Характеристика источников загрязнения атмосферы центральной части Ульяновской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристика источников загрязнения атмосферы центральной части Ульяновской области

Под центральной частью Ульяновской области в данной работе условно понимается 7 административных районов - Цильнинский, Кузоватовский, Теренгульский, Сенгилеевский, Майнский, Ульяновский и г. Ульяновск (как отдельное муниципальное образование). Исследуемая площадка имеет размеры около 70х100 км.

Посты наблюдений за качеством атмосферного воздуха Гидрометцентра действуют в четырех районах г. Ульяновска и в г. Новоульяновске (Ульяновский район). Необходимость проведения подобной оценки обусловлена, в первую очередь, отсутствием мониторинга качества воздуха на всей рассматриваемой территории.

Цель исследования заключалась в комплексной оценке параметров отдельных источников выбросов, влияющих на качество воздуха.

В работе учитывались предприятия разных отраслей промышленности и сельского хозяйства, имеющие установленные нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ). Всего учтено 3386 источников выбросов на 240 предприятиях. Из них 2381относится к организованным (можно описать основные параметры источника - высоту, диаметр устья, расход газовоздушной смеси и её температуру), 1005 - неорганизованные (склады песка, щебня, разгрузочные работы, отдельные параметры которых выделить нельзя). Дальнейшее описание приводится только для организованных источников. Дополнительно учтен вклад крупных автодорог («трасса А-151», «трасса Р-241», «трасса Р-178», «Солдатская Ташла - Кузоватово-М5») с расчетом по нормативной пропускной способности согласно СНиП 2.05.02-85*[1].

Одним из основных параметров источника является высота его устья над поверхностью земли. В общем случае, чем выше источник - тем лучше происходит рассеяние загрязняющих веществ. Минимальная расчетная высота источника согласно действующей методики [2] - 2 м. Максимальная высота (из рассмотренных) - 65 м (подобные величины характерны для труб крупных котельных), средняя - 8,86 м. Наличие большого количества высоких источников характерно для промышленных предприятий. Распределение источников по данному параметру представлено на рис. 1.

Рисунок 1. Распределение источников выбросов по высоте

Рис. 2 показывает, что наибольшее количество источников - 65% - имеют диаметр в диапазоне 0,1-0,5 м. При увеличении диаметра, как правило, снижается скорость выброса, что влияет на высоту начального подъема струи газовоздушной смеси и качество рассеивания вредных примесей. Такие параметры, как скорость и объем газовоздушной смеси (ГВС), являются взаимозависимыми (формула 2.2 [2]).Как видно из рисунка, большинство источников (54%) относятся к высокому высотному диапазону - от 10 до 50 м.

Рисунок 2. Распределение источников выбросов по диаметру устья

Рисунок 3. Распределение источников по скорости и объему ГВС

Зависимость является прямо пропорциональной, что наглядно показывает рис.3. Третьей переменной величиной в формуле 2.2 [2,4] является диаметр источника. При небольшом диаметре устья, даже с высокой скоростью выброса, расход ГВС будет низким.

Рисунок 4. Распределение источников по температуре ГВС

На рис. 4 представлены не сами значения температуры выброса газовоздушной смеси, а разности между ними и температурой окружающей среды. Максимумы распределения приходятся на граничные значения диапазона, минимальное значение - на середину. Данная ситуация вызвана способом описания источников - для неорганизованных температура выбросов принимается минимальной, для нагретых выбросов котельных - по факту. Качество рассеивания примесей зависит от сезона года, и является наихудшей для теплого периода (разности температур минимальны). Климатические параметры рассматриваемой территории принимались согласно СП 131.13330.2012 [3].

Величина Cm (максимальное значение приземной концентрации вредного вещества) служит основной характеристикой источника независимо от перечня выбрасываемых веществ. Данная величина рассчитывается согласно формулы 2.1 [2]. Cm не имеет размерности и показывает, во сколько раз может быть превышена концентрация вещества в приземном слое атмосферы при содержании его в устье источника на уровне 1 ПДК. Параметр вычислен для каждого источника, как организованного, так и неорганизованного. Распределение источников выбросов по Cm представлен на рис. 5.

Согласно проведенного расчета, доля источников с Cm, большим 0,1, составляет 33%. При этом, большинство источников обладает хорошей рассеивающей способностью. Средняя Xm (расстояние от источника, на котором формируется максимальная концентрация) - 35 м, максимальная - 516 м. Для большинства предприятий размер санитарно-защитной зоны составляет от 50 м и больше, расчетная Xm укладывается в этот диапазон. Большие Xm характерны для высоких нагретых источников выбросов (трубы котельных). Um (скорость ветра, при которой возможно формирование приземной концентрации вещества на уровне Cm) - 0,81 м/с. При средней скорости ветра 3,4 м/с, опасная скорость ветра Um является маловероятной.

Рисунок 5. Распределение источников по параметрам Cm, Xm, Um

Низкой рассеивающей способностью (Cm>1) обладает незначительная часть рассмотренных источников загрязнения атмосферы (около 3,5%), что позволяет говорить о возможно высоком качестве воздуха при неблагоприятных метеоусловиях. Графики Cm и Um имеют явную тенденцию к понижению (с увеличением значения параметра, количество источников снижается), тогда как распределение Xm имеет практически равномерный характер.

Таким образом, оценка всех параметров источников, влияющих на степень рассеивания выбрасываемых загрязняющих веществ и качество воздуха, позволяет говорить о сравнительно благополучной экологической обстановке центральной части Ульяновской области. Даже при неблагоприятных метеоусловиях, сверхнормативные концентрации формируются выбросами 3,5% источников.

Детальный прогноз качества атмосферного воздуха может быть получен только путем расчетов на специализированных программных комплексах, УПРЗА (унифицированная программа по расчету загрязнения атмосферы).

Литература

загрязнение атмосферный воздух

1. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги. Взамен СНиП II-Д.5-72 и СН 449-72 в части норм проектирования земляного полотна автомобильных дорог.- Утв. постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства № 233 от 17.12.1985 г. Введены в действие 1.01.1987 г. М.: Минстрой России, ГУП ЦПП, 1997. - 94 с.

2. ОНД-86. Методика расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (от 01.01.1987). СПб: Гидрометеоиздат, 1987. - 123 с.

3. Свод правил СП 131.13330.2012.Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99*. - Взамен СНиП 23-01-99*.Утв. Приказом Минрегиона РФ от 30.06.2012г. №275. Введен в действие 1.01.2013г. М.: Госстрой России, НИЦ “Строительство”, 2013. - 109 с.

Размещено на Allbest.ru