РД 52.04.306-92 Охрана природы. Атмосфера. Руководство по прогнозу загрязнения воздуха

2.2. Аномально неблагоприятные метеорологические условия

Наиболее интенсивное загрязнение воздуха наблюдается при аномально неблагоприятных метеорологических условиях. К ним, в частности, относится приподнятая инверсия с нижней границей, расположенной над источником выброса (точнее, над его эффективной высотой, которая для горячих источников выше геометрической вследствие начального подъема факела). Концентрация примеси существенно зависит от высоты расположения нижней границы инверсии над источником. Она тем больше, чем ближе к источнику основание инверсионного слоя и чем ниже источник. Когда задерживающий слой располагается непосредственно над источником, рост максимальной приземной концентрации примесей относительно ее значения при нормальных условиях достигает 100%. Если нижняя граница приподнятой инверсии расположена на высоте 200 м и более над источником, то возрастание приземной концентрации существенно только на достаточно больших расстояниях. В городе с большим количеством источников, факелы которых налагаются друг на друга, такое возрастание может привести к значительному загрязнению воздуха. Поэтому в городе и при сравнительно высоком положении приподнятой инверсии наблюдается заметное увеличение концентраций примесей в воздухе. В случае площадных источников (ими в определенной степени аппроксимируются выбросы от бытовых и ряда других типов источников в городе) при приподнятых инверсиях концентрации могут увеличиться в 5-10 раз по сравнению с их значениями в отсутствие приподнятых инверсий.

Влияние инверсионных слоев на распространение выбросов для тяжелых примесей проявляется слабее, чем для легких, причем с ростом размера частиц примесей это влияние уменьшается.

Значительное повышение концентрации примесей в приземном слое атмосферы возможно также, когда ниже источника расположен штилевой слой, а на уровне выбросов скорость ветра близка к . Чем толще этот слой, тем сильнее его влияние. Согласно расчетам, при наличии штилевого слоя от поверхности земли до уровня 30 м максимальная концентрация примеси от источника высотой 100-150 м увеличивается примерно на 70% по сравнению с концентрацией при отсутствии штиля. Если штиль простирается выше уровня источника (например, в центральных частях антициклонов), то при горячих выбросах вследствие возрастания начального подъема факела и увеличения эффективной высоты источника приземные концентрации примесей будут небольшими.

Особенно сильное загрязнение воздуха у земли может наблюдаться, когда при холодных выбросах приподнятая инверсия, расположенная непосредственно над источником, сопровождается слабым ветром, близким к штилю, в приземном слое воздуха. В этом случае концентрации примеси могут во много раз превышать концентрации при нормальных условиях.

Опасность загрязнения воздуха значительно возрастает при туманах, над которыми часто наблюдается приподнятая инверсия. Туманы частично аккумулируют примеси из вышележащих слоев воздуха, вследствие чего происходит возрастание концентраций вредных веществ у земли. Существенную роль здесь может играть растворение примеси в каплях тумана и образование более токсичных кислот.

Оценка опасных метеорологических условий требует также учета характера неровностей подстилающей поверхности. В пониженных формах рельефа могут создаваться в 1,5-2 раза более высокие концентрации примесей, чем на ровном месте. Примерно в такой же степени приземные концентрации могут повышаться при низких выбросах примесей в районах плотной застройки.

При расположении промышленных объектов на окраине города или за его пределами большое влияние на загрязнение воздуха в жилых районах оказывает направление ветра. В этих случаях неблагоприятные условия погоды важно учитывать только при переносе примесей со стороны источников на жилые кварталы. Если воздух сравнительно редко переносится со стороны объектов на жилые кварталы, то лишь прогноз этих редких направлений ветра может являться предостережением об угрозе загрязнения воздуха.

Неблагоприятные направления в районе отдельных объектов определяются расположением соседних источников и наложением их выбросов. При таких направлениях ветра концентрации, создаваемые выбросами совокупности предприятий, являются максимальными.

Особенно важно учитывать направления ветра, которые определяют перенос примесей со стороны объекта на близлежащие участки с плотной застройкой или со сложным рельефом местности.