Моделирование расчета мощности выброса, соответствующего заданному значению максимальной концентрации

     Особенно  неблагоприятное положение наблюдается  в городах Архангельске, Липецке, Москве, Норильске, Братске, Екатеринбурге, Каменске-Уральском, Кемерове, Красноярске, Нижнем Тагиле, Уфе, Стерлитамаке, Челябинске, Магнитогорске, Новокузнецке, Омске, Череповце.

     Оценки  специалистов говорят, что доля влияния  загрязнения атмосферного воздуха на общую заболеваемость у детей составляет в среднем 17 %, у взрослых – 10 %. Загрязнение воздуха порождает 41 % заболеваний органов дыхания, 16 % - эндокринной системы, 2,5 % - онкологических заболеваний у лиц в возрасте 30-34 года и 11 % - у лиц 55-59 лет.

     На  лесные и озерные экосистемы, а  также на агроценозы существенное влияние  оказывают вредные выбросы не только местных источников, но и  удаленных на большие расстояния, в том числе зарубежных. На европейской  части территории России ежегодно выпадает свыше 1 млн. т окисленной серы трансграничного происхождения, что больше, чем от российских источников. Весьма существенный вклад в загрязнение природной среды России окислами серы и азота вносят Украина, Польша и Германия.

     Не  отвечает санитарно-гигиеническим и рыбохозяйственным нормативам качество воды большинства водных объектов Российской Федерации, так как почти 40 % сбрасываемых в них сточных вод относится к категории загрязненных. Почти половина населения страны вынуждена пользоваться водой, не соответствующей санитарно-гигиеническим требованиям из-за плохой водоочистки и неудовлетворительного состояния коммунальных водопроводов. За последние годы качество питьевой воды не улучшилось.

     Из-за нестабильной работы большинства предприятий, их тяжелого финансового положения, недостаточности бюджетного финансирования выполнение водоохранных мероприятий осуществляется в совершенно недостаточных объемах.

     Неудовлетворительным  остается экологическое состояние  значительной части используемых в  сельском хозяйстве земель, сохраняется тенденция деградации почвенного покрова. На 43% площади пашни отмечается понижение содержания гумуса, а в Нечерноземной зоне доля таких почв достигла 45%. Не сокращаются площади земель, подвергшихся радиоактивному загрязнению.

     Огромный  вред состоянию растительного мира наносят неконтролируемые заготовки  ягод, грибов, ценных видов лекарственных  растений. Велик ущерб в лесах  от вредителей и болезней, пожаров, незаконных вырубок. Ежегодно от этих причин погибает до 300 тыс. га лесных насаждений.

     Однако  можно отметить положительные тенденции  в изменении численности охотничьих животных. Процесс стабилизации и  роста численности млекопитающих, отнесенных к объектам охоты, - лося, кабана, косули, объясняется возросшей  эффективностью борьбы с браконьерством, улучшением состояния кормовой базы охотничьих животных. Неблагоприятен прогноз численности осетровых, здесь необходимы самые жесткие меры против браконьеров.

     Острыми остаются проблемы переработки бытовых  и промышленных отходов, уничтожения химического, биологического и ядерного оружия. Сохраняется угроза импорта в Россию опасных отходов. Серьезная опасность исходит от переполненных, физически и морально устаревших хранилищ жидких радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива, выведенных из эксплуатации атомных подводных лодок. Высокая степень износа технологического оборудования на предприятиях химической, нефтехимической, микробиологической промышленности чревата техногенными авариями с последующим химическим заражением территории.

     Общество  весьма тревожит низкая изученность  проблемы загрязнения окружающей природной  среды диоксинами и другими супертоксикантами, а также появление в производстве новых веществ, последствия, применения которых недостаточно изучены.

     Подробно  экологическая ситуация в стране характеризуется в ежегодных государственных докладах о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации, которые тиражируются и доступны заинтересованным потребителям. На рисунке 1 представлена оценка процента нарушенных природных экосистем.

     

     Рисунок 1 Оценка процента нарушенных природных экосистем [5]. 
 
 
 
 
 
 

     2 Расчет мощности выброса, соответствующего заданному значению максимальной концентрации 

     Мощность  выброса М, соответствующая заданному значению максимальной концентрации, определяется по формуле 

     

. 

     В случае f  ≥ 100 или ∆T ≈ 0 

     

, 

     где C_m - максимальное значение приземной концентрации вредного вещества, мг/м³;

     A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

     М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;

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

     m – коэффициент, учитывающий условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса;

     n – коэффициент, учитывающий условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса;

     h – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной или слабо пересечённой местности с перепадом высот не более 50 м на 1 км h = 1);

     Н – высота источника выброса над уровнем земли, м (для наземных источников при расчётах принимается H = 2 м);

     V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с;

     Т – разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси T и температурой окружающего атмосферного воздуха T_В,°С.

     Значение  коэффициента A, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ  в  атмосферном  воздухе максимально  см. на  стр. 26.

     Значение  мощности выброса M и расхода газовоздушной смеси V₁ при проектировании предприятий определяется расчётом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами. В расчёте принимаются сочетания M и V₁, реально имеющие место в течение года при установленных (обычных) условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальное значение C_m.

     Примечание.

     Значение  M следует относить к 20 – 30 минутному периоду осреднения, в том числе и в случаях, когда продолжительность выброса менее 20 мин.

     Значение  безразмерного коэффициента F принимается:

     а) для газообразных вредных веществ  и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна  нулю) – 1;

         б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% – 2; от 75 до 90% – 2,5; менее 75% и при отсутствии очистки – 3. 

     Значения  коэффициентов m и n находим в зависимости от параметров f, V_m, V_m¢, f_e: 

     

; 

     

; 

     

; 

     

. 

     Коэффициент m находим в зависимости от f по формулам

     при f  < 100

     

; 

     при f  > 100 

     

. 

     Коэффициент n при f < 100 определяем в зависимости от V_m по формулам 

     n = 1           при V_m > 2;                                                            

     n = 0,532 × V_m² – 2,13 × V_m + 3,13     при 0,5 < V_m < 2;           

     n = 4,4 × V_m                  при V_m < 0,5.                                     

     Расход  газовоздушной смеси рассчитывается по формуле 

     

,                                                

     где D – диаметр устья источника выброса, м;

     W₀ – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с [6]. 

     

. 
 

     Значения  коэффициентов m и n находим в зависимости от параметров f, V_m, V_m¢, f_e: 

     

; 

     

; 

     

; 

     

. 

     Коэффициент m находим в зависимости от f по формулам

     при f  < 100

     

; 

     Коэффициент n при f < 100 определяем в зависимости от V_m по формулам 

     n = 1           при V_m > 2;                                                            

     

.                  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                    
 

     3 Природоохранные мероприятия 

     3.1 Обоснование управленческих решений и мероприятий по защите объектов окружающей среды от загрязнения 

     Для системы управления окружающей среды целью является поддержание или улучшение ее качества. Этот вид управления выступает как органическая часть системы управления экономикой государства в целом, ее секторами, т. е. уровнями и отраслями, а также систем управления локальными объектами (предприятиями, организациями). 

     Управляющие подсистемы образуются совокупностью  организованных единиц и методов воздействия. Методы и мероприятия по защите окружающей среды от загрязнения условно можно подразделить на:

1. Санитарно-технические (организация санитарно-защитных зон, внедрение методов санитарной очистки отходящих газов от загрязнений, методы очистки сточных вод, методы безопасного захоронения отходов производства и быта).
2. Технологические. Они включают совершенствование технологических процессов с целью уменьшения вредного воздействия от них на окружающую среду, внедрение малоотходных технологий, внедрение технологий рекуперации отходов производства и потребления.
3. Организационные. К ним относится совершенствование природоохранного законодательства и нормативно-методической базы по защите природной среды от загрязнения. Разработка и реализация административно-организационных решений по защите природной среды от загрязнения.
4. Воспитательные. Это система экологического обучения населения детского дошкольного возраста и подготовка специалистов по защите природной среды от загрязнения. Пропаганда здорового образа жизни, идеи защиты природной среды.
5. Экономические. Наиболее часто экономические санкции используются в трех видах: