Wykaz oznaczeń

1. Przygotowanie danych do obliczeń stanu zanieczyszczenia powietrza:

1. 1 Tło zanieczyszczeń

Tło zanieczyszczeń - aktualny stan zanieczyszczenia powietrza, wyrażony jako stężenie substancji zanieczyszczającej w powietrzu odniesione do roku, skorygowany w przypadku źródła istniejącego o jego udział w zanieczyszczeniu powietrza.

Tło zanieczyszczeń uwzględnia się w przypadku obliczania stanu zanieczyszczenia powietrza substancjami wymienionymi w lp. 1-25 załącznika nr 1 do rozporządzenia Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 28 kwietnia 1998 r. w sprawie dopuszczalnych wartości stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu (Dz. U. Nr 55, poz. 355). Wyjątek stanowią obliczenia stanu zanieczyszczenia powietrza dla źródeł modernizowanych, jeżeli modernizacja spowoduje zmniejszenie ilości substancji wprowadzanych do powietrza, oraz źródeł, z których wymienione wcześniej substancje wprowadzane są do powietrza wyłącznie emitorami wysokości nie mniejszej niż 100 metrów.

1. 2 Położenie źródeł

Położenie punktowego źródła, którym jest pojedynczy emitor lub emitor zastępczy, utworzony według zasad określonych w punkcie 2.5, oznacza się za pomocą współrzędnych Xe i Ye, przy czym oś X jest skierowana w kierunku wschodnim, a oś Y w kierunku północnym.

W przypadku obliczania stanu zanieczyszczenia powietrza dla źródeł projektowanych, gdy nie jest jeszcze sprecyzowane ich usytuowanie, dopuszcza się przyjęcie, że wszystkie źródła położone są w geometrycznym środku terenu.

1. 3 Parametry techniczne źródeł

Parametrami technicznymi emitora są:

a) geometryczna wysokość emitora liczona od poziomu terenu - h,

b) średnica wewnętrzna wylotu emitora - d,

c) prędkość gazów odlotowych na wylocie emitora - v,

d) temperatura gazów odlotowych na wylocie emitora - T.

W przypadku emitora o wylocie prostokątnym, o wymiarach p x q, oblicza się średnicę równoważną według wzoru:

Ö4pq

d_r = Ö----

Ö P /1.1/

Dla źródeł projektowanych parametry techniczne ustala się przez analogię do istniejącego źródła oraz na podstawie założeń technicznych i technologicznych.

1. 4 Emisja substancji zanieczyszczających

Emisję substancji zanieczyszczających ze źródeł projektowanych ustala się szacunkowo na podstawie wskaźników emisji substancji zanieczyszczających, charakterystycznych dla procesu technologicznego, lub przez analogię do emisji ze źródła istniejącego. W przypadku źródeł istniejących i źródeł projektowanych o przesądzonej technologii i rozwiązaniach technicznych, emisję substancji zanieczyszczających ustala się na podstawie wyników pomiarów, założeń technologicznych oraz wielkości produkcji. Należy ustalić:

a) maksymalną emisję substancji zanieczyszczających odniesioną do 30 minut - E_g, E_p,

b) średnią emisję substancji zanieczyszczających dla okresu obliczeniowego (sezonu lub roku) -

_ _ _

E, E_p, E_f.

W przypadku trwania maksymalnej emisji krócej niż 30 minut, należy obliczyć najwyższą średnią emisję odniesioną do 30 minut.

W przypadku źródeł pracujących nierównomiernie, należy dokonać podziału okresu obliczeniowego na podokresy τ₁, τ₂, τ₃, ..., w których pracują one w sposób równomierny. Jeżeli obliczone emisje dla tych podokresów wynoszą odpowiednio E_1, E₂, E₃, ... i nie różnią się między sobą o więcej niż 30%, to średnia emisja dla okresu obliczeniowego wyraża się wzorem:

1

E = ---- x (E₁ x τ₁ + E₂ x τ₂ + E₃ x τ₃+...) /1.2/

100

Podział okresu obliczeniowego jest uzależniony także od warunków wyrzutu gazów odlotowych. Parametry emitora dla poszczególnych podokresów τ₁, τ₂, τ₃, ... nie mogą różnić się między sobą o więcej niż 30%.

1. 5 Dane meteorologiczne

Przy obliczaniu stanu zanieczyszczenia powietrza niezbędne są następujące dane meteorologiczne:

a) statystyka stanów równowagi atmosfery, prędkości i kierunków wiatru (róża wiatrów),

b) średnia temperatura powietrza dla okresu obliczeniowego (sezonu lub roku) - T_o. Wyróżnionych jest 36 różnych sytuacji meteorologicznych wynikających z 6 stanów równowagi atmosfery, którym odpowiadają zakresy prędkości wiatru ze skokiem co 1 m/s (tablica 1.1.).

Tablica 1. 1. Sytuacje meteorologiczne

Statystyki stanów równowagi atmosfery, prędkości i kierunków wiatru oraz średnie temperatury powietrza T₀ zawiera katalog danych meteorologicznych opracowany przez państwową służbę meteorologiczną.

2. Obliczenia wstępne

Należy obliczyć:

2. 1 Parametr emitora K

Zasady wyznaczania parametru emitora K podane są w tablicy 2.1.

Wielkości występujące w tablicy 2.1. oblicza się według następujących wzorów:

- graniczna prędkość gazów odlotowych na wylocie emitora

v_gr = 0,5 x h^0,6 /2.1/

- emisja ciepła z emitora

Pd² 273,16 p_s

Q = ---- x v x C_p -------- x ------- x (T - T₀) /2.2/

4 T 1013,25

W przypadku braku informacji o ciśnieniu gazów na wylocie emitora przyjmuje się p_s = 101,3 kPa.

- parametr emitora według formuły Hollanda

K = 1,5 x vd + 0,00974 x Q /2.3/

- parametr emitora według formuły CONCAWE

K = 1,126 x Q^0,58 /2.41

Tablica 2. 1. Zasady wyznaczenia parametru emitora K

2. 2 Parametry meteorologiczne

Parametry meteorologiczne występujące w obliczeniach stanu zanieczyszczenia powietrza obejmują:

- prędkość wiatru na wysokości wylotu emitora

( h )^m

u_h = u_a x (----) /2.5/

( 14 )

- średnią prędkość wiatru w warstwie od poziomu terenu do wysokości pozornego punktu emisji, obliczonej zgodnie z punktem 2.3.

_ u_a ( H )^m

u = ------- x (----) /2.6/

m + 1 ( 14 )

- współczynnik poziomej dyfuzji atmosferycznej

σ_y = A x x^a _/2.7/

( H )

gdzie A = 0,08 x (6m^-0,3 + 1 - 1n ----) /2.8/

( Z_o )

- współczynnik pionowej dyfuzji atmosferycznej

σz = B x x^b /2.9/

( H )

gdzie B = 0,38m^1,3 x (8,7 - ln ----)

( z_o ) /2.10/

Występujące we wzorach 2.5.-2.10. wartości stałych zależnych od stanu równowagi atmosfery - m, a, b podane są w tablicy 2.2. Występująca we wzorach 2.5. i 2.6. liczba "14", oznacza wysokość anemometru.

Jeżeli H/z_o nie zawiera się w zakresie od 10 do 1500, współczynniki A oraz B oblicza się według wzorów 2.8. i 2.10 przyjmując:

H/z_o = 10, gdy H/z_o < 10

H/z_o = 1500, gdy H/z_o > 1500

Wartości współczynnika aerodynamicznej szorstkości terenu z_o, występującego we wzorach 2.8. i 2.10., oblicza się zgodnie z punktem 2.4.

Tablica 2. 2. Stałe zależne od stanów równowagi atmosfery

2. 3 Wysokość pozornego punktu emisji H

Wysokość pozornego punktu emisji oblicza się w zależności od parametru emitora K, geometrycznej wysokości emitora h oraz prędkości wiatru u_h, występującej na wysokości wylotu emitora, w następujący sposób:

- gdy parametr emitora K = 0, to

H = h /2.11 /

- gdy parametr emitora K obliczany jest według formuły Hollanda, to

K

H = h + ---- /2.12/

u_h

- gdy parametr emitora K obliczany jest według formuły CONCAWE, to

K

H = h + -----

u_h^0,7 /2.13/

2. 4 Aerodynamiczna szorstkość terenu

Współczynnik aerodynamicznej szorstkości terenu z_o wyznacza się na podstawie map topograficznych. Dla pojedynczego źródła lub zespołu złożonego ze źródeł wysokości mniejszej niż 50 metrów zalecana jest mapa topograficzna w skali 1:25.000, a dla źródeł wyższych - mapa w skali 1:100.000.

Przy określaniu najwyższego ze stężeń maksymalnych S_mm dla pojedynczego źródła lub zespołu źródeł, który może być zastąpiony emitorem zastępczym, należy wyznaczyć średnie wartości współczynnika aerodynamicznej szorstkości terenu z₀ dla r sektorów róży wiatrów w zasięgu 50 h_max. Dla każdego sektora należy obliczyć średnią wartość z₀ według wzoru:

1

Z₀ = --- Σ F_t x Z_0t /2.14/

F t

W przypadku obliczania stanu zanieczyszczenia powietrza dla zespołu źródeł przyjmuje się średnią wartość z₀ dla obszaru, na którym dokonywane są obliczenia.

W przypadku tła zanieczyszczeń jednakowego na całym obszarze, na którym dokonuje się obliczeń, do obliczenia S_mm należy przyjąć najwyższą wartość z₀ z wartości obliczonych dla poszczególnych sektorów róży wiatrów.

W przypadku zróżnicowanego tła zanieczyszczeń należy obliczyć S_mm dla wszystkich r sektorów róży wiatrów i wybrać najwyższą wartość.

Przy obliczaniu stężenia substancji zanieczyszczających na wysokości budynku należy przyjąć wartość z₀ w sektorze róży wiatrów, w którym znajduje się ten budynek.

Tablica 2. 3. Wartości współczynnika aerodynamicznej szorstkości terenu z₀

2. 5 Parametry emitora zastępczego

Emitor zastępczy można utworzyć dla zespołu n emitorów, jeśli dla każdego z nich spełnione są równocześnie warunki:

h_n /2.15/

0,7 < -- < 1,3

_

h

K_n /2.16/

i 0,7 < --- < 1,3

_

K

a odległość między najbardziej oddalonymi emitorami nie przekracza 2h. Średnie wartości K i h oblicza się jako średnie arytmetyczne parametrów n emitorów.

Parametry emitora zastępczego oblicza się następująco:

E_z = Σ E_n /2.17/

Σh_nE_n

h_z = -------- /2.18/

Σ E_n

Σ K_n E_n

K_z =-------- /2.19/

Σ E_n

Parametr emitora zastępczego K_z można obliczać dla tych emitorów, których parametry K były obliczone według tej samej formuły, to znaczy Hollanda lub CONCAWE.

Emitor zastępczy umieszcza się w stosunku do emitorów, z których został utworzony, w odległości odpowiedniej do emisji substancji zanieczyszczających z poszczególnych emitorów.

2. 6 Najwyższe ze stężeń maksymalnych substancji zanieczyszczających w powietrzu S_mm

Stężenie maksymalne substancji gazowej w określonej sytuacji meteorologicznej oblicza się według wzoru:

E_g (B)^g

S_m = C₁ ---- (--)

uAB (H) /2.20/

gdzie stałe zależne od stanu równowagi atmosfery C₁ oraz g podane są w tablicy 2.2, a współczynniki A oraz B oblicza się według wzorów 2.8. i 2.10.

Posługując się wzorem 2.20. należy obliczyć wartość S_m w 36 sytuacjach meteorologicznych, podanych w tablicy 1.1. i wybrać wartość najwyższą S_mm. Obliczenia dla danego stanu równowagi atmosfery przerywa się, jeżeli spełniony zostanie warunek:

S_m(u_i)> S_m(u_i+1) /2.21/

W przypadku obliczania maksymalnego stężenia pyłu zawieszonego S_mp stosuje się wzór:

E_p ( B )^g

S_mp = C₁---- (---) /2.22/

_

2uAB ( H )

Stężenia S_m i S_mp występują w stosunku do emitora w odległości x_m, wyrażanej wzorem:

( H )^1/b

x_m = C₂(---) /2.23/

( B )

gdzie stałe zależne od stanu równowagi atmosfery C₂ oraz b podane sa w tablicy 2.2.

3. Zakres obliczeń stanu zanieczyszczenia powietrza

3. 1 Zakres skrócony

Skrócony zakres obliczeń stanu zanieczyszczenia powietrza stosuje się w przypadku:

- jednego emitora lub zespołu emitorów, z których został utworzony emitor zastępczy, przy zachowaniu warunku:

S_mm Ł 0,8 x D₃₀ - R /3.1/

- zespołu emitorów, dla których spełniony jest warunek:

ΣS_mm Ł 08 x D₃₀ - R /3.2/

lub dla których w każdym punkcie terenu spełniony jest warunek:

ΣS_x Ł 0,8 x D₃₀ - R /3.3/

- jednego emitora lub zespołu emitorów, z których został utworzony emitor zastępczy, przy jednoczesnym zachowaniu dwóch warunków - kryterium opadu pyłu:

a) ΣE_f Ł 0,0667 x h^3,15 [mg/s] /3.4/

b) roczna emisja pyłu nie przekracza 10.000 Mg.

Kryterium opadu pyłu uwzględnia emisję pyłu wszystkich frakcji, w tym również pył zawieszony.

Jeżeli w odległości od źródła, mniejszej niż 30 x x_mm, znajdują się obszary parków narodowych, leśnych kompleksów promocyjnych, ochrony uzdrowiskowej lub obszary, na których znajdują się pomniki historii wpisane na "Listę dziedzictwa światowego", należy obliczyć S_x w punktach na tym obszarze w 36 sytuacjach meteorologicznych i sprawdzić, czy został spełniony warunek:

S_x Ł D₃₀ - R /3.5/

Jeżeli w odległości od źródła, mniejszej niż 10h, istnieją lub są projektowane budynki wysokości Z, wyższe niż parterowe, należy sprawdzić, czy na wysokości budynku nie są przekroczone dopuszczalne wartości stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu. Jako zasadę należy przyjąć, iż geometryczna wysokość emitora h w promieniu (4h+30) powinna przewyższać wysokość budynku Z.

Rozróżnia się następujące przypadki:

- gdy we wszystkich 36 sytuacjach meteorologicznych (tablica 1.1.) wysokość pozornego punktu emisji H jest mniejsza od wysokości Z, wykonuje się obliczenia stężeń S_xz dla wysokości H, w odległości, w której znajduje się budynek, dla 6 stanu równowagi i prędkości wiatru u_a = 1 m/s;

- gdy we wszystkich 36 sytuacjach meteorologicznych wysokość pozornego punktu emisji H jest większa od wysokości Z, obliczenia stężeń S_xz, wykonuje się dla wysokości Z dla wszystkich sytuacji meteorologicznych;

- gdy H_min < Z < H_max obliczenia stężeń S_xz dla wysokości H wykonuje się w sytuacjach meteorologicznych, w których Z ł H, a w pozostałych sytuacjach meteorologicznych stężenia S_xz oblicza się dla wysokości Z.

Wszystkie obliczone wartości stężenia S_xz muszą spełniać warunek:

S_xz Ł D₃₀ - R /3.6/

Obliczenia S_xz dla budynków dotyczą budynków mieszkalnych i biurowych, a także żłobków, przedszkoli, szkół, szpitali i sanatoriów.

Jeżeli w odległości mniejszej niż 10h od źródła emisji substancji zanieczyszczających, wymienionych w lp. 26-172 załącznika nr 1 do rozporządzenia Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 28 kwietnia 1998 r. w sprawie dopuszczalnych wartości stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu (Dz. U. Nr 55, poz. 355), znajdują się źródła innych jednostek organizacyjnych, z których wprowadzane są do powietrza takie same substancje, to w obliczeniach stanu zanieczyszczenia powietrza uwzględnia się źródła tych jednostek organizacyjnych, nie uwzględnia się natomiast tła zanieczyszczeń R.

3.2 Zakres pełny

Pełny zakres obliczeń stanu zanieczyszczenia powietrza stosuje się w przypadku emitorów lub ich zespołów nie spełniających warunków określonych w punkcie 3.1.

Dla pojedynczego emitora lub emitora zastępczego należy sprawdzić, czy został spełniony warunek:

S_mm Ł D₃₀ - R /3.7/

Dla zespołu źródeł na całym obszarze, na którym dokonuje się obliczeń, należy obliczyć w sieci obliczeniowej rozkład najwyższych stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu odniesionych do 30 minut, z uwzględnieniem statystyki warunków meteorologicznych, i sprawdzić, czy został spełniony warunek:

S_xm Ł D₃₀ - R /3.8/

Jeżeli w odległości od źródła, mniejszej niż 30 x x_mm, znajdują się obszary parków narodowych, leśnych kompleksów promocyjnych, ochrony uzdrowiskowej lub obszary, na których znajdują się pomniki historii wpisane na "Listę dziedzictwa światowego", należy obliczyć S_x w punktach na tych obszarach w 36 sytuacjach meteorologicznych i sprawdzić, czy został spełniony warunek:

S_x Ł D₃₀ - R /3.9/

Jeżeli w odległości od źródła, mniejszej niż 10h, znajdują się lub są projektowane budynki mieszkalne, należy wykonać obliczenia stężeń na wysokości budynku, zgodnie z zasadami podanymi w punkcie 3.1.

Jeżeli nie są spełnione warunki: 3.6, 3.7, 3.8 lub 3.9, to należy obliczyć 99,8 percentyl S_99,8 ze stężeń substancji zanieczyszczającej w powietrzu odniesionych do 30 minut, występujących w ciągu roku kalendarzowego, i sprawdzić, czy spełniony jest warunek:

S_99,8 Ł D₃₀ - R /3.10/

W celu ustalenia wartości 99,8 percentyla S_99,8 należy wykonać w sieci obliczeniowej obliczenia stężeń substancji zanieczyszczającej w powietrzu odniesionych do 30 minut, dla 36 sytuacji meteorologicznych i wielu kierunków wiatru różniących się co najwyżej o 2°, i następnie utworzyć z tych stężeń ciąg niemalejący:

S₁ Ł S₂ Ł .... Ł S_t Ł .... Ł S_36xG /3.11/

Każdemu z obliczonych stężeń należy przyporządkować częstość ich występowania N obliczoną według wzoru:

r

N = N_ij x -----

G x L_p /3.12/

99,8 percentyl S_99,8 jest równy składnikowi ciągu stężeń o liczbie porządkowej t, dla której przy kolejnym zsumowaniu częstości N po raz pierwszy spełniony jest warunek:

0,998 x L_p Ł Σ N /3.13/

Dopuszczalne wartości stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu odniesionych do 30 minut uważa się za dotrzymane, jeżeli nie przekracza ich 99,8 percentyl obliczony ze stężeń odniesionych do 30 minut, występujących w roku kalendarzowym, co oznacza, że 99,8% wartości tych stężeń wraz z tłem R nie przekracza wartości dopuszczalnej D₃₀.

Dla pojedynczego źródła lub zespołu źródeł należy obliczyć w sieci obliczeniowej rozkład stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu odniesionych do roku i sprawdzić, czy w każdym punkcie został spełniony warunek:

S_a Ł D_a - R /3.14/

Dla zespołu źródeł emitujących pył lub dla źródła pojedynczego, które emituje pył w takich ilościach, że nie spełnia ono kryterium opadu pyłu podanego w punkcie 3.1, należy wykonać obliczenia opadu pyłu w sieci obliczeniowej, z uwzględnieniem statystyki warunków meteorologicznych w celu sprawdzenia warunku:

O_p Ł D_p - R_p /3.15/

Jeżeli w odległości mniejszej niż 10h od źródła emisji substancji zanieczyszczających, wymienionych w lp. 26-172 załącznika nr 1 do rozporządzenia Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 28 kwietnia 1998 r. w sprawie dopuszczalnych wartości stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu (Dz. U. Nr 55, poz. 355), znajdują się źródła innych jednostek organizacyjnych, z których wprowadzane są do powietrza takie same substancje, to w obliczeniach stanu zanieczyszczenia powietrza uwzględnia się źródła tych jednostek organizacyjnych, nie uwzględnia się natomiast tła zanieczyszczeń R.

4. Formuły obliczeniowe dla pojedynczego punktowego źródła

Następujące formuły są słuszne w określonej sytuacji meteorologicznej, to znaczy dla określonego stanu równowagi atmosfery i prędkości wiatru, przy założeniu, że źródło znajduje się w punkcie o współrzędnych X_e = Y_e = 0, Z_e = H i oś X pokrywa się z kierunkiem wiatru, a oś Y jest prostopadła do osi X.

4. 1 Stężenie substancji gazowej w powietrzu odniesione do 30 minut

Stężenie substancji gazowej w punkcie o współrzędnych X_p, Y_p, Z_p oblicza się według wzoru:

E_g ( y² ) { [ (z-H)²] [( z + H)²]}

S_{xyz =} -------- exp (----) {exp [- ------] + exp [- ------ ]}

_

2 Puσ_yδz (2σ_y2) { [ 2σ_z² ] [ 2σ_z² ]}

/4.1/

Stężenie substancji gazowej w punkcie o współrzędnych X_p, Y_p na powierzchni terenu oblicza się według wzoru:

E_g ( y² ) ( H² )

S_xy = -------- exp (-------) exp (- -----) /4.2/

_

2 Puσ_yσz ( 2σ_y² ) ( 2σ_z²)

Stężenie substancji gazowej w punkcie o współrzędnych X_p, Z_p w osi wiatru oblicza się według wzoru:

E_g { [ (z-H)²] [ (z + H)²]}

S_xz = ---------{exp[- ------] +exp[- -------]} /4.3/

2 Puσ_yσz { [ 2σ_z²] [ 2σ_z² ]}

Stężenie substancji gazowej w odległości x od emitora, w osi wiatru i na powierzchni terenu oblicza się według wzoru:

Eg ( H² )

S_x = ------- exp (----) /4.4/

_

Puσ_yσz (2σ_z²)

Najwyższe stężenie S_xm jest to najwyższa wartość spośród stężeń S_x obliczonych w 36 sytuacjach meteorologicznych, podanych w tablicy 1.1.

4. 2 Stężenie pyłu zawieszonego w powietrzu odniesione do 30 minut

Stężenie pyłu zawieszonego, którego prędkość opadania w_f = 0, w punkcie o współrzędnych X_p, Y_p, Z_p oblicza się według wzoru:

E_p ( y² ) [ (z - H²)]

S_xyz = --------- exp (- ----) exp [- --------] /4.5/

2 Puσ_yσz ( 2σ_y²) [ (2σ_z²) ]

Stężenie pyłu zawieszonego w punkcie o współrzędnych X_p, Y_p na powierzchni terenu oblicza się według wzoru:

E_p ( y² ) [ H² ]

S_xy = ---------- exp (- -----) exp [- ------] /4.6/

2 Puσ_yσz ( 2σ_y²) [ 2σ_z² ]

Stężenie pyłu zawieszonego w punkcie o współrzędnych X_p, Z_p w osi wiatru oblicza się według wzoru:

E_p [ (z - H)²)]

S_xz = --------- exp [- -------)] /4.7/

2 Puσ_yσz [ 2σ_z^{2 ]}

Stężenie pyłu zawieszonego w odległości x od źródła, w osi wiatru i na powierzchni terenu, oblicza się według wzoru:

E_p ( H² )

S_x = --------- exp (- -----) /4.8/

2 Puσ_yσz ( 2σ_z²)

Najwyższe stężenie S_xm jest to najwyższa wartość spośród stężeń S_x obliczonych w 36 sytuacjach meteorologicznych, podanych w tablicy 1.1.

4. 3 Opad pyłu

Opad pyłu o prędkości opadania w_f > 0 na powierzchni terenu w sektorze róży wiatrów o kącie wierzchołkowym β = 2P/r oblicza się według wzoru:

_ _ _

E_f (1-b)w_fx + buH [ (w_f x/ u - H)²]

O_pf = -------- x -------------- exp[- --------------] /4.9/

_

Ö2P x β uσ_zx² [ 2σ_z² ]

Według tego wzoru oblicza się średni opad pyłu w odległości x od źródła, na łuku sektora róży wiatrów przy założeniu, że wiatr ma kierunek od źródła do punktu o współrzędnych X_p, Y_p.

Gdy b > 1 i [(l - b)w_fx + b_uH] < 0, przyjmuje się, że O_pf = 0.

Przy obliczaniu całkowitego opadu pyłu należy dokonać zsumowania dla wszystkich frakcji pyłu i sytuacji meteorologicznych, uwzględniając częstość występowania tych sytuacji w danym sektorze róży wiatrów "j":

1

O_p = ----- Σ ΣO_pf x N_ij /4.10/

L_p f i

4. 4 Stężenie średnie substancji zanieczyszczających w powietrzu

Stężenie średnie substancji gazowej w punkcie o współrzędnych Xp, Yp, na powierzchni terenu oblicza się według wzoru:

_

_ 2 E_g ( H² )

S_x = ----- x ------- exp (- ------) /4.11/

_

Ö2P uσ_zx ( 2 σ_z²)

Stężenie średnie pyłu zawieszonego w punkcie o współrzędnych X_p, Y_p, na powierzchni terenu oblicza się według wzoru:

__

_ 1 E_p ( H² )

S_x = ----- x ------- exp (- ------) /4.12/

Ö2P uσ_zx ( 2 σ_z²)

Według tych wzorów oblicza się stężenie średnie w punktach na łuku sektora róży wiatrów, w odległości x od źródła, przy założeniu, że wiatr ma kierunek od źródła do punktu o współrzędnych X_p,Y_p.

Przy obliczaniu stężenia średniego należy zsumować wartości stężeń obliczonych we wszystkich sytuacjach meteorologicznych, uwzględniając częstości występowania danych sytuacji meteorologicznej w sektorze róży wiatrów "j":

_ r _

S = ------- Σ S_xj x N_ij /4.13/

2PL_p

5. Obliczenia stanu zanieczyszczenia powietrza dla zespołu źródeł punktowych

Obliczenia stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu lub opadu pyłu dla zespołu źródeł punktowych prowadzi się w geometrycznej sieci punktów o współrzędnych X_p, Y_p. Emitory znajdują się w punktach o współrzędnych X_e, Y_e. Obliczenia wykonuje się dla wielu kierunków wiatru różniących się co najwyżej o 2°, uwzględniając zmiany składowych odległości źródła od punktu o współrzędnych X_p, Y_p: równoległej do kierunku wiatru - x i prostopadłej do kierunku wiatru - y; ujemna wartość x oznacza, że w punkcie, w którym dokonuje się obliczeń, wartość stężenia równa jest zeru.

5. 1 Najwyższe ze stężeń maksymalnych substancji zanieczyszczających w powietrzu

Wartości stężeń odniesionych do 30 min. w danym punkcie oblicza się odpowiednio dla substancji gazowych według wzoru 4.1 lub 4.2, a dla pyłu zawieszonego według wzoru 4.5 lub 4.6.

Jako S_mm wybiera się największą wartość stężenia ze zbioru stężeń obliczonych dla wszystkich kierunków wiatru, prędkości wiatru i stanów równowagi atmosfery po zsumowaniu stężeń dla wszystkich emitorów. Operacja wyboru S_mm powtarza się dla każdego punktu w sieci obliczeniowej.

5. 2 Stężenie średnie substancji zanieczyszczających w powietrzu

Wartość stężenia średniego S (sezonowego lub rocznego) w danym punkcie oblicza się sumując stężenia S_xy, według wzoru:

_

S = ΣΣΣ S_xy x N /5.1/

ile

gdzie S_xy oblicza się według wzoru 4.2 w przypadku substancji gazowej lub 4.6 w przypadku pyłu zawieszonego, z tym że zamiast emisji maksymalnej substancji zanieczyszczającej należy przyjąć emisję średnią. Wartość N wyrażona jest wzorem 3.12.

Do obliczenia stężenia średniego S można wykorzystać także wzory 4.11 lub 4.12. Należy zsumować obliczone wartości według wzoru:

_ 1

S = ------ ΣΣ S_x x N_ij /5.2/

L_p ie

W przypadku dokonywania obliczeń dla poszczególnych okresów τ, na jakie z uwagi na nierównomierność pracy emitorów podzielono rok, należy zastosować odpowiednie dla tych okresów statystyki meteorologiczne. Stężenie substancji zanieczyszczającej w powietrzu odniesione do roku, porównywane bezpośrednio z wartością dopuszczalną D_a, oblicza się według wzoru:

_ 1 _

S = ----- Σ τ_t x S_t /5.3/

100 t

5. 3 Opad pyłu

Opad pyłu oblicza się zgodnie z zasadami podanymi w punkcie 4.3. sumując w każdym punkcie sieci obliczeniowej wartości opadu pyłu pochodzącego z poszczególnych emitorów obliczone według wzoru 4.9.

W przypadku dokonywania obliczeń dla poszczególnych okresów τ, na jakie z uwagi na nierównomierność pracy emitorów podzielono rok, roczną wartość opadu pyłu oblicza się według wzoru:

l

O_p = ---- Σ τ_t x O_{pt /5.4/}

100 t

6. Obliczenia stanu zanieczyszczenia powietrza dla powierzchniowych źródeł

Obliczenia stanu zanieczyszczenia powietrza dla powierzchniowego źródła wykonuje się tak jak obliczenia dla zespołu źródeł punktowych, zgodnie z punktem 5, po uprzednim umownym zastąpieniu źródła powierzchniowego zespołem źródeł punktowych.

6. 1 Zastępowanie powierzchniowego źródła zespołem źródeł punktowych

Przedstawione sposoby zastępowania źródeł powierzchniowych zespołem źródeł punktowych dotyczą źródeł powierzchniowych mających kształt kwadratu o bokach długości od 10 do 1000 m, równoległych do kierunków północ-południe i wschód-zachód. Emisja substancji zanieczyszczających jest równomierna, a efektywna wysokość źródła powierzchniowego jest jednakowa na całej jego powierzchni. W przypadku gdy kształt źródła powierzchniowego jest inny niż kwadrat, należy je zastąpić zespołem kwadratowych źródeł powierzchniowych, w przybliżeniu odpowiadającym kształtowi tego źródła.

Zastępowanie źródła powierzchniowego o boku D zespołem źródeł punktowych polega na właściwym podziale źródła powierzchniowego na kwadraty o boku d_k i na zastąpieniu każdego z nich źródłem punktowym usytuowanym w środku kwadratu. Efektywna wysokość źródła punktowego jest równa efektywnej wysokości źródła powierzchniowego. Emisja ze źródła punktowego wyraża się wzorem:

( d_k )²

e_k = E x (----) /6.1/

( D )

Do podziału źródła powierzchniowego stosuje się następujące metody:

I metoda

Podział kwadratowego źródła powierzchniowego o boku D polega na kolejnym dzieleniu go na cztery kwadraty o dwukrotnie mniejszym boku. Każdy z powstałych w ten sposób kwadratów dzieli się następnie na cztery kwadraty o dwukrotnie mniejszym boku itd. Dzielenie kończy się, jeżeli dla każdego ze źródeł powierzchniowych o boku d_k powstałych z kolejnego k-tego podziału źródła powierzchniowego, spełniony jest jeden z dwóch warunków:

warunek I:

Po kolejnym podziale bok źródła powierzchniowego d_k jest równy 1/8 długości boku kwadratowego źródła powierzchniowego D lub jest mniejszy niż 20 metrów.

warunek II:

a) przy obliczaniu stężeń substancji zanieczyszczających odniesionych do 30 minut oraz stężeń średnich substancji zanieczyszczających na podstawie wzoru 5.1.

( d_k² )^1/2a

s ł (-------) ............ /6.2/

(3,37 A²)

gdzie: A - współczynnik obliczany według wzoru 2.8.

s - odległość punktu, w którym oblicza się stężenie, od środka źródła powierzchniowego powstałego z podziału

a - stała zależna od stanu równowagi atmosfery, podana w tabeli 2.2.

b) przy obliczaniu stężeń średnich substancji zanieczyszczających na podstawie wzoru 5.2.

s ł d_k /6.3/

c) przy obliczaniu opadu pyłu

s ł 2d_k /6.4/

W przypadku obliczeń stanu zanieczyszczenia powietrza w punkcie położonym w odległości s od najbliższego źródła punktowego, zastępującego jeden z fragmentów źródła powierzchniowego, mniejszej niż s_min, należy przyjąć, że s jest równe s_min, wyrażonemu wzorem:

Ö2 x D

s_min = ----------- /6.5/

16

II metoda:

Kwadratowe źródło powierzchniowe o boku D dzieli się na:

a) co najmniej 100, jeżeli D ł 100 metrów,

b) (entier(D/10))², jeżeli D < 100 metrów,

jednakowych źródeł powierzchniowych w kształcie kwadratu o boku d_k, równomiernie rozmieszczonych i pokrywających cały obszar źródła powierzchniowego o boku D.

W przypadku obliczeń stanu zanieczyszczenia powietrza w punkcie położonym w odległości s od najbliższego źródła punktowego, zastępującego jeden z fragmentów źródła powierzchniowego, mniejszej niż s_min, należy przyjąć, że s jest równe s_min, wyrażonemu wzorem.

D

s_mm = --------- /6.6/

Ö2n

Po dokonaniu podziału źródła powierzchniowego i zastąpieniu go zespołem źródeł punktowych dokonuje się obliczeń stanu zanieczyszczenia powietrza zgodnie z punktem 5.

7. Obliczanie stanu zanieczyszczenia powietrza dla liniowych źródeł

Obliczenia stanu zanieczyszczenia powietrza dla liniowego źródła wykonuje się tak jak obliczenia dla zespołu źródeł punktowych, zgodnie z punktem 5, po uprzednim umownym zastąpieniu źródła liniowego zespołem źródeł punktowych.

7.1 Zastępowanie liniowego źródła zespołem źródeł punktowych

Przedstawione sposoby zastępowania źródeł liniowych zespołem źródeł punktowych dotyczą skończonych źródeł prostoliniowych o stałej emisji substancji zanieczyszczających z jednostki długości i stałej efektywnej wysokości źródła. W przypadku gdy źródło nie odpowiada powyższym założeniom, należy je przedstawić w postaci zespołu źródeł liniowych spełniających te założenia.

Zastępowanie źródła liniowego długości D zespołem źródeł punktowych polega na właściwym podziale źródła liniowego na odcinki długości d_k i na zastąpieniu każdego z nich źródłem punktowym usytuowanym w środku odcinka. Efektywna wysokość źródła punktowego jest równa efektywnej wysokości źródła liniowego. Emisja substancji zanieczyszczających ze źródła punktowego wyraża się wzorem:

d_k

e_k = E x ------

D /7.1/

Do podziału źródła liniowego stosuje się następujące metody:

I metoda

Podział źródła liniowego o długości D polega na kolejnym dzieleniu go na dwa równe odcinki. Każdy z powstałych w ten sposób odcinków dzieli się dalej na dwa odcinki o dwukrotnie mniejszej długości itd. Dzielenie kończy się, jeżeli dla każdego z odcinków źródła liniowego o długości d_k, powstałych z kolejnego, k-tego podziału pierwotnego źródła liniowego, spełniony jest jeden z dwóch warunków:

warunek I:

Po kolejnym podziale długość odcinka źródła liniowego jest mniejsza niż 20 metrów. warunek II:

a) przy obliczaniu stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu odniesionych do 30 minut oraz stężeń średnich substancji zanieczyszczających na podstawie wzoru 5.1.

( d_k² )1/2a

s ł (---------) /7.2/

(3,37 x A²)

gdzie: A - współczynnik obliczany według wzoru 2.8.

s - odległość punktu, w którym określa się stężenie, od najbliższego punktu odcinka źródła liniowego, powstałego z podziału

a - stała zależna od stanu równowagi atmosfery, podana w tabeli 2.2.

b) przy obliczaniu stężeń średnich na podstawie wzoru 5.2.

sł 4d_k /7.3/

c) przy obliczaniu opadu pyłu

sł5d_k /7.4/

II metoda

Źródło liniowe dzieli się na odcinki o długości 10 metrów.

Po dokonaniu podziału źródła liniowego i zastąpieniu go zespołem źródeł punktowych dokonuje się obliczeń stanu zanieczyszczenia powietrza zgodnie z punktem 5.