Общая схема расчетов максимальных разовых концентраций от выбросов одиночного точечного источника

06.06.2017 г. вышел Приказ № 273 Минприроды России (Министерства природных ресурсов и экологии РФ), зарегистрированный 10.08.2017 г. Министерством Юстиции РФ, «Об утверждении методов расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе». Приказом (1) утверждаются прилагаемые методы расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе; (2) устанавливается, что новые методы подлежат применению с 01.01.2018 г.; (3) признается не подлежащей применению на территории РФ Методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86), утвержденную Госкомгидрометом СССР 04.08.1986 г. №192, с 01.01.2018 г. Утвержденные Методы расчетов…предназначены для расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных (загрязняющих) веществ (ЗВ), за исключением радиоактивных веществ, в т.ч. включенных в перечень ЗВ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды (ОС), утвержденный Распоряжением Правительства РФ от 08.07.2015 №1316-р. (254 вещества для атмосферного воздуха). Утвержденные Методы расчета… применяются юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями для выполнения расчетов рассеивания выбросов ЗВ в атмосферном воздухе в двухметровом слое над поверхностью Земли на расстоянии не более 100 км от источника выброса, а также вертикального распределения концентраций ЗВ при: - определении нормативов выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух; - разработке перечня мероприятий по охране окружающей среды в составе разделов проектной документации; - обосновании ориентировочных размеров санитарно-защитных зон; - разработке и обосновании организационно-технических мероприятий, оказывающих влияние на уровень загрязнения атмосферного воздуха, при оценке их результатов; - оценке воздействий намечаемой хозяйственной или иной деятельности на качество атмосферного воздуха; - оценке краткосрочных и долгосрочных уровней загрязнений атмосферного воздуха, фоновых концентраций. Методы расчета… позволяют рассчитывать поля: - максимальных разовых концентраций ЗВ СМ, соответствующих сочетанию неблагоприятных метеоусловий, в т.ч., опасной скорости ветра, и неблагоприятных условий выброса ЗВ в атм. воздух , т.е. такого сочетания мощностей и др. параметров выброса ЗВ (высота, диаметр устья, расход ГВС, температура ГВС, скорость выхода ГВС из устья), при которых достигаются максимальные значения максимальных приземных концентраций; - безразмерных концентраций qk в атм.воздухе групп веществ комбинированного вредного действия; - средних концентраций (С) ЗВ в атм.воздухе, соответствующих длительному (сезон, год) времени осреднения. При совместном присутствии нескольких веществ, обладающих суммацией действия, для всех расчетных точек не местности определяется безразмерная концентрация qk : где nз.в. – число ЗВ, входящих в группу (1) комбинированного вредного действия; Ci – рассчитанная в соответствии с требованиями Методов… (относящаяся ко времени осреднения 20-30 мин) концентрация i-тного ЗВ, входящего в рассматриваемую группу ЗВ комбинированного вредного действия, мг/м 3. Для предприятий, работающих по сезонному графику допускается замена используемых в расчетах значений максимальной расчетной скорости ветра uм.р., значение которой в данной местности в среднем многолетнем режиме превышается в 5% случаев, на значения uм.р, определенные для холодного (uм.р.х) или теплого (uм.р.т) сезонов года (допускается также использование единого за год значения uм.р). В случаях отсутствия информации для рассматриваемой территории о значении максимальной расчетной скорости ветра, допускается ее определение по формулам (2а – 2б): при (2а) при (2б) где uг (м/с) – средняя многолетняя скорость ветра на этой территории. Формулы (2а – 2б) могут применяться для определения значений uм.р., отдельно для холодного uм.р.х и теплого uм.р.т сезонов года с использованием вместо uг значений средних многолетних скоростей ветра для холодного (uг.х) и теплого (uг.т) сезонов, соответственно. Если значения скорости uм.р., uм.р.х или uм.р.т меньше 6 м/с, то в расчетах (см. далее) надо использовать значение 6 м/с. Общая схема расчетов максимальных разовых концентраций от выбросов одиночного точечного источника Данные об источнике загрязнения атмосферы (ИЗА): Н, D, M, w0 Данные о составе и свойствах газовоздушной смеси (ГВС): F, Тг, ПДК Природноклиматические характеристики района воздействия: Tв, η, A, Сф Расчет «вспомогательных» параметров vМ, v/М f и fe Расчет коэффициентов m и n в зависимости от значений f, vМ, fе , v/М Расчет максимальной концентрации загрязняющего вещества; расчет расстояния, на котором формируется максимальная концентрация; расчет опасной скорости ветра. Определение норматива ПДВ Метод расчета максимальных разовых концентраций от выбросов одиночного точечного источника Используется при расчетах рассеивания выбросов от дымовых труб, вентиляционных шахт, от источников организованного выброса загрязняющих атмосферный воздух веществ из установленных отверстий (точечных источников выброса) при условии, что скорость 0 выхода ГВС из устья источника выброса не превосходит скорость звука (330 м/с), а температура ГВС не превышает 3000 С. Максимальная приземная разовая концентрации ЗВ СМ, мг/м3, при выбросе ГВС из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при опасной скорости ветра uM на расстоянии хM от источника определяются по формуле (3), полученной на основе решения (3) уравнения турбулентной диффузии: , где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания ЗВ в атмосферном воздухе; М – масса ЗВ, выбрасываемого в атмосферный воздух в единицу F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания ЗВ (газообразных и аэрозолей, включая твердые частицы) в атм.воздухе; m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выброса из устья источника выброса;  – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности. В случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающих 50 м на 1 км, =1; Н – высота источника выброса, [м]; V1 – расход ГВС, определяемый по формуле (4) [м3/с]. , (4) где D – диаметр устья источника выброса, м; w0 – средняя скорость выхода ГВС из устья источника выброса, м/с. T – разность между температура выбрасываемой ГВС Tг и температурой атмосферного воздуха, TВ С; Значения коэффициента А, соответствующего неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация ЗВ в атмосферном воздухе достигают максимальных значений, принимается по табл.1. Таблица 1. Значения коэффициента А № Регион Коэфф А 1 Республика Бурятия и Забайкальский край 250 2 Районы европейской территории РФ южнее 50 с.ш. остальные районы Нижнего Поволжья, азиатская территория РФ, кроме указанных в пунктах 1 и 3 настоящей Таблицы. 200 3 Европейская территория РФ и Урала от 50 с.ш. до 52 с.ш. включительно, за исключением попадающих в эту зону районов, перечисленных в п.1.и 2 настоящей Таблицы, а также для районов азиатской территории РФ, расположенных к северу от Полярного круга и к западу от меридиана 108 в.д. 180 4 Европейская территория РФ и Урала севернее 52 с.ш. (за исключением центра европейской территории РФ) 160 5 Владимировская, Ивановская, Калужская, Московская, Рязанская и Тульская области 140 Для источников выбросов, расположенных на расстоянии менее 3 км от административных границ, разделяющих территории с различными значениями коэффициента Ф, в расчетах принимается Ф, равное половине суммы указанных значений. Значение безразмерного коэффициента F при отсутствии данных о распределении на выбросе частиц аэрозолей по размерам определяется следующим образом: а) для газообразных ЗВ и мелкодисперсных аэрозолей диаметром не более 10 мкм F=1; б) для аэрозолей (за исключением мелкодисперсных аэрозолей диаметром не более 10 мкм) при наличии систем очистки выбросов значение F приведено в Табл.2: Таблица 2. Значения коэффициента F Степень очистки Коэффициент F При среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов свыше 90% 2 При среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов от 75% до 90% включительно 2,5 При среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов менее 75% или отсутствии очистки выбросов 3 Вне зависимости от эффективности очистки F принимается равным 3 при расчетах концентрации пыли в атм.воздухе для производств, в выбросах которых содержание водяного пара соответствует температуре точки росы которая выше используемой в расчетах температуры атм.воздуха TВ на 5С и более. При наличии данных измерения распределения аэрозолей по размерам определяются: dg – диаметр частиц , такой, что масса всех частиц диаметром больше dg составляет 5% общей массы аэрозолей; vg – соответствующая dg скорость гравитационного оседания частиц в атм.воздухе, м/с. Тогда значение F устанавливается в зависимости от безразмерного отношения vg/uM , где uM – опасная скорость ветра. При vg/uM 0,015 значение F=1, при 0,015 vg/uM 0,030 значение F=1,5. Для остальных значений vg/uM коэффициент F устанавливается согласно табл.2. Мощности М, г/с, выброса, высоты источников H, диаметры устьев D, температуры Tг и расходы ГВС V1, м3/с, при проектировании предприятия определяется расчетом технологической части проекта. Для действующих предприятий должны определяться по результатам инвентаризации стационарных источников выбросов ЗВ в атм.воздух. При расчете максимально разовых концентраций принимаются сочетания при времени осреднения 20-30 мин значений M и V1, реально возможные в течение года при безаварийных условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальная концентрация ЗВ, равная CM. Способ определения зависимости мощности выброса М от скорости ветра определяется методикой расчета выбросов ЗВ в атм.воздух стационарными источниками выброса (Правила разработки утверждены постановлением Правительства РФ от 16.05.2016 №422). При определении величины T для предприятий, работающих по сезонному графику, допускается принимать значения расчетной температуры окружающего атм.воздуха TВ равными средним месячным температурам воздуха за самый холодный месяц по СП 131.13330.2012 Свод правил. «Актуализированная редакция СНиП 23-01-99 Строительная климатология». Для остальных источников выбросов TВ принимается равной средней максимальной температуре воздуха наиболее теплого месяца года по тому же СП. Эти параметры публикуются с обеспеченностью 0,98 (либо 0,92). Таблица 2. Средняя температура, С, в 13 часов для наиболее холодного и наиболее жаркого месяца года ( к ОДН-86) Наименование Наиболее пункта, хол. м-ца Наиболее жар. м-ца Наименование пункта Наиболее хол. м-ца Наиболее жар. м-ца Благовещенск Владивосток Архангельск Псков Ростов-наДону Астрахань Рязань Саратов Брянск -20,0 -10,5 -12,0 -6,5 -4,6 25,1 23,6 18,6 20,6 27,3 Братск Ярославль Вятка Сочи Абакан -21,1 -10,0 -13,6 7,7 -15,5 22,5 21,6 20,9 25,9 23,8 -4,9 -10,7 -11,1 -7,1 29,5 22,8 25,4 22,5 -15,8 -17,1 -12,7 -7,0 22,5 24,0 24,3 20,6 Владимир Волгоград Тамбов Нижний Новгород Ульяновск -10,7 -8,2 -9,3 -11,4 21,4 28,6 24,5 21,2 Красноярск Минусинск Самара СанктПетербург Саранск Москва Мурманск Пенза -10,8 -8,7 -7,6 -11,0 23,5 22,3 20,8 23,0 -11,8 23,8 Грозный -1,4 16,7 Коэффициенты m и n определяются в зависимости от характеризующих свойств источника выброса параметров параметров vM, vM/, f и fe по формулам (5-8) (5) (6) (7) (8) Коэффициент m определяется по формулам (9а – 9б) при f < 100 (9а) при f  100 (9б) Для fe < f < 100 коэффициент m вычисляется при f = fe. Коэффициент n при f < 100 определяется по формулам (10а -10в) при (10а) при (10б) при (10в) Для f  100 (или 0  T < 0,5) и (холодные выбросы) при расчете CМ вместо формулы (1) используется формула (11): (11) где n определяется по формулам (10а – 10б) при (12) При f < 100 и vМ < 0,5 или f  100 и (случаи предельно малых опасных скоростей ветра) расчет CМ производится по формуле (13): (13) где при при (14а) f  100, (14б) Формула (13) при m/ = 0,9 применяется также при расчете концентраций ЗВ для источников выбросов, у кот. вертикальная составляющая скорости поступающей в атмосферу ГВС не превышает 0,01 м/с, а давление в ней, ее плотность и температура отличаются от соотв. характеристик атм.воздуха не более, чем на 0,01% (далее – источник выбросов фиксированной высоты H) при Расстояние xМ от источника выброса, на котором приземная концентрация С ЗВ при неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения СМ, определяется по формуле: (15) Безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формулам (16а – 16в) при (16а) при (16б) при (16в) При f  100 или 0  T<0,5 коэффициент d находится по формулам (17а – 17в): d = 5,7 при (17а) при (17б) при Для источника выброса фиксированной высоты H при и значение XМ принимается равным 5,7H. (17в) Опасная скорость ветра uМ на стандартном уровне флюгера (10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшая приземная концентрация ЗВ СМ, в случае f < 100 определяется по формулам (18а 18в): uМ =0,5 при (18а) uМ = vМ при (18б) при (18в) При f  100 или 0  T  0,5 значение uМ вычисляется по формулам (19а – 19в): uМ =0,5 при (19а) (19 б) при при и Для источника выброса фиксированной высоты H при принимается uМ =0,5. (19в) Предельно-допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ в атмосферу устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников населённого пункта с учётом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую предельно-допустимую концентрацию (ПДК) для выбрасываемого вредного вещества. При установлении ПДВ учитывают фоновые концентрации Сф (концентрации веществ без учёта вклада данного источника). Для нагретых выбросов (Т > 0): В формуле (1) (1) заменяем концентрацию СМ на разность (ПДК – Сф) и переписываем уравнение относительно допустимой мощности выброса (2) 19 Для холодных выбросов: f  100 (или 0  T < 0,5) и преобразуем формулу (3) (3) где (4) а n определяется как и для горячих выбросов при В этом случае ПДВ определяется по формуле (5) . (5) 20 Определение минимальной высоты источника выброса Если приземная концентрация вредного вещества превышает допустимую (ПДК), то необходимо разработать мероприятия по снижению этой концентрации. Одним из путей решения этой проблемы является увеличение высоты источника выбросов. Для холодных (вентиляционных) выбросов минимальная высота источника выброса определяется по формулам (6): или (6) Если высота источника получается больше, чем реально можно построить, то на данном источнике необходимо установить очистное устройство. Для горячих выбросов (7): (7) 21 V. Метод расчета максимальных разовых концентраций от выбросов одиночного точечного источника VI. Метод расчета рассеивания выбросов ЗВ из аэрационного фонаря в атмосферном воздухе VII. Учет влияния рельефа местности при расчете рассеивания выбросов ЗВ в атмосферном воздухе VIII. Метод расчета максимальных разовых концентраций ЗВ в атмосферном воздухе выбросами групп точечных, линейных и площадных источников выбросов IX. Метод расчета рассеивания выбросов ЗВ в атмосферном воздухе с учетом влияния застройки X. Метод расчета долгопериодных средних концентраций ЗВ в атмосферном воздухе XI. Метод учета фоновых концентраций ЗВ при расчете загрязнения атмосферного воздуха и определение фона расчетным путем XII. Методы расчетов рассеивания выбросов ЗВ в атмосферном воздухе от источников выбросов различного типа