Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych 1. Wielkość emisji Stężenie maksymalne substancji gazowej w osi wiatru.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych 1. Wielkość emisji Stężenie maksymalne substancji gazowej w osi wiatru."— Zapis prezentacji:

1 Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych 1. Wielkość emisji Stężenie maksymalne substancji gazowej w osi wiatru uśrednione dla 1 godziny w określonej sytuacji meteorologicznej: Stężenie maksymalne substancji gazowej w uśrednione dla 1 godziny w punkcie o współrzędnych X p, Y p, Z p : Stężenie średnie substancji gazowej na powierzchni terenu punkcie o współrzędnych X p, Y p (według tego wzoru stężenie średnie oblicza się w odległości „x” od emitora, na łuku sektora róży wiatrów przy założeniu, że wiatr ma kierunek od emitora do punktu o współrzędnych X p, Y p ):

2 2. Wysokość źródła emisji Δh H Efektywną wysokość emitora oblicza się według wzoru: H = h + Δh(m) Δhwyniesienie gazów odlotowych hgeometryczna wysokość emitora Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

3

4 3. Temperatura gazów odlotowych W przypadku temperatury istotna jest różnica pomiędzy temperaturą emitowanych zanieczyszczeń i otaczającym powietrzem. Im większa jest ta różnica, tym dłuższa jest smuga zanieczyszczeń. Istnieje także inny aspekt związany z emisją gorących zanieczyszczeń do atmosfery. Na drodze poniżej emitora następuje wtedy szybkie rozprężanie gazów, czemu towarzyszy znaczne obniżenie gęstości powietrza. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

5 4. Warunki meteorologiczne 4.1. Prędkość i kierunek wiatru Pojęcie wiatru nie dotyczy tylko poziomej składowej ruchu lub też składowej równoległej do powierzchni Ziemi. Istotny wpływ na zjawisko wiatru ma dynamika ruchów pionowych, która jest zróżnicowana w zależności od miejsca i czasu. Na pewnych obszarach zmiany w pionie są mocno ograniczone, a dominuje poziomy ruch powietrza, na innych obszarach - odwrotnie. Przez wiatr rozumiemy zatem także ruchy w innych kierunkach niż kierunek poziomy. W ogólnym przypadku mamy więc do czynienia z polem wiatru, w którym występują trzy składowe ruchu, zmienne w przestrzeni i zależne od czasu. Jednakże w odniesieniu do formuły Pasquilla zjawisko wiatru jest upraszczane do poziomego przemieszczania się mas powietrza. W pewnych warunkach smuga zanieczyszczeń jest dłuższa, gdy prędkość wiatru jest większa. W innych przypadkach silniejszy wiatr może wspomagać dyfuzję turbulencyjną, wskutek czego zanieczyszczenia łatwiej ulegają rozpraszaniu. Parametr prędkości wiatru jest ściśle związany ze stabilnością atmosfery. Wprowadzenie większej prędkości wiatru w warunkach atmosfery niestabilnej spowoduje zmniejszenie długości smugi. Natomiast w atmosferze stabilnej długość smugi będzie większa przy większej prędkości wiatru. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

6 Stabilność atmosfery jest ważnym parametrem determinującym transport zanieczyszczeń. Istotne charakterystyki stabilności to wartość gradientu temperatury oraz inwersja. Kiedy mała porcja powietrza unosi się pionowo w górę, wchodzi w obszar mniejszego ciśnienia ulegając przy tym ekspansji i ochłodzeniu. Wielkość spadku temperatury ze wzrostem wysokości określa się jako wartość gradientu. Gdyby powietrze było suche, a proces adiabatyczny, wielkość spadku miałaby charakterystyczną wartość określaną jako adiabatyczny gradient temperatury dla suchego powietrza. Pomimo, że proces taki nie zachodzi w atmosferze, adiabatyczny gradient temperatury dla suchego powietrza stanowi punkt odniesienia dla rzeczywistych warunków atmosferycznych. Wartość zmiany temperatury z wysokością (dT/dz) w warunkach adiabatycznych lub neutralnych wynosi w przybliżeniu -0,01 °C/m Temperatura otoczenia, gradient temperatury, inwersja termiczna Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

7 Inwersja temperatury (inwersja termiczna lub po prostu inwersja) to w meteorologii zjawisko atmosferyczne polegające na wzroście temperatury powietrza wraz z wysokością. W normalnych warunkach, w najniższej części atmosfery, troposferze, powietrze bliżej powierzchni ziemi jest cieplejsze niż wyżej. Dzieje się tak dlatego, że powietrze ogrzewa się od nagrzanej powierzchni ziemi, a tak ogrzane powietrze unosi się do góry w wyniku konwekcji i ulega ochłodzeniu. W wyniku zjawisk zachodzących w atmosferze dochodzi czasami do odwrotnego układu temperatur niż zazwyczaj – temperatura powietrza wzrasta wraz z wysokością. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

8

9 W warunkach adiabatycznego pionowego gradientu temperatury (linia 1) nie występuje pionowe przemieszczanie się cząsteczek powietrza i jest to stan idealnej równowagi stałej atmosfery. Na cząsteczkę zanieczyszczenia, przesuniętą z pierwotnego położenia w górę lub w dół, nie działa wtedy siła statycznego wyporu, która mogłaby spowodować jej dalsze pionowe przemieszczanie. Taką atmosferę określa się mianem neutralnej. Cząsteczki zanieczyszczeń również nie wykazują tendencji do ruchów pionowych, lecz poruszają się wraz z masami powietrza i są transportowane przez wiatr w kierunku poziomym. Obserwujemy wtedy przepływ laminarny. W takim przypadku gradient stężenia zanieczyszczeń jest dość duży, a czynnikiem powodującym rozpraszanie zanieczyszczeń jest dyfuzja molekularna. Szybkość tego procesu jest określona współczynnikiem dyfuzji i jest ona proporcjonalna do gradientu stężenia. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

10 Jeśli rzeczywisty gradient temperatury powietrza jest mniejszy od gradientu adiabatycznego (linia 2), wtedy gazy wylotowe będą wynoszone na małą wysokość powyżej wylotu z emitora. Takie warunki tworzą atmosferę stabilną. Rozprzestrzenianie zanieczyszczeń w warunkach atmosfery stabilnej jest utrudnione, w związku z czym zwiększa się zasięg oddziaływania emitora na kierunku „z wiatrem”. Obserwujemy wtedy albo zupełny brak ruchów pionowych, albo co najwyżej słabe ruchy pionowe wewnątrz smugi jako rezultat dążenia do stanu idealnej równowagi stałej całego układu, jaki panuje w warunkach gradientu adiabatycznego. atmosfera stabilna Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

11 Jeżeli jednak występuje gwałtowny spadek temperatury z wysokością (linia 3), wówczas pionowe ruchy powietrza są intensywne i kształt smugi spalin jest znacznie rozbudowany w profilu pionowym. W takim przypadku atmosfera jest określana jako niestabilna. Mechanizm oddziaływania zmian gradientu temperatury na pewną objętość gazu polega na równoważeniu różnic temperatury i ciśnienia pomiędzy tą objętością a otoczeniem. Cząsteczka powietrza, która została przemieszczona w dół, ma niższą temperaturę oraz większy ciężar niż cząsteczki z nią sąsiadujące. W rezultacie wartość siły ciężkości, jaka w tym momencie działa na tę cząsteczkę, jest większa niż wartość siły statycznego wyporu, co wymusza dalsze przemieszczanie się tej cząsteczki w dół. W tym samym czasie inna cząsteczka może zostać przesunięta w kierunku do góry. Ponieważ jej temperatura będzie wtedy wyższa od temperatury otoczenia, a tym samym gęstość tej cząsteczki będzie mniejsza niż gęstość otoczenia, cząsteczka ta będzie uniesiona przez siłę wyporu jeszcze wyżej. atmosfera niestabilna Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

12 W przypadku atmosfery wilgotnej, na wysokości przekraczającej tzw. poziom kondensacji zachodzi wykraplanie się pary wodnej z powietrza, wskutek czego wydzielane jest utajone ciepło kondensacji. Wzrasta więc temperatura pozbawionego wilgoci powietrza, co prowadzi do zmniejszenia się gęstości tej porcji powietrza. Cząsteczki zanieczyszczeń są wtedy unoszone na jeszcze większą wysokość o odpowiednio mniejszym ciśnieniu i mniejszej gęstości. Powstały w takiej sytuacji układ będzie balansował wokół stanu równowagi. W wyniku złożenia dwóch głównych kierunków prędkości cząsteczek w smudze przyjmuje ona wtedy kształt wstęgi. Takie warunki sprzyjają rozprzestrzenianiu zanieczyszczeń. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

13 Jeśli natomiast temperatura powietrza rośnie wraz z wysokością, wtedy mówimy o inwersji temperatury lub też o inwersyjnym adiabatycznym gradiencie temperatury. Masy powietrza w warunkach inwersji nie wykazują ruchów konwekcyjnych, ponieważ gęstość niżej zalegających warstw, a więc w tym przypadku warstw o niższej temperaturze, jest większa od gęstości powietrza w warstwach wyższych. Można odnieść wrażenie, że przypadek inwersji stanowi korzystną sytuację, jako że smuga nie ma możliwości dotarcia do powierzchni ziemi. Jednakże taki stan w pewnej odległości od emitora ulegnie zmianie. Oddziaływanie emitora będzie w takich warunkach zauważalne w obszarze znacznie oddalonym od tego emitora. inwersja całkowita Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

14 Inwersja dolna występuje od powierzchni terenu do pewnej wysokości określanej mianem górnej granicy inwersji. Powyżej tej granicy temperatura maleje wraz z wysokością. Bezpośrednio nad powierzchnią terenu panują więc warunki stabilne, zaś powyżej wylotu z emitora - warunki niestabilne, toteż zanieczyszczenia łatwiej ulegają dyspersji w otaczającym powietrzu powyżej linii granicznej. inwersja dolna Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

15 inwersja górna W przypadku inwersji górnej sytuacja jest odwrotna. Do pewnej wysokości określanej mianem dolnej granicy inwersji występuje ujemny (normalny) gradient temperatury, podczas gdy powyżej tej granicy gradient temperatury jest dodatni. Występowanie górnej inwersji temperatury ma niekorzystny wpływ na rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń. Wymiana masy w atmosferze powyżej granicy inwersji jest zahamowana, a poniżej strefy inwersyjnej zachodzi przemieszczanie się zanieczyszczeń pionowo w dół. Powoduje to niebezpieczny dla zdrowia wzrost stężenia określonych zanieczyszczeń przy powierzchni podłoża na danym terenie. W warunkach inwersji temperatury utrudniona jest dyfuzja zanieczyszczeń. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

16 Unoszący się dym zatrzymywany jest przez znajdującą się powyżej warstwę ciepłego powietrza. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

17 Znaczna inwersja temperatury utrzymująca chmury nad Kotliną Jeleniogórską - widok z Kopy na Karpacz (15.X.2006) Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

18 Smog w Szanghaju - Chiny (grudzień 1993) Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

19 Smog unoszący się nad Los Angeles (2006 rok). Po lewej obserwatorium astronomiczne Griffitha. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

20 4.3. Stany równowagi atmosfery Żeby zrozumieć zagadnienie równowagi atmosfery należy poznać podstawową zasadę dotyczącą relacji pomiędzy powietrzem ciepłym a chłodnym. Powietrze cieplejsze jest mniej gęste od powietrza chłodniejszego, mniej gęste znaczy lżejsze - z tego faktu wynika, że powietrze cieplejsze w otoczeniu powietrza chłodniejszego unosi się, gdyż jest od niego lżejsze. Powietrze chłodniejsze jest bardziej gęste od powietrza cieplejszego, bardziej gęste znaczy cięższe - z tego faktu wynika, że powietrze chłodniejsze w otoczeniu powietrza cieplejszego opada, gdyż jest od niego cięższe. Normalnie powietrze ochładza się z wysokością, inaczej mówiąc im wyżej tym chłodniej. To jak szybko dana objętość powietrza ogrzanego od podłoża ochłodzi się zależy od jej wilgotności. Powietrze suche (nienasycone) ochładza się o 1 °C na 100 m wzniesienia - taki gradient termiczny nosi miano sucho adiabatycznego. Powietrze wilgotne (nasycone) ochładza się wolniej bo o 0,5 °C na 100 m wzniesienia - jest to wilgotno adiabatyczny gradient termiczny. Aby określić stan równowagi atmosfery musimy znać aktualny (pionowy) gradient termiczny - określa on jak szybko ochładza się atmosfera w danych warunkach. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

21 Wyróżnia się trzy stany równowagi atmosfery: Stan równowagi stałej (atmosfera stabilna) występuje, kiedy aktualny gradient termiczny jest mniejszy od wilgotno adiabatycznego (0,5 °C/100 m), tzn. spadek temperatury wynosi np. 0,3 °C/100 m wzniesienia; w takich warunkach każda paczka powietrza i tego suchego i tego wilgotnego stanie się ostatecznie chłodniejsza od otoczenia i zacznie opadać (brak warunków do konwekcji). Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

22 Stan równowagi chwiejnej (atmosfera niestabilna) występuje, jeśli aktualny gradient termiczny jest większy od sucho adiabatycznego (1 °C/100 m), tzn. spadek temperatury wynosi np. 1,2 °C/100 m. Każdy blok powietrza w tym stanie atmosfery będzie się stale unosić, gdyż zawsze będzie cieplejszy od otoczenia. Taki stan atmosfery najczęściej ma miejsce w warstwie atmosfery przy powierzchni ziemi w upalny i słoneczny dzień. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

23 Stan równowagi względnej (obojętnej) występuje, gdy aktualny gradient termiczny jest pośredni między sucho adiabatycznym (1 °C/100 m) a wilgotno adiabatycznym (0,5 °C/100 m) - wynosi np. 0,6 °C/100 m. Taki stan atmosfery jest najczęściej spotykany. Wnoszenie nienasyconego powietrza w tym stanie najczęściej powoduje front atmosferyczny lub topografia terenu (góry) jeśli powietrze to jest dostatecznie wilgotne, na pewnym poziomie staje się nasycone - dochodzi do kondensacji, powstają chmury (opady). Taki proces często powoduje letnie burze i opady. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

24 Do obliczeń rozprzestrzeniania zanieczyszczeń metodyka obliczeniowa uwzględnia bardziej precyzyjną charakterystykę stanu atmosfery przyjmując sześć stanów równowagi i przypisując im maksymalne prędkości wiatru Opady atmosferyczne Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

25 Jakie dane meteorologiczne i w jaki sposób uwzględniane są w formułach obliczeniowych stężeń substancji? ⁃ statystyka stanów równowagi atmosfery, prędkości i kierunków wiatru (róża wiatrów), ⁃ średnia temperatura powietrza dla okresu obliczeniowego (roku, sezonu lub podokresu) T o. Do obliczenia poziomów substancji w powietrzu niezbędne są następujące dane meteorologiczne: Wyróżnionych jest 36 sytuacji meteorologicznych wynikających z 6 stanów równowagi atmosfery, którym odpowiadają zakresy prędkości wiatru na wysokości h a = 14 m, ze skokiem co 1 m/s. Statystyki stanów równowagi atmosfery, prędkości i kierunków wiatru oraz średnie temperatury powietrza T o opracowywane są przez państwową służbę meteorologiczną. W obliczeniach zaleca się stosowanie róży wiatrów najbardziej odpowiedniej dla podokresów (np. zimowej-dziennej), ale dopuszcza się też stosowanie jednej róży wiatrów (np. rocznej) dla wszystkich podokresów. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

26 Róża wiatrów - zestawienie tabelaryczne częstości występowania sytuacji meteorologicznych dla 12 głównych kierunków wiatru ALEKSANDROWICE /roczna róża wiatrów/ 14,0 m 280,9 K obserwacji Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

27

28

29

30 Stężenie maksymalne substancji gazowej w osi wiatru uśrednione dla 1 godziny w określonej sytuacji meteorologicznej: Stężenie maksymalne substancji gazowej w uśrednione dla 1 godziny w punkcie o współrzędnych X p, Y p, Z p : Stężenie średnie substancji gazowej na powierzchni terenu punkcie o współrzędnych X p, Y p (według tego wzoru stężenie średnie oblicza się w odległości „x” od emitora, na łuku sektora róży wiatrów przy założeniu, że wiatr ma kierunek od emitora do punktu o współrzędnych X p, Y p ): Następujące formuły są słuszne w określonej sytuacji meteorologicznej, to znaczy dla określonego stanu równowagi atmosfery i prędkości wiatru, przy założeniu, że emitor znajduje się w punkcie o współrzędnych Xe = Ye = 0, Ze = H i oś X pokrywa się z kierunkiem wiatru, a oś Y jest prostopadła do osi X.

31 5. Dyfuzja atmosferyczna Model Pasquilla należy do najbardziej rozpowszechnionych w praktyce inżynierskiej. Opisuje on tzw. gaussowski model smugi zanieczyszczeń, w której stężenie zanieczyszczeń wzdłuż osi smugi ma statystyczny rozkład Gaussa z maksymalnym stężeniem w osi smugi. Współczynniki turbulencji K h i K v zostały zastąpione współczynnikami dyfuzji σ y i σ z, które określają poziome i pionowe odchylenia standardowe stężeń zanieczyszczeń. Są to więc standardowe współczynniki transportu. Ich wartości liczbowe zależą od drogi przebiegu i czasu transportu cząstek zanieczyszczeń od źródła emisji oraz od stanu równowagi atmosfery. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

32 Obiekt w kolorze pomarańczowym jest to komin o wysokości h. Wielkość H oznacza efektywną wysokość emitora. Linie oznaczone kolorem czerwonym dotyczą dyfuzji w kierunku poziomym (σ y ), linie niebieskie odzwierciedlają dyfuzję w kierunku pionowym (σ z ). Zostały pokazane dwa przypadki stężeń zanieczyszczeń w funkcji współrzędnych w dwóch różnych odległościach od emitora. Bez względu na kształt krzywych zajmowane przez nie pola powierzchni są jednakowe. Graficzna reprezentacja rozkładu zanieczyszczeń w gaussowskim modelu smugi Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

33 Wymiar poprzeczny smugi zanieczyszczeń stanowią półosie elipsy o powierzchni, przez którą przepływa 90 % masy wydalanej z punktowego źródła emisji, w tym także 90 % określonego zanieczyszczenia. Przy takim założeniu półosie elipsy wynoszą 2,15 σ y i 2,15 σ z. Współczynniki dyfuzji σ y i σ z mają wymiar długości. Są one proporcjonalne do wymiarów poprzecznych rozszerzającej się i niezakłóconej powierzchnią ziemi smugi. Wraz ze wzrostem odległości od źródła emisji wartości współczynników dyfuzyjnych rosną ze względu na rozpraszanie się smugi.

34 6. Odległość od źródła emisji Wielkość stężenia zanieczyszczeń przy powierzchni terenu jest także uwarunkowana odległością od emitora. W bezpośrednim sąsiedztwie źródła emisji, w rezultacie działania wiatru, stężenie zanieczyszczeń jest małe. W miarę zwiększania się odległości koncentracja zanieczyszczeń szybko wzrasta do wartości maksymalnej, a następnie stopniowo maleje do wartości bliskich zero. Odległość miedzy obszarem o maksymalnych wartościach koncentracji a źródłem emisji może być około 10-krotnie większa przy słabej turbulencji niż w warunkach turbulencji silnej. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

35 7. Warunki topograficzne ⁃ ukształtowanie terenu, ⁃ pokrycie terenu (zabudowa), ⁃ poszycie terenu. W formułach obliczeniowych charakterystykę obszaru obliczeniowego uwzględnia się poprzez współczynnik aerodynamicznej szorstkości terenu z o. Współczynnik aerodynamicznej szorstkości terenu z o wyznacza się dla obszaru w zasięgu 50 wysokości najwyższego emitora (h max ) jako wartość średnią ważoną według wzoru: (m) przyjmując wartości z oc w zależności od typu pokrycia terenu (załącznik 3 do rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 roku w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu - Dz.U. nr 16/2010, poz. 87). Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

36 [ m]

37 8. Inne zjawiska Do obliczeń rozprzestrzeniania zanieczyszczeń przy zastosowaniu metodyki zgodnej z rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 roku w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (Dz.U. nr 16/2010, poz. 87) stosuje się trójwymiarową różę wiatrów zawierającą statystykę obserwacji obejmujących kierunek wiatru, prędkość wiatru oraz stan równowagi atmosfery. Aby można było uwzględnić zjawisko wymywania substancji przez opady atmosferyczne konieczne jest zastosowanie czterowymiarowej róży wiatrów. Czwartym wymiarem jest w tym przypadku opad atmosferyczny. Czterowymiarowa róża wiatrów uwzględnia cztery sytuacje, tj. brak opadu, opad poniżej 1 mm/h, opad powyżej 1 mm/h i opad śniegu. Zjawiska wymywania, przemian chemicznych i pochłaniania obniżają stężenia substancji transportowanych wraz z masami powietrza. W formułach obliczeniowych korekta stężeń następuje poprzez wprowadzenie współczynników pochłaniania przez podłoże, wymywania przez opady atmosferyczne oraz współczynników przemiany chemicznej zanieczyszczeń. ⁃ wymywanie zanieczyszczeń przez opady atmosferyczne, ⁃ zanik zanieczyszczeń w wyniku przemian chemicznych, ⁃ pochłanianie zanieczyszczeń przez podłoże, ⁃ odbicie smugi zanieczyszczeń od górnej warstwy inwersyjnej i częściową penetrację zanieczyszczeń do tej warstwy. Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych

38 Kryteria oceny stanu zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego Poziomy dopuszczalne substancji i dopuszczalne częstości przekraczania poziomów dopuszczalnych. Wartości odniesienia dla substancji (D 1, D a, D p ) i dopuszczalne częstości przekraczania wartości odniesienia (P D 1 ). Obszary, dla których określa się poziomy dopuszczalne i wartości odniesienia: ⁃ teren kraju, ⁃ obszary ochrony uzdrowiskowej.

39 Tło substancji i tło opadu substancji pyłowej Tło substancji, dla których są określone dopuszczalne poziomy w powietrzu – aktualny stan jakości powietrza określony przez właściwy inspektorat ochrony środowiska (WIOŚ) jako stężenie uśrednione dla roku, Tło pozostałych substancji – 10% wartości odniesienia uśrednionej dla roku (D a ), Dla zakładów, które posiadają wyłącznie emitory wysokie, tj. powyżej 100 m tła nie uwzględnia się

40 Emisje substancji Do obliczeń rozprzestrzeniania należy ustalić: ⁃ maksymalną emisję uśrednioną dla jednej godziny - E g, E p, ⁃ średnią emisję dla okresu obliczeniowego (roku, sezonu lub podokresu) - Ē g, Ē p, Ē f. Emisję maksymalną określa się dla tej fazy procesu, w której w ciągu jednej godziny emitowana jest największa masa substancji. W przypadku trwania maksymalnej emisji krócej niż jedna godzina, należy obliczyć najwyższą średnią emisję odniesioną do jednej godziny. W przypadku emitorów pracujących okresowo lub ze zmieniającymi się w ciągu roku emisją i parametrami (v i T), obliczenia poziomów substancji w powietrzu należy wykonywać dla takich podokresów, że w czasie każdego z nich: ⁃ nie zmienia się liczba jednocześnie pracujących emitorów w zespole, ⁃ emisja z każdego emitora nie zmienia się o więcej niż 25 %, ⁃ parametry emitora (v, T) nie zmieniają się o więcej niż 25 %.

41 W związku z powyższym, przy podziale roku na podokresy należy rozważyć: Emisje substancji Przy obliczeniach rozkładu stężeń substancji w powietrzu uwzględniających podział roku na podokresy należy przyjmować emisję charakterystyczną dla każdego podokresu, przy czym przynajmniej w jednym z podokresów (niekoniecznie w tym samym dla wszystkich emitorów) musi być uwzględniona emisja maksymalna z każdego z emitorów. Przy określaniu emisji maksymalnej z emitora, który odprowadza gazy odlotowe z więcej niż jednego źródła, należy uwzględniać jednoczesność pracy poszczególnych źródeł wynikającą z przyjętej technologii i innych ograniczeń. Zaleca się, by obliczenia stężeń średnich oraz opadu substancji pyłowej były również wykonywane z uwzględnieniem podziału roku na podokresy. Dopuszcza się jednak obliczanie tych wielkości z zastosowaniem średnich emisji i parametrów emitora (v, T) dla roku, przy czym powinny to być średnie ważone względem czasu trwania podokresów. ⁃ cykl zmienności emisji i parametrów każdego emitora (v, T), ⁃ równoczesność i czas pracy emitorów w zespole, ⁃ możliwość dobrania odpowiednich danych meteorologicznych (róża wiatrów) dla każdego z podokresów.

42 Okresy i podokresy obliczeniowe ROK SEZONY

43 Okresy i podokresy obliczeniowe ROK SEZONY 1.I.31.XII I.15.IV.15.X.31. XII sezon zimowy sezon letni

44 Metodyka obliczeniowa - skrócony zakres obliczeń a)dla pojedynczego emitora lub zespołu emitorów, z których został utworzony emitor zastępczy: b) dla zespołu emitorów: c) kryterium opadu pyłu: I.mg/s II.Mg/rok Jeżeli z obliczeń wstępnych wynika, że spełnione są następujące warunki: III. emisja kadmu nie przekracza 0,005 % wartości emisji pyłu określonej w punktach I i II, IV. emisja ołowiu nie przekracza 0,05 % wartości emisji pyłu określonej w punktach I i II to na tym kończy się wymagane dla tego zakresu obliczenia. Jeżeli nie jest spełniony chociaż jeden z warunków określonych w punktach I-IV, to należy wykonać obliczenia opadu substancji pyłowych w sieci obliczeniowej, z uwzględnieniem statystyki warunków meteorologicznych w celu sprawdzenia warunku:

45 Metodyka obliczeniowa - skrócony zakres obliczeń H = h + Δh Δh - zależy od wartości u h dla h  300 dla h > 300 m prędkość wiatru na wysokości wylotu emitora

46 Metodyka obliczeniowa - pełny zakres obliczeń Jeżeli nie są spełnione warunki a) i b) zakresu skróconego, to na całym obszarze, na którym dokonuje się obliczeń, należy obliczyć w sieci obliczeniowej rozkład maksymalnych stężeń substancji w powietrzu uśrednionych dla jednej godziny, z uwzględnieniem statystyki warunków meteorologicznych, aby sprawdzić, czy w każdym punkcie na powierzchni terenu został spełniony warunek: Jeżeli z powyższych obliczeń wynika, że dla zespołu emitorów spełniony jest warunek: to na tym kończy się obliczenia. Natomiast dla zespołu emitorów lub dla pojedynczego emitora, dla których nie jest spełniony warunek określony wzorem (S mm ≤ 0,1·D 1 ), należy obliczyć w sieci obliczeniowej rozkład stężeń substancji w powietrzu uśrednionych dla roku i sprawdzić, czy w każdym punkcie na powierzchni terenu został spełniony warunek: Dalsze obliczenia nie są wymagane, jeżeli są spełnione warunki kryterium opadu pyłu, a w pobliżu emitorów nie znajdują się budynki wyższe niż parterowe. Jeżeli jednak nie są spełnione warunki kryterium opadu pyłu, to należy wykonać obliczenia opadu substancji pyłowych w sieci obliczeniowej, z uwzględnieniem statystyki warunków meteorologicznych w celu sprawdzenia warunku:

47 Metodyka obliczeniowa - pełny zakres obliczeń Jeżeli w odległości od pojedynczego emitora lub któregoś z emitorów w zespole, mniejszej niż 10 h, znajdują się wyższe niż parterowe budynki mieszkalne lub biurowe, a także budynki żłobków, przedszkoli, szkół, szpitali lub sanatoriów, to należy sprawdzić, czy budynki te nie są narażone na przekroczenia wartości odniesienia substancji w powietrzu lub dopuszczalnych poziomów substancji w powietrzu. W tym celu należy obliczyć maksymalne stężenia substancji w powietrzu dla odpowiednich wysokości. Rozróżnia się następujące przypadki: a)gdy geometryczna wysokość najniższego emitora w zespole jest nie mniejsza niż wysokość ostatniej kondygnacji budynku Z, obliczenia stężeń wykonuje się dla wysokości Z, b)gdy geometryczna wysokość najniższego emitora w zespole jest mniejsza niż wysokość ostatniej kondygnacji budynku Z, obliczenia stężeń wykonuje się dla wysokości zmieniających się co 1 m, począwszy od geometrycznej wysokości najniższego emitora do wysokości: Zjeżeli H max ≥ Z H max jeżeli H max < Z H max oznacza najwyższą efektywną wysokość emitora w zespole z obliczonych dla wszystkich sytuacji meteorologicznych. Wszystkie wartości stężeń obliczone ze względu na budynki znajdujące się w pobliżu emitorów nie mogą przekraczać wartości D 1. Częstość przekraczania wartości odniesienia lub dopuszczalnego poziomu substancji w powietrzu należy obliczyć, jeżeli wartości stężeń obliczone ze względu na budynki znajdujące się w pobliżu emitorów przekraczają wartość D 1 lub nie jest spełniony warunek S mm ≤ D 1 w punktach sieci obliczeniowej. Wartości odniesienia substancji w powietrzu lub dopuszczalne poziomy substancji w powietrzu uważa się za dotrzymane, jeżeli częstość przekraczania wartości D 1 przez stężenie uśrednione dla jednej godziny jest nie większa niż 0,274 % czasu w roku w przypadku dwutlenku siarki, a 0,2 % czasu w roku dla pozostałych substancji.

48 Literatura i materiały źródłowe 1)Wytyczne obliczania stanu zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego; MAGTiOŚ, Warszawa 1981/1983 2)Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 3 marca 2008 roku w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu (Dz.U. nr 47/2008, poz. 281) 3)Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 16 stycznia 2010 roku w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (Dz.U. nr 16/2010, poz. 87) 4)Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 grudnia 2005 roku w sprawie standardów emisyjnych z instalacji (Dz.U. nr 260/05, poz. 2181) 5)Nowicki M. Jaworski W.; Obliczenia stanu zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego - przykłady i tablice do Wytycznych...; PZiTS, nr 359/V Warszawa )Juda J. Chróściel S.; Ochrona powietrza atmosferycznego; WNT, Warszawa )Głowiak B. i inni; Inżynieria ochrony atmosfery; wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław )Kucowski J. i inni; Energetyka a ochrona środowiska; WNT, Warszawa )Rutkowski J.D.; Podstawy inżynierii ochrony atmosfery; wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław ) Wskaźniki emisji substancji zanieczyszczających wprowadzanych do powietrza z procesów energetycznego spalania paliw; MOŚZNiL, Warszawa kwiecień 1996


Pobierz ppt "Parametry i czynniki wpływające na stężenia zanieczyszczeń w punktach receptorowych 1. Wielkość emisji Stężenie maksymalne substancji gazowej w osi wiatru."

Podobne prezentacje


Reklamy Google