Приложение № 6
Моделиране разпространението на замърсители на атмосферата, емитирани от “Агрополихим” АД в приземния атмосферен слой след реализация на инвестиционното предложение
Математично моделиране и компютърно симулиране разпространението на замърсителите на въздуха, емитирани от „Агрополихим” АД, със симулационен пакет PLUME, (изследвана област от въздушния басейн 3000 х 3000 м)
Цел на настоящото изследване е да бъде оценено замърсяването на въздуха в района на “Агрополихим” АД, в резултат от кумулативния ефект от дейността на стари и нови източници на замърсяване след реализация на инвестиционното предложение.
Изходни данни
Характеристики на източниците на замърсяване
Общият брой на организираните източници на прах и амоняк на производствената площадка на „Агрополихим” АД е 25.
Параметрите на източниците и емисиите по замърсители са представени в таблица 1, като са преизчислени за нуждите на симулационния пакет PLUME.
Таблица 1. Параметри на източниците на емисии по съответните замърсители
Параметри на източниците прах
|
Брой
|
X [m]
|
Y [m]
|
H [m]
|
D [m]
|
T [C]
|
Wg [m/s]
|
Debit [m3/s]
|
Emission [g/s]
|
1
|
1507
|
1500
|
70
|
1.8
|
17
|
0.01
|
73.77
|
1.04
|
2
|
1511
|
1500
|
70
|
1.8
|
17
|
0.01
|
73.77
|
1.04
|
3
|
1507
|
1504
|
70
|
1.8
|
17
|
0.01
|
73.77
|
1.04
|
4
|
1511
|
1504
|
70
|
1.8
|
17
|
0.01
|
73.77
|
1.04
|
5
|
1499
|
1533
|
70
|
1.8
|
17
|
0.01
|
73.77
|
1.04
|
6
|
1503
|
1533
|
70
|
1.8
|
17
|
0.01
|
73.77
|
1.04
|
7
|
1499
|
1537
|
70
|
1.8
|
17
|
0.01
|
73.77
|
1.04
|
8
|
1503
|
1537
|
70
|
1.8
|
17
|
0.01
|
73.77
|
1.04
|
9
|
1527
|
1502
|
50
|
1.45
|
50
|
0.01
|
36.15
|
1.53
|
10
|
1513
|
1557
|
50
|
1.45
|
50
|
0.01
|
36.15
|
1.53
|
11
|
1476
|
1516
|
50
|
0.8
|
80
|
0.01
|
4.31
|
0.17
|
12
|
1518
|
1532
|
60
|
0.3
|
60
|
0.01
|
2.71
|
0.11
|
13
|
1624.5
|
1587.5
|
97
|
2
|
45
|
0.01
|
77.66
|
1.00
|
14
|
1635.9
|
1615
|
20
|
0.24
|
20
|
0.01
|
1.64
|
0.08
|
15
|
1646.5
|
1591
|
30
|
0.4
|
17
|
0.01
|
2.95
|
0.14
|
16
|
1621.5
|
1620.5
|
30
|
0.52
|
25
|
0.01
|
6.06
|
0.28
|
17
|
1590.5
|
1772
|
32
|
0.3
|
25
|
0.01
|
1.52
|
0.07
|
18
|
1584.5
|
1799
|
32
|
0.3
|
25
|
0.01
|
1.52
|
0.07
|
19
|
1625.5
|
1715
|
24
|
0.6
|
50
|
0.01
|
5.75
|
0.24
|
20
|
1615.5
|
1712
|
24
|
0.6
|
50
|
0.01
|
5.75
|
0.24
|
21
|
1644.5
|
1693.5
|
16
|
0.3
|
25
|
0.01
|
1.67
|
0.08
|
22
|
1614.5
|
1707.5
|
11
|
0.19
|
25
|
0.01
|
0.61
|
0.03
|
23
|
1689
|
2036
|
54
|
2.5
|
50
|
0.01
|
26.29
|
0.33
|
24
|
1678.5
|
2057
|
20
|
0.25
|
15
|
0.01
|
1.03
|
0.05
|
25
|
1791
|
1849.5
|
20
|
0.9
|
140
|
0.01
|
21.22
|
0.07
|
Параметри на източниците амоняк
|
Брой
|
X [m]
|
Y [m]
|
H [m]
|
D [m]
|
T [C]
|
Wg [m/s]
|
Debit [m3/s]
|
Emission [g/s]
|
1
|
1507
|
1500
|
70
|
1.8
|
17
|
0
|
73.77
|
2.08
|
2
|
1511
|
1500
|
70
|
1.8
|
17
|
0
|
73.77
|
2.08
|
3
|
1507
|
1504
|
70
|
1.8
|
17
|
0
|
73.77
|
2.08
|
4
|
1511
|
1504
|
70
|
1.8
|
17
|
0
|
73.77
|
2.08
|
5
|
1499
|
1533
|
70
|
1.8
|
17
|
0
|
73.77
|
2.08
|
6
|
1503
|
1533
|
70
|
1.8
|
17
|
0
|
73.77
|
2.08
|
7
|
1499
|
1537
|
70
|
1.8
|
17
|
0
|
73.77
|
2.08
|
8
|
1503
|
1537
|
70
|
1.8
|
17
|
0
|
73.77
|
2.08
|
9
|
1527
|
1502
|
50
|
1.45
|
50
|
0
|
36.15
|
0.92
|
10
|
1513
|
1557
|
50
|
1.45
|
50
|
0
|
36.15
|
0.92
|
11
|
1476
|
1516
|
50
|
0.8
|
80
|
0
|
4.31
|
0.10
|
12
|
1518
|
1532
|
60
|
0.3
|
60
|
0
|
2.71
|
0.07
|
13
|
1624.5
|
1587.5
|
97
|
2
|
45
|
0
|
77.66
|
2.00
|
Веществата, чието разпространение е симулирано и изследвано, са прах (NH4NO3) и амоняк. Параметрите на емисиите са заложени на базата на действащото Комплексно разрешително № 68 / 2005 г. на „Агрополихим” АД:
- за Прилинг кули І и ІІ: НДЕ за прах (NH4NO3) = 15 mg/Nm3, НДЕ за NH3 = 30 mg/Nm3;
- НДЕ на прах от старите източници по комплексно разрешително е 80 mg/Nm3 (съгласно Наредба № 2 от 19.02.1998 г. за норми за допустими емисии (концентрации в отпадъчни газове) на вредни вещества изпускани в атмосферния въздух от неподвижни източници), но същата норма в Наредба № 1 от 27.06.2005 г. за норми за допустими емисии на вредни вещества (замърсители), изпускани в атмосферата от обекти и дейности с неподвижни източници на емисии, е 50 mg/Nm3, затова всички стари източници са моделирани на база нормата от Наредба № 1.
Параметрите на емисиите за новите източници съгласно ИП са:
- за комин след абсорбер: НДЕ за прах = 50 mg/Nm3, НДЕ за NH3 = 30 mg/Nm3;
- за отдушник след ръкавен филтър: НДЕ за прах = 50 mg/Nm3, НДЕ за NH3 = 30 mg/Nm3,
което отговаря на изискванията на чл. 57 от Наредба № 1 от 27.06.2005 г. за норми за допустими емисии на вредни вещества (замърсители), изпускани в атмосферата от обекти и дейности с неподвижни източници на емисии.
В таблица 2 са представени параметрите на емисиите след реализация на инвестиционното предложение в изследваната област, заложени на базата на НДЕ.
Таблица 2. Параметри на емисиите в изследваната област
Източник
|
|
|
Данни за изпускащите устройства
|
X
|
Y
|
Височина
|
Диаметър
|
Температура
|
Дебит
|
прах
|
амоняк
|
|
|
m
|
m
|
°C
|
Nm3/h
|
mg/Nm3
|
mg/Nm3
|
1
|
1507
|
1500
|
70
|
1.8
|
17
|
250000
|
15
|
30
|
2
|
1511
|
1500
|
70
|
1.8
|
17
|
250000
|
15
|
30
|
3
|
1507
|
1504
|
70
|
1.8
|
17
|
250000
|
15
|
30
|
4
|
1511
|
1504
|
70
|
1.8
|
17
|
250000
|
15
|
30
|
5
|
1499
|
1533
|
70
|
1.8
|
17
|
250000
|
15
|
30
|
6
|
1503
|
1533
|
70
|
1.8
|
17
|
250000
|
15
|
30
|
7
|
1499
|
1537
|
70
|
1.8
|
17
|
250000
|
15
|
30
|
8
|
1503
|
1537
|
70
|
1.8
|
17
|
250000
|
15
|
30
|
9
|
1527
|
1502
|
50
|
1.45
|
50
|
110000
|
50
|
30
|
10
|
1513
|
1557
|
50
|
1.45
|
50
|
110000
|
50
|
30
|
11
|
1476
|
1516
|
50
|
0.8
|
80
|
12000
|
50
|
30
|
12
|
1518
|
1532
|
60
|
0.3
|
60
|
8000
|
50
|
30
|
13
|
1624.5
|
1587.5
|
97
|
2
|
45
|
240000
|
15
|
30
|
14
|
1635.9
|
1615
|
20
|
0.24
|
20
|
5500
|
50
|
0
|
15
|
1646.5
|
1591
|
30
|
0.4
|
17
|
10000
|
50
|
0
|
16
|
1621.5
|
1620.5
|
30
|
0.52
|
25
|
20000
|
50
|
0
|
17
|
1590.5
|
1772
|
32
|
0.3
|
25
|
5000
|
50
|
0
|
18
|
1584.5
|
1799
|
32
|
0.3
|
25
|
5000
|
50
|
0
|
19
|
1625.5
|
1715
|
24
|
0.6
|
50
|
17500
|
50
|
0
|
20
|
1615.5
|
1712
|
24
|
0.6
|
50
|
17500
|
50
|
0
|
21
|
1644.5
|
1693.5
|
16
|
0.3
|
25
|
5500
|
50
|
0
|
22
|
1614.5
|
1707.5
|
11
|
0.19
|
25
|
2000
|
50
|
0
|
23
|
1689
|
2036
|
54
|
2.5
|
50
|
80000
|
15
|
0
|
24
|
1678.5
|
2057
|
20
|
0.25
|
15
|
3500
|
50
|
0
|
25
|
1791
|
1849.5
|
20
|
0.9
|
140
|
50500
|
5
|
0
|
Изследвана област от въздушния басейн
В съответствие с резултатите от някои предварителни изчисления и предвид разположението на населените места около производствената площадка, са избрани следните размери на изследваната област от въздушното пространство:
- дължина (изток - запад) - 3000 m
- широчина (север - юг) - 3000 m
При използването на опцията „Роза на вятъра” в пакета PLUME е най-удачно източниците да бъдат разположени в средата на изследваната област.
Метеорологични условия на симулиране
При изследването на разпространението на замърсителите са използвани данни за средногодишната скорост и честота на вятъра по посоки за гр. Девня, които са представени в таблица 3 и на фигура 1.
Таблица 3. Средногодишна скорост и честота на вятъра по посоки
Девня
|
посока
|
скорост, m/s
|
честота, %
|
N
|
3,2
|
24
|
NE
|
3,5
|
10,8
|
E
|
2,9
|
16,6
|
SE
|
3,1
|
7,8
|
S
|
3,2
|
3,9
|
SW
|
2,7
|
3,6
|
W
|
3,3
|
11,1
|
NW
|
3,3
|
22,2
|
Тихо
|
|
53,8
|
Фигура 1. Средногодишна роза на вятъра по честота, в %, по посоки, за гр. Девня
Избрана e температура на околния въздух 11.9 °С, а при опцията Роза на вятъра в симулационния пакет априори е зададен клас на устойчивост на атмосферата D (неутрална атмосфера).
Профилът на скоростта на вятъра по височина се изчислява по формулата:
,
където V0 e скорост на вятъра, измерена на височина H0, a h е текущата височина. Степенният показател α= 0,240 се отнася за терен с рядка гора и храсти.
Резултати от изследването
Разпространението на замърсителите емитирани от дейността на „Агрополихим” АД е представено на фигури 2 и 3.
Фигура 2. Изолинии на концентрацията на прах (NH4NO3) в приземния слой на атмосферата при роза на вятъра
Фигура 3. Изолинии на концентрацията на амоняк в приземния слой на атмосферата при роза на вятъра
На фигури 2 и 3 са представени изчислените изолинии на приземните концентрации на прах и NH3, емитирани от “Агрополихим” АД при роза на вятъра, което дава представа за средногодишната концентрация на замърсителите, както и съответното разпространение по посоки.
На фигура 2 е представена изчислената концентрацията на прах, чиято максимална стойност е 4.51 µg/m3 и е значително под установената ср. год. ПДК за прах (ФПЧ10) – 40 µg/m3, като се наблюдава на разстояние 936.18 метра от последния източник.
На фигура 3 е представена изчислената максимална концентрация в приземния атмосферен слой на NH3, която е 2.05 µg/m3 и също е значително под установената максимално еднократна ПДК за NH3 = 250 µg/m3, като се наблюдава на разстояние 2044.42 метра от последния източник.
Програмният продукт разполага и с възможност за оценка на максимално еднократните концентрации, които биха се получили в приземния атмосферен слой в резултат на специфични метеорологични условия. За тази цел при зададени параметри на изпускащите устройства, както и на съответните емисии, се редува целия набор от метеорологични параметри (посока, скорост на вятъра и клас на устойчивост), като се определят тези, при които се получава най-висока стойност на изчислената приземна концентрация.
Прогнозните данни от този тип оценка са представени в таблица 4.
Таблица 4. Изчислени максимално еднократни концентрации на замърсителите в приземния атмосферен слой, разстоянията, на които се наблюдават, както и набора от метеорологични параметри, при които се наблюдават
Замърсител
|
Разпространение
|
Вятър
|
Клас на устойчивост
|
ПДК
|
Концентрация
|
Разстояние
|
Посока
|
Скорост
|
стойност
|
мярка
|
(m)
|
deg
|
m/s
|
стойност
|
мярка
|
вид
|
NH3
|
103.04
|
µg/m3
|
786.74
|
45
|
1
|
A
|
250
|
µg/m3
|
макс. еднокр.
| Изводи
На базата на направения модел на разпространението на емисиите на прах и NH3, емитирани от “Агрополихим” АД в приземния атмосферен слой, както и на изчислените стойности за средногодишни и максимално еднократни концентрации (Таблици 5 и 6), могат да се направят следните изводи:
-
По отношение замърсяване с прах (NH4NO3):
На базата на направените модели на разпространение на прах, изчислената стойност на средногодишната му концентрация в приземния слой на атмосферата е под ПДК за този замърсител, съгласно Наредба № 12 от 15.07.2010 г. за норми на серен диоксид, азотен диоксид, фини прахови частици, олово, бензен, въглероден оксид и озон в атмосферния въздух.
-
По отношение замърсяване с амоняк:
На базата на направените модели на разпространение на амоняк, изчислените стойности на максимално еднократната (при най-неблагоприятни климатични условия) концентрация в приземния слой на атмосферата са под ПДК за този замърсител, съгласно Наредба № 14 от 23.09.1997 г. за норми за пределно допустимите концентрации на вредни вещества в атмосферния въздух на населените места.
Таблица 5. Изчислени максимални стойности за средногодишната концентрация на замърсителите, емитирани от „Агрополихим” АД в приземния слой на атмосферата, разстоянията, на които те се наблюдават, и съществуващите норми за ПДК
Стойности на изчислените максимални концентрации (3000m х 3000m)
|
Замърсител
|
Роза на вятъра
|
ПДК
|
Разстояние
|
Концентрация
|
m
|
стойност
|
мярка
|
стойност
|
мярка
|
вид
|
ФПЧ10
|
936.18
|
4.51
|
µg/m3
|
40
|
µg/m3
|
ср.г.
|
Таблица 6. Изчислени стойности за максимално еднократна концентрация на замърсителите, емитирани от „Агрополихим” АД в приземния слой на атмосферата, разстоянията, на които те се наблюдават, и съществуващите норми за ПДК
Стойности на изчислените максимални концентрации (3000m х 3000m)
|
Замърсител
|
Най-неблагопрятни
|
ПДК
|
Разстояние
|
Концентрация
|
m
|
стойност
|
мярка
|
стойност
|
мярка
|
вид
|
NH3
|
786.74
|
103.04
|
µg/m3
|
250
|
µg/m3
|
макс. еднокр.
|
Сподели с приятели: |