Среднесуточные ПДК некоторых веществ в атмосфере

ВАРИАНТ 2

Оценить срок исчерпания природных ресурсов, если известен уровень добычи ресурса в текущем году, а потребление ресурса в последующие годы будет возрастать с заданной скоростью прироста ежегодного потребления.

1. Для расчета запаса ресурса (Qмлр.т.) используются формулой:

Q=;

Q - запас ресурса, млрд, т.;

g- годовая добыча ресурсов, млрд.т/год;

ТР - прирост потребления ресурса;

t- число лет.

2. Логарифмическое выражение для (Q) дает следующую формулу расчета срока исчерпания ресурса (t):

t = ;

Данные для решения задачи взять из таблицы 2.

Таблица 2

По результатам решения задачи сделать вывод о сроке исчерпаемости того или иного полезного ископаемого.

ВАРИАНТ 3

Тепловая электростанция выбрасывает в атмосферу M₁ = 15 т/час диоксида серы, М₂ = 9 т/час диоксида азота. Температура газовоздушной смеси T_j=123 °С. Высота трубы Н = 150 м, диаметр устья трубы Д = 5 м, средняя скорость выхода газовоздушной смеси W₀=10 м/с. Электростанция расположена в Воронежской области (коэффициент А = 140). Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца года Т = 23 °С. Коэффициент (η) принять равным 1. Коэффициент (F) принять равным 2, 5.

1. Определить величину максимальной приземной концентрации вредных веществ (С_м) при горячем выбросе по формуле:

С_{м =} ;

С_м - максимальная предельная концентрация вредного вещества (мг/м³);

М - масса примеси (вредного вещества) выбрасываемая в атмосферу (г/с);

А - коэффициент температурной стратификации;

F- безразмерный коэффициент учитывающий дисперсность выбрасываемой примеси;

Н - высота трубы (м);

V1 - объемная скорость выхода газовоздушной смеси из трубы (м³/с), которая вычисляется по формуле:

V1 = 0.785Д² W₀;

∆ Т – разность температур выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой атмосферного воздуха (⁰С);

m, n – коэффициент, учитывающий условие выхода газовоздушной смеси.

Величину коэффициента (m)определяют по формуле:

m= ;

Параметр (f) вычисляют по формуле:

;

Значение безразмерного коэффициента (n) определяют в зависимости от величины (V_M) который вычисляют по формуле:

;

а) при V_M≥ 2, n = 1;

б) при 0, 5 ≤ V_M< 2, n= 0, 532V²_m- 2, 13V_M+ 3, 13;

в) при V_M< 0, 5, n=4, 4V²_m.

2. Определить расстояние от источника выбросов, на котором достигается максимальная приземная концентрация вредных веществ – X_Mпо формуле:

;

а) для нагретых выбросов:

при V_M ≤ 0, 5, d = 2.48 (1 + 0.28 );

при 0, 5< V_M≤ 2, d = 7 (1 + 0, 28 );

при V_M> 2, d = 4.95 V_M (l +0, 28 );

3. См и Хм определяем для каждого загрязняющего вещества выбрасываемой смеси.

ВАРИАНТ 4

Определить концентрацию загрязняющих веществ золы, диоксида азота, сажи на заданном расстоянии (х) 800 м и 500 м. Максимальная концентрация (Сmах) при этом составили: золе — 0, 8 мг/м³; саже — 0, 25 мг/м³, диоксид азота - 0, 31 мг/ м³, расстояние (Хmах) на котором эти концентрации достигали своих значений (Сmах) соответственно составит:

для золы - 400 м,

для N0₂ — 750 м;

для сажи - 550 м.

Концентрацию (С) на заданном расстоянии (800 и 500 м) определяют для каждого компонента выбрасываемой смеси по формуле:

,

С — концентрация загрязняющих веществ на заданном расстоянии (мг/м³);

Сmax - максимальная приземная концентрация (мг/м³);

Si - безразмерная величина, зависящая от значения коэффициента (F) и отношения (Х/Хmах), которое обозначается через коэффициент (а), т.е. (Х/Хmах = а);

, при 1< ≤ 8;

, при F< 1.5 и 𝛼 > 8

, при F> 1.5 и 𝛼 > 8

Значение коэффициента (F) для золы, сажи принять равным 2, 58; диоксида азота - 1.

После проведения расчетов сделать вывод о величине концентрации загрязняющих веществ на расстоянии 800 и 500 м.

ВАРИАНТ 5

Рассчитать величины ПДВ, в случае несоответствия существующих выбросов нормативным требованиям и принять техническое решение для снижения выбросов. Все источники выбросов сосредоточены в одной точке. Жилая застройка начинается сразу за территорией предприятия. ∆ Т = 0 (т.е. выброс холодный), А = 140, η = 1, Сф = 0, 2ПДК_c.c. Коэффициент пылеочистки MgC0₃ составляет менее 75%, для ВаСl₂> 90%. Высота трубы составляет 105м. ПДК_с.с.(МgСОз) = 0, 05 мг/м³; ПДК_c.c.(ВаСl₂) = 0, 004 мг/м³; диаметр грубы составляет 2, 0 м. Коэффициенты (n) для данного варианта принять равным 1, рельеф местности ровный, коэффициент (F) для MgC0₃ = 3, для ВаСl₂ =2; коэффициент (η) = 1, масса выброса (М) составили для MgC0₃ - 12 г/с; ВаСl₂ - 10 г/с. Предельнодопустимый выброс для холодных источниковопределяется по формуле:

, г/с

ПДК_i - предельнодопустимая концентрация выбрасываемого вещества, мг/м³;

С_фi — фоновая концентрация загрязняющего вещества, мг/м³;

Н - высота трубы, м;

М - масса выброса загрязняющего вещества, г/c;

F - коэффициент, характеризующий скорость оседания частиц, который также зависит от степени пылеочистки;

D - диаметр трубы, м;

V₁ - общая скорость выхода газовоздушной смеси (м³/с), которая вычисляется по формуле:

,

W₀ - средняя линейная скорость выхода газовоздушной смеси, принять равным (5 м/с).

После проведения расчетов сравнить -полученное значение ПДВ с ПДК_С.С. выбрасываемых веществ и в случае если ПДВ будет больше ПДК_С.С. выбрасываемых веществ, принять техническое решение по снижению выбросов в атмосферу.

ВАРИАНТ 6

Тепловая электростанция выбрасывает в атмосферу следующие компоненты: диоксид серы - 12 г/с; диоксид азота - 15 г/с. Диаметр устья трубы D=5 м. Средняя скорость выхода газовоздушной смеси W₀ = 8 м/с. Коэффициент А = 140, коэффициент (η) принять равным 12. Определить минимальную высоту трубы (Н) при которой концентрация вредных веществ не превышает ПДК_С.С.Температура газовоздушной смеси равна 140°С. Температура наружного воздуха составляет 23°С. Минимальная высота (Н) определяется по формуле:

,

Если при найденном значенииH ≤ W_{0 ,} то оно является окончательным. В противном случае предварительное значение минимальной высоты определяется по формуле:

,

H- высота трубы, м;

А - коэффициент температурной стратификации;

М - масса выброса вредных веществ, г/с;

ПДК - предельнодопустимая концентрация среднесуточная, мг/м³;

С_ф - фоновая концентрация вредных веществ, вычисляется по следующему выражению:

(соответствующего вещества);

V₁- объемный выход газовоздушной смеси или объемная скорость, (м³/с) определяется по формуле:

;

∆ Т - разница между температурой выбрасываемой смеси и температурой наружного воздуха.

ПДК_{сс(диоксида серы)} — 0, 05 мг/м³,

ПДК_{сс(диоксида азота)} — 0, 04 мг/м³,

Высоты труб рассчитать для компонентов выбрасываемых данным предприятием.

Коэффициент (F) принять равным 1.

ВАРИАНТ 7

Предприятие «Ресурс» специализирующее на производстве строительных материалов и выбрасывает в атмосферу следующие вещества акролеин - 6, 3 г/с; зола - 5, 4 г/с; окислы азота - 2, 0 г/с. Высота трубы составляет 23 м, диаметр трубы 1, 9 м, температура выбрасываемой смеси составляет 105°С, температура наружного воздуха составляет 23°С. Коэффициенты (m и n) принять равным 2, коэффициент η = 1. Определить минимальный метеорологический коэффициент разбавления по следующей формуле:

,

М - масса выбрасываемого вещества в атмосферный воздух;

С_м - максимальная концентрация вредных веществ в приземном слое воздуха, которая рассчитывается по формуле:

,

См - максимальная приземная концентрация вредных веществ выбрасываемых предприятием «Ресурс», мг/м³;

Н - высота трубы, (м);

∆ Т - разница между температурой выбрасываемой смеси и температурой наружного воздуха;

V₁- объемная скорость выхода выбрасываемой смеси (м³/с);

А - коэффициент температурной стратификации (для данного варианта принять равным 200);

mи n— коэффициенты, характеризующие условия выхода выбрасываемой смеси;

η - коэффициент, характеризующий рельеф местности, где расположено предприятие «Ресурс».

V₁ (объемная скорость) рассчитывается по следующей формуле:

,

D - диаметр трубы, (м);

W_cp - средняя линейная скорость выхода выбрасываемой смеси (для данного варианта принять равную 10 м/с).

Минимальный коэффициент разбавления (K_pmin) и (С_м) рассчитать для всех компонентов выбрасываемых предприятием «Ресурс».

Минимальный коэффициент разбавления (K_pmin) показывает в каком соотношении необходимо разбавить воздухом выбрасываемую смесь, чтобы концентрация данной смеси не превышали ПДК_С.С. После проведения расчетов сделать вывод по определенным параметрам.

ВАРИАНТ 8

Предприятие «Протон» выбрасывает в атмосферу воздух следующие компоненты акролеин - 6, 3 г/с; зола - 5, 4 г/с. Высота трубы Н = 23 м, диаметр D = 1, 9 м, разность температур ∆ Т (разность температур между температурой выбрасываемой смеси и температурой наружного воздуха) составляет 80°С. Wcp (средняя линейная скорость выхода смеси) м/сек, принять равную 4 м/сек, коэффициент F (коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе) принять равным для акролеина - 2; золы - 2, 5. Определить опасную скорость ветра (U_max) при которой достигается на расстоянии (Х_mах) от источника выбросов максимально возможное значение концентрации загрязняющего вещества.

Решение

1. Определяем объемную скорость (объем) выхода смеси загрязняющих веществ в атмосферный воздух по формуле:

, (м³/с)

2. Находим значение вспомогательного коэффициента (r) по формуле:

3. Определяем значение коэффициента (g) по формуле:

4. Рассчитываем расстояние (Хм) от источника выбросов (для каждого выбрасываемого компонента), на котором достигается максимальная приземная концентрация (С), по формуле:

k - безразмерный коэффициент, рассчитываемый с помощью следующих формул: