Задание 3 Расчет экономического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха

Задача.

Рассчитать экономический ущерб от загрязнения атмосферы вредным веществом, выбрасываемым промышленным предприятием.

Таблица 1

Таблица исходных данных для расчета

			Масса годового выброса m, т/год					Параметры зоны активного загрязнения
1	2	3	4	5	6	7	8		9	10		11		12		13
1	Пыль древесная	5	6,8	9,3	0,8	1 см	6 1		25 75	25		3,8		80		2,4
2	Ацетон	7	4,7	13,6	0,63	2 см	6 2		38 62	34		4,2		85		3,8
3	Аммиак	9	3,4	7,6	0,56	к/с	6 5		57 43	23		4,8		90		4,3
4	Диоксид серы	10	1,8	9,4	0,9	1 см	6 7		64 36	67		5,3		95		3,3
5	Диоксид азота	12	2,1	12,8	1,25	2 см	6 8		28 72	85		5,6		98		2,7
6	Серная кислота	14	3,5	10,6	0,8	к/с	6 9		35 65	32		5,7		82		4,1
7	Сероводород	16	0,6	11,3	0,71	1 см	6 10		53 47	27		6,1		79		5,0
8	Хлор	17	0,9	15,7	0,5	2 см	6 16		34 66	38		6,3		86		4,6
9	Соединения хрома	19	0,17	14,5	1,0	к/с	6 18		81 19	19		6,5		93		3,5
10	Соединения ртути	20	0,05	16,2	0,56	1 см	6 1		61 39	21		6,6		87		3,9

Состояние окружающей среды зависит от приведенной массы М годового выброса вредных компонентов (в условных тоннах), поправки f на характер рассеивания примесей в атмосфере и показателя относительной опасности загрязнения для различных объектов окружающей среды _заз в так называемой зоне активного загрязнения. С учетом удельного ущерба от выброса в атмосферу одной условной тонны загрязняющих веществ У_ут = 2,4 руб/усл.т. (в ценах 1986 г.), величина ущерба от загрязнения атмосферы определяется по формуле

У_атм = У_ут _заз f M (1)

Приведенная масса годового выброса М вычисляется на основе информации о количестве m_i поступающего в атмосферу вещества i-го типа и показателя относительной агрессивности А_i, характеризующего количество оксида углерода, эквивалентное по воздействию на окружающую среду одной тонне этого вещества, в усл.т/т:

(2)

Количество поступающего в атмосферу вещества i-го типа, т/год определяется по формуле

m_i = C_i F v  10^-9, (3)

где Сi - концентрация вещества i-го типа, поступающего в атмосферу, мг/м³;

F - площадь поперечного сечения устья источника организованного выброса в атмосферу, м²;

v - скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с;

 - продолжительность работы предприятия (источника выброса), с/год, исходя из режима работы предприятия.

При 1 и 2-х сменной работе - 250 суток в году, при 3-х сменной (круглосуточной) - 365 суток. Одна смена - 8 часов.

Для определения показателей относительной агрессивности пользуются формулой

A_i^возд = a_i _i _i _i _i (4)

Где а_i - характеризует относительную опасность присутствия примеси в воздухе, вдыхаемом человеком;

_i - поправка, учитывающая вероятность накопления исходной примеси или вторичных загрязнителей в компонентах окружающей среды и цепях питания, а также поступления примеси в организм человека неингаляционным путем;

_i - поправка, характеризующая вредное воздействие примеси на остальных реципиентов^* (кроме человека);

_i -поправка на вероятность вторичного заброса примесей в атмосферу после их оседания на поверхностях (для пылей);

_i - поправка на вероятность образования из исходных примесей, выброшенных в атмосферу, других (вторичных) загрязнителей, более опасных, чем исходные (для легких углеводородов).

Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе характеризуется основными двумя показателями:

1. среднесуточной предельно допустимой концентрацией примеси ПДКссi[мг/м³] (для оксида углерода ПДКсс со=3 мг/м³);

2. предельно допустимым значением средней за рабочую смену концентрации примеси в воздухе рабочей зоны ПДКрзi[мг/м³] (для оксида углерода ПДКрз со=20 мг/м³).

Показатель а_i задает уровень опасности для человека вещества i-го типа по отношению к уровню опасности оксида углерода:

a_i = ((ПДКсс со ∙ ПДКрз со)/(ПДКсс i ∙ ПДКрзi))^0.5 =

= (60/(ПДКссi ∙ ПДКрзi))^0.5 (5)

___________

^*реципиенты – объекты, подвергающиеся воздействию загрязнения: население, зеленые насаждения, сельхозугодья, селитебная территория, лесные угодья и т.п.

Среднесуточные предельно допустимые концентрации ПДКссi для i-го вещества приведены в справочниках. При отсутствии утвержденных значений ПДКссi допускается использование максимально разовых предельно допустимых концентраций ПДКмрi или расчетных значений временно допустимых концентраций ВДКав для атмосферного воздуха населенных мест.

Предельно допустимые значения средней за рабочую смену концентрации i-го вещества в воздухе рабочей зоны ПДКрзi также утверждены и приведены в справочниках. При отсутствии утвержденного значения ПДКрзi допускается использование показателя ориентировочного безопасного уровня воздействия в воздухе рабочей зоны ОБУВрзi.

Значения величин предельно допустимых концентраций, показателей агрессивности Ai, показателей относительной опасности аi и поправок i, i, i и i для некоторых распространенных видов примесей воздуха приведены в таблице 2.

Таблица 2

Предельно допустимые концентрации, показатели агрессивности и опасности некоторых примесей в атмосферном воздухе

Примесь	ПДКсс мг/м3	ПДКрз мг/м3	ai усл т/т	i	i	i	i	Ai
Оксид углерода	3	20	1	1	1	1	1	1
Летучие низкомолекулярные углеводороды	1,5	100	0,63	1	1	2	1	1,3
Ацетон	0,35	200	0,93	1	1	2	1	1,9
Аммиак	0,2	20	3,87	1	1	1	1,2	4,6
Диоксид серы	0,05	10	11,0	1	1	1	1,5	16,5
Диоксид азота	0,085	5	11,9	1	1	1	1,5	17,9
Диоксид кремния	0,05	1	34,5	1	2	1	1,2	83,2
Древесная пыль	0,15	6	8,16	1	2	1	1,2	19,6
Пыль углерода, сажа	0,05	4	17,3	1	2	1	1,2	41,5
Асбест	0,15	2	14,1	1	2	1	1,2	33,8
Сероводород	0,008	10	27,4	1	1	1	1,5	41,1
Серная кислота	0,1	1	24,5	1	1	1	2	49,0
Хлор	0,03	1	44,7	1	1	1	2	89,4
Цианистый водород	0,01	0,3	141	1	1	1	2	282
Соед. хрома	0,0015	0,01	2000	1	5	1	1	10000
Соединения ртути	0,0003	0,01	4472	1	5	1	1	22400
Соединения свинца	0,0003	0,01	4472	1	5	1	1	22400
Никель и его соед.	0,001	0,5	346	1	5	1	1	17,3
3,4-бенз(а)пирен	10-6	1,5∙10-4	6,3∙105	1	2	1	1	126000

Распространение вредных веществ в окружающей среде зависит от типа и высоты источника загрязнения. Выделяют три типа источников: организованные (трубы); низкие неорганизованные (склады, вентиляторы, окна промзданий, карьеры, свалки); высокие неорганизованные (терриконы и др.). Форма и площадь зоны активного загрязнения (ЗАЗ) определяется с учетом специфических особенностей источника и высоты выброса.

Высота выброса загрязняющих компонентов организованным источником зависит от размеров трубы и подъема факела выброса под влиянием разности температур t в устье источника и в окружающей атмосфере на уровне устья. Для учета подъема факела используется поправка

 = 1 + t/75 °С . (6)

Зоной активного загрязнения является:

0. круг с центром в источнике и радиусом r=50h для труб с высотой h<10 м

S_заз= r² ; (7)

0. кольцо с внутренним радиусом r_внутр=2h и внешним радиусом r_внеш=20h для организованных источников высотой h10 м.

S_заз= (r² _внеш –r²_внутр). (8)

В большинстве случаев зона активного загрязнения неоднородна и состоит из территорий, занятых различными реципиентами. Общую площадь ЗАЗ следует разделить на участки площадью Sj, каждый из которых соответствует одному из типов территорий, при этом

. (9)

Дифференциация территорий проводится с учетом характера расположенных на них реципиентов и различия экономических последствий загрязнения единицы площади каждого типа одинаковым количеством условного вещества (оксида углерода). Значения показателей относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над территориями различных типов  приведены в таблице3.

Таблица 3

Значения показателей относительной опасности загрязнения

атмосферного воздуха

Номер типа терри- торий	Тип загрязненной территории	j
1	Территории курортов, санаториев, заповедников, заказников	10
2	Территории пригородных зон отдыха, садовых и дачных участков	8
3	Территории населенных мест с известной плотностью населения n чел./га	0,1xn
4	Территории населенных мест с известной плотностью пребывания населения Р чел.*ч/га	P: 35000
5	Центральная часть города с населением свыше 300 тыс.чел.	8
6	Территории промышленных предприятий и промузлов	4
7	Леса 1-й группы	0,2
8	Леса 2-й группы	0,1
9	Леса 3-й группы	0,025
10	Пашни обычные, южные зоны (южнее 50 с.ш.)	0,25
11	Пашни орошаемые, южные зоны (южнее 50 с.ш.)	0,5
12	Пашни обычные, центральный черноземный район, южная Сибирь	0,3
13	Пашни орошаемые, центральный черноземный район, южная Сибирь	0,3
14	Пашни обычные, прочие районы	0,1
15	Пашни орошаемые, прочие районы	0,2
16	Сады, виноградники обычные	0,5
17	Сады, виноградники орошаемые	1,0
18	Пастбища, сенокосы обычные	0,05
19	Пастбища, сенокосы орошаемые	0,1

С учетом состава территорий и их площадей показатель относительной опасности загрязнения ЗАЗ в целом может быть получен как

. (10)

Согласно условию задачи, выполняемой в контрольной работе, загрязнение приходится на два типа территории, поэтому _заз определяется по формуле

(11)

S₁ и S₂ определяются (по условию задачи) в процентном отношении к общей площади загрязнения S_заз.

Степень воздействия вредных веществ на объекты окружающей среды зависит от характера рассеивания примесей в атмосфере, являющегося функцией: геометрической высоты устья источника по отношению к среднему уровню ЗАЗ, h [м]; уровня теплового подъема факела выброса в атмосферу ; среднегодового значения модуля скорости ветра на уровне флюгера U [м/с] (U = 3 м/с, если скорость ветра неизвестна); скорости оседания частиц V [см/с] или фактического эксплуатационного значения коэффициента очистки (улавливания)  [%], если распределение годовой массы выброса частиц по фракциям в зависимости от скорости оседания частиц неизвестно.

Величина поправки на характер рассеивания примесей равняется:

• при рассеивании газообразных частиц или при скорости оседания V<1 см/с, или при значении коэффициента очистки 90 %;

f=f1=(100/(100+h))(4/(1+U)) ; (12)

• при скорости оседания 1 см/с < V < 20 см/с или при значении коэффициента очистки 70 % <  < 90 %.

f=f2=(1000/(60+h))^0.5  4/(1+U) ; (13)

• при скорости оседания V > 20 см/с или при значении коэффициента очистки < 70 %.

f=f3=10 . (14)