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
1. Расчет рассеивания в атмосфере вредных веществ от одиночного точечного источника с круглым устьем выброса нагретой газовоздушной смеси
2. Планировочная организация СЗЗ
3. 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 0,3<vm
≤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
P – среднегодовая повторяемость ветра рассматриваемого румба, % Ро
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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=S1
cм
,
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 1<х/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<
/td>
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.
Для 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.
3. 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) |
1. 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. |
2. 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
1. Инструкция по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и водные объекты. Харьков. 1990. – 17 с.
2. Руководство по проектированию санитарно-защитных зон промышленных предприятий/ ЦНИИП градостроительства. – М.: стройиздат, 1984. – 33 с.
3. СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика. М.: Государственный комитет СССР по делам строительства. 1983. – 136 с.