Экология_1 / Лаб.работы

31

Окончание таблицы 20

В) Охрана почв. Определить чистый годовой эколого-экономический эффект от снижения количества выбросов твёрдых отходов в почву по одному из вариантов.

Таблица 21 - Исходная информация для определения чистого годового эколого-экономического эффекта от снижения количества выбросов твёрдых отходов в почву

32

Окончание таблицы 21

33

2 НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Нормативы качества окружающей природной среды должны устанавливать научно обоснованную меру сочетания экологии и экономики. Подобными нормативами являются предельно допустимые нормы воздействия (химического, физического и акустического, биологического и т.д.): предельно допустимые концентрации вредных веществ, предельно допустимые выбросы, сбросы вредных веществ, нормы радиационного воздействия, шума, вибрации, нормы остаточных химических веществ в продуктах питания и др.

Все нормативы качества окружающей природной среды подразделяются на три группы (рисунок 2).

Нормативы качества окружающей природной среды

Рисунок 2 - Нормативы качества окружающей природной среды

Первую группу составляют санитарно-гигиенические нормативы. К ним относятся нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ (ПДК) - химических, биологических, физических воздействий и

34

др., нормативы санитарных, защитных зон, предельно допустимых уровней радиационного воздействия и др. Эти нормативы устанавливаются для оценки состояния окружающей природной среды в интересах охраны здоровья человека, сохранения генетического фонда, охраны растительного и животного мира; они едины и обязательны для всех независимо от подчинённости и форм собственности.

Вторую группу образуют экологические нормативы. Возглавляют эту группу нормативы выбросов, сбросов вредных веществ (ПДВ, ПДС). Они устанавливают требования к источнику вредного воздействия, ограничивая его деятельность определённой пороговой величиной. К экологическим нормативам могут быть отнесены всякие другие требования, предъявляемые к источникам (стационарным, передвижным) с целью охраны окружающей природной среды и здоровья человека. Поэтому в данную категорию следует отнести технологические, строительные, градостроительные правила, содержащие экологические требования охраны окружающей природной среды.

В третью группу нормативов входят так называемые вспомогательные нормы и правила.

Для предотвращения загрязнения атмосферы введены нормативы непосредственно на выбросы вредных веществ из каждого источника (труба, аэроционный фонарь, крышные вентиляторы и т.п.). Устанавливаются величины предельно допустимого выброса вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени, которые в сумме с выбросами от совокупности источников города или другого населённого пункта (с учётом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ) не создают приземной концентрации примеси, превышающей значение предельно допустимой концентрации (ПДК). На предприятии может быть не один, а несколько источников выбросов, сбросов, поэтому ПДВ устанавливаются не по предприятиям, учреждениям, организациям, а по источникам выбросов, сбросов на основе их инвентаризации.

Если в воздухе городов или других населённых пунктов концентрация вредных веществ превышает ПДК, а значения ПДВ по объективным причинам не могут быть достигнуты, вводится поэтапное снижение выброса вредных веществ. В этом случае фактический выброс, превышающий ПДВ, называется временно согласованным выбросом (ВСВ). На каждом этапе устанавливают временно согласованные выбросы на уровне предприятий с передовой технологией. Нормативы (в г/с) устанавливают для каждого источника и для предприятия в целом (в т/год).

При расчёте ПДВ (ВСВ) необходимо учитывать фоновые концентрации. Если предприятие является единственным источником выброса вредного вещества в городе (населённом пункте), то значение

35

фоновой концентрации принимается равным нулю.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Расчет ожидаемой концентрации загрязняющих веществ в приземном слое воздуха и регламентация выбросов

Расчёт ожидаемой концентрации загрязняющих веществ в приземном слое воздуха и нормативов выбросов (ПДВ) проводят по формулам отдельно для холодных и нагретых выбросов. Выбор формулы расчёта производят по параметру f, который рассчитывают по следующей формуле:

(вентиляционного воздуха) из устья источника выброса, м/с; D — диаметр устья источника выброса, м;

H — высота источника над уровнем земли, м;

∆T — разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси (Тг) и температурой окружающего атмосферного воздуха (Тв), ° С.

Выбросы, для которых f > 100, относятся к холодным; выбросы при f < 100 относятся к нагретым.

Наибольшая ожидаемая концентрация токсичных веществ в приземном слое атмосферы для неблагоприятных условий рассеивания рассчитывают для холодных выбросов по формуле:

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредного вещества в атмосферном воздухе, мг · м1/3/г;

М - количество, выбрасываемого в воздух вещества, г/с;

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

36

m и n - коэффициенты, описывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

Коэффициент m определяют по формуле:

Коэффициент n определяют по соотношениям:

Далее находят расстояние (Хmax, м) до места, где ожидается максимальная концентрация (по направлению среднего ветра за рассматриваемый период) от источника выброса. Величину Хmax определяют по формуле:

где d - безразмерная величина, определяемая по формулам: а) холодный выброс

37

Если при расчёте рассеивания выбросов наибольшая возможная концентрация вредного вещества с учетом фоновой концентрации

(Сmax + СF) > 0,05 ПДКм.р., то в этом случае производят расчёт предельно допустимого выброса (ПДВ) вредных веществ по следующим формулам:

для источников холодных выбросов

для источников нагретых выбросов

После анализа данных, полученных в результате расчёта, выбранное значение норматива ПДВ (ВСВ) должно быть согласовано в природоохранных органах. Последнее возможно, если будет соблюдаться неравенство Сmax ≤ ПДК, в противном случае необходимо уменьшить количество выбрасываемых загрязняющих веществ. Если это трудно осуществимо, то необходимо увеличить высоту трубы. Высота дымовой трубы должна выбираться после того, как использованы все возможные способы уменьшения выбросов токсигенов.

Дымовые трубы - самое старое и относительно надёжное средство снижения ' опасных концентраций различного рода загрязнителей, образующихся в процессе производства. Дымовые трубы, не снижая количества абсолютных выбросов, позволяют рассеять их на большую площадь. Однако не следует противопоставлять методы борьбы с вредными выбросами и очистку топлива и газов рассеиванию уходящих газов в атмосфере.

Минимальную высоту дымовой трубы, обеспечивающую приземную концентрацию загрязняющих веществ ниже ПДК, рассчитывают по одной из приведённых формул:

39

VМ = 0,65 · 3 12,35 ×171,6 = 2,69,

30

так как VМ = 2,69 > 2, то n = 1.

Определяем наибольшую ожидаемую концентрацию вредных веществ в приземном слое атмосферы для нагретых выбросов в неблагоприятных условиях рассеивания (формула 14):

После расчета безразмерного параметра d (формула 26) находим по формуле (22) расстояние Хmax от источника выбросов, на котором приземная концентрация при неблагоприятных погодных условиях достигает максимального значения:

d = 7 · 2,6 · (1 + 0,28 · 3 1,2 ) = 14,66;

Хmax = 14,66 · 30 = 439,8 м.

Сравнение фактического загрязнения с учётом фоновой концентрации (Сmax + CF) с санитарно-гигиеническим нормативом ПДКм.р. (приложение А) показывает, что только выбросы пыли загрязняют воздушный бассейн, т.е. (Сmax + CF) = (0,5 + 0,2) = 0,7 > ПДКм.р. = 0,5. Газообразные вещества (СО, SO2, NO2) не загрязняют атмосферный воздух.

Однако фактическое загрязнение с учётом фоновой концентрации (Сmax+CF) превышает 5 % от ПДК по каждому веществу и составляют для СО

40

(0,5 - 0,2) × 302 × 3 12,35 ×171,6

ПДВпыль = × × × = 8,21 г/с.

160 1 0,88 1

В результате анализа проведённых расчётов массовый выброс (М) по газообразным веществам не превышает расчётных значений предельно допустимых выбросов. Поэтому фактические выбросы по этим веществам могут быть рекомендованы на согласование в качестве нормативов выбросов ПДВ.

Фактический выброс пыли (Мпыль = 13 г/с) превышает расчётный норматив (ПДВпыль = 8,21 г/с). Поэтому фактический выброс может быть принят на первом этапе как временно согласованный выброс (ВСВпыль = = Мпыль = 13 г/с) с разработкой мероприятий по снижению выбросов твёрдых веществ для достижения норматива.

Задание

Пользуясь приведёнными выше формулами, исходной информацией

(таблицы 22, 23):

-вычислить по одному из предложенных вариантов возможную наибольшую концентрацию выбрасываемых вредных веществ в приземном слое атмосферного воздуха;

-определить расстояние, на котором образуется максимальная концентрация вредных веществ по направлению среднего ветра от источника выброса;

-с учётом фоновой концентрации (Cmax + CF) сравнить фактическое загрязнение по каждому выбрасываемому веществу с санитарно- гигиеническим нормативом ПДКм.р.; если при расчёте фактическая концентрация вредного вещества превышает 5 % ПДК, то в этом случае следует произвести расчёт предельно допустимого выброса (ПДВ) вредных веществ;

-полученные расчётные ПДВ необходимо сравнить с фактическими выбросами (М) вредных веществ. Провести анализ полученных результатов и сделать необходимые выводы и предложения.