ПРЕЗЕНТАЦИЯ

1. Международная Образовательная Корпорация КазГАСА Школа Инженерии Кафедра – Технические и естественные науки дисциплина:

«Экология и БЖД»
Практическая работа № 3-4
тема: «Расчет предельно-допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу.
Оценка загрязнения атмосферного воздуха с применением искусственного
интеллекта.»
к.т.н., профессор Жумагулова Р.Е.
Алматы, 2026

2.

РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В
АТМОСФЕРУ
ПДВ является научно-техническим нормативом, устанавливаемым для каждого
конкретного источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы ВВ от него и
всей совокупности источников города или других населенных пунктов с учетом
перспективы развития промышленного предприятия и рассеивания ВВ в атмосфере не
создадут приземную концентрацию (на высоте 1,5 - 2,5 м от поверхности земли ),
превышающую ПДК для населения, растительности и животного мира, т.е. должно
выполняться условие:
См + Сф < ПДКмр
Где:
Сф - фоновая концентрацию ВВ в воздухе, обусловленную выбросами от других
источников загрязнения.
См – максимальная концентрация ВВ в воздухе
На рис.2.1. представлена зависимость концентрации вредного вещества в приземном
слое воздуха в зависимости от расстояния до источника выбросов.
CM
XM
Зона переброса
Зона задымления
Зона постепенного снижения
факела
уровня загрязнения
CM – максимальная приземная концентрации вредных веществ при опасной
скорости ветра; XM – расстояние, на котором достигается CM.
Рисунок - 2.1. Распределение концентрации вредных веществ в приземном слое
воздуха.
X, м

3.

Максимальная приземная концентрация вредного вещества при опасной скорости
ветра, т.е. в наихудших условиях рассеивания для горячих источников определяется по
формуле:
См =
А М F m n η
,
H 2 3 V1 ΔT
мг м3
(2.1)
где: A – коэффициент температурной стратификации (расслоения атмосферы),
определяет условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ,
зависит от климатической зоны: A=200 – для Казахстана,
F – коэффициент оседания вредных веществ, зависит от агрегатного состояния
вещества, а для твердых веществ – от их дисперсности:
для газообразных F=1
для твердых: при степени очистки свыше 90% F = 2;
при степени очистки от 75% до 90% F = 2,5;
при степени очистки менее 75% F = 3;
M – масса выброса, т.е. количество вредных веществ, выходящих из трубы в
единицу времени, г/сек.
Максимальные – секундные выбросы определяются по годовым выбросам M'
полученным в практической работе № 1:
M=
M
10 6 , г/с.
3600 t
(2.2)
где t – время работы котельной, час/год (табл. 1.5)
V1 – объем газо-воздушной смеси, выходящей из источника в единицу времени,
м3/с; (табл. 1.5)
– коэффициент рельефа местности, если перепад высот составляет менее 50м на
1км, то равен 1;
H – высота трубы, м; (табл. 1.5)
D – диаметр устья трубы, м; (табл. 1.5)
ΔT - разность температур газа и наружного воздуха:
ΔT = TГ − Tв
О
С
Тг и Тв – соответственно температуры выбрасываемого газа и наружного
воздуха, оС (табл. 1.5)
(2.3)

4.

m,n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной
смеси из источника
m=
1
,
0,67 + 0,1 f + 0,34 3 f
(2.4)
D – диаметр устья источника выбросов ГВС, м (табл. 1.5)
f – параметр выброса:
f =
ω02 D
103 ,
2
H ΔT
(2.5)
ω 0 - скорость выхода газо-воздушной смеси из источника:
ω0 =
4 V1
, м/с
π D2
(2.6)
Значение коэффициента n определяется по параметру выбросов υМ :
Для горячих выбросов
V1 ΔT
,
H
υМ 0,3
υМ = 0,65 3
n = 3 при
n = 3 − (υМ − 0,3) (4,36 − υМ )
n = 1 при υМ 2
(2.7)
при 0,3 υМ 2
(2.8)
Полученные значения максимальных концентраций вредных веществ, вычисленные
по формуле 2.1 необходимо сравнить с максимально разовыми ПДК и сделать вывод о
соответствии заданных параметров котельной условию См + Сф < ПДКмр
Максимально разовые и фоновые ПДК приведены в таблице 2.1

5.

Таблица 2.1 - Максимально разовые и фоновые ПДК.
Тв.част. (зола
Вещество
CO
угля)
ПДКмр, мг/м3
0,5
3,0
3
СФ, мг/м
0,2
1,5
SO2
NOx
0,5
0,1
0,085
0,03
В случае, если условие См + Сф < ПДКмр не выполняется, необходимо рассчитать
ПДВ, при соблюдении данного условия ПДВ приравниваются к мощности выбросов.
Для горячих выбросов
(
ПДК мр − Cф ) H 2 3 V1 T
ПДВ =
, г/с
(2.9)
A F m n
Для перевода значений ПДВ в т/год необходимо воспользоваться выражением
ПДВ/ = 0,0036 t ПДВ
Данные расчета сводятся в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 - Нормативы ПДВ
Существующее
положение
Источник
Вещество
М`,т/год
М, г/с
Зола угля
SO2
Котельная
CO
NO2
(2.10)
ПДВ
т/год
г/с

6.

Тема ПР 4: «Оценка загрязнения атмосферного воздуха с применением
искусственного интеллекта»
Искусственный интеллект в экологическом мониторинге
применяется для:
• анализа больших массивов данных наблюдений;
• выявления скрытых закономерностей загрязнения;
• прогнозирования концентраций загрязняющих веществ;
• поддержки принятия решений в области экологической безопасности.
Исходные данные
Объект наблюдения — городской район.
Загрязняющее вещество — диоксид азота (NO₂).
ПДК NO₂ (максимально-разовая) — 0,2 мг/м³.
Таблица 1 — Данные мониторинга атмосферного воздуха
День наблюдения
1
2
3
4
5
Концентрация NO₂, мг/м³
0,12
0,15
0,18
0,22
0,19

7.

Расчёт средней концентрации
Средняя концентрация загрязняющего вещества определяется по
формуле:
∑