A pontforrás hatástávolságának számítása: A gázállapotú szennyezőanyag-koncentráció a füstfáklya tengelye alatt csapadékmentes időszakra, talajszintre (z=0) a következő képlettel számolható:
CG1 = ahol:
EG
πσ yσ z um
e
1 H − 2 σ z
2
e
0 , 693 x − u T SZ m 1/ 2
e
0 , 693 x − u TA m 1/ 2
(1)
CG 1
szennyezőanyag koncentráció mg/m3-ban;
EG
folyamatosan működő pontforrás rövid átlagolási időtartamra vonatkozó gázállapotú szennyezőanyag, illetve ülepedő szilárdanyag-részecske emissziója mg/s-ben;
σ y ,σ z
folytonos pontforrás esetén a füstfáklya szélre merőleges vízszintes, illetve függőleges turbulens
um
a füstfáklyára jellemző szélsebesség;
H
a pontforrás effektív kémény magassága; a receptorpontnak a pontforrástól való szélirány menti távolsága;
szóródási együtthatója;
x SZ
T1 / 2 A
T1 / 2
a gázállapotú szennyezőanyag kémiai átalakulásának mértékét jellemző felezési idő;
e
Az
a gázállapotú szennyezőanyag ülepedésének mértékét jellemző felezési idő;
a természetes logaritmus alapja e= 2,7183.
e
0 , 693 x − u T SZ m 1/ 2
tag, mely a gáz szennyezőanyag száraz ülepedésének mértékével korrigálja a SZ
szennyezőanyag koncentrációját a jelentősen magas felezési idő T1 / 2 értéke miatt a vagyis e Az
e
0 , 693 x − u T SZ m 1/ 2
0 , 693 x − u TA m 1/ 2
0 , 693 x → 0 − SZ u mT1 / 2
→ 1 , elhagyható; tag, mely a gáz szennyezőanyag kémiai átalakulásának mértékével korrigálja a A
szennyezőanyag koncentrációját a jelentősen magas kémiai átalakulásának felezési idő T1 / 2 értéke miatt a
0 , 693 x −u T A → 0 m 1/ 2
vagyis e
0 , 693 x − u TA m 1/ 2
→ 1 , elhagyható;
A fentiek alapján az (1) képlet a következőképpen alakul:
CG1 =
EG
πσ yσ z um
e
1 H − 2 σ z
2
(2)
A pontforrás maximális szennyező hatásainak számítása: A (2) képlet alapján megállapítható, hogy CG1 felszínközeli koncentráció a légköri stabilitás mértékétől függően, azon xmax szélmenti távolságban alakul ki, ahol a σ z függőleges turbulens szóródási együttható értéke egyenlő
1 2
H -al. Ebben az esetben az e
1 H − 2 σ z
2
= e −1 .
Ebben az xmax távolságban az 1 óra átlagolási időtartamra vonatkozó maximális koncentráció az alábbi képlettel számolható ki:
C G max (t1 ) =
EG π ⋅ e ⋅ um ⋅ σ y ⋅ σ y
(3)
Amennyiben a t1 (s) időtartamra meghatározott maximális koncentrációt CG max (t1 ) egy másik t2 (s) átlagolási idejű maximális koncentráció értékké C G max (t 2 ) a következőképpen alakítjuk át:
t C G max (t 2 ) = C G max (t1 ) ⋅ 2 t1
−m
(4)
Pontforrás esetén m értéke 0,45.
A σ y , σ z szóródási együtthatók a következő képletekkel számolható:
ahol:
p z0 H
x
H σ y = 0,08 ⋅ 6 p −0,3 + 1 − ln ⋅ x 0,367⋅( 2,5− p ) z0
(5)
( H σ z = 0,38 ⋅ p1,3 8,7 − ln x1,55⋅e z0
(6)
−2 , 35 p )
a szélprofil egyenlet kitevője , mely a Pasquill-féle stabilitás indikátor függvényében 1. sz. táblázat érdességi paraméter, értékeit a 3. sz. táblázat tartalmazza a pontforrás effektív kémény magassága; a receptorpontnak a pontforrástól való szélirány menti távolsága;
Pasquill-féle stabilitás indikátor p
A 0,079
B 0,143
C 0,196
D 0,270
E 0,363
1. táblázat: A szélprofil egyenlet kitevője (p) a Pasquill-féle stabilitás indikátor függvényében
F és F* 0,440
A Pasquill-féle stabilitás indikátor a 2. táblázat alapján választandó a szélsebesség és a besugárzás függvényében: Nappali besugárzás
Felszínközeli szélsebesség (m/s)
erős A
< 1,9 2,0-2,9 3,0-4,9 5,0-5,9 >6,0
mérsékelt
B
gyenge
C
Éjjeli vékony felhő felhőréteg < 3/8 F E F E
C D
2. táblázat: A Pasquill-féle stabilitás indikátor a szélsebesség és a besugárzás függvényében A táblázatban szereplő stabilitás indikátorra vonatkozó betűk jelentése: A erősen labilis B mérsékelten labilis C gyengén labilis D semleges E gyengén stabil F mérsékelten stabil F* erősen stabil
A talajfelszín jellege Sík, növényzettel borított terület Erdő Település Város Nagyváros 3. táblázat: Az érdességi paraméter (z0) értékei
z0 [m] 0,1 0,3 1,0 1,2-2,0 3,0
A gázállapotú szennyezőanyag-koncentráció a füstfáklya tengelye alatt csapadékmentes időszakra, talajszintre (z=0) a következő képlettel számolható:
CG1 = ahol:
EG
πσ yσ z um
e
1 H − 2 σ z
2
e
0 , 693 x − u T SZ m 1/ 2
e
0 , 693 x − u TA m 1/ 2
(1)
CG 1 EG
szennyezőanyag koncentráció mg/m3-ban;
σ y ,σ z
folytonos pontforrás esetén a füstfáklya szélre merőleges vízszintes, illetve függőleges turbulens
folyamatosan működő pontforrás rövid átlagolási időtartamra vonatkozó gázállapotú szennyezőanyag, illetve ülepedő szilárdanyag-részecske emissziója mg/s-ben; szóródási együtthatója;
um
a füstfáklyára jellemző szélsebesség;
H
a pontforrás effektív kémény magassága; a receptorpontnak a pontforrástól való szélirány menti távolsága;
x
SZ
T1 / 2 A
T1 / 2
a gázállapotú szennyezőanyag kémiai átalakulásának mértékét jellemző felezési idő;
e
Az
a gázállapotú szennyezőanyag ülepedésének mértékét jellemző felezési idő;
a természetes logaritmus alapja e= 2,7183.
e
0 , 693 x − u T SZ m 1/ 2
tag, mely a gáz szennyezőanyag száraz ülepedésének mértékével korrigálja a SZ
szennyezőanyag koncentrációját a jelentősen magas felezési idő T1 / 2 értéke miatt a vagyis e Az
e
0 , 693 x − u T SZ m 1/ 2
0 , 693 x − u TA m 1/ 2
0 , 693 x → 0 − SZ u mT1 / 2
→ 1 , elhagyható; tag, mely a gáz szennyezőanyag kémiai átalakulásának mértékével korrigálja a A
szennyezőanyag koncentrációját a jelentősen magas kémiai átalakulásának felezési idő T1 / 2 értéke miatt a
0 , 693 x − u TA → 0 m 1/ 2
vagyis e
0 , 693 x − u TA m 1/ 2
→ 1 , elhagyható;
A fentiek alapján az (1) képlet a következőképpen alakul:
CG1 =
EG
πσ yσ z um
e
1 H − 2 σ z
2
(2)
A pontforrás maximális szennyező hatásainak számítása: A (2) képlet alapján megállapítható, hogy CG1 felszínközeli koncentráció a légköri stabilitás mértékétől függően, azon xmax szélmenti távolságban alakul ki, ahol a σ z függőleges turbulens szóródási együttható értéke egyenlő
1 2
H -al. Ebben az esetben az e
1 H − 2 σ z
2
= e −1 .
Ebben az xmax távolságban az 1 óra átlagolási időtartamra vonatkozó maximális koncentráció az alábbi képlettel számolható ki:
C G max (t1 ) =
EG π ⋅ e ⋅ um ⋅ σ y ⋅ σ y
(3)
Amennyiben a t1 (s) időtartamra meghatározott maximális koncentrációt CG max (t1 ) egy másik t2 (s) átlagolási idejű maximális koncentráció értékké C G max (t 2 ) a következőképpen alakítjuk át:
t C G max (t 2 ) = C G max (t1 ) ⋅ 2 t1 Pontforrás esetén m értéke 0,45.
−m
(4)
A σ y , σ z szóródási együtthatók a következő képletekkel számolható:
H σ y = 0,08 ⋅ 6 p −0,3 + 1 − ln ⋅ x 0,367⋅( 2,5− p ) z0 ( ) H σ z = 0,38 ⋅ p1,3 8,7 − ln x1,55⋅e z0
(5)
−2 , 35 p
ahol:
p z0 H
x
(6)
a szélprofil egyenlet kitevője , mely a Pasquill-féle stabilitás indikátor függvényében 1. sz. táblázat érdességi paraméter, értékeit a 3. sz. táblázat tartalmazza a pontforrás effektív kémény magassága; a receptorpontnak a pontforrástól való szélirány menti távolsága;
Pasquill-féle stabilitás indikátor p
A 0,079
B 0,143
C 0,196
D 0,270
E 0,363
F és F* 0,440
1. táblázat: A szélprofil egyenlet kitevője (p) a Pasquill-féle stabilitás indikátor függvényében A Pasquill-féle stabilitás indikátor a 2. táblázat alapján választandó a szélsebesség és a besugárzás függvényében: Éjjeli Nappali besugárzás Felszínközeli vékony felhő szélsebesség (m/s) felhőréteg < 3/8 erős mérsékelt gyenge < 1,9 A F 2,0-2,9 E F 3,0-4,9 B C E 5,0-5,9 C >6,0 D 2. táblázat: A Pasquill-féle stabilitás indikátor a szélsebesség és a besugárzás függvényében A táblázatban szereplő stabilitás indikátorra vonatkozó betűk jelentése: A erősen labilis B mérsékelten labilis C gyengén labilis D semleges E gyengén stabil F mérsékelten stabil F* erősen stabil
A talajfelszín jellege Sík, növényzettel borított terület Erdő Település Város Nagyváros 3. táblázat: Az érdességi paraméter (z0) értékei
z0 [m] 0,1 0,3 1,0 1,2-2,0 3,0
Az ülepedő szilárd részecskék szennyezőanyag-koncentráció a füstfáklya tengelye alatt csapadékmentes időszakra, talajszintre (z=0) a következő képlettel számolható:
CR1 = ahol:
2
(7)
szennyezőanyag koncentráció mg/m3-ban;
C R1 ER g
ER (1 + g ) ⋅e 2πσ yσ z um
v x H− g 1 um − σz 2
folyamatosan működő pontforrás rövid átlagolási időtartamra vonatkozó ülepedő szilárdanyag-részecske emissziója mg/s-ben; a szilárd részecskék talajra való ülepedését figyelembe vevő tükrözési tényező;
σ y ,σ z
folytonos pontforrás esetén a füstfáklya szélre merőleges vízszintes, illetve függőleges turbulens
um
a füstfáklyára jellemző szélsebesség;
H
a pontforrás effektív kémény magassága; a receptorpontnak a pontforrástól való szélirány menti távolsága; a szilárd részecskék esési (ülepedési) sebessége m/s; a természetes logaritmus alapja e= 2,7183.
szóródási együtthatója;
x vg e
Az esési (ülepedési sebesség) függ a szilárdanyag részecske átmérőjétől. A 10 µm és ez alatti részecskeméret esetében a vg esési sebesség értéke 0,005. A kémény effektív kibocsátási magasságát az alábbi képlettel határozzuk meg:
H = hk + ahol:
T − Th k ⋅ 1,5 ⋅ v ⋅ d + 2,602 ⋅ s Ts u
2 ⋅ d v
H hk k u Ts
effektív kibocsátási magasság m-ben;
Tk
környezeti hőmérséklet K-ben;
d v
a pontforrás kilépő keresztmetszet belső egyenértékű átmérője; a kibocsátott véggáz sebessége;
tényleges kémény magasság m-ben; a légköri stabilitástól függő korrekciós tényező; az emelkedő füstfáklyára jellemző szélsebesség, kibocsátott véggáz hőmérséklete K-ben;
(8)
