Decizia de amplasare a unui obiectiv civil in vecinatatea unei platforme industriale

ACADEMIA DE STUDII ECONOMICE

-PROIECT ECOTEHNOLOGII-

Decizia de amplasare a unui obiectiv civil

in vecinatatea unei platforme

industriale

Calculul concentratiei teoretice de substante poluante la sol

1.Justificarea proiectului

In vederea amplasarii, sau extinderii unui cartier de locuinte intr-o zona aflata in apropierea unor agenti poluanti este necesar si un calcul prealabil al concentratiei de substante poluante emise in atmosfera si regasite la sol.

Se considera cazul de amplasare a unor locuinte prezentat in figura 3.1

Fig 3.1. Planul de amplasament al cartierului de locuinte.

Cei trei agenti economici care emit poluanti sunt:

- o centrala termica (I), care arde combustibil cu continut de sulf. Centrala evacueaza gazelle arse ce contin si dioxid de sulf, printr-un cos inalt.

- o rafinarie de petrol (II) din care rezulta gaze ce contin hydrogen sulfurat. Evacuarea gazelor se realizeaza prin doua cosuri identice.

- o intreprindere chimica (III), care elimina clor prin luminatoare, la nivelul acoperisului, la inaltimea H fata de sol.

Topografia locala este relative uniforma, neprezentand denivelari importante. Raul nu influenteaza microclimatul din zona. Nu se cunosc variatiile zilnice ale vitezei vantului, gradientul vertical de temperature, turbulenta si regimul precipitatiilor.  Datele meteorologice de care se dispune (valori medii pentru un intervak de doi ani) indica o frecventa a vanturilor dinspre zona industriala spre oras, cu viteza medie anuala

v_o = 2.5 m/s .

2. Tema de proiect

Sa se stabileasca zona de la care poate fi amplasat cartierul de locuinte, prin calcularea concentratiei teoretice la sol de substante poluante.

Etapele de rezolvare a proiectului sunt:

-calculul inaltimii H de evacuare a poluantilor din cele trei intreprinderi industriale;

-calculul concentratiei maxime de poluanti ajunsi la sol, intr-un punct "0" amplasat in partea nord - vestica a zonei propuse pentru constructia de locuinte.

3. Date de proiectare

Datele pentru proiectare sunt prezentate in tabelele 3.1, 3.2 , 3.3, 3.4, 3.5 si 3.6. Rezultatele obtinute pentru concentratiile de poluanti ajunse in pct "0" se compara cu concentratiile maxim admise (CMA). Zona se considera apta pentru constructia de locuinte daca toate trei concentratiile de poluanti sunt mai mici decat concentratiile maxime admise pentru 24 ore.

Tabelul 3.1 pentru cazul 351. Caracteristicile poluantilor.

Tabelul 3.2. pentru cazul 351. Date constructive pentru cosuri si luminatoare.

Tabelul 3.3. pentru cazul 351. Distantele de la sursele de poluare la punctual "0".

4. Calculul inaltimii la care sunt evacuati efectiv poluantii in atmosfera

Pentru calcul se utilizeaza formulele lui Andreev, considerand sursele de evacuare a poluantilor (cosurile) ca punctiforme si continue. Inaltimea pana la care sunt evacuati poluantii gazosi in atmosfera este :

H = h + ∆h (1)

in care: H - inaltimea de evacuare a poluantilor, m; h - inaltimea geometrica a cosului, m; ∆h - ascensiunea jetului de gaze deasupra cosului, m. Ascensiunea se calculeaza cu formula:

∆h = 1.9*D*u/v (2)

unde: D - diametrul gurii de evacuare a cosului, m; u - viteza efluentului la gura cosului, m; v - viteza vantului la gura cosului, m/s . Viteza vantului se calculeaza astfel:

v = v_{0 *} (3)

unde : v₀ - viteza medie anuala a vantului, m/s; - factor de corectie, care tine cont de rugozitatea suprafetei adiancente, si de indicele de turbulenta n. variaza cu inaltimea h a cosului si cu indicele de turbulenta. Se considera n = 0 pentru conditii atmosferice stabile, n = 0.2 pentru stabilitate relativa (turbulenta mica), n = 0.33 pentru instabilitate atmosferica (turbulenta mare). Valoarea maxima este de n = 0.5.

j

Calcul H pentru sursa I (SO₂):

H = h + ∆h

∆h = 1.9*D*u/v

v = v_{0 *} φ

∆h = 1.9 * 6 * 17 / 3.85

∆h = 50.33 m

v = 2.5 * 1.54  m/s

v = 3.85 m/v

H = 120 + ∆h

H = 170.33 m

Calcul H pentru sursa II (H₂S)

H = h + ∆h

∆h = 1.9*D*u/v

v = v_{0 *} φ

∆h = 1.9 * 3.3 * 12 / 3.75

∆h = 20.06 m

v = 2.5 * 1.5  m/s

v = 3.75 m/v

H = 100 + ∆h

H = 120.06 m

Calcul H pentru sursa III (Cl­­­₂)

H = 15 m

5. Determinarea concentratiei maxime teoretice de poluanti, la sol

Se calculeaza concentratiile de poluanti ajunse la sol in punctual "0" . Se utilizeaza formulele de calcul simplificate, recomandate de Sutton.

Pentru o sursa punctiforma, continua de poluant, cum este cazul cosurilor, concentratia maxima in punctual "0" aflat la distanta x de sursa este data de relatia :

C_o = k * Q / v_o  (4)

in care : C_o - concentratia la sol in punctual "0", mg /m³ ; Q - puterea sursei, g/s. Se calculeaza din debitul de poluant in kg emis in 24 de ore, k - concentratia specifica, respective concentratia noxei de la o sursa cu puterea Q = 1 g/s , pentru o viteza a vantului v_o = 1 m/s. Valoarea lui k este aleasa din tabelul 3.5, in functie de distanta x_o (aleasa din tabelul 3.4) si de inaltimea H de evacuare.

Pentru o sursa liniara finita, concentratia la sol in punctual "0" este:

C_o = k * Q_L / v_o  (5)

in care : Q_L - puterea sursei liniare, in g/s.m , calculate astfel :

Q_L = Q / (L * sin (6)

unde : L - lungimea frontului de evacuare , m ; - unghiul pe care directia sursei - punct "0" il face cu linia sursei. Valoarea lui k este aleasa din tabelul 3.6 in functie de distanta x_o si de inaltimea de evacuare H.

Calcul C_o SO₂ si C_max SO₂  pentru sursa I (sursa punctiforma)

Xo=5000

C_o = k * Q / v_o

X=-0.4*9.67/10=0.38*10^-3

k =k(180)-x= (6-0.38) * 10^-3 =5.62 *10^-3;

k_max = 7.3 * 10^-3 => x max=3600 m

Q = 9000 * 1000 / (24 * 3600)  =>Q = 104.16 g/s

Xo.........H........k

ΔH=10 m .....Δk= -0.4*10^-3

C_o SO₂ = 5.62 * 10^-3 * 104.16/ 2.5 C_o SO₂ = 0.585 mg / m³

C_max SO₂ = 7.3 * 10^-3 * 104.16 / 2.5 C_max SO₂ = 0.760 mg / m³

Calcul C_o H₂S si C_max H₂S pentru sursa II (sursa punctiforma)

Xo=5500

C_o = k * Q / v_o

X=-0.2*9.94*10^-3/10=0.19*10^-3

k =k(130)-x= (7.8-0.19) * 10^-3 =7.61 *10^-3;

k_max = 14 * 10^-3 => x max=2600 m

Q = 900 * 1000 / (24 * 3600) Q = 10.41 g/s

Xo.........H........k

ΔH=10 m .....Δk= -0.2*10^-3

C_o SO₂ = 7.61 * 10^-3 * 10.41/ 2.5 C_o SO₂ = 0.031 mg / m³

C_max SO₂ = 14 * 10^-3 * 10.41 / 2.5 C_max SO₂ = 0.058 mg / m³

Calcul C_o Cl­­­₂ si C_max Cl­­­₂  pentru sursa III (sursa liniara finita)

C_o = k * Q_L / v_o

Q_L = Q / (L * sin α)

k = 376* 10^-2 ; k_max = 3260* 10^-2 => x max=210

Q_L = 0.578 * (650* 0.208) Q_L = 0.0042751g/m*s

C_o Cl­­­₂ = 376 * 10^-2 * 0.0042751 / 2.5 C_o Cl­­­₂ = 0.0064297mg / m³

C_max Cl­­­₂ = 3260* 10^-2 * 0.0042751/ 2.5 C_max Cl­­­₂ = 0.0557472 mg/m³

Tabelul 3.7. Concentratiile de poluanti calculate la sol pentru zona propusa constructiei de locuinte