Статистические характеристики загрязнения атмосферы населенных пунктов.

Статистические характеристики загрязнения атмосферы населенных пунктов определяются на основе систематизации и обработки наблюдений.

Среднее арифметическое значение концентрации примеси ~qc — среднесуточные, среднемесячные, среднегодовые, средние многолетние концентрации примесей, которые определяются по данным стационарных постов, подфакельных наблюдений, по совокупности точек отбора проб города и группы городов:

где п — число разовых концентраций, измеренных за соответствующий период.

Среднее квадратичное отклонение о результатов измерений от среднего арифметического:

среднегодовых концентраций на постах от среднегодовой и средней многолетней концентрации по городу;
разовых концентраций от среднегодовой концентрации по городу (району);
среднегодовых концентраций для города от среднегодовой концентрации для группы городов;
максимальных концентраций примеси для города за год от средней из максимальных концентраций примеси за год;
разовых (среднесуточных) концентраций от среднемесячной и среднегодовой, среднемесячной — от среднегодовой и средней многолетней;
среднегодовой — от средней многолетней:

Коэффициент вариации, показывающий степень изменчивости концентраций примеси: V — o/q, где q — средняя концентрация.

Максимальное значение концентрации примеси. Определяется максимальная из разовых, среднемесячных, среднесуточных, среднегодовых концентраций из малого числа наблюдений, а также максимальная из разовых концентраций по данным подфакельных наблюдений.

Выбираются наибольшие значения из убывающего вариационного ряда соответствующих концентраций за рассматриваемый период.

Средняя из максимальных концентраций за год по группе городов:

где L — количество рассматриваемых городов.

Максимальная концентрация примеси с заданной вероятностью ее превышения определяется из предположения логарифмически нормального распределения концентраций примесей в атмосфере для заданной вероятности ее превышения:

где q — средняя концентрация; при Р=0,1% z=3,08; P=l% z=2,33; Р=5% z=l,65.

Индексы загрязнения атмосферы (ИЗА) — количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы отдельной примесью, учитывающая различие в скорости возрастания степени вредности веществ, приведенной к вредности диоксида серы, по мере увеличения превышения ПДК: /. = (q/ПДКсо)°, где С — константа, принимающая значения 1,7; 1,3; 1,0; 0,9 для соответственно 1, 2, 3 и 4-го классов опасности веществ, позволяющая привести степень вредности /-го вещества к степени вредности диоксида серы.

Комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА) — количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, создаваемого п веществами, присутствующими в атмосфере города (или района города):

где п — количество рассматриваемых примесей (может включать в себя все загрязняющие вещества, присутствующие в атмосфере города, или только приоритетные вещества, определяющие состояние атмосферы).

Используется для сравнения степени загрязнения атмосферы в различных городах и регионах.

Фоновая концентрация — статистически достоверная максимальная концентрация, Сф, мг/м3. Она является характеристикой загрязнения атмосферы и определяется как значение концентрации, которое превышается не более чем в 5% случаев от общего количества наблюдений.

Фоновая концентрация характеризует суммарную концентрацию, создаваемую всеми источниками, расположенными на данной территории.

При отсутствии необходимых данных наблюдений фоновая концентрация может быть определена расчетным путем. Определение Сф для каждого поста наблюдений производится по данным за период от 2 до 5 лет.

С целью повышения достоверности расчета Сф необходимо выбрать такой период наблюдений, в течение которого существенно не изменялся характер застройки в районе наблюдательного поста, не происходило существенных изменений в характеристиках промышленных выбросов в радиусе 5 км от поста, не менялось расположение самого поста, а отбор и анализ проб производился по одним и тем же методикам. При этом, как уже отмечалось, число наблюдений в течение года должно быть не менее 200 по каждому веществу, а общее число наблюдений за выбранный период — не менее 800.

Для определения Сф могут быть использованы данные как стационарных, так и подфакельных постов наблюдений. В результате обработки данных для каждого поста по всему массиву результатов наблюдений находят величины Сфп где / = 0; 1; 2; 3; 4, соответствующие различным градациям направления а и скорости ветра w (таблица 4.7).

Таблица 4.7. Значения i в зависимости от скорости и направления ветра.

α	Румбы	любой	С	В	Ю	3
α	десятки градусов	любые	32-4	5-13	14-22	23-31
w, м/с		0-2	3 — w’
i		0	1	2	3	4

Верхняя граница скорости ветра w' определяется из условия, что скорость ветра в данном месте w> w’ встречается в 5% случаев.

При определении для каждой из пяти градаций скорости и направления ветра значения концентраций q_k (к — номер концентрации в /-ой градации) вписываются в таблицу, после чего определяется число наблюдений в каждой градации n_р которое для дальнейшей обработки должно быть не менее 100.

Если п. <100, то значение С., считается ориентировочным.

Данные подфакельных наблюдений группируются по зонам соответственно расстояниям от источника выбросов. Количество наблюдений в каждой зоне должно быть не менее 200. Данные для каждой зоны делятся на две градации по скорости ветра. При скорости ветра 0 — 2 м/с /' = 0. При скоростях ветра от 3 до vv* м/с / равно от 1 до 4.

Отдается предпочтение Сф, полученным по подфакельным измерениям, для тех участков города, где их величины больше, чем Сф, рассчитанные по данным наблюдений на стационарных постах.

Фоновая концентрация Сф может определяться одним из статистических расчетных методов либо графически.

Для проведения оценки величины различий Сф для пяти градаций рассчитываются значения С и С — соответственно среднее по всем градациям и среднее по всем градациям значение фоновой концентрации, кроме / = 0:

где С = Сф1 л. — сумма пяти произведений Сф. для каждой градации на i =о количество измерений в данной градации п.;

Если максимальное и минимальное значения Сф при / = 0; 1; 2; 3; 4 удовлетворяют неравенству:

(4.5)

то для такого поста в качестве Сф принимается значение С независимо от направления и скорости ветра.

Если условия (4.5) не выполняются, но минимальное и максимальное значения Сф/ при / = 0; 1; 2; 3; 4 удовлетворяют неравенству:

то для данного поста детализацияС'ф по направлениям ветра не производится и в качестве Сф: в градации скорости ветра 0-2 м/с принимаются значения Сфо, а в градации скорости ветра от 3 м/с до w* - значение С.

Когда условия (4.5) и (4.6) не выполняются,^ представляется пятью значениями.

Для учета суммации вредного действия нескольких загрязняющих веществ допускается определение единой величины Сф по этим веществам. При этом для каждого пункта наблюдения и момента времени концентрация п веществ приводится к концентрации наиболее распространенного из них вещества. Например, при суммации воздействия S02 и NO,

Дальнейшая обработка результатов проводится так же, как и в случае одного вещества.

При проектировании промышленных предприятий и установлении ПДВ данные о распределении фоновой концентрации по территории населенного пункта представляются в табличной форме.

В отдельных случаях можно ограничиться средним значением С. по городу. Для этого вычисляется среднее значение Сф. по городу для каждой градации скорости и направления ветра. Для тех постов, на которых в рассматриваемой градации Сф. отличается от среднего по городу менее, чем на 25%, оно заменяется на среднюю по городу величину С...

При установлении ПДВ для реконструируемых или действующих предприятий исключение из Сф вклада рассматриваемого предприятия производится по формуле:

где С'ф — фоновая концентрация без учета рассматриваемого предприятия; С — максимальная концентрация, создаваемая предприятием в точке размещения поста.