Материал: Гончарук учебник

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ В ВОЗДУХЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

ТЭС, котельные в теплое время года работают с меньшей мощностью и поэто­ му расходуют меньше топлива. Следовательно, выбросы золы, сажи и серы ди­ оксида уменьшаются (табл. 73).

Если зимой фактическая концентрация сажи составляла 0,141 мг/м3, а се­ ры диоксида — 1,500 мг/м3, то летом их содержание в атмосферном воздухе уменьшилось в 2 и 11 раз соответственно. Установлено, что в холодное время года в дальний перенос вовлекается больше соединений серы, чем в теплое. Продолжительность пребывания их зимой возрастает в 1,5 раза, а скорость трансформации увеличивается летом в 2,5 раза. Величина выброса атмосфер­ ных загрязнений изменяется и в течение суток. Концентрация их ночью ниже, чем утром, в 5—10 раз. То, что максимальная концентрация углерода оксида, диоксида и других наиболее распространенных в воздушной среде населенных мест ингредиентов наблюдается именно днем, объясняется увеличением ин­ тенсивности выбросов промышленными предприятиями и транспортом в это время суток. Резко отражаются на абсолютной величине выброса и изменения в работе пылегазоочистных установок. Так, при снижении коэффициента очи­ стки с 99,8 до 99,2 выброс увеличивается в 4 раза. Объем выброса может из­ меняться также при переходе на другой вид топлива и технологию сжигания. Использование многозольного и многосернистого топлива приводит к увели­ чению выбросов золы, серы диоксида и других ингредиентов (табл. 74, 75).

Следовательно, при сжигании природного газа выброс аэрозолей по срав­ нению с выбросом твердых частиц во время сжигания топливной нефти мень­ ше в 4 раза, серы диоксида — в 1570 раз, углеводородов — в 6,25 раз.

Сравнительная характеристика величины выброса указанных выше ингре­ диентов в зависимости от технологии сжигания топлива свидетельствует о наи­ большей экологической безопасности конвейерной решетки. В Киеве на Дарницкой и Киевской ТЭС с изменением топливной структуры (увеличение использования природного газа до 98,5%) выброс золы уменьшился в 3 раза, а серы диоксида — в 5 раз.

При одинаковом абсолютном выбросе степень загрязнения атмосферно­ го воздуха в населенных пунктах может значительно изменяться в зависимос­ ти от высоты выброса. Различают высокие (Н > 50 м), средние (Н = 10—50 м),

471

РАЗДЕЛ IV. САНИТАРНАЯ ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

ТАБЛИЦА 74

Изменение величины выброса в атмосферу загрязняющих веществ при сжигании природного газа и нефти

472

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ В ВОЗДУХЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

ном воздухе в зависимости от удаления неорга­ низованных источников загрязнения воздушного бассейна. Хлорорганические

пестициды распространяются в радиусе 600 м от складов хранения. Их кон­ центрация уменьшается в атмосферном воздухе по мере удаления (с 3,65 до 0,25 мг/м3). При увеличении расстояния в 6 раз максимальное содержание этих веществ в атмосферном воздухе уменьшается в 11 раз, а на расстоянии 700— 1000 м они не определяются. Такая же закономерность характерна и для рас­ сеивания фосфорорганических пестицидов. Но, в отличие от хлорорганических пестицидов, они распространяются в радиусе 900 м. На основании про­ веденных исследований была рекомендована СЗЗ для таких складов размером не менее 1000 м.

В реальных условиях концентрация веществ, загрязняющих атмосферный воздух, снижается медленнее, так как дымовой факел, касаясь земли, дефор­ мируется, сечение его увеличивается меньшей степени, чем квадрат расстоя­ ния. Значение этой поправки возрастает по мере удаления ГВС от источника

ТАБЛИЦА 77 Распространение пестицидов в атмосферном воздухе

в зависимости от оасположения складов

ятия создают максимум загрязнения в радиусе 2—4 км. Многочисленные га­ зовые и дымовые факелы на территории города могут перекрываться, образуя большие зоны повышенного загрязнения воздуха. Это необходимо учитывать при обосновании фоновых концентраций. Характер эмиссии вредных приме­ сей, выбрасываемых промышленными предприятиями, проиллюстрирован на рис. 80—84.

Конусообразный факел наблюдается при безразличной устойчивости ат­ мосферы, когда превалирует механическая турбулентность, а небо затянуто облаками днем и ночью. Половина угла факела составляет почти 10°. Большая часть загрязнений переносится ветром на значительные расстояния, прежде чем достигнет уровня земли.

Волнообразный факел наблюдается в условиях сильной конвективной тур­ булентности и является следствием сверхадиабатического вертикального гра­ диента температуры, который приводит к значительной неустойчивости атмо­ сферы. Характерен для ясных дней, когда земная поверхность нагревается сол­ нечными лучами. Тепловые вихри могут быть достаточно сильными, чтобы переносить выбросы вниз до уровня земли за короткое время. Хотя здесь на­ блюдается тенденция к рассеиванию примесей в большом объеме, в отдельных участках приземного слоя концентрация их может быть значительной.

Нитевидный факел наблюдается при условии большого отрицательного градиента температуры, образования инверсии над трубой. Механическая тур­ булентность выражена слабо. Если плотность ГВС незначительно отличается от плотности воздуха, примеси перемещаются в направлении ветра приблизи­ тельно на одинаковой высоте. Чаще бывает в ясные ночи, когда земля охлаж­ дается, излучая тепло. Земной поверхности достигает лишь небольшое коли­ чество летучих веществ.

Задымляющий факел наблюдается в том случае, если устойчивый слой воздуха находится на небольшом расстоянии, над точкой выброса, а неустой­ чивый — ниже выброса. Температурный профиль, способствующий образо­ ванию задымления, формируется рано утром. Утреннее солнце нагревает зем­ лю, развивается отрицательный температурный градиент в направлении от поверхности земли. Когда неустойчивый слой достигает высоты трубы, бо­ льшие объемы выброса из нее переносятся в направлении ветра к поверхности земли. Это длится не более получаса. Но в течение этого времени приземная концентрация может достигать относительно высоких значений. Задымлению

474

Рис. 81. Волнообразный факел

Рис. 82. Нитевидный факел

Рис. 83. Задымляющий факел

Рис. 84. Приподнятый факел

способствуют ясное небо и слабый ветер. Чаще всего такие условия создают­ ся летом.

Приподнятый факел появляется в то время, когда слой инверсии находится ниже выброса. Формируется в полдень и на рассвете при ясном небе. В течение

475