2. Задача 2

Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнений.

1. Исходные данные

   1. В районе действует тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле.

   2. В процессе эксплуатации ТЭС в атмосферный воздух поступают примеси аэрозолей и газообразных веществ. Массы годового поступления выбросов (m_j) по видам составляют:

а) группа аэрозолей: m₁ – зола угля, m₂ – пыль угля.

б) группа газообразных веществ: m₃ – сернистый ангидрид, m₄ – серный ангидрид, m₅ – оксиды азота (по NO₂), m₆ – оксид углерода.

3. Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:

а) примеси из группы аэрозолей имеют скорость оседания частиц от 1 до 20 см/с.

б) примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания менее 1 см/с.

4. Зона активного загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из следующих типов территорий:

Таблица 2

№ типа террит.	Тип территории	Si	i
	Территория населенных мест с плотностью населения 3 чел/га ()	S1	 x 0,1
	Территория промышленных предприятий	S2	4
	Леса 2 группы	S3	0,1
	Пашни	S4	0,25
	Территории пригородных зон отдыха, садовых и дачных участков	S5	8

1. В рассматриваемом году масса выбросов загрязняющих веществ (М_общ) превысила временно согласованный выброс на величину ∆М. При решении задачи считать, что ВСВ превышает ПДВ на 20%.

2. Среднегодовое значение разности температур в устье источника выброса (трубы) и в окружающей среде составляет величину ∆Т, С. Среднегодовой модуль скорости ветра – у.

3. Высота трубы – h (м).

4. В результате проведения природоохранных мероприятий в планируемом году общий экономический ущерб от загрязнения атмосферы снизится на 10%, а масса выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) достигнет лимита выбросов (ВСВ).

1. Задание

Определить:

1. Зону активного загрязнения ТЭС.

2. Величину ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС.

3. Сумму платы, вносимой ТЭС в экономический фонд за загрязнение атмосферы.

4. Экономическую эффективность мероприятий по охране атмосферного воздуха в планируемом (последующем) году при известных капитальных (К) и эксплуатационных затратах (С).

1. Методика расчета

   1. Определение зоны активного загрязнения. Источником загрязнения является труба ТЭС (согласно классификации – организованный источник). Для подобных источников ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:

(м);

(м);

где h – высота источника, м (см. по варианту табл. 1),

 - безразмерная поправка, вычисляемая по формуле:

∆Т – разность температур, град., (см. по варианту табл. 1).

Вычислив радиусы, находят площадь зоны активного загрязнения (S_ЗАЗ, м²) по формуле:

.

2. Для определения ущерба от загрязнения атмосферы рассчитываются необходимые величины.

3.2.1.Численное значение удельного ущерба от загрязнения атмосферы () принимается равным 2,34 руб./усл.т. в ценах 2003 года.

3.2.2. Показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над зоной активного загрязнения () следует рассчитать, поскольку ЗАЗ неоднородна и состоит из территорий пяти типов (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅). Каждому типу (S_i) соответствует табличное значение константы _i. Усредненное значение  для всей ЗАЗ определяется по формуле:

,

где  - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над всей зоной активного загрязнения (безразмерная величина);

S_ЗАЗ – общая площадь ЗАЗ (га), величина вычисленная (п. 3.1.);

i – номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий, указанных в задании (п.1.4.), всего в ЗАЗ входят пять типов территорий;

S_i – площадь одного из типов территорий (га), все пять площадей необходимо рассчитать, исходя из данных своего варианта (см. табл. 1);

_i - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над i-м типом территории (см. п.1.4.).

3.2.3. Приведенная масса годового выброса ЗВ (М_общ) рассчитывается как сумма газообразных и аэрозольных примесей, усл.т/год:

,

а) значение приведенной массы годового выброса газообразных примесей (М_газ) определяется по формуле:

б) значение приведенной массы годового выброса аэрозольных примесей (М_аэр) определяется по аналогичной формуле:

,

где М_газ и М_аэр – приведенные массы годовых газообразных и аэрозольных выбросов (усл.т/год).

J – вид загрязняющего вещества (по условию задачи вещества j₁, j₂ – аэрозольные, j₃, j₄, j₅, j₆ – газообразные);

A_j – показатель относительной агрессивности примеси j-го вида (усл.т/т). Значения A_j см. в табл. 2.

3.2.4. Значение множителя f-поправки, учитывающей характер рассеивания примесей в атмосфере, определяется следующим образом:

а) для газообразных примесей с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) принимается, что

;

обратить внимание на то, что табличное значение для _I (территория населенных мест) зависит от плотности населения и рассчитывается как произведение плотности населения и величины 0,1 га/чел., _I = 0,1 га/чел. Х 3 чел/га = 0,3

б) для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 м/с (в данной задаче – группа аэрозольных примесей) принимается, что

где y – среднегодовое значение модуля скорости ветра (м/с),

 - безразмерная поправка (см. п. 3.1.),

h – высота трубы (см. данные варианта, табл. 1)

Значение f_газ и f_аэр при y = 3 м/с для некоторых значений ∆Т и h приведены в тбл. 2 и заданные в варианте величины ∆Т и h отсутствуют в таблице 2, величины f_газ и f_аэр следует рассчитывать по формулам:

.

3.2.5. Определение ущерба от загрязнения атмосферы. Общий ущерб – сумма ущербов от выбросов двух видов примесей (М_газ и М_аэр) с двумя различными параметрами f (f_газ и f_аэр) поэтому

.

3. Определение платы, вносимой ТЭС за загрязнение атмосферы.

   1. Общая сумма платежа определяется по формуле:

,

где П₁ – плата за допустимый выброс (в пределах ПДВ),

П₂ – плата выброс ЗВ сверх ПДВ, но в пределах временно согласованного выброса (ВСВ),

П₃ – плата за выброс ЗВ сверх ВСВ.

2. Значения П₁, П₂, П₃ рассчитываются по формулам:

,

,

,

где Р – норматив платы (руб./усл.т),

М₁ – масса допустимого выброса (усл.т),

М₂ – масса сверх ПДВ, но в пределах ВСВ (усл.т),

М₃ – масса выбросов сверх ВСВ (усл.т).

3. Определение величин М₁, М₂, М₃:

а) известная (п. 3.2.3.) общая приведенная масса годового выброса М_общ равная:

,

б) по условию задачи (п. 1.5.) превышение ВСВ составляет величину ∆М (%) от общей приведенной массы ЗВ. Находим значение М₃:

,

в) рассчитываем величины М₁ и М₂. Их сумма равна

,

по условию задачи (п. 1.5.) временно согласованный выброс превышает предельно допустимый выброс (М₁) на 20%.

Тогда ВСВ = 1,2 М₁, а М_общ = ВСВ + ∆М = 1,2 М₁ + ∆М, следовательно:

.

Таблица 2