производственных и офисных помещениях;

– исследовать параметры микроклимата на рабочих местах и оценить их на основании [1, 2].