МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вологодский государственный технический университет

Кафедра: Безопасности жизнедеятельности и промышленной экологии

ЭКОЛОГИЯ

Методические указания к выполнению контрольной работы №1

Определение экологического ущерба загрязнения атмосферы промышленными выбросами

УДК 574:502

Дано описание контрольной работы №1 для самостоятельного выполнения студентами всех специальностей ВЗО ВоГТУ. В методических указаниях изложены вопросы, связанные с оценкой экологического ущерба от загрязнения атмосферы промышленными выбросами, приведена методика расчета, дан план выполнения контрольной работы, приведены результаты расчетов варианта «*». Задание знакомит студентов с определением платы в экологический фонд и оценкой экономической эффективности природоохранных мероприятий. Соответствует образовательным программам, рассчитана не менее чем на 5 часов работы студента.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………4

1. Постановка задачи…………………………………………………………...5

2. Задание………………………………………………………………………..6

3. Методика расчета…………………………………………………………….6

   1. Определение годового экологического ущерба………………………...6

   2. Определение платы в экологический фонд……………………………...9

   3. Расчет экономической эффективности природоохранных мероприятий.10

4. Порядок выполнения контрольной работы………………………………...11

   1. Расчет годового экологического ущерба………………………………..11

   2. Определение платы за загрязнение окружающей среды……………….12

   3. Определение экономического эффекта от комплекса природоохранных мероприятий………………………………………………………………12

   4. Структура вывода и полученные результаты расчетов «*» варианта..12

5. Литература........................................................................................................13

6. Приложения......................................................................................................14

Введение

Загрязнением компонентов природы (атмосферы, воды, почвы) обычно считают внесение в среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов в среде. По происхождению загрязнения делят на природные, вызванные естественными, а чаще аномальными, процессами в природе и антропогенные, связанные с деятельностью человека. Относительно атмосферы загрязнение может быть: твердыми частицами, газообразными и аэрозолями. Основной характеристикой примесей является концентрация – масса (мг) в единице обьема (л). В качестве критерия качества атмосферного воздуха установлена максимальная концентрация примеси в атмосфере – предельно допустимая концентрация (ПДК), которая при периодическом воздействии (ПДК_м.р. – максимально разовая) или на протяжении всей жизни (ПДК_с.с. – средне суточная) не оказывает вредного влияния на организм. При установлении нормативов качества природной среды предпочтение отдается прежде всего воздействию загрязняющих веществ на здоровье человека. В целях улучшения состояния атмосферного воздуха, предотвращения, снижения и приведения выброса загрязняющих веществ к нормативной концентрации в приземном слое атмосферы для каждого предприятия устанавливаются нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ). ПДВ является научно-техническим, санитарно техническим нормативом, установленным для каждого конкретного источника загрязнения атмосферы с учетом фонового загрязнения, рассеивания и превращений примеси, и что выбросы не создадут приземных концентраций, превышающих установленные нормы качества воздуха. Для одного или группы предприятий, расположенных в одном районе, при невозможности немедленного достижения ими значений ПДВ, по согласованию с органами Минприроды , устанавливается график поэтапного снижения выбросов. Для каждого этапа устанавливаются допустимые (временно согласованные) величины выбросов (ВСВ). На каждом предприятии разрабатывается и утверждается в установленном порядке «Проект нормативов ПДВ», в котором отражается взаимодействие данного предприятия с окружающей средой, в частности с атмосферой. В этом документе отражена вся производственная деятельность предприятия, мощность и производительность очистных сооружений, мероприятия по снижению использования природного ресурса и выбросов загрязняющих веществ. На ряду с установлением ПДВ и ВСВ определяется общий годовой экологический ущерб наносимый выбросами данного предприятия, определения платы за выбросы загрязняющих веществ, расчет экономической эффективности природоохранных мероприятий.

1. Постановка задачи:

В районе действует тепловая электростанция мощностью 1000 МВт . Для производства необходимого количества электроэнергии ежегодно расходуется 1 млн. т топлива ( мазут: зольность А^р=0,05%, сернистость S^р=1,6%). В процессе работы, через дымовую трубу, в атмосферный воздух поступают примеси (загрязняющие вещества): твердые частицы (пыль) и газообразные вещества (диоксид углерода, оксид азота, диоксид серы). Масса годового поступления загрязняюших вешеств по вариантам приведена в приложении №1 и составляет:

А) группа 1 – взвешенные пылевые частицы;

Б) группа 2 – газообразные вещества.

Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:

А) группа 1 – имеет скорость оседания частиц от 1 до 20 см/с;

Б) группа 2 – менее 1 см/с.

Зона активного загрязнения (ЗАЗ) неоднородна и состоит из пяти типов территорий:

А) Территория курортов, заповедников, санаториев, заказников и т.д.

Б) Территория природных зон отдыха, садоводств и дачных кооперативов;

В) Территории населенных мест с плотностью населения ;

Г) Территории промышленных предприятий;

Д) Пастбища и сенокосы.

Процентное соотношение доли от ЗАЗ приведены в исходных данных.

В рассматриваемом году масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (М_общ) превысила временно согласованный выброс (ВСВ) на М. При решении задачи считать, что ВСВ превышает предельно допустимый выброс на 20%.

Среднегодовое значение разности t^оС в устье источника выброса и атмосферы Т, среднегодовой модуль скорости ветра на уровне флюгера U, высота трубы h и другие необходимые для расчета данные приведены в приложении № 1.

В результате проведения природоохранных мероприятий в планируемом году общий экологический ущерб от загрязнения атмосферы снизился на 25%, а масса выбросов загрязняющих веществ достигнет значения предельно допустимого уровня.

2. Задание:

1. Определить годовой экологический ущерб от загрязнения атмосферы;

2. Определить плату за загрязнение атмосферы;

3. Рассчитать экономическую эффективность комплекса мероприятий по охране атмосферного воздуха.

3. Методика расчета:

3.1. Годовой экологический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха (Y_а руб/год) отдельным источником определяется по формуле :

(руб), (1)

где - удельный ущерб от выбросов одной условной тоны загрязнений,

руб/усл.т. (16,5 по состоянию на 1993г.);

- безразмерный показатель, характеризующий относительную

опасность загрязнения атмосферного воздуха в зависимости от

типа территорий;

f - коэффициент, зависящий от характера рассеивания примесей в

атмосфере ;

М - приведенная масса годового выброса загрязнений в атмосферу

источником, усл.т./год.

Значение коэффициента f вычисляется по одной из следующих формул в зависимости от величины скорости оседания частиц данной примеси.

Для газообразных примесей и легких мелкодисперсных частиц со скоростью оседания менее 1см/с:

(2)

где h - геометрическая высота устья источника по отношению к среднему

уровню зоны активного загрязнения, м;

- безразмерный параметр, учитывающий тепловой подъем факела

выброса в атмосферу;

, (3)

где Т – среднегодовое значение разности температур в устье источника

(трубы) и окружающей атмосфере на уровне устья;

U – среднегодовое значение модуля скорости на уровне флюгера, м/с.

Если оно неизвестно, принимается равным 3 м/с.

Для частиц, скорость оседания которых находится в пределах от 1 до 20 см/с:

(4)

Для частиц со скоростью оседания больше 20 см/с, для любых значений h, , Т, U.

f = f₃ = 10 (5)

При выбросе частиц одновременно с парами воды или других веществ, сопровождающиеся быстрой конденсацией, применяется формула f = f₃. Если значение параметра f для различных видов примесей (газов и аэрозолей), выбрасываемых одним источником, оказались различными, то общая оценка ущерба равна сумме оценок, относящихся к каждому виду примесей:

Y =  (f₁M₁ + f₂M₂ + f₃M₃ ) . (6)

На практике часто отсутствуют сведения о распределении по скоростям оседания всех выбрасываемых в течение года частиц после их прохождения через фильтры. В таких случаях можно использовать фактические эксплуатационные значения коэффициента очистки (улавливания) . Так при  90% используем f=f₁, при 70%  <90 % f=f₂, при <70% f=f₃.

При скорости ветра U = 3, для определенных соотношений параметров  T и h, значения f₁ и f₂ можно определить по таблице № 2,3 приложение № 2 . Если U  3, то табличные значения следует умножить на поправку К, которая определяется по формуле:

, (7)

Величина М – приведенная масса годового выброса загрязнений в атмосферу источником - определяется по формуле:

, (8)

где m_i - масса выброса примеси i-го вида в атмосферу в течении года, т/год;

А_i - показатель относительной агрессивности примеси i-го вида,

усл.т./год;

N - общее число составляющих выброса (примесей) в атмосферу.

В таблице № 2.2 приложение 2 приведены значения параметра А для наиболее характерных загрязняющих веществ атмосферы.

В случае необходимости величину А_i можно определить по формуле:

А_i = а_i _i _i , (9)

где а_i – безразмерный показатель относительной опасности присутствия i-й примеси в воздухе, вдыхаемом человеком;

_i - безразмерная поправка, учитывающая вероятность накопления

примеси или вторичных загрязнителей в компонентах окружающей

среды и в цепях питания, а также поступление примеси в организм

человека неингаляционным путем;

_i – поправка, учитывающая действие на различные реципиенты, кроме

человека, безразм.

Дополнительно в формуле 9 могут быть использованы следующие множители:

_i – параметр учитывающий вероятность вторичного выброса i-й примеси

в атмосферу;

_i – коэффициент учитывающий вероятность образования из исходных

примесей (легких углеводородов), выброшенных в атмосферу, других

вторичных загрязнителей, более опасных, чем исходные.

Зона активного загрязнения (ЗАЗ) для каждого источника выброса определяется следующим образом. Для организованных источников выбросов (труб), имеющих высоту h  10 м. ЗАЗ представляет собой круг с центром в точке расположения источника и радиусом 50h, а при h  10 м. ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:

R ^внутр _ЗАЗ = 2h, R ^внеш_ЗАЗ = 20h, (10)

Для автомагистралей всех типов принимается, что ЗАЗ представляет собой полосу шириной 200м., центральная ось которой совпадает с осью магистрали. Для низких неорганизованных источников (складских вентиляторов, окон промышленных зданий, карьеров, свалок) ЗАЗ определяется как территория внутри замкнутой кривой, проведенной вокруг источника так, что расстояние от любой точки этой кривой до границы контура неорганизованного источника равно 1км. а для высоких неорганизованных источников высотой h м равно 20h м. Площадь ЗАЗ определяется в зависимости от ее формы и может представлять собой, например: площадь круга, площадь правильного или неправильного многоугольника и т.д., если зона активного загрязнения представляет собой кольцо (вокруг источника загрязнения при h  10), то площадь ЗАЗ определяют по формуле:

S_ЗАЗ =  (R^внеш_ЗАЗ ² - R^внутр_ЗАЗ ² ), м² . (11)

Площадь зоны активного загрязнения необходимо выразить в гектарах (1га = 10000 м² ).

Показатель относительной опасности загрязнения () атмосферного воздуха над ЗАЗ следует рассчитать, исходя из неоднородности территорий, по следующей формуле:

(12)

где n – общее количество типов территорий подвергшихся влиянию загрязнения;

i – номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий,

_i – показатель относительной опасности загрязнения атмосферы

над i-м типом территорий таблица 2.1; приложение 2,

Si – площадь одного из типов территорий, га;

S_заз – общая площадь зоны активного загрязнения, га.

3.2.Определение платы в экологический фонд за загрязнение атмосферы.

Плата за выброс производится по каждому виду загрязняющих веществ в отдельности. В зависимости от степени опасности загрязнения установлены нормативы платы, определена масса выброса, назначены региональные повышающие коэффициенты в зависимости от экологической ситуации.

Общая сумма платежа при загрязнении атмосферы в пределах ПДВ складывается из следующих составляющих: норматив платы за единицу выброса, масса годового выброса, коэффициент индексации (48), коэффициент экологической ситуации (1,5). В виде формулы это запишется в следующем виде:

П₁ = Р М₁ К₁ К₂ , (13)

где Р – норматив платы за единицу выброса (руб/усл.т);

М₁– масса допустимого выброса за год (усл.т);

К₁ – коэффициент индексации;

К₂ – коэффициент экологической ситуации.

Если масса годового выброса превышает установленный для данного вида загрязнения предел , т.е. больше ПДВ , то общая сумма платежа выразится следующим образом:

П_общ = П₁ + П₂+П_{3 .} (14)

При ситуации ПДВ  М_общ  ВСВ, значение П₂ рассчитывается по формуле:

П₂ = 5 Р М₂ К₁ К₂ , (15)

где М₂ – масса сверх ПДВ но в пределах ВСВ.

П₃ рассчитывается в случае М_общ  ВСВ и имеет вид:

П₃ = 25 М₃ Р К₁ К₂ , (16)

где М₃ – масса выбросов сверх ВСВ.

Исходя из этого общая формула платы за загрязнение атмосферного воздуха :

П_общ = К₁ К₂ (Р М₁+ 5 Р М₂ + 25 Р М₃), (17)

3.3. Расчет экономической эффективности комплекса мероприятий по охране атмосферного воздуха:

Во первых необходимо определить чистый экономический эффект от внедрения природоохранных мероприятий. Годовой экономический эффект определяется по формуле:

R = W – C (руб), (18)

где W – экономический результат, полученный благодаря проведенным природоохранным мероприятиям (руб);

С – текущие (эксплуатационные) затраты (руб).

Общая экономическая эффективность капитальных вложений в комплекс мероприятий по охране атмосферного воздуха определяется по формуле:

Е = ( W – C ) / К, (19)

где К – капитальные затраты при проведении природоохранных

мероприятий.

Для выполнения расчетов принять за выброс (М_общ) – общую массу годового выброса газообразных загрязняющих веществ. Рассчитать все необходимые величины (М₁, М₂,М₃, П_общ, W, Е ).