Задача 2

Оценить влияние загрязненных сточных вод на водные объекты и эффективность водоохранных мероприятий.

1. Исходные данные

Выше створа R в реку сбрасывается:

1. Недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые стоки в объёме V₁=(м³/ч), содержащие взвешенные вещества с концентрацией их К₁ (мг/л) г/м³;

органические вещества (в пересчете на БПК полн.) с концентрацией их К₂ (мг/л) г/м³;

СПАВ с концентрацией К₃ (мг/л).

2. Производственные сточные воды в объеме V₂ (м³/ч), содержащие:

• тяжелые металлы:

Cr⁺⁶ c концентрацией К₄ г/м³;

Сu⁺² c концентрацией К₅ г/м³;

• нефтепродукты с концентрацией К₆ г/м³;

3. Загрязняющие вещества с с/х угодий в объеме

V₃=1000 м³/ч, содержащие:

• пестициды с концентрацией К₇ г/м³;

• минеральные удобрения (МУ) с концентрацией К₈ г/м³;

• взвешенные вещества с концентрацией К₉ г/м³;

4. Предельно допустимые концентрации вещества, сбрасываемого в водоёмы, хозпитьевого и рыбохозяйственного назначения:

• взвешенные вещества К доп._1,9 30 г/м³;

• органические вещества (в пересчете на БПК полн.) К поп.₂ 3 г/м³ при t=30C⁰;

• СПАВ, К поп.3 0,5 г/м³;

• тяжелые металлы в К доп.₄ (Сr⁺⁶) 0,1 мг/л (г/м³);

К доп.₅ (Сu⁺²) 1,0 мг/л (г/м³);

• нефтепродукты К доп.₆ 0,8 г/м³;

• пестициды и МУ К доп._3,8 0,1 мг/л;

В хозяйственно-бытовых и производственных стоках К доп. взвеси – 30,0 мг/л (г/м³).

5. Время, в течение которого поступают загрязнения в водный объект:

• залповое поступление загрязнений при смыве с с/х угодий t=5 часов.

• х/б и производственные стоки t=1 год=365 дней.

6. Расчет производится для условий Республики Татарстан, в реку Волга которой систематически сбрасываются загрязняющие вещества с содержанием их, в ряде случаев многократно превышаем величины, указанные в задаче.

2. Задание

Определить ущерб, наносимый народному хозяйству (водному объекту) вследствие поступления загрязняющих веществ, и рассчитать размер платы, эффективности капвложений в мероприятия по предотвращению (или же снижению) ущерба. Расчет ущерба произвести для случая залпового сброса загрязнений.

3. Методика расчета

3.1. Масса сброшенных загрязняющих веществ при подсчете величины ущерба (убытков) определяется формулой:

где m_i – масса сброшенного вещества;

i – вид загрязняющего вещества;

V_i – расход сточных вод с повышенным содержанием i-го загрязняющего вещества, (м³/ч);

- средняя за период сброса концентрации i-го загрязняющего вещества, (г/м³);

- ПДК i-го загрязняющего вещества, (г/м³).

tⁱ - продолжительность сброса с повышенным содержанием i-го загрязняющего вещества, 8760 часов в год для х/б и производственных стоков, t¹=5 ч. для смыва с с/х угодий (залповый).

После определения массы каждого загрязняющего вещества выписать их в виде матрицы:

где m₁; m₂; m₃; - масса загрязняющих веществ соответственно:

m₁ – взвешенных веществ;

m₂ – органических веществ;

m₃ – синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ);

m₄, m₅, m₆ – массы загрязняющих веществ соответственно:

m₄ – соли тяжелых металлов (содержащие Cr⁺⁶);

m₅ – медь;

m₆ – нефтепродукты;

m₇, m₈, m₉ – массы загрязняющих веществ соответственно:

m₇ – пестициды;

m₈ – минеральные удобрения;

m₉ – известь.

Полученную матрицу m перемножить на коэффициент 1,1 (для водоёмов хозяйственно-питьевого назначения) и получить матрицу m`:

3.2. Расчет величины эколого-экономического ущерба от загрязнения водного объекта осуществить по зависимости:

U_i=j б М,

где j – удельный ущерб¹ (руб./усл.т.)

б – безразмерная величина, коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния водных объектов.²

3.3. По матрице m` определить ущербы по массе каждого вида загрязняющих веществ и написать новую матрицу u:

Получить горизонтальные векторы матрицы U соответственно:

Z₁ – yущерб (ориентировочно) от сброса хозяйственно-бытовых стоков;

Z₁ = U₁ + U₂ + U₃;

Z₂ - ущерб (ориентировочно) от сброса промышленных стоков;

Z₂ = U₄ + U₅ + U₆;

Z₃- ущерб (ориентировочно) от смыва с полей;

Z₃ = U₇ + U₈ + U₉;

Сложить Z₁, Z₂ , Z₃ и получить общий ущерб Z, нанесенный народному хозяйству в расчетном створе R (руб/год).

4. Рассчитать эффективность (результативность) водоохранных мероприятий и условиях платного водопользования, платежи за сброс недостаточно очищенных сточных вод ориентировочно оцениваются как компенсирующий наносимый ущерб водным объектам народному хозяйству, населению).

Расчет эффективности произвести по формуле:

где - суммарный годовой эффект от проведения водоохранных мероприятий;

Э_i= Э₁+ Э₂+ У+П

Э₁ - дополнительный эффект, получаемый при очистке х/б сто­ков, в виде стоимости реализованных удобрений, выработанных на основе использования осадка;

Э₂ – эффект от реализации ценных веществ, извлекаемых при очистке промстоков;

Э₃ - предотвращенный ущерб численно ранен Z. Поскольку методики определения предотвращенного ущерба является несовершенной и не представляется реальным определить суммарно эколого-социально-экономический ущерб, значение Z может быть заменено на величину снижения платежей предприятий за загрязнение природной среды;

П - предотвращенные потери минеральных удобрений и ядохимикатов с с/х угодий;

Пр - приведенные затраты на осуществление водоохранных ме­роприятий, руб/год:

Пр =С + Е_н К,

С - текущие (годовые) эксплуатационные затраты, необходимые для функционирования водоохранных сооружений и обеспечения их нормативной работы;

К - капитальные затраты на создание сооружении, объектов водоохраны;

Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений в природоохранные объекты (Е_н=0,16):

где Т – срок окупаемости капитальных затрат (Т_н=6,25 г).

5. Для расчета эффективности мероприятий принять уровень цен 1995 г. Мероприятия, необходимые для предотвращения загрязнения водного объекта, включают:

5.1. реконструкцию х/б очистных сооружений с постижением нормативных показателей для стоков, сбрасываемых в водоем, в размере 225127 млн.руб.;

5.2. реконструкцию системы промводоснабжения с повторным циклом, предотвращающим поступление загрязненных промстоков в водоем в размере 337826 млн.руб.;

5.3. Проведение агротехнических мероприятий, создание водоохранной полосы вдоль реки с общей стоимостью 17281 млн.руб.

Таким образом, капитальные вложения на осуществление комплекса мероприятий оцениваются в сумме 33786+225127+17281=580234 млн.руб.

15.4. Текущие (годовые) затраты С =14200 млн.руб. в год;

5.5. Э₁ - 2400 млн.руб/год;

5.6. Э₂ - 4700 млн.руб/год;

5.7. П - 1600 млн.руб/год.

6. По величине рассчитанного значения эффективности мероприятий (Е) определить срок окупаемости водоохранных затрат по формуле:

и сделать выводы.

Данные для решения задачи 2

Вариант		V1	К1	К2		V2		К4	К5	К6		V3	К7	К8	K9
1	5000		300	15	11,5		1000		5,1	31,0	53,3	1000	100,1	100,1	330
2	5010		305	16	12,0		1010		5,0	30,0	52,0	1010	101	102	320
3	5020		310	17	12,5		1020		5,2	32,0	53,0	1020	102	103	310
4	5030		315	10	12,0		1030		5,3	33,0	54,0	1030	103	104	320
5	5040		320	15	12,5		1040		5,4	34,0	55,0	1040	104	105	310
6	5050		325	16	12,0		1050		5,5	35,0	52,0	1050	105	106	320
7	5060		330	17	13,0		1060		5,2	33,0	55,0	1000	103	104	310
8	5070		335	10	12,5		1070		5,3	32,0	54,0	1070	102	103	320
9	5000		340	15	12,0		1000		5,4	33,0	55,0	1000	103	104	310
10	5090		345	16	13,0		1090		5,4	34,0	52,0	1090	104	105	320
11	5100		350	17	12,5		1100		5,2	35,0	53,0	1100	105	106	310
12	5110		305	10	12,0		1110		5,3	32,0	54,0	1110	101	107	320
13	5120		310	15	13,5		1120		5,4	33,0	55,0	1120	102	106	310
14	5130		315	16	12,0		1130		5,5	34,0	52,0	1130	103	105	320
15	5140		320	17	12,5		1140		5,2	35,0	53,0	1140	104	107	310
16	5150		325	10	12,0		1150		5,3	32,0	54,0	1150	105	102	310
17		5160	330	15		13,0		1160	5,4	33,0	55,0	1160	101	102	310
10		5170	335	16		13,0		1170	5,5	34,0	52,0	1170	102	102	320
19		5100	340	17		12,0		1100	5,2	35,0	53,0	1100	103	104	310
20		5190	345	10		13,0		1190	5,3	32,0	54,0	1190	104	105	320
21		5200	350	15		12,5		1200	5,4	33,0	55,0	1200	105	106	310
22		5210	305	16		12,0		1210	5,5	34,0	52,0	1210	101	107	320
23		5220	310	17		12,5		1220	5,0	35,0	53,0	1220	102	102	310
24		5230	325	10		12,0		1230	5,3	32,0	54,0	1230	103	101	320
25		5240	320	15		13,0		1240	5,4	33,0	55,0	1240	104	103	310

Значения A_i некоторых веществ, усл.т./т:

БПК полн. (орг. в-в) - 0,33	Сu+2 - 1000
Взвешенные вещества - 0,05	Сг+6 - 10000
СПАВ - 10	ДДТ(МУ) – 10000
Нефтепродукты - 20