Exp. 8. melléklet. E g

Átírás

1 1 8. melléklet A dorogi pernyelerakón tervezett hulladékhasznosítási tevékenység légszennyező hatásának számítása, a levegőtisztaság-védelmi hatásterület meghatározása a légszennyező anyagok légköri terjedésének számítógépes modellezésével 1. A légköri terjedést leíró matematikai modell Folytonos pontforrás gázállapotú szennyezőanyag és 10 µm-nél kisebb átmérőjű szilárd részecske kibocsátása következtében a rövid idejű (1 óra) átlagolási időtartamra vonatkozó koncentrációt (C G1 ) a felszínközeli receptorpontban, ha kis terjedési távolságok esetén eltekintünk a gázállapotú szennyezőanyag kimosódásától, száraz ülepedésétől, valamint kémiai átalakulásától, a következőképen határozzuk meg: C G1 π σ E σ u 1 H Exp 2 σ z µ g m G 3 y z m 2 E g H u m s y, s z folytonosan működő pontforrás rövid átlagolási időtartamra vonatkozó gázállapotú szennyezőanyag emissziója [mg/s]; a pontforrás effektív kéménymagassága [m]; folytonos vonalforrás füstfáklyájára jellemző szélsebesség rövid időtartam alatti középértéke [m/s]; folytonos pontforrás esetén a füstfáklya szélre merőleges vízszintes, illetve függőleges turbulens szóródási együtthatója (MSZ 21457/4) [m]; σ y =ax b ; σ z =cx d ; a=0,08(6p -0,33 +1-ln(H/z 0 )); b=0,367(2,5-p); c=0,38p 1/3 (8,7-ln(H/z 0 )); d=1,55exp(-2,35p) x - a forrástól való távolság a szélirányban (m); p - a szélprofil egyenlet kitevője (szélexponens); Z 0 - az érdességi paraméter (a forrás környezetében, szélirányfüggő). Felületi forrás esetén az adott terület összes emisszióját együttesen veszik figyelembe, és az egész területet olyan forrásnak tekintik, amelynek a kibocsátó forrásnál a kezdeti turbulens szóródási együtthatója σ y0 ill. σ z0. A σ y0 értéke s oldalhosszúságú, négyzet alakú területi forrás esetén s/4,3. A pontforrásokra alkalmazott terjedési modell ezután a s y (x) = s y + s y0 értékének figyelembevételével már alkalmazható. A σ z0 értéke, ha a kibocsátás a talajfelszínről történik, σ z0 = 0. Folytonos pontforrás gázállapotú szennyezőanyag kibocsátása következtében a receptorpontban kialakuló hosszú átlagolási idejű (pl. napi vagy évi) koncentrációt (C) a receptorpontra számított rövid átlagolási idejű részeredmények középértékéből számítjuk a következők szerint:

2 2 µ g C = fθ ( u, S) C( x, u, S) 3 u s m fθ( us, ) a vizsgált időszakban a θ szélirány, az u szélsebesség és az S légköri stabilitásindikátor együttes előfordulásának relatív gyakorisága; C ( x, u, S) a receptorpontra számított rövid átlagolási idejű (1 óra) átlagolási időtartamra vonatkozó koncentráció [µg/m 3 ]. Meg kell jegyezni, hogy ezen formula szerinti számításhoz a vizsgált légszennyező források közvetlen környezetére jellemzően nem állnak rendelkezésre megfelelő hosszúidejű meteorológiai adatok. A lokális hosszúidejű meteorológiai adatok hiányában a vonatkozó szabványban és a szakirodalomban közöltek alapján az átszámítás a következő közelítő formulával lehetséges: C t1 = C t , [µg/m 3 ] ahol: C 2 az éves időtartamra vonatkozó koncentráció [µg/m 3 ]; C 1 az 1 órás időtartamra vonatkozó koncentráció [µg/m 3 ]; t 1 1 óra t óra az értékeket behelyettesítve: C2 = 0, 066 C1 [µg/m 3 ] Ugyanez az érték 24 órás időtartamra vonatkoztatva: C2 = 0, 385 C1 [µg/m 3 ] Effektív kéménymagasság és az emelkedő füstfáklyára jellemző szélsebesség A két jellemző meghatározásával az MSZ 21459/5-85 sz. szabvány foglalkozik. Ha a kibocsátott véggáz és a környezeti levegő közötti hőmérsékletkülönbség 50 ºC-nál kisebb, akkor a pontforrás járulékos kéménymagasságát a következő összefüggéssel határozzuk meg: k h = 0096 u ( 1,5 v d + 0, Q ) [ m] ahol: k a légköri stabilitástól függő korrekciós tényező; u az emelkedő füstfáklyára jellemző szélsebesség [m/s]; v a szennyezett levegő kiáramlási sebessége a kilépésnél [m/s]; d a kürtőtorok átmérője [m]; Q h a kibocsátás hőárama [kw]. Az effektív kéménymagasság a következő képlettel számítható: H = h + h h [ m]

3 3 ahol: h a tényleges kéménymagasság [m]. A hőkibocsátás számítására a következő egyszerűsített összefüggés használható: Q h T = 271 s T T s h d 2 v [ kw ] ahol T s a kiáramló gáz hőmérséklete [K]; T h a környező levegő hőmérséklete [K]; v a szennyezett levegő kiáramlási sebessége a kilépésnél [m/s]; d a kürtőtorok átmérője [m]. Ha a v < 1,5 u(h), akkor a leáramlás figyelembe vételével korrigált tényleges kéménymagasság a következő: h k v = h+ 2 1, 5 d u( h) [ m] A tényleges kéménymagasság és a kibocsátás effektív magassága közötti tartományra jellemző átlagos szélsebességet az u h h0 m s ( h) = u ahol: h a talajfelszíntől mért függőleges távolság [m]; h 0 a szélmérőhely magassága [m]; u 0 szélsebesség a szélmérőhely magasságban [m/s]. szélprofilegyenlet alapján az 0 p u = u H p+ 1 h p+ 1 0 p ( p + 1) h H h s 0 m ahol: H az effektív kéménymagasság [m]; h a tényleges kéménymagasság [m]; egyenlet írja le. Pontforrások esetében az effektív kéménymagasság meghatározására az ismertetett egyenletrendszernek nincs explicit megoldása, a számítás elvégzésére iterációt kell alkalmazni. Az iterációt gépi számítással a következő módon célszerű elvégezni: 1. lépés: kiinduló értékként u legyen egyenlő u 0 -val; 2. lépés: az u pillanatnyi értékével kiszámítjuk a kibocsátás effektív magasságának értékét; 3. lépés: H számított értékével meghatározzuk u új értékét; 4. lépés: u új és előző értékét összehasonlítjuk.

4 4 Ha az eltérés 1 %-os hibahatáron belül van, akkor vége a számításnak, ellenkező esetben vissza kell térni a 2. lépéshez. A megengedett relatív hibának 1 %-ot feltételezve, az iteráció általában 3-4 ciklus után befejeződik. A szennyező hatás meghatározásához szükséges tényezők (pl. transzmissziós paraméterek) számítása a Légszennyező anyagok terjedésének meteorológiai jellemzői. c. MSZ :2002 sz. szabványsorozat alapján történhet. Mivel ez utóbbi alkalmazásához a terjedési tényezők meghatározásához szükséges reprezentatív magaslégköri meteorológiai mérési adatok nem állnak rendelkezésre, ill. a terjedési folyamatok esetünkben a kis forrásmagasság miatt a légköri határréteg alsó zónájában mennek végbe, a transzmissziós paraméterek meghatározását a korábban érvényben lévő MSZ : számú, Légszennyező anyagok transzmissziós paraméterei. című szabványsorozat alapján végeztük el. 2. A kibocsátó források jellemző adatai, a modell kiinduló paramétereinek meghatározása Az a teljes pernyehányó terület, amelyen a tervezett hulladékhasznosítási tevékenység folyik, 33,6 ha, amiből az esetlegesen porzó, fedetlen rész, amelyen a manipuláció folyik, a következő területetekre oszlik: kitermelés helye: 6 ütemben, összesen m 2 -en ( m 2 -en és m 2 -en), legfeljebb 2,9 m mélységben; a kitermelt pernye tárolása: 4000 m 2 -en, legfeljebb 2,7 m magasságban; a kezelőprizmák (6 db): 210 m 2 -en (35 6 m), legfeljebb 2 m magasságban; pihentető terület (6 db): 150 m 2 legfeljebb 2 m magasságban. A fentiek alapján egyszerre összesen megközelítőleg 1 ha területen ( m 2 ) lesz nyitott, kezeletlen pernye felület. Ebből a 4000 m 2 -es tároló terület az, ahol a nedves pernye kiporzása az időszakos felületi kiszáradása miatt kialakulhat; a nedves pernye kitermelési területén a feldolgozás ütemében termelik le a rekultivációs fedőréteget, így ott jelentős kiporzás nem alakulhat ki, a komposzttal kevert pernye (kezelőprizmák, ill. pihentető terület) kiporzása pedig már nem várható. A 4000 m 2 -es tároló területen figyelembe véve a tárolási magasságot, ill. a rézsűfelületeket a tárolt pernye felülete megközelítőleg 5000 m 2. A nyitott, növénytakaróval nem fedett pernyetározókról a szélerózió következtében a témával foglalkozó irodalmi források 1,2 alapján a porkibocsátás 0,5-1 kg/ha h. A vizsgálatok során a kedvezőtlenebb 1 kg/ha h fajlagos porkibocsátás értéket vettük figyelembe. A fentiek alapján a nyitott talajfelület 5000 m 2, azaz 0,5 ha, így ennek megfelelően a nyitott, növénytakaróval nem fedett talajfelületről óránként 0,5 kg por távozik. A vizsgálatok során azt a kedvezőtlen állapotot vettük figyelembe, ha az összes kibocsátott por a szálló por (PM10) kategóriába tartozik. A nyitott depóniákból kibocsátott ülepedő por ugyanis a kibocsátó forrás közvetlen környezetében kihullik a környezeti levegőből; a szakmai tapasztalatok alapján a nyitott, kiporzó anyagok tárolására szolgáló halmok esetén a hatásterület alapvetően a szálló porra (PM10) vonatkozóan határozható meg. A vizsgálatok során a kitermelést, anyagmozgatást, rakodást végző munkagépek légszennyező anyag (nitrogén-oxidok, szénmonoxid stb.) 1 VDI 3790, Blatt 2.: Umweltmeteorologie. Emission von Gasen, Gerüchen und Stäuben aus diffusen Quellen. (1997) 2 Rühlig, A. Lohmeyer, A.: Ausbreitungsrechnung diffusen Quellen, Halden, Deponien. In: Staub Reinhaltung der Luft, 57. k. 10. sz p

5 5 kibocsátásának vizsgálatától eltekintettünk. A vizsgált tevékenység során ugyanis a belső égésű motorral üzemelő munkagépek a vizsgált területen jellemzően szétszórva üzemelnek, vagy legfeljebb néhány munkagép üzemel egymás közelében. Ezen munkagépek ilyen működési körülmények között kialakuló légszennyező anyag kibocsátásai jellemzően a működési területük határain kívül nem okoznak jelentős levegőminőség változást. Az adott területre az OMSZ adatai alapján, a szélirányok és a szélerősségek relatív gyakoriságának figyelembe vételével, az éves súlyozott átlagos szélsebesség 2,9 m/s, a jellemző szélirány északnyugati. A vizsgálatokat a normál körülmények között lejátszódó terjedés modellezésekor semleges (S6) stabilitás kategóriát feltételezve végeztük el. A szélsebességprofilegyenlet exponense erre a stabilitási kategóriára vonatkozóan p=0,282. A talajfelszínre jellemző z 0 érdességi paramétert az adott viszonyoknak megfelelően (enyhén tagolt, bokros terület) z 0 =0,5 m értékre vettük fel. A kitermelt pernye tárolására szolgáló területet, mint felületi forrást kezeltük. A kitermelt pernye tárolási területe 4000 m 2, ez hozzávetőlegesen egy méteres négyzet területének felel meg. Ez alapján a kibocsátó forrásnál σ y0 kezdeti turbulens szóródási együttható értéke 63/4,3=14,7 m. A σ z0 értéke a területi forrás magasságának 2,15-dal osztott értéke. Mivel a kibocsátó forrás, a kitermelt pernye tárolására szolgáló halom becsült átlagos magassága 1 m, ezért σ z0 értékét 1/2,15= 0,47 m-re vettük fel. A kitermelt pernye tárolására szolgáló halom esetén a feltételezett kémény magasságát az átlagos magassággal azonos értékűre, 1 m-re vettük fel. Ehhez a kibocsátási magassághoz a diszperziós rétegre jellemző szélsebesség 2,4 m/s. Légszennyezettségi határértékek, alap szennyezettség A vizsgált terület alap-légszennyezettsége a Dorog városban mérhető koncentrációktól részben eltér, mivel a közúti forgalom és a lakossági-ipari-szolgáltatási kibocsátások nem érintik közvetlenül. Az OMSZ háttér adatait is figyelembe véve, a vizsgált terület alaplégszennyezettsége szálló por esetén 36 µg/m 3 -re becsülhető. A vizsgált területre vonatkozó, 24 órás légszennyezettségi határérték a szálló por (PM 10 ) esetén 50 µg/m 3, az éves légszennyezettségi határérték a szálló por (PM 10 ) esetén pedig 40 µg/m Vizsgálati eredmények A légszennyező forrás közvetlen hatásterülete a vizsgált légszennyező forrás körül lehatárolható azon legnagyobb terület, ahol a forrás által kibocsátott légszennyező anyag terjedése következtében várható, a vonatkozási időtartamra számított, szabványokban rögzített módon meghatározott, a légszennyező forrás környezetében fellépő leggyakoribb meteorológiai viszonyok mellet, a füstfáklya tengelye alatti talajközeli légszennyezettség változás a) az egy órás (szálló por esetében 24 órás) maximális érték 80 %-ánál nagyobb; vagy b) az egy órás (szálló por esetében 24 órás) légszennyezettségi határérték 10 %-ánál nagyobb; vagy c) a terhelhetőség 20 %-ánál nagyobb (terhelhetőség: a légszennyezettségi határérték és az alap szennyezettség különbsége). A korábban említetteknek megfelelően a vizsgált területen a közvetlen források által nem befolyásolt alap szennyezettség a szálló por (PM10) esetén 36 µg/m 3, az adott területre

6 6 vonatkozó 24 órás légszennyezettségi határérték 50 µg/m 3. Ezek alapján a szálló por (PM10) esetén a terhelhetőség 14 µg/m 3 (ennek a 20 %-a 2,8 µg/m 3 ), a légszennyezettségi határérték 10 %-a 5 µg/m 3. Az elvégzett vizsgálatok eredményeit az 1. ábrán mutatjuk be. Az ábrán a szálló por (PM10) 24 órás talajközeli koncentrációját mutatjuk be a kitermelt pernye tárolására szolgáló terület középpontjától szélirányban távolodva. Az ábrán a légszennyezettség változását a terület középpontjától 30 méterre kezdődően ábrázoltuk (a terület középpontja és határa között ekkora a legkisebb távolság). A hatásterület meghatározásához nyújt segítséget az 1. táblázat. Ebben feltüntetésre kerültek a korábban megfogalmazott a b. és c. pontok alapján meghatározott távolságok. Koncentráció µg/m 3 Távolság szélirányban, m 1. ábra A szálló por (PM10) esetén a talajközeli 24 órás légszennyezettség változás a kitermelt pernye tárolására szolgáló terület középpontjától szélirányban távolodva

7 7 Forrás A kitermelt pernye tárolására szolgáló terület 1. táblázat A hatásterület meghatározása az egyes szempontok alapján Légszennyező anyag Szálló por (PM 10 ) Kialakuló maximális koncentráció [µg/m 3 ] (aránya a figyelembe vett légszennyezettségi határértékhez viszonyítva *[%]) a. [m] b. [m] 3,85 (79,7 %) 40 ** 43 Jelmagyarázat: Az a távolság, ahol a meghatározott koncentráció a) a 24 órás maximális érték 80 %-ánál nagyobb; b) a 24 órás légszennyezettségi határérték 10 %-ánál nagyobb; c) a terhelhetőség 20 %-ánál nagyobb (terhelhetőség: a légszennyezettségi határérték és az alap szennyezettség különbsége); * az alap szennyezettséget is figyelembe véve; ** a maximális koncentráció nem éri el a légszennyezettségi határérték 10 %-át; A bemutatott vizsgálati eredmények alapján a megállapítható, hogy a kitermelt pernye tárolására szolgáló terület porkibocsátása miatt kialakuló 24 órás átlagolási időtartamra vonatkozó maximális talajközeli szálló por (PM10) koncentráció az alap szennyezettséget is figyelembe véve nem éri el a figyelembe vett légszennyezettségi határértéket. A vizsgált forrásnál a figyelembe vett légszennyezettségi határértékhez viszonyított legmagasabb 24 órás átlagolási időtartamra vonatkozó maximális talajközeli szálló por (PM10) koncentráció az alap szennyezettséget is figyelembe véve aránya a határértékhez viszonyítva 79,7 %. A kitermelt pernye tárolására szolgáló terület hatásterülete a szálló por (PM10) esetén a c) esetben a legnagyobb, 43 m. A környezeti biztonság növelése érdekében a kitermelt pernye tárolására szolgáló terület hatásterületét a kitermelt pernye tárolására szolgáló terület határától célszerű értelmezni. Ennek megfelelően a kitermelt pernye tárolására szolgáló terület hatásterülete egy, a terület határa köré írható 43 méter széles sávon belül van. A korábban bemutatott számítási módszerek és az elvégzett vizsgálatok eredményei alapján az is megállapítható, hogy a hosszú átlagolási idejű (évi) maximális szálló por (PM10) koncentráció és a területre jellemző alap légszennyezettség együttes értéke a vizsgált forrás esetén 36,66 µg/m 3, az éves légszennyezettségi határérték 91,65 %-a. A fentiek alapján összefoglalva megállapítható, hogy a vizsgált forrásnál a porkibocsátás esetén az alap szennyezettséget is figyelembe véve sem a kibocsátás következtében kialakuló 24 órás átlagolási időtartamra vonatkozó maximális légszennyező anyag koncentráció, sem a hosszú átlagolási idejű (évi) maximális koncentráció nem éri el a vonatkozó légszennyezettségi határértéket. c.