Практикум Экология ОФО
.pdfВ таблице 3.9 приведены зависимости, предложенные для расчета удельных (qi , г/км) выбросов вредных веществ при движении автомобиля с постоянной скоростью.
Таблица 3.9
Расчет выбросов вредных веществ при движении с постоянной скоростью
Компонент выброса |
Расчетные зависимости |
Формула |
|
|
АВТОМОБИЛЬ ВАЗ-1111 |
|
|
CO |
q 0,003609V 2 0,325V 10,007 |
3,3 |
|
CO2 |
q 0,002629V 2 0,522V 189,46 |
3,4 |
|
CxHy |
q 0,00007091V 2 0,034V 1,734 |
3,5 |
|
|
|
|
|
NOx |
q 0,00037951V 2 0,034V 1,734 |
3,6 |
|
Pb |
q 0,000000303V 2 0,00005758V 0,023 |
3,7 |
|
SO2 |
q 0,00000181838V 2 0,0003273V 0,033 |
3,8 |
|
|
АВТОМОБИЛЬ ГАЗ-2410 |
|
|
CO |
q 0,001474V 2 0,239V 14,751 |
3,9 |
|
CxHy |
q 0,0001631V 2 0,018V 0,743 |
3,10 |
|
|
|
|
|
NOx |
q 0,00006925V2 000277V 0,411 |
3,11 |
|
SO2 |
q 0,0001281V 2 1,281V 0,162 |
3,12 |
|
|
АВТОМОБИЛЬ ГАЗ-5312 |
|
|
CO |
q 0,028V 2 1,97V 45,95 |
3,13 |
|
CxHy |
q 0,00127V 2 |
0,127V 6,004 |
3,14 |
|
|
|
|
NOx |
q 0,00521V 2 |
0,177V 2,082 |
3,15 |
|
АВТОМОБИЛЬ ЛИАЗ-667М |
|
|
CO |
q 0,037V 2 3,364V 86,563 |
3,16 |
|
CxHy |
q 0,00257V 2 |
0,256V 8,686 |
3,17 |
NOx |
q 0,012V 2 0,742 13,352 |
3,18 |
Зависимость изменения выбросов автомобиля с начала эксплуатации по мере выработки ресурса двигателя (износ деталей, нарушение заводских регулировок) имеет вид:
K |
|
A |
A L |
A |
L |
2 A |
L 3 |
, |
(3.19) |
|
0 |
1 a |
2 |
a |
3 |
a |
|
|
где K – изменение пробегового выброса вещества автомобилем в процессе эксплуатации по сравнению с базовым, %; La – пробег автомобиля с начала эксплуатации, тыс.км; A0,1,2,3 – параметры в управлении регрессии
(табл. 3.10).
31
|
Значение коэффициентов |
Таблица 3.10 |
||
|
|
|||
Компонент |
A |
A |
A 10 6 |
A 10 6 |
выброса |
0 |
1 |
2 |
3 |
CO |
100,73 |
0,16 |
357,69 |
-0,87 |
CxHy |
101,04 |
0,079 |
646,25 |
0,43 |
NOx |
97,92 |
0,015 |
-1174,42 |
1,12 |
Сажа |
99,28 |
0,284 |
911,29 |
0,9*4 |
CO2 , SO2 ,Pb |
99,999 |
0,2 |
-0,03 |
0 |
Выбросы i-го вредного вещества в зависимости от срока службы за период выработки ресурса определяется по формуле:
Q q |
L |
K |
|
100 |
(3.20) |
i i |
a |
|
|
|
где qi – удельные (на км пробега) выбросы одиночных новых автомобилей,
г/км; La – пробег автомобиля с начала эксплуатации, км.
Задача 3.1
Сравнить величины выбросов заданных веществ при установившемся движении со скоростью 60 км/ч двух транспортных средств. Вид загрязняющего вещества и марка транспортного средства по вариантам представлены в таблице 3.11.
|
Исходные данные к задаче |
|
Таблица 3.11 |
|
|
|
|
||
Номер варианта |
Загрязняющие вещества |
Марка автомобиля |
||
1 |
CO, CxHy , NOx |
ГАЗ-2410 и ЛИАЗ-667М |
||
|
|
|
|
|
2 |
CO, CxHy , NOx |
ГАЗ-2410 |
и ГАЗ-5312 |
|
|
|
|
|
|
3 |
CO, CxHy , NOx |
Ваз-1111 |
и ГАЗ -2410 |
|
|
|
|
|
|
4 |
CO, CxHy , NOx |
Ваз-1111 |
и ЛИАЗ-667М |
|
|
|
|
|
|
5 |
CO, CxHy , NOx |
Ваз-1111 |
и ГАЗ-5312 |
|
|
|
|
|
|
6 |
CO, CxHy , NOx |
ГАЗ-5312 |
и ЛИАЗ-667М |
|
|
|
|
|
|
7 |
CO, CxHy , NO x |
ГАЗ-2410 |
и ГАЗ-5312 |
Для решения задачи необходимо воспользоваться уравнениями, представленными в таблице 3.9, по которым вычисляем удельные выбросы загрязняющих веществ для сравнимых транспортных средств.
Задача 3.2
Оцените величину выбросов загрязняющих веществ автомобиля с учетом износа деталей и нарушения заводских регулировок при определенной длине пробега. Вид загрязняющего вещества, марка автомобиля и пробег представлены в таблице 3.12 по вариантам.
32
|
Исходные данные к задаче |
Таблица 3.12 |
||
|
|
|||
Номер варианта |
Компонент выброса |
Марка автомобиля |
Длина пробега, |
|
тыс. км |
||||
|
|
|
||
1 |
COи сажа |
КАМАЗ-5320 |
150 |
|
2 |
CxHy и NOx |
ВАЗ-1111 |
100 |
|
|
|
|
|
|
3 |
COи NOx |
ГАЗ-2410 |
180 |
|
4 |
CxHy и CO |
КРАЗ-260 |
200 |
|
|
|
|
|
|
5 |
CO и NOx |
ГАЗ-5312 |
160 |
|
6 |
CxHy и NOx |
ЛИАЗ-667М |
175 |
|
|
|
|
|
|
7 |
CO и сажа |
КРАЗ-260 |
190 |
|
8 |
CO и NOx |
КАМАЗ-5320 |
200 |
|
9 |
CxHy и CO |
ВАЗ-1111 |
155 |
|
|
|
|
|
|
10 |
CxHy и NOx |
ГАЗ-2410 |
165 |
|
|
|
|
|
По таблице 3.8 находим усредненные выбросы для заданных веществ у новых автомашин.
Изменение пробегового выброса веществ в процессе эксплуатации по сравнению с базовым находим по зависимости 3.19 и таблице 3.10.
Задача 3.3
Определите концентрацию оксида углерода (CO) в воздухе зависимости от вида дороги, состава транспорта, продольного уклона дороги, метеорологических характеристик (v, м/с; ,%). Исходные данные по вариантам представлены в таблице 3.13. По таблице 3.2 и формуле (3.2) определяем коэффициентам токсичности автотранспорта потока. Затем по таблицам 3.3–3.7 определяем коэффициенты и рассчитываем по формуле (3.1)
концентрацию оксида углерода (мг/м3).
Таблица 3.13
Исходные данные к задаче
№ |
|
|
|
Продоль- |
Ско- |
Относи- |
Интенсив- |
|
|
|
Состав транс- |
ный уклон |
рость |
тельная |
ность дви- |
||
вари- |
Вид дороги |
жения ав- |
||||||
порта, % |
магистра- |
ветраv, |
влажность |
|||||
анта |
|
|
томобилей |
|||||
|
|
|
ли, градус |
м/с |
, % |
|||
|
|
|
|
N, авт./ч |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
Магист- |
Легковой – 20, |
2° |
2 |
80 |
550 |
||
|
ральная |
Автобусы –20, |
|
|
|
|
||
|
улица |
легкий грузо- |
|
|
|
|
||
|
с |
много- |
вой – 10 |
|
|
|
|
|
|
этажной |
|
|
|
|
|
||
|
застройкой |
|
|
|
|
|
33
Окончание табл. 3.13
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
2 |
Четырёх- |
Легковой – 40, |
Без уклона |
1 |
70 |
350 |
|
|
полосная |
средний |
в выемке |
|
|
|
|
|
дорога |
грузовой – 35, |
|
|
|
|
|
|
районного |
тяжелый |
|
|
|
|
|
|
значения |
грузовой – 15, |
|
|
|
|
|
|
|
|
автобусы – 10 |
|
|
|
|
3 |
Транс- |
Легковой – 45, |
4° |
2 |
75 |
400 |
|
|
портный |
автобусы – 20, |
|
|
|
|
|
|
тоннель |
легковой |
|
|
|
|
|
|
|
|
грузовой – 10, |
|
|
|
|
|
|
|
средний |
|
|
|
|
|
|
|
грузовой – 10 |
|
|
|
|
4 |
Городские |
Легковой – 60, |
4° |
3 |
85 |
450 |
|
|
улицы |
автобусы – 15, |
|
|
|
|
|
|
и дороги |
легкий |
|
|
|
|
|
|
с |
односто- |
грузовой – 15, |
|
|
|
|
|
ронней |
средний |
|
|
|
|
|
|
застройкой |
грузовой – 10 |
|
|
|
|
|
5 |
Набереж- |
Легковой – 80, |
6° |
4 |
90 |
300 |
|
|
ная |
автобусы – 20 |
|
|
|
|
|
6 |
Жилые |
Легковой – 50, |
Без уклона |
3 |
65 |
500 |
|
|
улицы |
автобусы – 25, |
в выемке |
|
|
|
|
|
с |
одно- |
легкий |
|
|
|
|
|
этажной |
грузовой – 10, |
|
|
|
|
|
|
застройкой |
средний |
|
|
|
|
|
|
|
|
грузовой – 10, |
|
|
|
|
|
|
|
тяжелый |
|
|
|
|
|
|
|
грузовой – 5. |
|
|
|
|
7 |
Транс- |
Легковой – 80, |
2° |
2 |
60 |
200 |
|
|
портная |
легкий грузо- |
|
|
|
|
|
|
галерея |
вой – 20 |
|
|
|
|
4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
4.1. Методика расчета ущерба по валовым выбросам
Экономический ущерб окружающей среде, возникающий в процессе функционирования производства, определяется по формуле:
Увыб = Уатм + Уводн + Узем , (4.1)
где Увыб – экономический ущерб от массы всех видов выбросов, поступающих в природную среду от предприятия, руб./год; Уатм – суммарный ущерб от выбросов предприятием загрязняющих веществ в атмосферу, 34
руб./год; Уводн – суммарный ущерб от сбросов загрязняющих веществ в водные объекты, руб./год; Узем – суммарный ущерб от нарушения, загрязнения земельных ресурсов, руб./год.
Оценка загрязнения атмосферного воздуха. Экономическая оценка методом укрупненного счета удельного ущерба Уатм (руб./год), причиняемого выбросом загрязнений в атмосферный воздух для всякого источника, определяется по формуле:
Уатм а а fa Mа , |
(4.2) |
где а – константа, численное значение которой равно 20 руб./усл.т (в це-
нах после 1.01.98 г.), эта константа может меняться в зависимости от роста цен; а – безразмерный показатель относительной опасности загрязнения, принимается по данным таблицы П.1; fа – коэффициент, учитывающий характер рассеивания загрязняющих выбросов, принимается по данным таблицы П.2; Ма – приведенная масса выбросов вредных веществ в атмосферу, усл.т.
n |
Aаi |
mi , |
|
Ма |
(4.3) |
||
i 1 |
|
|
|
где Aаi – показатель относительной агрессивности i-го выбрасываемого вещества, определяется по таблице П.3, усл. т/т; mi – масса выброса i-го загрязняющего вещества, т.
Оценка загрязнения водоемов. Экономическая оценка удельного ущерба Увод (руб./год) от сброса загрязняющих примесей в водные объекты определяется по формуле:
(4.4)
где рв – константа, численное значение которой рекомендуется принимать 6000 руб./усл.т (в ценах после 1.01.98 г.), с последующей индексацией;
в – безразмерный показатель относительной опасности загрязнения, за-
висит от водного бассейна, к которому относится загрязняемый водоем; fв – коэффициент, учитывающий характер рассеивания загрязняющих сбросов (для водной среды равен 1); Мв – приведенная масса сбросов вредных веществ в водоемы, m.
Рассчитывается следующим образом:
|
n |
mi , |
|
|
Мв Aв |
(4.5) |
|
|
i 1 |
i |
|
|
|
|
|
где Ав |
– показатель относительной агрессивности i-го сбрасываемого |
||
|
i |
|
|
вещества, определяется по таблице П.4, усл.т/т; mi – масса выброса i-го загрязняющего вещества, m.
35
Показатель относительной агрессивности веществ, загрязняющих рыбохозяйственные водоемы, численно равен обратной величине предельно допустимой концентрации веществ и в общем случае может определяться по формуле:
A |
1 |
. |
(4.6) |
|
|||
в |
ПДК |
|
Удельный ущерб от изъятия земель из пользования определяется по формуле:
Узем S Ц, руб. |
(4.7) |
где S – площадь изъятого земельного участка, га; Ц – цена 1 га изымаемой из использования земли, руб./га.
Оценка и структура предотвращенного ущерба при рекультивации нарушенных земель имеет свою специфику и определяется на основании технических мероприятий, намеченных в проекте рекультивации с учетом основных типов нарушения земель (табл. П.5).
К особенностям оценки ущерба, причиняемого нарушенными землями окружающей среде, относятся:
-территориальный источник воздействия, которым являются нарушенные земли, что обусловливает необходимость определения удельных показателей ущерба на единицу площади нарушенных земель;
-зависимость величины (интенсивности) воздействия нарушенных земель от природных и техногенных факторов (метеорологических и гидрологических данных, рельефа, лесистости территории, состава и свойств слагающих пород, размера и форм нарушений поверхности и т.д.);
-потери смежных отраслей народного хозяйства, обусловленные изъятием земель и снижением их продуктивности;
-распределение различных видов воздействия от одного источника на значительную площадь в зоне влияния;
-многообразие последствий негативного воздействия нарушенных земель на окружающую среду: снижение продуктивности угодий, гибель лесонасаждений, нарушение среды обитания животных, повышенная заболеваемость населения и т.п.
Задание 4.1
Определите экономическую оценку ущерба от загрязнения атмосферного воздуха выбросами стационарными источниками (котельной), находящейся в черте города с плотностью населения н , чел./га.
Исходные данные для расчета представлены в таблицах 4.1 и 4.2.
36
|
Исходные данные для расчета |
Таблица 4.1 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
Среднегодовая |
|
|
Плотность |
Степень |
|
разница темпе- |
|
Номер |
|
ратур |
|||
населения, |
очистки |
Высота трубы, м |
|||
варианта |
в устье трубы |
||||
|
чел/га |
газов, % |
|
и окружающей |
|
|
|
|
|
атмосфере, 0С |
|
1 |
40 |
75 |
30 |
75 |
|
2 |
60 |
50 |
25 |
60 |
|
3 |
130 |
80 |
35 |
85 |
|
4 |
180 |
85 |
35 |
80 |
|
5 |
35 |
93 |
40 |
90 |
|
6 |
300 |
95 |
30 |
100 |
|
7 |
220 |
70 |
50 |
120 |
|
8 |
250 |
75 |
80 |
150 |
|
9 |
1200 |
90 |
200 |
130 |
|
|
Таблица 4.2 |
|
|
Исходные данные для расчета |
||
Вариант |
Наименование загрязняющего |
Объемы выбросов по годам |
|
вещества |
|||
|
|
||
1 |
Окись углерода |
1200 |
|
|
Окислы азота |
1800 |
|
|
Угольная пыль |
50 |
|
2 |
Окись углерода |
1300 |
|
|
Окислы азота |
240 |
|
|
Угольная пыль |
60 |
|
3 |
Окись углерода |
1600 |
|
|
Окислы азота |
310 |
|
|
Угольная пыль |
65 |
|
4 |
Окись углерода |
1000 |
|
|
Окислы азота |
200 |
|
|
Угольная пыль |
55 |
|
5 |
Сернистый ангидрид |
1000 |
|
|
Окислы азота |
1200 |
|
|
Золы углей (донецких) |
40 |
|
6 |
Сернистый ангидрид |
750 |
|
|
Окислы азота |
220 |
|
|
Золы углей (донецких) |
10 |
|
7 |
Сернистый ангидрид |
2000 |
|
|
Окислы азота |
850 |
|
|
Золы углей (донецких) |
60 |
|
8 |
Сернистый ангидрид |
1800 |
|
|
Окись углерода |
1500 |
|
|
Угольная пыль |
35 |
|
9 |
Сернистый ангидрид |
1300 |
|
|
Окись углерода |
1600 |
|
|
Угольная пыль |
70 |
37
4.2.Расчет экономического ущерба от загрязнения атмосферы по концентрации загрязняющих веществ
При необходимости проведения более детальных расчетов оценка экономического ущерба от загрязнения атмосферы может быть выполнена по величине среднегодовой приземной концентрации вредных веществ, выбрасываемых предприятием.
Экономический ущерб от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу состоит из суммы локальных ущербов и определяется по формуле:
Уатм Уз Ужк Усх Улс Уn , руб. |
(4.8) |
где Уатм – экономический ущерб от загрязнения атмосферы выбросами вредных веществ, руб.; Уз – экономический ущерб от повышенной заболеваемости населения, руб.; Ужк – экономический ущерб жилищнокоммунальному хозяйству, руб.; Улх – экономический ущерб лесному хозяйству, руб.; Уn – экономический ущерб промышленности, руб.
Величина каждого локального ущерба определяется умножением удельного ущерба, выбранного в зависимости от среднегодовой концентрации примеси, количества единиц факторов восприятия (реципиентов), находящихся в данной загрязненной зоне, и районного коэффициента:
|
m t |
|
|
Yi LK |
pi Yijq |
Rijq , |
(4.9) |
|
j 1 q 1 |
|
|
где Yi – локальный экономический ущерб, причиняемый i-му реципиенту в результате загрязнения атмосферы, руб.; Крi – районный коэффициент для оценки i-го локального ущерба, зависящий от природно-климатических характеристик региона; L – коэффициент индексации (по состоянию на 2003 г. равен 75); Yijq – удельный экономический ущерб i-му реципиенту в j-й зоне загрязнения q-м, ингредиентом, руб./у.е.; Rijq – количество единиц i-го реципиента в j-й зоне загрязнения, воспринимающих влияния q-го ингредиента, у.е.; t – количество ингредиентов; m – количество зон загрязнения.
Удельные экономические ущербы от загрязняющих веществ различным реципиентам определяются по таблицам П.6–П.10. Величины удельных экономических ущербов зависят от среднегодовой приземной концентрации вредных примесей в атмосфере рассматриваемого района. Среднегодовая приземная концентрация примесей определяется расчетом на ЭВМ по специальным программам, согласованным с Роскомгидрометом, либо пересчетом максимальной разовой концентрации примесей по формуле:
Сср СмР/125, |
(4.10) |
где Сср – среднегодовая приземная концентрация |
примесей, мг/м3; |
См – максимальная разовая концентрация примесей, мг/м3; Р – частота повторяемости ветра со стороны предприятия на расчетную точку, %.
38
Максимальная разовая приземная концентрация вредных веществ для группы стационарных источников выбросов рассчитывается по ОНД-86.
Расчет экономического ущерба от повышенной заболеваемости на-
селения производится умножением удельного ущерба, выбранного в зависимости от вида примеси и ее среднегодовой концентрации, на численность населения в зоне с данным уровнем загрязнения и районный коэффициент, зависящий от жесткости климата.
Выбор удельного ущерба от повышенной заболеваемости населения производится по таблице П.6. В тех случаях, когда среднегодовая приземная концентрация нескольких примесей не превышает установленные нормы ПДК, но эффект суммирования их действия больше единицы, при расчете ущерба используются удельные показатели, представленные в таблице П.7.
Оценка эффекта суммирования в зоне действия нескольких примесей осуществляется по формуле:
С1 |
|
С2 |
.... |
Сn |
1, |
(4.11) |
|
|
|
||||
ПДК1 ПДК2 |
|
ПДКn |
|
где С1, С2, Сn – среднегодовая концентрация вредных веществ в атмосфере в одной и той же точке местности, мг/ м3; ПДК1, ПДК2,…… ПДКn – среднегодовая предельно допустимая концентрация вредных веществ в атмосфере, мг/м.
Зоны рассеивания выбросов вредных веществ строятся в заданном масштабе путем соединения изолиний соседних точек, имеющих равные среднегодовые концентрации, либо равную кратность ПДК.
Значение районного коэффициента, зависящего от жесткости климата, принимается по таблицам П.12, П.13.
Численность населения, проживающего в загрязненной зоне, определяется по средней плотности населения в рассматриваемом районе и площади зоны загрязнения.
Ущерб жилищно-коммунальному хозяйству определяется умножени-
ем удельного ущерба на численность населения в зоне с данным уровнем загрязнения и коэффициент, зависящий от общей численности населения города (района). Значения удельного ущерба и коэффициента численности населения принимаются соответственно по таблицам П.8, П.14.
Ущерб сельскому хозяйству определяется умножением удельного ущерба на площадь загрязненных лесных угодий и районный коэффициент, учитывающий функциональное состояние лесных ресурсов. Величины удельного ущерба и районного коэффициента выбирается соответственно из таблиц П.10, П.13.
Экономический ущерб промышленности, состоящий из дополни-
тельных затрат на компенсацию последствий ускоренного износа элементов основных фондов, рассчитывается умножением показателя удельного ущерба на среднегодовую балансовую стоимость основных фондов и рай39
онный коэффициент, определяющий скорость разрушения основных фондов в различных климатических условиях. Выбор показателей удельного ущерба и районного коэффициента производится соответственно по таб-
лицам П.11, П.13.
Задание 4.2
Рассчитать экономический ущерб от загрязнения атмосферы по концентрации загрязняющих веществ, исходящих из трубы, взяв исходные данные из таблиц 4.3–4.7.
|
|
|
|
Таблица 4.3 |
|
|
Исходные данные для расчета ущерба |
||
|
от повышенной заболеваемости населения |
|||
|
|
Плотность |
|
Вещество-загрязнитель |
Вариант |
|
населения, |
Площадь, га |
|
|
и его концентрация, мг/м3 |
|||
|
|
чел./га |
|
|
|
|
|
|
Пыль – 0,86, |
1 |
|
20 |
2,5 |
сернистый газ – 0,50, |
|
|
|
|
окислы азота – 0,55 |
|
|
|
|
Пыль – 0,86, |
2 |
|
20 |
8 |
сернистый газ – 0,50 |
|
|
|
|
окислы азота – 0,55 |
|
|
|
|
Пыль – 0,86, |
3 |
|
20 |
43 |
сернистый газ – 0,50, |
|
|
|
|
окислы азота – 0,55 |
|
|
|
|
Окись углерода – 14, |
4 |
|
10 |
2 |
фтористые соединения, |
|
(газообразные) – 0,020, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аммиак – 0,09 |
|
|
|
|
Окись углерода – 14, |
5 |
|
10 |
7 |
фтористые соединения |
|
(газообразные) – 0,020, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аммиак – 0,09 |
|
|
|
|
Окись углерода – 14, |
6 |
|
10 |
12 |
фтористые соединения |
|
(газообразные) – 0,020, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аммиак – 0,09 |
|
|
|
|
Фенол – 0,040, |
7 |
|
3 |
5,5 |
сероводород – 0,036, |
|
|
|
|
формальдегид – 0,040 |
|
|
|
|
Фенол – 0,040, |
8 |
|
3 |
10 |
сероводород – 0,036, |
|
|
|
|
формальдегид – 0,040 |
|
|
|
|
Фенол – 0,040, |
9 |
|
3 |
55 |
сероводород – 0,036, |
|
|
|
|
формальдегид – 0,040 |
40