Законодательная база Российской Федерации

"МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВЫБРОСАХ ПРЕДПРИЯТИЙ. РД 52.04.212-86" (утв. Госкомгидрометом СССР 04.08.86 N 192) (Разделы 1-3)

2.1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х_м (м) от источника и определяется по формуле

,

(2.1)

где А -коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М (г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F -безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H (м) - высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м); - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (см. раздел 4), в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, = 1; T (°С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в; V_1(м3/с) - раход газовоздушной смеси, определяемый по формуле

,

(2.2)

где D (м) - диаметр устья источника выброса; (м/с) - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

2.2. Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:

а) 250 - для районов Средней Азии южнее 40° с. ш., Бурятской АССР и Читинской области;

б) 200 - для Европейской территории СССР: для районов РСФСР южнее 50° с. ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии; для Азиатской территории СССР: для Казахстана, Дальнего Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии;

в) 180 - для Европейской территории СССР и Урала от 50 до 52° с. ш., за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов и Украины;

г) 160 - для Европейской территории СССР и Урала севернее 52° с.ш. (за исключением Центра ETC), а также для Украины (для расположенных на Украине источников высотой менее 200 м в зоне от 50 до 52° с. ш. - 180, а южнее 50° с.ш. - 200);

д) 140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

Примечание. Для других территорий значения коэффициента А должны приниматься соответствующими значениям коэффициента А для районов СССР со сходными климатическими условиями турбулентного обмена.

2.3. Значения мощности выброса М (г/с) и расхода газовоздушной смеси V_1 (м3/с) при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами. В расчете принимаются сочетания М и V_1, реально имеющие место в течение года при установленных (обычных) условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальное значение с_м.

Примечания: 1. Значение Мследует относить к 20 - 30-минутному периоду осреднения, в том числе и в случаях, когда продолжительность выброса менее 20 мин.

2. Расчеты концентраций, как правило, проводятся по тем веществам, выбросы которых удовлетворяют требованиям п. 5.21.

2.4. При определении значения Т (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-82, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г (°С) - по действующим для данного производства технологическим нормативам.

Примечания: 1. Для котельных, работающих по отопительному графику, допускается при расчетах принимать значения Т_в равными средним температурам наружного воздуха за самый холодный месяц по СНиП 2.01.01-82.

2. При отсутствии данных по Т_в в СНиП 2.01.01-82 они запрашиваются в территориальном управлении Госкомгидромета (УГКС) по месту расположения предприятия.

2.5. 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 (кроме указанных в п. 2.5а) при среднем эсплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % - 2; от 75 до 90 % - 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки - 3-

Примечания: 1. При наличии данных о распределении на выбросе частиц аэрозолей по размерам определяются диаметр d_g, так что масса всех частиц диаметром больше d_g составляет 5 % общей массы частиц, и соответствующая d_g скорость оседания _g(м/с). Значение коэффициента Fустанавливается в зависимости от безразмерного отношения _g/ u_м, где u_м - опасная скорость ветра (см.п. 2.9). При этом F= 1 в случае _s / u_м 0,015 и F = 1,5 в случае 0,015 < _g / u_м 0,030. Для остальных значений _g / u_м коэффициент - F устанавливается согласно п. 2.56.

2. Вне зависимости от эффективности очистки значение коэффициента F принимается равным 3 при расчетах концентраций пыли в атмосферном воздухе для производств, в которых содержание водяного пара в выбросах достаточно для того, чтобы в течение всего года наблюдалась его интенсивная конденсация сразу же после выхода в атмосферу, а также коагуляция влажных пылевых частиц (например, при производстве глинозема мокрым способом).

2.6. Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f; _м, '_м и f_e:

	;	(2.3)
	;	(2.4)
	;	(2.5)
	.	(2.6)

Коэффициент m определяется в зависимости от f по рис. 2.1 или по формулам:

	при f < 100;	(2.7а)
	при f 100.	(2.7б)

Рис. 2.1

Рис. 2.2

Для f_e< f < 100 значение коэффициента m вычисляется при f = f_e.

Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от _м по рис. 2.2 или формулам:

n = 1	при _м 2;	(2.8а)
n = 0,532 - 2,13 _м + 3,13	при 0,5 _м < 2;	(2.86)
n = 4,4 _м	при _м < 0,5.	(2.8в)

При f 100 или T 0 коэффициент n вычисляется по n. 2.7.

2.7. Для f 100 (или T 0) и '_м 0,5 (холодные выбросы) при расчете с_м вместо формулы (2.1) используется формула

,

(2.9)

где

,

(2.10)

причем n определяется по формулам (2.8а) - (2.8в) при _м = '_м.

Аналогично при f < 100 и _м < 0,5 или f 100 и '_м < 0,5 (случаи предельно малых опасных скоростей ветра) расчет с_м вместо (2.1) производится по формуле

,

(2.11)

где

m' = 2,86m	при f < 100, _м < 0,5;	(2.12а)
m' = 0,9	при f 100, '_м < 0,5.	(2.126)

Примечание. Формулы (2.9), (2.11) являются частными случаями общей формулы (2.1).

2.8. Расстояние х_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения с_м, определяется по формуле

где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формулам:

	при _м 0,5;	(2.14а)
	при 0,5 < _м 2;	(2.14б)
	при _м > 2.	(2.14в)

При f > 100 или M 0 значение d находится по формулам:

d =5,7	при '_м 0,5;	(2.15a)
d = 11,4 '_м	при 0,5 < '_м 2;	(2.156)
	при '_м > 2.	(2.15в)

2.9. Значение опасной скорости u_м (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ с_м, в случае f > 100 определяется по формулам:

u_м = 0,5	при _м 0,5;	(2.16а)
u_м = _м	при 0,5 < _м 2;	(2.16б)
u_м = _м (1 + 0,12 )	при _м > 2	(2.16в)

При f 100 или M 0 значение u_м вычисляется по формулам:

u_м = 0,5	при '_м 0,5;	(2.17а)
u_м = '_м	при 0,5 < '_м 2;	(2.17б)
u_м = 2,2 '_м	при '_м > 2	(2.17в)

2.10. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_мu (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра u (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра u_м (м/с), определяется по формуле

где r -безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения u/u_м по рис. 2.3 или по формулам:

r = 0,67 (u/u_м) + 1,67 (u/u_м)(2) - 1,34 (u/u_м)(3)

при u/u_м 1;

(2.19а)

Примечание. При проведении расчетов не используются значения скорости ветра u < 0,5 м/с, а также скорости ветра u> u*, где u* - значение скорости ветра, превышаемое в данной местности в среднем многолетнем режиме в 5 % случаев. Это значение запрашивается в УГКС Госкомгидромета, на территории которого располагается предприятие, или определяется по климатическому справочнику.

Рис. 2.3

2.11. Расстояние от источника выброса х_мu (м), на котором при скорости ветра и и неблагоприятных метеорологических условиях приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения с_мu (мг/м3), определяется по формуле

где р - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения u/u_м по рис. 2.3 или по формулам:

р = 3	при u/u_м 0,25;	(2.21a)
р = 8,43 (1 - u/u_м)(5) + 1	при 0,25 < u/u_м 1;	(2.21б)
р = 0,32 u/u_м + 0,68	при u/u_м > 1.	(2.21в)

2.12. При опасной скорости ветра u_м приземная концентрация вредных веществ с (мг/м3) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле

где s_1 - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения х/х_м и коэффициента F по рис. 2.4 или по формулам:

s

=

3 ( х / х

)

4

-

8 ( х /

х

)

3

+

6 ( х / х

)

2

при ( х / х_м) 1;

(2.23а)

1

м

м

м

s

=

1,13

при 1 < х/х_м 8;

(2.23б)

1

0,13

( x / x

)

2

+

1

м

x / x

s

=

м

при F 1,5

(2.23в)

1

3,58

( x

/ x

)

2

-

35,2

( x

/ x

)

+

120

и х/х_м > 8

м

м

x / x

s

=

м

при F > 1,5

(2.23г)

1

0,1

( x

/ x

)

2

+

2,47

( x

/ x

)

-

17,8

и х/х_м > 8

м

м

Для низких и наземных источников (высотой H не более 10 м) при значениях х/х_м< 1 величина s_1 в (2.22) заменяется на величину , определяемую в зависимости от х/х_м и H по рис. 2.5 или по формуле

= 0,125 (10 - H) + 0,125 (H - 2)s_1

при 2 Н < 10.

(2.24)

Примечание. Аналогично определяется значение концентрации вредных веществ на различных расстояниях по оси факела при других значениях скоростей ветра u и неблагоприятных метеорологических условиях. По формулам (2.18), (2.20) определяются значения величин с_мu и х_мu. В зависимости от отношения х/х_мu определяется значение s_1 по рис. 2.4, 2.5 или по формулам (2.23), (2.24). Искомое значение концентрации вредного вещества определяется путем умножения с_мu на s_1,.

2.13. Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере c_у (мг/м3) на расстоянии у (м) по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле

где s_2 -безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра u (м/с) и отношения у/х по значению аргумента t_y:

а)

б)

Рис. 2.4

			u y	2
t		=				при u 5;	(2.26а)
	y		x	2
			5 y	2
t		=				при u > 5;	(2.26б)
	y		x	2

по рис. 2.6 или по формуле

Рис. 2.5

Рис. 2.6

2.14. Максимальная концентрация с_мх (мг/м3), достигающаяся на расстоянии х от источника выброса на оси факела при скорости ветра u_мх, определяется по формуле

где безразмерный коэффициент, s'_1 находится в зависимости от отношения х/х_м по рис. 2.7 или по формулам:

s

'

=

3 ( х / х

)

4

- 8 ( х / х

)

3

+ 6 ( х / х

)

2

при х / х_м 1;

(2.29а)

1

м

м

м

s

'

=

1,1

при 1 < х/х_м 8;

(2.29б)

1

0,1 ( x / x

)

2

+ 1

м

s

'

=

2,55

при 8 < х/х_м 24;

(2.29в)

1

0,13 ( x / x

)

2

+ 9

м

x

/

x

s

'

=

м

при 24 < х/х_м 80;

(2.29г)

1

4,75 ( x / x

)

2

- 140 ( x / x

)

+ 1435

F 1,5

м

м

s

'

=

2,26

при 24 < х/х_м < 80;

(2.29д)

1

0,1 ( x / x

)

2

+ 7,41 ( x / x

)

- 160

F > 1,5

м

м

x

/

x

s

'

=

м

при х/х_м > 80;

(2.29e)

1

3,58 ( x / x

)

2

- 35,2 ( x / x

)

+ 120

F 1,5

м

м

s

'

=

1

при х/х_м > 80;

(2.29ж)

1

0,1 ( x / x

)

2

+ 2,47 ( x / x

)

- 178

F < 1,5

м

м

Рис. 2.7

Скорость ветра u_х при этом рассчитывается по формуле

где безразмерный коэффициент f_1 определяется в зависимости от отношения х/хм по рис. 2.8 или по формулам:

f		=	1					при х/х_м 1;	(2.31а)
	1
			0,75 + 0,25	x /	x
f		=				м		при 1< х/х_м 8;	(2.31б)
	1		1 + ( x / 9 x		)	9
				м
f		=	0,25					при 8 < х/х_м < 80;	(2.31в)
	1
f		=	1,0					при х/х_м 80;	(2.31г)
	1

Примечание. Если рассчитанная по формуле (2.30) скорость ветра u_мх < 0,5 м/с или u_мх > u* (см. п. 2.10), то величина с_мх определяется как максимальное значение из концентраций на расстоянии х, рассчитанных при трех скоростях ветра: 0,5 м/с, u_м, u*; соответствующая с_мх скорость ветра принимается за u_мх.

2.15. Расчеты распределения концентраций с_z (мг/м3) на разных высотах z (м) над подстилающей поверхностью при х < х_мпроизводятся по формуле

Рис. 2.8

Значения с_м, r и s_2 вычисляются согласно пп. 2.1, 2.7, 2.10 и 2.13, а коэффициент s_zопределяется в зависимости от параметров b_1 и b_2 по рис. 2.9 или по формулам:

	при b_1 1;	(2.33а)
s_z = s_1 (b_1)	при b_1 > 1.	(2.33б)

Здесь

b		=	x / x		;		(2.34)
	1			мu
b		=	z			;	(2.35)
	2		( 1 + 5 d		) H
				2
						при f < 100;	(2.36а)

Рис. 2.9

при f > 100.

(2.36б)

При f_e f < 100 коэффициент d_2 вычисляется по формуле (2.36а) при f = f_e, при _м < 0,5 или '_м < 0,5 соответственно в (2.36а) и (2.36б) принимается _м = 0,5 или '_м = 0,5.

Опасная скорость ветра u_мz (м/с) на уровне флюгера, при которой на высоте z достигается максимальная концентрация, определяется по формуле

Коэффициент l_1 определяется в зависимости от х/х_м по рис. 2.10.

2.16. Расчеты загрязнения атмосферы при выбросах газовоздушной смеси из источника с прямоугольным устьем (шахты) производятся по приведенным выше формулам при средней скорости и значениях D = D_э (м) и V_1 = V_1э (м3/с).

Рис. 2.10

Средняя скорость выхода в атмосферу газовоздушной смеси (м/с) определяется по формуле

		V
	=		1	(2.38)
		Lb

где L (м) - длина устья; b (м) - ширина устья.

Эффективный диаметр устья D_э (м) определяется по формуле

Эффективный расход выходящей в атмосферу в единицу времени газовоздушной смеси V_1y (м3/с) определяется по формуле

				D	2
V		=			э		.	(2.40)
	lэ		4

Примечание. Для источников с квадратными устьем (L = b) эффективный диаметр D_э, равняется длине стороны квадрата. В остальном расчет рассеивания вредных веществ производится как для выбросов из источника с круглым устьем.

2.17. Решение обратных задач <1> по определению мощности выброса М и высоты H, соответствующих заданному уровню максимальной приземной концентрации с_м при прочих фиксированных параметрах выброса, находится следующим образом.

Мощность выброса М (г/с), соответствующая заданному значению максимальной концентрации с_м (мг/м3), определяется по формуле

.

(2.41)

В случае f 100 или T 0

.

(2.42)

Высота источника Н, соответствующая заданному значению с_м, в случае T 0 определяется по формуле

.

(2.43)

<1> Формулы пп. 2.1 - 2.16 предназначены для решения прямой задачи расчета концентрации по заданным параметрам источника.

Если вычисленному по формуле (2.43) значению H соответствует '_м < 2 м/с, то H уточняется методом последовательных приближений по формуле

,

(2.44)

где n_i и n_(i-1)- значения определенного по рис. 2.2 или по формулам (2.8) коэффициента n, полученные соответственно по значениям H_iи H_(i-1)(при i = 1 в формуле (2.44) принимается n_0=1, а значение H_iопределяется по (2.43)).

Формулы (2.43), (2.44) используются также для определения H при T> 0.

Если при этом выполняется условие , то найденное H является точным. Если же , то для определения предварительного значения высоты H используется формула

.

(2.45)

По найденному значению Нопределяются на основании формул (2.3) - (2.6) величины f, _м, '_м и f_e и устанавливается в первом приближении произведение коэффициентов m и n.Дальнейшие уточнения значения Нвыполняются по формуле

,

(2.46)

где m_i, n_i соответствуют H_i, а m_(i-1), n_(i-1) – Н_i (при i = 1 принимается m_0 = n_0 = 1, a H_0 определяется по (2.45)).

Примечания: 1. Уточнение значения Н по формулам (2.44) и (2.46) производится до тех пор, пока два последовательно найденных значения Н (Н_iи H_(i+I)) будут различаться менее чем на 1 м.

2. При одновременной необходимости учета влияния рельефа местности и застройки в формулах (2.41) - (2.43) и (2.45) за величину принимается произведение поправок к максимальной концентрации на рельеф и застройку, определенных согласно разделу 4 и приложению 2.

2.18. В случае выбросов в атмосферу, обусловленных сжиганием топлива, при фиксированных высоте и диаметре устья трубы соответствующий с_м расход топлива Р (m/ч) определяется по формуле

,

(2.47)

где d_3 (г/кг) - количество выбрасываемого в атмосферу вредного вещества на единицу массы топлива (в необходимых случаях с учетом пылегазоочистки); d_4 (м3/кг) - расход газовоздушной смеси, выделяющейся на единицу массы топлива.

2.19. Для каждого источника радиус зоны влияния рассчитывается как наибольшее из двух расстояний от источника х_1 и х_2, где х_1 = 10х_м, а величина х_2 определяется как расстояние от источника, начиная с которого с 0,05 ПДК.

Примечание. Значение х_2 при ручных расчетах находится графически с помощью рис. 2.4 а, б. На вертикальной оси откладывается точка 0,05 ПДК/с_м, через которую проводится параллельная горизонтальной оси линия до пересечения с графиком функции s_1 за максимумом. Из точки пересечения опускается перпендикуляр на горизонтальную ось, полученное значение х/х_м умножается на х_м, в результате чего определяется искомое значение. При с_м 0,05 ПДК значение х_2 полагается равным нулю.

2.20. При полной нагрузке оборудования средняя концентрация в устье источника, равная

	=	M		,	(2.48)
		V
			1

определяется по формулам:

	при f < 100;	(2.49а)
	при f 100 или T 0,	(2.49б)

где с_м (мг/м3) - соответствующая максимальная приземная концентрация.