Министерство образования и науки Украины
Кафедра инженерной экологии и
экономики природопользования
Расчетно-графическая работа
по дисциплине «Инженерная экология»
Благоустройство санитарно-защитной зоны вокруг одиночного стационарного
источника загрязнения атмосферного
воздуха в городе Одесса
Выполнил студент
группы
Проверил
План
Введение
Исходные данные
Расчет рассеивания в атмосфере вредных веществ от одиночного точечного источника с круглым устьем выброса нагретой газовоздушной смеси
Планировочная организация СЗЗ
Озеленение и благоустройство СЗЗ
Заключение
Список литературы
Введение
В настоящее время антропогенные изменения состояния компонентов природной среды вызывают практически все виды хозяйственной деятельности человека. Крупномасштабные антропогенные воздействия на объекты биосферы (в данном случае атмосферный воздух) обуславливают развитие сложных обратимых и необратимых деградационных процессов, исследование которых позволит выработать единые принципы обеспечения экологической безопасности атмосферного воздуха урбанизированных и рекреационных территорий. Унифицированная система анализа и предотвращения аварийных ситуаций в конкретных условиях рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе должна быть способна выявить скрытые недостатки проекта; наиболее аварийно опасные элементы локальной природно-технической системы (ПТС) путем анализа «дерева рисков». При угрозе возникновения аварийных ситуаций система должна позволить оценить их возможные последствия, выявить скрытые причины, рассчитать влияние на окружающую среду, обслуживающий персонал и жителей близлежащих районов. К сожалению, в современной инженерной практике все еще сильны экологически несостоятельные стереотипы мышлении. До сих пор в задачах оптимизации преобладают прагматические тенденции, когда в качестве приоритетов выдвигаются потребительские интересы («всего побольше и подешевле»). Зачастую стремление к снижению себестоимости проекта вступают в противоречие с логикой сохранения качества окружающей среды, с логикой выживания. Природа нередко становится заложницей тех псевдоэкономических обоснований, которые были воплощены в «смертельные» для нее технические проекты, облеченные сиюминутными хозяйственными интересами.
Исходные данные
В зоне машиностроительного предприятия радиусом 50 Н перепад отметок местности не превышает 50,0 м на 1 км. Предприятие второго класса опасности, вокруг которого согласно СН-245-71 организовано нормативную ширину СЗЗ. Газовоздушная смесь выбрасывается в атмосферный воздух через свечу диаметром 2,5 м на высоту 70 м. в выбросах содержиться оксиды углерода (СО), диоксиды серы (Sox) и азота (NOx), пары масла, полидисперсная пыль и другие загрязняющие вещества.
1. Местоположение – Одесса
2. Расход отходящих газов –14,8 м3/с
3.Концентрация ЗВ – двуокись азота – 2,86 г/м3 (ПДК – 0,085 мг/м3)
4. Температура газовоздушной смеси – 80ºС
1. Расчет рассеивания в атмосфере вредных веществ от одиночного точечного источника с круглым устьем выброса нагретой газовоздушной смеси
1.1Определение максимальной приземной концентрации
/>, мг/м3
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, для Украины А=160
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, для газообразных веществ F=1
М – количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, М=14,8·2,86=42,328 г/с
Н – высота источника выброса над уровнем земли, Н=70 м
m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса
V – объем газовоздушной смеси, V=14,8 м3/с
ΔT – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг=80 ºС и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв.
Январь
Июль
Тв=-2,5 ºС
Тв=22,2 ºС
ΔT=Тг-Тв=80+2,5=82,5 ºС
ΔT=Тг-Тв=80-22,2=57,8 ºС
/>
где />
где D – диаметр устья источника выброса D=2,5 м
ω – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса
/>м/с
/>
/>
/>
/>
Величина n определяется в зависимости от параметра vm
/>
/>м/с
/>м/с
при 0,3m≤2 />
/>
/>
/>мг/м3
/>мг/м3
1.2. Определение расстояния от источника выброса, на котором достигается максимальная величина приземной концентрации
Расстояние от источника выброса, определяется по формуле:
/>, м
где d – безразмерная величина, определяющая в зависимости от параметра vm
при vm≤2 />
/>
/>
/>м
/>м
На расстоянии />м наблюдается ПДК, />
1.3. Расчет границ санитарно – защитной зоны (СЗЗ)
Так как максимально-приземная концентрация превышает ПДК, наблюдаемый за пределами внешней границы нормативной СЗЗ, то определим ширину расчетной СЗЗ с учетом розы ветров для города Житомир
Повторяемость ветра
Январь
Июль
/>
/>
/>
/>
Санитарный разрыв L, соответствующий расстоянию Х, до внешней границы СЗЗ с учетом преобладающего направления ветра для данной местности, определяется по формуле:
/>, м
Где Lo – нормативный размер СЗЗ, для 2 класса предприятия Lo=500 м
P – среднегодовая повторяемость ветра рассматриваемого румба, %
Ро – повторяемость направлений одного румба при круговой розе ветров, для восьмирумбовой розе ветров Ро=12,5%
/>м
/>м
Принимаем ширину СЗЗ 880 м согласно высокого показателя так как нецелесообразно изменять ширину СЗЗ зимой и летом.
1.3. Определение условий рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере по оси факела выброса.
Величины приземных концентраций вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях от источника выброса определяется по формуле:
с=S1cм,
где S1 – безразмерная величина, определяемая при опасной скорости ветра следующим образом:
при х/хм≤1 S1=3(х/хм)4 – 8(х/хм)3+6(х/хм)2
при 1х/хм≤8/>
х
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
х/хм
0,309
0,618
0,928
1,237
1,546
1,855
2,165
2,474
2,783
3,092
( х/хм)2
0,096
0,382
0,861
1,530
2,391
3,442
4,685
6,120
7,745
9,562
( х/хм)3
0,030
0,237
0,798
1,892
3,696
6,387
10,142
15,139
21,555
29,568
( х/хм)4
0,009
0,146
0,741
2,341
5,715
11,850
21,953
37,451
59,989
91,433
S1
0,365
0,841
0,999
0,943
0,862
0,781
0,702
0,629
0,563
0,504
c
0,062
0,142
0,168
0,159
0,145
0,132
0,118
0,106
0,095
0,085
Январь
Июль
х
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
х/хм
0,344
0,688
1,032
1,376
1,720
2,064
2,408
2,752
3,096
3,440
( х/хм)2
0,118
0,473
1,065
1,893
2,958
4,259
5,797
7,572
9,583
11,831
( х/хм)3
0,041
0,326
1,099
2,605
5,087
8,790
13,959
20,836
29,667
40,696
( х/хм)4
0,014
0,224
1,134
3,584
8,749
18,142
33,609
57,336
91,842
139,981
S1
0,426
0,907
0,993
0,907
0,816
0,727
0,644
0,569
0,503
0,445
c
0,072
0,153
0,167
0,153
0,138
0,123
0,109
0,096
0,085
0,075
/>
/>
2. Планировочная организация СЗЗ
Планировочная организация СЗЗ кроме выполнения основной задачи защиты воздушной среды населенных пунктов от промышленных загрязнений должна также отвечать требованиям архитектурно-композиционной увязки жилых районов города с промышленными предприятиями.
Зонирование территории СЗЗ с установлением участков; под застройку, озеленение защитными древесно-кустарниковыми насаждениям прокладку транспортных путей и размещение сети инженерных коммуникаций должны осуществляться с учетом различной интенсивности загрязнения производственными выбросами приземного слоя атмосферы и территории зоны. Для этой цели следует составлять комплексную графоаналитическую схему кривых приземных концентраций вредных веществ от всех основных источников выбросов предприятий.
Площадь застройки территории СЗЗ не должна превышать 10%. В СЗЗ не допускается размещение городских стадионов, садов и парков общественного пользования, а также общеобразовательных школ, лечебно-профилактических оздоровительных учреждений общественного пользования. Использование территорий СЗЗ для сельскохозяйственного производства под полевые, огородные или садовые культуры допускается только по согласованию в каждом конкретном случае с местными органами Министерства аграрной политики и органами санитарно-эпидемиологической службы.
Д/>ля СЗЗ шириной от 300 до 1000м принимается следующая принципиальная схема зонирования территории:
А – территория промышленного предприятия; Б – селитебная территория
1 – защитные древесно-кустарниковые насаждения, площадки для отдыха работающих на предприятии, тротуары, стоянки автомотовелотранспорта, пожарное депо, гаражи, котельные, бани, склады (кроме продовольственных);
2 – сети инженерных коммуникаций, ЛЭП;
3 – защитные древесно-кустарниковые насаждения;
4 – автодороги, гаражи индивидуальных машин, торговые точки, тротуары, павильоны стационарного наблюдения за загрязнением атмосферы;
5 – дороги соединяющие промышленные предприятия с жилыми районами, административно-служебные здания, предзаводские площадки, торговые здания, здания общественного питания.
Озеленение и благоустройство СЗЗ.
Минимальная площадь озеленения СЗЗ при ширине СЗЗ от 300 до 1000 м должна составлять 50%. Рекомендуется, чтобы со стороны селитебных территорий ширина полосы древесно-кустарниковых насаждений составляла не менее 50м. Недостаточно продуманная система посадки зеленых насаждений может привести к отрицательному эффекту. Создание сплошного зеленого массива в СЗЗ при низких источниках выброса максимально уменьшает воздействие на селитебные территории, в то же время содействует возникновению застоя и росту концентраций вредных веществ на самой промышленной площадке, из-за отсутствия проветривания территорий.
Проектирование озеленения СЗЗ должно осуществляться с учетом характера промышленных загрязнений, а также местных природно-климатических и топографических условий. Растения, используемые для озеленения СЗЗ, должны быть эффективными в санитарном отношении и достаточно устойчивыми к загрязнению атмосферы и почв промышленными выбросами. При проектировании озеленения СЗЗ следует отдавать предпочтение созданию смешанных древесно-кустарниковых насаждений, обладающих большей биологической устойчивостью и более высокими декоративными достоинствами по сравнению с однопородными посадками. При этом, не менее 50% общего числа высаживаемых деревьев должна занимать главная древесная порода, обладающая наибольшей санитарно-гигиенической эффективностью, жизнеспособностью в данных почвенно-климатических условиях и устойчивостью по отношению к выбросам данного промпредприятия. Остальные древесные породы являются дополнительными, способствующими лучшему росту главной породы.
При подборе растений для озеленения будем руководствоваться «Картой древокультурных районов СССР», таблицей «Географические зоны применения ассортимента деревьев и кустарников» и таблицей «Ассортимент деревьев и кустарников для озеленения СЗЗ промышленных предприятий».
Город Житомир находиться в древокультурном районе 11 – средняя лесостепная зона – область дуба, клена и липы.
Наименование пород, характерных для данной зоны
Названия пород
Газоустойчивость растений в условиях загрязнения атмосферного воздуха выбросами предприятий черной металлургии (оценивается по 5-бальной шкале)
Рекомендуемый тип насаждений
(ф. – фильтрующие;
и. – изолирующие)
Породы, устойчивые против производственных выбросов
Деревья
Акация белая
4
и. ф.
Ива белая плакучая
4
и. ф.
Шелковица белая
4
и. ф.
Кустарники
Акация желтая
3
и.
Бирючина обыкновенная
4
и.
Лох узколистный
4
и. ф.
Чубушник обыкновенный
3
и. ф.
Шиповник краснолистый
4
и. ф.
Породы, относительно устойчивые против производственных выбросов
Деревья
Вяз обыкновенный
3
и. ф.
Клен полевой
4
ф.
Рябина обыкновенная
3
ф.
Черешня обыкновенная
2
и.
Ясень зеленный
3
и. ф.
Кустарники
Айва обыкновенная
4
и.
Барбарис обыкновенный
4
и.
Боярышник обыкновенный
3
и. ф.
Пузыреплодник каликолистный
4
и. ф.
Смородина золотистая
4
и.
Скумпия величественная
4
и. ф.
Для нашего предприятия будет использоваться изолирующая посадка типа ЛПИ-1, которая будет создавать на пути загрязненного воздушного потока механическую преграду, осаждая и поглощая часть вредных выбросов.
/>/>
Список литературы
Инструкция по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и водные объекты. Харьков. 1990. – 17 с.
Руководство по проектированию санитарно-защитных зон промышленных предприятий/ ЦНИИП градостроительства. – М.: стройиздат, 1984. – 33 с.
СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика. М.: Государственный комитет СССР по делам строительства. 1983. – 136 с.