Раздел IV. Охрана атмосферы

IV.1. Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся б выбросах предприятий (СН 369-74)

(Приложением к настоящим Указаниям являются согласованные с Отделом технического нормирования и стандартизации Госстроя СССР типовые схемы расчетов вредных выбросов и их рассеивания, разработанные головными проектными институтами соответствующих отраслей промышленности. Эти материалы издаются отдельно и здесь не приводятся.)

^* (С введением в действие настоящих СН 369=74 утратили силу СН 369-67.)

1. Общие положения

1.1. Настоящие указания должны выполняться при расчетах рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (объектов), тепловых электрических станций и котельных, независимо от температуры и характеристики выбросов и наличия очистных устройств.

1.2. Методика расчета рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах, основана на определении концентраций этих вредных веществ в приземном слое воздуха с (мг/м³).

Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ определяется по наибольшему рассчитанному значению приземной концентрации вредных веществ см (мг/м³), которое может устанавливаться на некотором расстоянии от места выброса, соответствующем наиболее неблагоприятным метеорологическим условиям (когда скорость ветра достигает опасного значения м, наблюдается интенсивный вертикальный турбулентный обмен и др.).

(Примечания: 1. Настоящие Указания не распространяются на расчеты рассеивания вредных веществ в атмосфере промышленных площадок и участков, расположенных в пределах аэродинамической тени, образуемой зданиями и сооружениями.

Необходимо избегать строительства предприятий со значительными выбросами вредных веществ на площадках, где может происходить длительный застой примеси при сочетании слабых ветров с температурными инверсиями (например, в глубоких котловинах, в районах частого образования туманов, в частности в районах с суровой зимой, ниже плотин гидроэлектрических станций, а также в районах возможного возникновения смогов).)

1.3. Наибольшая концентрация каждого вредного вещества см (мг/м³) в приземном слое атмосфер не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации (ПДК) данного вредного вещества в атмосферном воздухе, установленной "Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий" СН 245-71:

При одновременном совместном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих суммацией действия, их безразмерная суммарная концентрация (для каждой группы указанных вредных веществ однонаправленного действия) не должна превышать единицы при расчете по формуле

(2)

где с₁, с₂, .... с_n - концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в одной и той же точке местности, мг/м³; ПДК₁, ПДК₂, ...,ПДК_n - соответствующие максимальные предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м³.

Соотношение (2) может быть представлено в следующем виде:

(3)

В данном случае значения концентраций п вредных веществ, обладающих суммацией действия, условно приводятся к значению концентрации первого из них с₁.

(Примечания: 1. Разовые концентрации вредных веществ опре

деляются по пробам, отобранным в течение 20 мин. Поэтому приводимые в настоящих Указаниях формулы и графики также относятся к 20-минутному интервалу времени.

2. Максимальные разовые ПДК являются основной характеристикой опасности вредных веществ, не обладающих кумулятивным вредным Действйем.

3. При выбросах предприятиями (объектами) вредных веществ, претерпевающих полностью или частично химические превращения в атмосфере в более токсические вещества, расчеты необходимо Производить с учетом образования новых токсических веществ.

4. При использовании формулы (3) расчеты рассеивания в атмосфере для п вредных веществ, обладающих суммацией действия, должны выполняться на основе приведения выбросов М (г/с) всех вредных веществ для каждого источника к одному из них по формуле

(4)

При этом требования формулы (2) будут выполнены, если расчетная максимальная концентрация вредных веществ с_м меньше или равна ПДК₁.)

1.4. Приземные максимальные концентрации вредных веществ не должны превышать 0,8 ПДК, установленных "Санитарными Нормами проектирования промышленных предприятий" для атмосферного воздуха населенных пунктов, на территориях санитарных охранных зон курортов, в местах размещения крупных-санаториев и домов отдыха, зонах отдыха городов с населением более 200 тыс. чел.

2. Расчет рассеивания выбросов из одиночного источника

Нагретые выбросы

2,1. Максимальная приземная концентрация вредных веществ см для выброса нагретой газовоздушной смеси из одиночного (точечного) источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х_м (м) от источника должна определяться по формуле

(5)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, с^2/3 ×мг×град^1/3/г; М - количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; тип - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н - высота источника выброса над уровнем земли, м; ΔТ - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_Γ и температурой окружающего атмосферного воздуха T_в, град; V₁ - объем газовоздушной смеси (м³/с), определяемый по формуле

(6)

где О -диаметр устья источника выброса, м; ω₀ - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Для упрощения определения величины см формула (5) приводится к следующему виду:

где

величина, которая определяется по рис. 1, с^1/3/(м³×град^1/3).

(Примечание. Приведенные в настоящих указаниях графики для практического использования должны быть Построены в Увеличенном масштабе по приведенным формулам.)

2.2. Коэффициент А (с^2/3×мг×град^1/3/г) должен приниматься для неблагоприятных метеорологических условий, при которых концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе от источника выброса достигают максимального значения:

для субтропической зоны Средней Азии (лежащей южнее 40° с. ш.) - 240;

для Казахстана, Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии, Сибири, Дальнего Востока и остальных районов Средней Азии - 200; для Севера и Северо-Запада европейской территории СССР, Среднего Поволжья, Урала и Украины - 160;

для Центральной части европейской территории СССР - 120.

Примечание. Для других территорий значения коэффициента А должны приниматься по сходству климатических условий турбулентного Обмена в этих областях и в приведенных в настоящем пункте Указаний.

Рис. 1. Графики для определения значений вспомогательной величины G

2.3. Величины М и V₁ должны определяться расчетом в технологической части проекта или приниматься в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами.

(Примечания: 1. При наличии очистки выбросов от вредных веществ значение величины М должно приниматься по содержанию вредных веществ в газовоздушной смеси после очистных устройств.

4. При определении необходимой степени очистки выбросов от вредных веществ должны приниматься реальные значения коэффициента полезного Действия очистных устройств при установленных условиях их эксплуатации.)

2.4. Величину ΔТ (°С) следует определять, принимая температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в по средней температуре наружного воздуха в 13 ч наиболее жаркого месяца года по главе СНиП "Строительная климатология и геофизика", а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г - по действующим для данного производства технологическим нормативам.

(Примечания; 1. При определении величины Т_г должны учитываться подсос воздуха и охлаждение выбросов в случае применения мокрой пыле- и газоочистки.

2. Для котельных, работающих по отопительному графику, при расчетах допускается принимать значения T_B равными средним температурам наружного воздуха самого холодного месяца, для которого характерны наибольшие выбросы вредных веществ по главе СНиП "Строительная климатология и геофизика".)

2.5. Значения безразмерного коэффициента F должны приниматься:

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

б) для пыли и золы (кроме указанных в п. 2.5а), если средний эксплуатационный коэффициент очистки равен: не менее 90% - 2; от 75 до 90% -- 2,5; менее 75% - 3.

(Примечание. Вне зависимости от эффективности пылеулавливания значение коэффициента F принимается равным 3 также при расчетах рассеивания пыли в атмосфере для производств, у которых выбросы пыли сопровождаются выделениями водяного пара в количестве, достаточном для того, чтобы в течение всего года наблюдалась его интенсивная конденсация сразу же после выхода в атмосферу, а также коагуляция влажных пылевых частиц (например, глиноземное производство).)

2.6. Безразмерный коэффициент m должен определяться по формуле

(8)

в зависимости от параметра, м/(с²×град),

(9)

Значения безразмерного коэффициента m могут быть определены по рис. 2.

2.7. Значение безразмерного коэффициента n определяется по формулам (10)-(12) или по рис. 3 в зависимости от параметра ум, вычисляемого по формуле (13).

При v_M ≤ 0,3

при 0,3 ≤ v_м ≤ 2

(11)

при v_M > 2

где

(13)

Величина Ом может быть определена по рис. 4.

2.8. Максимальная приземная концентрация вредных веществ пои неблагоприятных метеорологических условиях достигается на оси факела выброса (по направлению среднего ветра за рассматриваемый период) на расстоянии х_м (м) от источника выброса.

Рис. 2. График для определения значений безразмерного коэффициента m

Величина х_M должна определяться по формуле

где d - безразмерная величина, определяемая по рис. 5 или по формулам:

при v_м ≤ 2

при v_M > 2

Когда безразмерный коэффициент F ≥ 2, величина х_м определяется по формуле

2.9. Опасная скорость ветра u_м (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой имеет место наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе ем, должна приниматься:

Рис. 3. График для определения значений безразмерного коэффициента n

Рис. 4. Графики для определения значений вспомогательной величины

2.10. Максимальная приземная концентрация вредного вещества с_ми (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра и (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра им, должна определяться по формуле

где r - безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения и/им по рис. 6 или по формулам:

(22)

(23)

Рис. 5. Графики для определения значений безразмерного коэффициента d

Рис. 6. Графики для определения значений безразмерных коэффициентов r и р

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

где р - безразмерная величина, определяемая по приведенному на рис. 6. графику или в зависимости от отношения u/uм по формула

(26)

(27)

Рис. 7. График для определения значений безразмерного коэффициента s₁ (при х/х_м≤8)

Рис. 8. Графики для определения кого коэффициента s₁ (при х/х_м ≤1 и х/х_м>8)

2.12. Значения приземных концентраций вредных веществ с в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях от источника выброса должны определяться по формуле

где s₁ - безразмерная величина, определяемая при опасной скорости ветра в зависимости от отношения х/х_м по графикам, приведенным на рис. 7 и 8, или по формулам:

(29)

(30)

При х/х_м ≤ 8 и F = 1 величина s₁ определяется по сплошной кривой графика на рис. 8 или по формуле

(31)

при х/х_м > 8 и F равном 2; 2,5 или 3, величина определяется по пунктирной кривой графика на рис. 8 или по формуле

(32)

(Примечания: 1. Аналогично определяются значения концентраций вредных веществ на различных расстояниях по оси факела при других значениях скоростей ветра и и неблагоприятных метеорологических условиях. По формулам (21) и (24) и графику, приведенному на рис. 6, определяются значения величин с_ми и х_ми. По отношению х/х_ми находится значение s₁ по формулам (29) -(32) или графикам, приведенным на рис. 7 и 8. Искомая концентрация вредного вещества определяется умножением с_ми на s₁.

2. С наветренной стороны источника выброса (х < 0) значения концентраций вредных веществ с принимаются равными нулю.)

2.13. Приземные концентрации вредных веществ в атмосфере с_у на расстоянии у по перпендикуляру от оси факела выброса должны определяться по формуле

где s₂ - безразмерная величина, определяемая в зависимости от скорости ветра u и отношения y/х графику, приведенному на рис. 9,

(34)

Холодные выбросы

2.14. Максимальная приземная концентрация вредных веществ си для выброса холодной газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии x_M от источника должна определяться по формуле

(35)

где А - коэффициент, имеющий размерность мг×м^1/3/г, величина его определяется по п. 2.2; n - безразмерный коэффициент, находится по формулам (10)- (12) или по рис. 3 в зависимости от параметра v_M (м/с), вычисляемого по формуле

(36)

К - величина (с/м²), определяемая по формуле

(37)

Рис. 9. График для определения значений безразмерного коэффициента s₂

Опасная скорость ветра u_М (м/с) при холодных выбросах должна приниматься: при v_M ≤ 2 м/с - по формулам (18) и (19), а при v_м > 2 м/с - по формуле

Безразмерный коэффициент d должен определяться по формулам:

(Примечания: 1. Если разность температур ΔТ (град) близка к нулю при расчетах по формуле (9) параметр f ≥ 100 м/(с². град) то для таких выбросов расчеты должны проводиться так же, как для холодных так как их начальная температура Т_г не оказывает существенного влияния на подъем и рассеивание вредностей в атмосфере.

2. В остальном расчет рассеивания вредных веществ для холодных выбросов производится, как для нагретых.)

Источники выброса с прямоугольным устьем

2.15. Расчет рассеивания в атмосфере выбросов нагретой или (колодной газовоздушной смеси объемом V₁ (м³/с) от источника с прямоугольным устьем (шахты) производится по приведенным выше формулам при D = D_э (м) и V₁ = V_э.

Средняя скорость выхода в атмосферу газовоздушной смеси ω₀ (м/с) определяется по формуле

(41)

где L - длина устья, м; b - ширина устья; м.

Эффективный диаметр

(42)

Эффективный объем выходящей в атмосферу газовоздушной смеси

(43)

(Примечания: 1. Для источников с квадратным устьем (L = b) эффективный диаметр D_э равняется длине стороны квадрата.

2. В остальном расчет рассеивания вредных веществ производится, как для выбросов с круглым устьем.)

3. Расчет рассеивания выбросов из аэрационного фонаря

3.1. При расчете концентрации вещества, выбрасываемого из аэрационного фонаря (рис. 10) длиной L (м) в точке, расположенной на расстоянии х от его центра, независимо от направления ветра фонарь разбивается на N одинаковых участков, каждый из которых заменяется одиночным (точечным) источником, находящимся в центре участка.

Для каждого из этих одиночных источников приземная максимальная концентрация вредных веществ см должна определяться по формуле

(44)

Расстояние x_м, на котором достигается максимальная концентрация вредных веществ см, определяется по формуле

Опасная скорость ветра

Величины с’_M (мг/м³). x’_M(м) и u'_M (м/с) принимаются соответственно равными максимальной концентрации вредных веществ с_M, расстоянию х_М и опасной скорости u_M для одиночного источника с круглым устьем диаметра D_Э и объемом выбрасываемой газовоздушной смеси V_1Э.

Эффективный диаметр устья фонаря

(47)

где L-длина аэрационного фонаря, м; V₁-объем выбрасываемой из фонаря газовоздушной смеси, м³/с; ω₀ - средняя скорость выхода из фонаря газовоздушной смеси, м/с.

Рис. 10. Схема корпуса, оборудованного аэрационным фонарем

На основании найденной величины D_э определяется эффективный объем выбрасываемой газовоздушной смеси V_1э по формуле (43).

За высоту источника выброса H принимается высота над уровнем земли верхней кромки ветроотбойных щитов фонаря или верхней кромки фонаря при отсутствии ветроотбойных щитов.

Средняя скорость выхода в атмосферу газовоздушной смеси из аэрационного фонаря ω₀ определяется экспериментальным путем или по расчету аэрации.

Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, М (г/с) принимается равным суммарному выбросу из всего фонаря.

Величина ΔТ принимается так же, как для одиночного источника выброса вредных веществ в атмосферу.

При f < 100 м/(с²×град) расчет рассеивания выбросов из аэрационного фонаря производится по формулам для нагретых выбросов, при ΔТ = 0 или f ≥ 100 - по формулам для холодных выбросов.

(Примечание. При расчетах рассеивания для скорости ветра и, не равной u_м, для каждого из одиночных источников с_ми и х_ми определяются по формулам:

(48)

(49)

Здесь r и р безразмерные коэффициенты, определяемые в соответствии с пп. 2.10 и) 2.11 по величине u/u'w

3.2. Число одинаковых, равноудаленных, одиночных источников N, которое принимается для аэрационного фонаря при расчетах, определяется (с округлением до ближайшего большего целого числа) по формуле

(50)

где х - расстояние от центра аэрационного фонаря до точки на местности, для которой производится расчет, м.

Суммарная концентрация примеси в точке, расположенной на расстоянии х от центра аэрационного фонаря, от этих N источников должна определяться в соответствии со схемой расчета для группы источников, изложенной в разделе 4 настоящих Указаний.

(Примечание. В зависимости от протяженности аэрационного фонаря п должно приниматься не более 5-10.)

3.3. Максимальная концентрация вредных веществ см при ветре вдоль аэрационного фонаря должна определяться по формуле

где s₃ - безразмерный коэффициент, зависящий от отношения L/x’_M определяется по графику на рис. 11 или по формуле

(52)

Рис. 11. Графики для определения значений безразмерных коэффициентов s₃ и s₄

Расстояние хм от наземной проекции центра аэрационного фонаря до точки, где достигается максимальная приземная концентрация вредных веществ см, определяется по формуле

(53)

где s₄ - безразмерный коэффициент, зависящий от отношения L/x’_M определяется по графику на рис. 11 или по формуле

(54)

Опасная скорость ветра им, при которой достигается максимальная приземная концентрация вредных веществ см, определяется по формуле (46).

3.4. Распределение концентраций вредных веществ с на расстоянии х от центра аэрационного фонаря вдоль оси факела при скорости ветра u_м находится по формуле

(55)

где s'₅ - безразмерный коэффициент, определяемый по рис. 12, в зависимости от отношения (2х + L)/2x’_M; при F, равном 2; 2,5 или 3,- по пунктирной линии; s”₅ - безразмерный коэффициент, определяемый по рис. 12 в зависимости от отношения (2х -L)/2x’_M.

Рис. 12. Графики для определения значений безразмерных коэффициентов s’₅ и s”₅

(Примечание. При скорости ветра u ≠ u_M

(56)

где s’₅ и s”₅ определяются соответственно по отношениям (2х + L)/2px'_M и (2x - L)/2px'_M)

3.5. Распределение концентраций вредных веществ с на расстоянии х от центра аэрационного фонаря при ветре скоростью и, направленном поперек фонаря, находится по формуле

Начало координат располагается в центре аэрационного фонаря, ось х направлена вдоль, а ось y - перпендикулярно направлению ветра.

Концентрация вредных веществ с_y на расстоянии y от оси факела должна определяться по формуле

(58)

где s₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в соответствии с п. 2.12 по отношению х/рх’_M, s₆ s'₆, s”₆ - безразмерные коэффициенты:

(59)

(60)

или определяемые по рис.

Рис. 13. График для определения значений безразмерного коэффициента s₆

(Примечания: 1. На достаточно большом удалении от аэрационного фонаря, которому соответствует безразмерный коэффициент s₆, близкий к единице, аэрационный фонарь может рассматриваться как одиночный источник с с_м = с’_м, x_М = x’_M и u_M = u’_M.

2. При наличии нескольких фонарей многопролетного здания расчет рассеивания выбросов должен производиться для каждого аэрационного фонаря в отдельности.)

4. Расчет рассеивания выбросов из группы источников

4.1. Приземная концентрация вредного вещества с в любой точке местности при наличии N источников определяется как сумма концентраций вредных веществ в этой точке от отдельных источников

где c₁, с₂,..., c_N - концентрации вредных веществ, выбрасываемых 1-м, 2-м и N-м источниками, мг/м³.

Примечание. При проектировании предприятий, зданий и сооружений необходимо предусматривать минимальное число источников выбросов вредных веществ в атмосферу, объединяя удаляемые вредности от ряда источников в одну трубу, шахту.

4.2. При расчетах рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах из нескольких близко расположенных источников, можно координаты всей группы источников или какой-либо части сводить к одной точке - центру их группировки или к месту расположения преобладающего источника загрязнения атмосферы.

(Примечания: 1. Сведение в одну точку координат источников загрязнения атмосферы с одними и теми же H, V₁ и ΔT несколько повышает значение расчетной максимальной концентрации вредного вещества с_M, но при этом относительная погрешность не превышает величины 1 - se, определяемой по рис. 13 в зависимости от скорости ветра и и отношения x/L (где L - длина наибольшей стороны прямоугольной площадки или диаметр круглой площадки, на которой расположены источники выбросов вредностей в атмосферу). Скорость ветра и принимается равной опасной скорости ветра u_м, а х - равным расстоянию x_м, на котором достигается максимальная концентрация вредных веществ от одиночного источника.

4. Результаты расчетов рассеивания вредных веществ в атмосфере из группы источников не допускается корректировать по упрощенным методам расчета.)

4.3. Максимальная суммарная концентрация вредных веществ см от N одиночных источников равной высоты, близко расположенных на площадке друг от друга с одинаковыми диаметрами устьев, одинаковыми скоростями выхода в атмосферу газовоздушной смеси и ее перегревами, определяется по формуле

(62)

где М - суммарное количество вредного вещества, выбрасываемого всеми источниками в атмосферу, г/с; V - суммарный объем выбрасываемой всеми источниками газовоздушно смеси, м³/с, определяемый по формуле

Параметр v_M находится по формуле

(64)

Для упрощенного определения величин с_M и v_M для группы близко расположенных друг от друга одинаковых источников допускается использовать формулу (7) и графики, приведенные соответственно на рис. 1 и 4. При этом на горизонтальных осях координат следует откладывать величину VΔT/N.

В остальном расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере для близко расположенных друг от друга одинаковых одиночных источников загрязнения не отличается от расчета рассеивания нагретых выбросов из одиночного источника, приведенного в разделе 2 настоящих Указаний.

4.4. Расчет рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в холодных выбросах из N близко расположенных друг от друга одинаковых источников, когда ΔT = 0 или значение параметра f ≥ 100 м/(с²×град), производится с использованием формул (35)-(40), причем в формуле (37) принимается V₁ = V/N.

Формула (37) приводится к следующему виду:

(65)

В остальном методика расчета рассеивания вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу при одинаковых источниках холодных выбросов, сходна с методикой расчета, изложенной в разделе 2 настоящих Указаний для одиночного источника загрязнения холодными выбросами.

4.5. Приземная максимальная концентрация вредных веществ с_М при выбросах через многоствольную трубу (N стволов) должна определяться по формуле

(66)

Расстояние x_М на котором достигается максимальная концентрация вредных веществ с_М, находится по выражению

(67)

Опасная скорость ветра им определяется по формуле

(68)

Здесь с'_M - приземная максимальная концентрация вредных веществ, мг/м³, вычисляемая по формуле (5) при значениях параметров выброса для одного ствола и количестве вредных веществ М, г/с, равном суммарному выбросу вредных веществ из всех стволов; х'_M, u'_М -соответственно расстояние, на котором наблюдается максимальная концентрация вредных веществ и опасная скорость ветра г/м, определяемые по формулам (14)-(20) при параметрах выброса для одного ствола; с" - приземная максимальная концентрация вредных веществ, мг/м³, вычисляемая по формуле (5), при этом количество вредных веществ М, г/с, равно суммарному выбросу вредных веществ из всех стволов, величина D, м - эффективному диаметру источника выброса D_э, вычисляемому по формуле

(69)

а объем выходящей газовоздушной смеси V₁ м³/с, равным эффективному объему выходящее в атмосферу газовоздушной смеси V по формуле (43); x_М, u"_M - соответственно расстояние,на котором наблюдаются максимальная концентрация вредных веществ см и опасная скорость ветра, определяемые по формулам (14) - (20), при D = D_э, и V₁ - V_1э; а, - безразмерный коэффициент, определяемый по формуле

(70)

здесь l - среднее расстояние между центрами устьев стволов, м; D - диаметр устья ствола, м; d₂ - безразмерный коэффициент, вычисляемый по выражению

(71)

или по графикам, приведенным на рис. 14, в зависимости от величин f и v'_M вычисляемых по формулам (9) и (13) по параметрам выброса одного ствола.

(Примечания:; 1. При l, большем или равном d₂H, для многоствольной трубы должны приниматься в расчетах с_м = с’_м, x_M = x’_M и u_M = u’_M.

3. Дальнейший текст Указаний относится к расчетам рассеивания как нагретых, так и холодных выбросов, а также одновременно тех и других.)

4.6. Расчет рассеивания в атмосфере вредных веществ от N источников, имеющих различные параметры выбросов, производится, начиная с определения для всех источников по каждому вредному веществу максимальных приземных концентраций с_М (c_M1, с_М2, ..., с_МN) и опасных скоростей ветра u_M(u_М1, u_М2,..., u_MN).

Если по какому-либо вредному веществу сумма максимальных приземных концентраций с_M от всех источников окажется меньше или равной ПДК (c_M1 + с_М2 +....+ c_MN ≤ ПДК), то (при отсутствии необходимости учета суммарного воздействия нескольких вредных веществ или фонового загрязнения атмосферы), дальнейший расчет рассеивания этого вещества в атмосфере производить необязательно.

Рис. 14, Графики для определения значений безразмерного коэффициента d2

Когда сумма максимальных приземных концентраций для каждого вредного вещества от всех источников с_М превышает ПДК, то следует определить средневзвешенную опасную скорость ветра u_М с для группы N источников по формуле

(72)

Отдельно для всех вредных веществ, к которым относятся вычисленные им. с (для разных вредных веществ они иногда существенно отличаются), определяются величины с_МИ и х_МИ.

Если по рассматриваемому вредному веществу сумма с_МИ меньше или равняется ПДК, то дальнейшие расчеты рассеивания производить не обязательно.

Если сумма с_МИ больше ПДК, то при скорости ветра u = u^M, с производится расчет суммарных концентраций вредных веществ от всех источников и наибольшая из них принимается за максимальную концентрацию с_М.

4.7. Расчеты загрязнения атмосферы вредными веществами упрощаются, если среди N источников выброса предприятия имеется N₁ источников, которым по данному вредному веществу при u = u_М. с соответствуют малые значения с_МИ. При этом определяется разность между ПДК и суммой с_МИ от N₁ источников и рассчитывается максимальная суммарная концентрация вредных веществ для остальных N - N₁ источников. Величина см не должна превышать разности между ПДК и суммой сми для источников с малыми значениями сми.

4.8. Для близко расположенных друг к другу N источников выброса вредных веществ при различии их параметров и u = u_М, с определяется средневзвешенная величина х_МИС (м) по формуле

(73)

При u = u _{M. С}, x = х_мис и L, равном наибольшей стороне прямоугольной или диаметру круглой площадки расположения источников загрязнения атмосферы, по номограмме, приведенной на рис. 13, определяется безразмерная величина s₆. Если s₆ ≥ 0,9, то координаты всех источников сводятся в одну точку. Для одинаковых расстояний х в табличной или графической форме суммируются значения с от всех источников и находятся значения суммарной концентрации с в зависимости от расстояния х до точки, в которую сведены координаты всех источников. Наибольшее значение с равняется максимальной концентрации с_М.

4.9. Расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере, содержащихся в выбросах источников, группирующихся на площадке (карте-схеме) вдоль некоторой прямой, следует производить, считая все источники расположенными на этой линии, при условии, что каждому из источников при u = u_{м. с} соответствует u(y/х_ми)² меньшее или равное 0,01-0,02, где y - расстояние от источника до этой прямой.

Для каждого источника строятся кривые распределения концентраций. Начала координат каждой кривой, характеризующей изменение концентрации вредных веществ с в зависимости от расстояния х, совмещаются с месторасположением источников на этой прямой, а концентрации суммируются.

При этом рассматриваются два варианта. В одном из них принимается, что ветер направлен с 1-го на N-й источник, в другом - в противоположном направлении. Для различных расстояний х производится сложение концентраций и определяются значения суммарной концентрации с. Наибольшее значение с принимается за максимальную концентрацию с_м.

(Примечание. Указанным способом производится расчет при наличии двух источников, расположенных далеко друг от друга (или двух групп источников).)

4.10. Расчет рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах источников, координаты которых не могут быть сведены в одну точку или на одну общую прямую, упрощается, если на площадке (карте-схеме) проводится ось х, около которой группируется большая часть основных источников.

В этом случае осуществляется сложение величин концентраций вредных веществ для двух противоположных направлений ветра вдоль этой оси. При этом координаты близлежащих источников вредностей переносятся на ось х, а при расчете концентраций от остальных источников нужно использовать формулу (33) и график на рис. 9. Если среди источников, координаты которых не перенесены на ось х, имеются крупные, то нужно при каждом направлении ветра рассчитать также суммарную концентрацию вредных веществ в точках максимумов концентраций от этих источников.

4.11. Расчет рассеивания вредных веществ при рассредоточении небольшого числа источников (3-5) по территории должен производиться для всех направлений ветра, при которых попарно накладываются проекции оси факелов от всех источников.

Два источника с координатами х₁, y₁; х₂, y₂ - 2 направления ветра, определяемые углами β₁ и β₂, отсчитываемыми от положительного направления оси х по формуле

(74)

Три источника с координатами x₁, y₁; x₂, y₂; x₃, y₃ - 6 направлений ветра, определяемых углами β₁ - β₆ по формулам:

(75)

(76)

(77)

В общем случае при N источниках следует рассматривать N (N - 1) направлений ветра, 374

Для приближенной оценки максимальной суммарной концентрации при каждом направлении ветра рассчитываются суммарные концентрации в точках, где достигается максимум концентраций от отдельных источников. Наибольшее из них значение принимается за см.

4.12. Расчет рассеивания вредных веществ, содержащихся в выбросах большого числа источников, рассредоточенных на площадке значительных размеров, целесообразно производить на электронных вычислительных машинах, особенно когда необходимо рассмотреть большое число вариантов объединения выбросов, размещения источников на площадке, способов очистки выбросов от вредных веществ и других условий.

(Примечания: 1. Разработанные различными организациями и вычислительными центрами программы должны согласовываться с Главной, геофизической обсерваторией имени А. И. Воейкова.

2. Приложением к настоящим Указаниям является Унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы УПРЗА-ГГО-1 (публикуется отдельно).)

5. Нахождение предельно допустимого выброса и его минимальной высоты

5.1. Предельно допустимый нагретый выброс вредного вещества в атмосферу ПДВ (г/с), из одиночного источника (трубы), при котором обеспечивается не превышающая ПДК концентрация его в приземном слое воздуха, должен определяться по формуле

(78)

При этом концентрация вредного вещества в выбросах около устья источника не должна превышать величины с_м.т (г/м³), определяемой по формуле

(79)

или, учитывая формулу (78),

(80)

Предельно допустимый холодный выброс вредного вещества в атмосферу ПДВ из одиночного источника, при котором обеспечиваются не превышающие ПДК концентрации вредных веществ в приземном слое воздуха, должен определяться по формуле

(81)

а максимально допустимая концентрация вредного вещества с_{м. т} при выходе в атмосферу должна быть равна:

(82)

5.2. Высота одиночного источника выброса (трубы) Я, при которой обеспечивается не превышающее ПДК значение максимальной приземной концентрации вредных веществ см. т, если установлены величины М, ω₀, v₁, D, ΔT(°C) определяется пр холодных и нагревательных выбросах по формулах (83) и (84):

(83)

Если вычисленной по формуле (83) величине H соответствует величина v_М ≥ 2 м/с, то при найденном значении H обеспечивается требование п. 1.3. Если v_M < 2 м/с, то необходимо при найденном значении H определить величину n, а затем уточнить величину H по

(84)

где n_i и n_i-1 - значения безразмерного коэффициента я, найденные соответственно по значениям H_i и H_i-1.

Уточнение величины H необходимо производить до тех пор пока два последовательно найденных значения H_i и H_i-1 не будут практически отличаться друг от друга. Если при этом найденное значение H меньше или равно

то оно является точным.

Если найденное значение H больше

или для данного типа источников выполнение этого равенства очевидно, то для определения предварительного значения минимальной высоты выбросов (трубы) используется формула

(85)

По найденному значению H определяются величины f и V_M и уточняется в первом приближении произведение безразмерных коэффициентов формуле. Дальнейшие уточнения величины H должны выполняться по

(86)

m_i, n_i соответствуют H_i, а m_i-1, n_i-1 соответствует H_i-1.

(Примечания: 1. Если имеется один источник выброса нескольких различных вредных веществ, то за высоту выброса должна приниматься наибольшая из величин Н, которые определены для каждого вредного вещества в отдельности и для каждой группы веществ с суммирующимся вредным действием. В частности, если из трубы выбрасываются два вредных вещества, для первого из которых величины М и F соответственно равны М₁ и F₁, а для второго — М₂ и F₂, то при F₁М₁ > F₂М₂ величина Н определяется по выбросу первого вредного вещества, а при F₁M₁ < F₂М₂ величина Н должна определяться по выбросу второго вредного вещества.

2. Обеспечению чистоты воздуха жилых районов, расположенных в непосредственной близости к промплощадке, в случае отсутствия санитарнозащитной зоны способствует выброс основных количеств вредных веществ на высоту, не менее чем в 2,5 раза превышающую среднюю высоту зданий и сооружений промышленной застройки.)

5.3. Если вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу, образуются в результате сжигания топлива, предельно допустимый расход этого топлива ПДТ (т/ч) должен определяться по формуле

(87)

где - количество выбрасываемого в атмосферу вредного вещества на единицу массы топлива, г/кг; d₄ - количество газовоздушной смеси, выделяющейся на единицу массы топлива, м³/кг.

5.4. При наличии нескольких источников выброса вредного вещества в атмосферу значения предельно допустимых выбросов ПДВ и максимально допустимых концентраций см. т для каждого из источников должны находиться по формулам:

(89)

где М и V₁ - выброс вредного вещества и объем дымовых газов, принятые при расчетах, рассеивания вредных веществ, от всей совокупности источников и показывающие, что максимальная суммарная концентрация в атмосфере при неблагоприятных метеорологических условиях не будет превышать ПДК.

6. Расчет рассеивания выбросов с учетом суммации вредного действия нескольких ингредиентов

6.1. Для ряда групп вредных ингредиентов "Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий" установлено, что они обладают однонаправленным суммирующимся вредным действием.

Для таких групп вредных ингредиентов требуется выполнение соотношения (2) настоящих Указаний.

6.2. Для одиночного источника при учете суммации вредного действия N₁ ингредиентов осуществляется переход к безразмерной суммарной концентрации q на основе использования в расчетных формулах вместо выброса вредных веществ М суммы из N₁ слагаемых, каждое из которых равняется выбросу одного из ингредиентов, разделенному на соответствующую ПДК. Расчетная безразмерная концентрация q не должна превышать единицы.

В остальном расчетная схема остается без изменения. В частности, учет суммации вредного действия не изменяет расстояния x_М, на котором достигается наибольшее загрязнение воздуха, и опасной скорости ветра u_М.

6.3. При N источников для каждой группы из ингредиентов с суммирующимся вредным действием (из каждого отдельного источника выбрасывается от 1 до N₁ ингредиентов) требуется начать расчеты с вычисления следующей безразмерной суммы о по формуле:

(90)

Первый индекс у величин максимальных концентраций см - номер ингредиента, по которому они рассчитывались, второй индекс - номер источника.

Если о окажется меньше единицы, то дальнейшие расчеты для данной группы источников по рассматриваемой группе ингредиентов в соответствии с (2) выполнять необязательно.

6.4. Если а превышает 1, то, как и для одиночного источника, осуществляется переход от концентраций с к безразмерной суммарной концентрации q на основе использования для каждого из N источников в расчетных формулах вместо выбросов вредных веществ М суммы разделенных на ПДК выбросов M₁, М₂,..., М_N, г×м³/(мг×с):

(91)

6.5. С использованием для каждого источника рассчитанных по формуле (91) выбросов находится в соответствии с требованиями раздела 4 настоящих Указаний величина максимальной безразмерной суммарной концентрации q_M при неблагоприятных метеорологических условиях.

6.6. При рассмотрении комбинации из N₁ веществ, для которых установлена суммация вредного действия, средневзвешенная опасная скорость ветра u_{м. с} для совокупности из N источников должна определяться по формуле

(92)

7. Фоновая концентрация вредных веществ в атмосфере и учет ее в расчете рассеивания выбросов

7.1. Начальные или фоновые концентрации вредных веществ, содержащихся в атмосфере, с_ф (мг/м³) должны учитываться при проектировании вновь строящихся и реконструируемых предприятий в районах, где атмосферный воздух уже загрязнен вредными веществами, 'выбрасываемыми другими предприятиями.

Сумма расчетной и фоновой концентрации для каждого вредного вещества в атмосфере не должна превышать установленной для него ПДК.

7.2. Значение фонового загрязнения вредными веществами воздушного бассейна района предполагаемого строительства предприятия определяется на основании измерений концентраций вредных веществ в атмосфере, производимых органами санитарно-эпидемиологическои службы Минздрава СССР и органами Главгидрометслужбы.

7.3. Если отмечается значительное превышение фонового загрязнения атмосферы над установленной для данного вредного вещества ПДК, то строительство новых объектов и предприятий с выбросами тех же вредных веществ допустимо только при обосновании возможности снижения выбросов вредных веществ в атмосферу на существующих предприятиях и объектах. При этом для вновь строящихся объектов максимальные приземные концентрации должны быть существенно меньше ПДК.

7.4. Если для района строительства установлено значение фоновой концентрации вредных веществ в атмосфере с_ф, то при расчетах рассеивания выбросов по формулам (78), (80), (81)-(83), (85) и (87) вместо ПДК принимается значение ПДК - с_ф.

7.5. При выбросах из одиночного источника двух вредных веществ, для первого из которых величины ПДК, М, F и с_ф соответственно равны ПДК₁, М₁, F₁ и с_ф1, а для второго - ПДК₂, М₂, F₂ и с_ф2, при

величина Н определяется по выбросу первого вредного вещества, а при

величина Н находится по выбросу в атмосферу второго вредного вещества.

7.6. Фоновая концентрация вредных веществ в атмосфере с_ф при отсутствии измерений определяется расчетом.

При этом устанавливается распределение суммарной концентрации вредных веществ от проектируемых и существующих источников по методике, изложенной в разделе 4 настоящих Указаний.

7.7. Необходимо на основании расчетов рассеивания оценить влияние изменения максимальной концентрации вредных веществ в атмосфере для других существующих предприятий с учетом дополнительного загрязнения воздуха от строящегося предприятия при направлении ветра на них со стороны последнего.

7.8. Фоновой концентрацией вредного вещества в атмосфере с_ф для реконструируемого предприятия, являющегося единственным источником выброса данного вещества, принимается результат суммарного загрязнения атмосферы от не подлежащих реконструкции объектов данного предприятия.

7.9. При фоновом загрязнении атмосферы вредными веществами, обладающими суммацией действия с веществами, выбрасываемыми проектируемым предприятием, необходимо на основании расчетов показать, что выполняется формула (2), т. е. что суммарная приведенная приземная концентрация q нигде не превышает единицы.

8. Определение границ санитарно-защитной зоны для предприятий

8.1. Размеры санитарно-защитных зон l₀ (м), установленные в разделе 8 "Санитарных норм проектирования промышленных предприятий" как и возможные отступления от этих размеров в проектах, должны подтверждаться расчетом в соответствии с требованиями настоящих Указаний.

8.2. Полученный по расчету размер санитарно-защитной зоны I должен уточняться как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения в зависимости от розы ветров района расположения предприятия по формуле

(93)

где L₀ - расчетное расстояние, м, от источников загрязнения до границы санитарно-защитной зоны без учета поправки на розу ветров, до которого концентрации вредных веществ больше ПДК; Р - среднегодовая повторяемость направлений ветров рассматриваемого румба, %; Р₀ - повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров (например, при восьмирумбовой розе ветров Р₀ = 100/8 = 12,5%).

(Примечание. Величины Р и L₀ в общем случае могут различаться для ветров различных направлений.)

8.3. Если в соответствии с принятыми в проекте техническими решениями и расчетами рассеивания в атмосферу вредных веществ размер санитарно-защитной зоны для предприятия получается больше установленного в разделе 8 "Санитарных норм проектирования промышленных предприятий", то необходимо пересмотреть проект предприятия и обеспечить снижение выбросов вредных веществ в атмосферу или увеличить высоту выброса, чтобы обеспечить требования норм по чистоте воздушного бассейна в зоне жилой застройки.

Если отсутствуют технические возможности обеспечить требуемый размер санитарно-защитной зоны, установленный в разделе 8 "Санитарных норм проектирования промышленных предприятий", то I определяется расчетом и принимается в соответствии с требованиями раздела 2 указанных Санитарных норм.

8.4. Размер санитарно-защитных зон должен приниматься на основе расчета загрязнения воздуха от первой очереди строительства предприятия (если очередность установлена).

Кроме санитарно-защитных зон первой очереди строительства в проекте необходимо устанавливать предварительный размер санитарнозащитной зоны от источников вредных выбросов при возможном перспективном развитии проектируемого и соседних предприятий до границы района новой капитальной застройки.

Примечание. Существующая застройка, расположенная за пределами санитарно-защитной зоны 1-й очереди строительства, не должна включаться в план расселения.

9. Расчет рассеивания выбросов на разных стадиях проектирования

9.1. При разработке технико-экономических обоснований (ТЭО) выполняются упрощенные расчеты загрязнения атмосферы в соответствии с требованиями разделов 2, 3 и 4 настоящих Указаний.

9.2. На основании данных технологической и строительной частей проектов, результатов натурных обследований аналогичных действующих предприятий и других материалов определяются количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу источниками предприятия.

9.3. В соответствии с принятыми при проектировании коэффициентами полезного действия или другими характеристиками очистных устройств определяется остаточное содержание вредных веществ и количество этих веществ, выбрасываемое в атмосферу после очистки.

9.4. При отсутствии конкретных данных или невозможности производства подробных расчетов для источников выбросов задаются осредненные высоты труб H и другие параметры выбросов.

9.5. Если заводская площадка невелика, то предполагается, что источники размещаются в центре площадок, что упрощает расчеты рассеивания вредных веществ в атмосфере.

9.6. Если площадка, на которой размещаются источники, большая и принять равными координаты всех источников без существенных погрешностей не представляется возможным, координаты источников сводятся к точкам - центрам нескольких площадок.

9.7. При проведении упрощенных расчетов рассеивания в атмосфере вредных веществ на разных стадиях проектирования сохраняется необходимость проверки детальных расчетов на стадии технического проекта.

9.8. На стадии рабочих чертежей производится уточнение расчетов с учетом допущенных отклонений от решений технического проекта.

10. Мероприятия по защите воздушного бассейна от загрязнения при эксплуатации предприятий

10.1. В соответствующих частях проектов должен быть изложен комплекс мероприятий, обеспечивающих при эксплуатации предприятий проектную чистоту атмосферного воздуха согласно требованиям "Санитарных норм проектирования промышленных предприятий", в том числе по:

выполнению при эксплуатации принятых в проектах КПД очистных сооружений;

постоянному контролю за работой очистных устройств; сохранению чистоты воздушного бассейна при ремонте очистных сооружений, труб, шахт, аэрационных фонарей с указанием сезонов и очередности ремонта;

выполнению мер, принимаемых при нарушениях технологического процесса и авариях;

выполнению особых требований для данной площадки со стороны органов санитарно-эпидемиологической службы Минздрава СССР и Главгидрометслужбы; способам снижения вредных выбросов и предотвращения залповых выбросов при особо опасных метеорологических условиях после оповещения от указанных органов; переходу на более качественное сырье и топливо (с меньшими выделениями вредных веществ в атмосферу); созданию запасов этих видов сырья и топлива; последовательности сокращения производства;

сокращению залповых и низких выбросов вредных веществ;

осуществлению методов повышенного контроля за работой технологического оборудования и вентиляционных установок, предотвращающих увеличение выбросов в атмосферу по сравнению с предусмотренным в проекте.

10.2. При эксплуатации предприятий необходимо предусматривать контроль, особенно при неблагоприятных метеорологических условиях, и наблюдение за тем, чтобы концентрации вредных веществ в газовоздушной смеси не превышали см. т, а выбросы - ПДВ.

10.3. Приборы для непрерывного контроля за выбросами в атмосферу вредных веществ в первую очередь должны устанавливаться на источниках с большими выбросами. Эти приборы должны позволять регистрировать и контролировать показатели выбросов вредных веществ, которые не должны превышать норм, принятых в проектах.

(Примечание. При отсутствии к моменту выполнения проектов требуемых контрольно-измерительных приборов должна предусматриваться возможность установки их в будущем.)

10.4. Интенсивность выбросов вредных веществ в атмосферу должна снижаться под контролем дирекции предприятия по требованию органов санитарно-эпидемиологической службы при особо неблагоприятных метеорологических условиях, например, когда над источниками (трубами, шахтами, аэрационными фонарями) располагается приподнятая температурная инверсия толщиной в несколько сотен метров со средними в этом слое градиентами температуры 3-4° С на 100 м и ветер направлен от источников выброса на жилую застройку, причем в приземном слое атмосферы наблюдается сильное (превышающее ПДК) и возрастающее загрязнение воздуха вредными веществами.

10.5. Для промышленных районов и узлов крупных, с большими выбросами вредных веществ предприятий, расположенных в областях с неблагоприятными климатическими условиями, должны разрабатываться планы мероприятий по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу и контролю за ними при опасных метеорологических условиях, основывающихся на систематически собираемых данных о параметрах выброса вредных веществ, а также результатах анализа метеорологических данных и данных о загрязнении атмосферы.

10.6. Ежегодно должна составляться отчетность о фактических выбросах в атмосферу вредных веществ согласно соответствующим формам ЦСУ СССР.

Москва, Стройиздат, 1975 г.