Біоіндикація забруднення атмосферного повітря

РОЗДІЛ 6 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА  РОБОТИ 

     6.1 Розрахунок безпечної для людини концентрації шкідливої речовини на фоні присутності в повітрі декількох компонентів

     Якою  може бути концентрація в повітрі  житлового району оксиду карбону (СО), якщо концентрація в повітрі діоксиду сульфуру (SO₂) складає 0,028 мг/м³, а концентрація сірководню (H₂S) – 0,0005 мг/м³, щоб повітряна суміш була безпечною для людини ?

     На  підставі формули розрахунку коефіцієнту g, виражаємо можливу концентрацію оксиду карбону з підставленням  відповідних величин (при цьому  гранично допустимі концентрації беруться з Додатку Б методички):

     С_СО = [1 – ((С_SO2/ГДК_SO2) + (С_H2S/ГДК_H2S))]* ГДК_СО = [1 – ((0.028/0,05) + (0,0005/ 0,005))]* 3 =1,02 мг/м³

     Із  приведених розрахунків видно, що з  врахуванням сумарної дії декількох  шкідливих компонентів повітря, концентрація оксиду карбону не повинна  перевищувати 1,02 мг/м³, що значно нижче ГДК_СД. 

     6.2 Розрахунок об’єму чистого повітря для розбавлення промислових газів до безпечної концентрації в них шкідливих речовин

     На  заводі з виробництва фенолформальдегідних смол утворюються газоподібні викиди обʼємом 5000м³/год. Газоподібні викиди містять формальдегід концентрація якого після попередньої очистки складає 0,067 мг/м³. Який обʼєм чистого повітря необхідно додати до промислових газів, щоб концентрація формальдегіду в зоні розсіювання не перевищувала ГДК ?

     Оскільки  розрахунки проводять для зони розсіювання, за величину ГДК приймають ГДК_МР формальдегіду, яка складає 0,035 мг/м³.

     Розраховуємо  коефіцієнт розведення:

     К_р = С/ ГДК = 0,067 / 0,035 = 1,914

     Як  бачимо, значення коефіцієнту розведення більше за 1, тобто промислові гази необхідно  розводити чистим повітрям. Розраховуємо, який обʼєм повітря необхідний для розведення промислових газів:

     V_p = V* (K_p – 1)= 5000* (1,914 – 1) = 4570 м³/год.

     Отже, за таких умов, для забезпечення вимог ГДК_МР необхідно до 5000 м³/год промислових газів перед їх викиданням в атмосферу додати 4571 м³/год чистого повітря.  

     6.3 Розрахунок гранично допустимої величини та мінімальної висоти викиду джерела забруднення

     У джерела викиду, що знаходиться на Україні,  з одиночної труби  висотою 73 м з діаметром устя 0,9 м викидається 2,8 м³/с димових газів, які містять діоксид сульфуру, з температурою 69 ⁰С. Температура зовнішнього повітря 22  ⁰С.

     Зважаючи  на вище подане приймаємо значення А=160. Для газоподібного викиду F=1. Розрахунок ГДВ проводимо наступним  чином:

• знаходимо значення коефіцієнту m за формулою:

     m= 1/(0,67+0,1*f^1/2+0,34* f^1/3)

• у свою чергу f визначаємо за формулою

      f = ((w₀²*D)/(H²*rT))*10³

     - проте нам невідомо значення  w₀. Його знаходимо, знаючи обʼємні витрати димових газів і площу гирла джерела

     w₀ = V/S = V/(0,785*D²) =2,8/0,785*0,9² = 4,40м/с (м³/c/м²)

     rT = 69 – 22 = 47 ⁰С

     f = ((4,40²*0,9)/(73²*47))*10³= 0,070

     m= 1/(0,67+0,1*0,070^1/2+0,34* 0,070^1/3)= 1,20

     - розраховуємо 

     V_m=0,65*(( V*rT)/H)^1/3)= 0,65*(( 2,8*47)/73)^1/3)= 0,68м/с

     При 0,3< V_m <=2

     n = 3 –((V_m - 0,3)*(4,36 - V_m))^1/2= 3 –((0,68-0,3)*(4,36-0,68))^1/2=1,67

     ГДК_сд для діоксиду сульфуру складає 0,050 мг/м³.

     ГДВ = ((ГДК*Н²*(V*rT)^1/3)/(A*F*m*n) = ((0,050*73²*(2,8*47)^1/3)/(160*1*1,20*1,68)=4,25 г/с

     Для розрахунку мінімальної висоти викиду (труби) необхідно уточнити кількість  шкідливих речовин, яка викидається  в атмосферу М, а для цього  необхідно встановити концентрацію шкідливого компоненту у викидах  біля устя джерела за формулою:

     С_мт=((0,050*73²)/(160*1*1,20*1,67))*(47/2,8²)^1/3 =1,50 г/м³

     Визначаємо  величину М:

     М = С_мт*V= 1,50*2,8= 4,25 г/с

     Н= ((160*4,25*1*0,9)/(8*2,8*0,050))^3/4= 113,07 м

     Для цього значення розраховуємо величину V_m:

     V_m1= 0,65*(( V*rT)/Н)^1/3= 0,65*((2,8*47)/113,07) ^1/3= 0,68

     Величина  менша 2, але більша 0,3, тому уточняємо  висоту викиду (труби) за формулою:

     Н_х= Н*(n_x/n)^3/4

     Розраховуємо  для V_m1 величину n₁

     n₁= 3-((0,68-0,3)*(4,36-0,68))^1/2 = 1,81

     Отже:

     Н₁= Н*(n₁/n)^3/4= 73*(1,81/1,67)^3/4= 120,45 м

     Знову уточнюємо висоту викиду (труби):

     V_m2= 0,65*((2,8*47)/120,45) ^1/3= 0,67

     n₂= 3-((0,67-0,3)*(4,36-0,67))^1/2= 1,83

     Отримуємо:

     Н₂= 120,45*(1,83/1,81)^3/4= 121,4 м

     Таким чином, мінімальна висота викиду складає 121,4 м, а ГДВ –848,6  г/с.