2.4. Экологическая эффективность природоохранных мероприятий

Существуют нормы количества вредных веществ на 1 т готовой продукции. В качестве критерия оценки рекомендуется применять индекс относительной токсичности массы (ОТМ), используемый в химической промышленности [10]:

,

где ПДК₁ и ПДК_i – предельно допустимые концентрации вещества, соответственно принятого за эталон и сравниваемого (эталонные ПДК₁: для воды 1мг/л и для воздуха 0,01 мг/м³).

Используя индекс относительной токсичности и концентрации вещества в выбросе C, можно рассчитать относительную токсичность единичного I_j, группового I_n и суммарного I_N выбросов:

Общий индекс относительного загрязнения окружающей среды определяется по формуле:

где - индексы относительной токсичности выбросов соответственно в атмосферу, воду и на поверхность литосферы; - коэффициенты, характеризующие перенос загрязняющих веществ в поверхностные или грунтовые воды с учетом фильтрации, сорбции, трансформации (определяются экспериментально).

ОТМ выбросов находится с учетом единичного, группового и суммарного выбросов:

,

где M_i, M_n, M_N - единичная, групповая и суммарная токсичная масса выбросов; V_i, V_n, V_N - единичный, групповой и суммарный объем выбросов.

Общий баланс ОТМ технологического процесса:

(M_С + M_В + M_Т) - М_Н - М_Р = 0,

где (M_С + M_В + M_Т) - масса отходов, поступающих в окружающую среду со сточными водами, газовыми выбросами и твердыми веществами; М_Н - масса нейтрализованных отходов; М_Р - масса рассеянных отходов.

Относительная экологичность процесса, инженерного объекта или предприятия:

Из формулы видно, что при А0 процесс приближается к безотходному. Можно рассчитывать ОТМ производственного цикла цеха за время :

(M_С + M_В + M_Т) - М_Н = М_общ,

где М_общ - сумма ОТМ отходов, поступивших в окружающую среду.

Удельная нагрузка на площадь F и объем V окружающей среды может быть определена по формулам:

Р_F = М_общ/F; P_V = М_общ/V.

Используя показатели токсичности, можно оценить эффективность природоохранных мероприятий, например, полную эффективность очистных сооружений, %:

где 1, 2 – индексы, характеризующие величины до и после внедрения нового аппарата, метода, процесса, или перед очистными сооружениями и после них.

Для облегчения дальнейших расчетов и получения критериев, численно сопоставимых с принятыми в других методиках, принимают для гидросферы ПДК = 1 мг/л. Значение единичной ПДК для

атмосферного воздуха рассчитывается из системы уравнений:

ПДК_а.в. = - 2 + 0,86lgПДК_в.п.,

ПДК_в. = 0,61lgПДК_в.п.,

где ПДК_а.в, ПДК_в.п., ПДК_в. – предельно допустимые концентрации соответственно в атмосферном воздухе, в воздухе промышленных помещений и в водоеме. ПДК для воздуха выражается в миллиграммах на кубический метр, для воды – в миллиграммах на литр.

При решении этой системы получаем ПДК_а.в. = 0,01ПДК_в..

В качестве единицы ОТМ принята условная единица, соответствующая загрязненности 1 м³ природной или техногенной среды 1 кг ОТМ.

Оценивая уровень загрязнения окружающей среды, необходимо иметь в виду, что для природной среды (отдельно атмосферы, гидросферы, литосферы) на основании существующих санитарных норм обязательно соблюдение условия I_i  1.

Если в сточных водах, выпускаемых с предприятий в водоем, присутствуют одновременно загрязняющие вещества, относящиеся к разным группам по лимитирующим показателям вредности: санитарно-токсикологического (ст), токсикологического (т), общесанитарного (ос) действия, то следует вначале привести их к суммарным значениям ОТМ внутри каждой группы (М_СТ, М_Т, М_ОС), а затем к общей ОТМ:

М^в_общ = М_СТ + М_Т + М_ОС.

Сопоставление частных ОТМ в выбросах в водоем по группам вредности позволяет выявить, какие вещества создают неблагоприятную обстановку в водоеме и определить конкретные меры безопасности. ОТМ каждой группы веществ, отнесенная к площади водосброса в единицу времени, представляет модуль химического стока в единицах ОТМ с площади F промышленной площадки:

М_ХС = М^в_общ/F,

который в сопоставлении с модулем естественно-природного стока характеризует нагрузку на окружающую среду в исследуемом районе.

Так как токсичность вещества для живых организмов – одно из проявлений его активности, можно сделать чрезвычайно важный

вывод о наличии пока еще не исследованной коррелятивной связи между его токсичностью и эксэргией* и, далее, между токсичностью химических веществ, элементов, ионов и их энергетическими характеристиками. Это дает возможность определять в дальнейшем ПДК не эмпирическим путем, как это делается в настоящее время, а на основе строгих термодинамических характеристик, большинство из которых табулировано.

Оценка загрязнения атмосферного воздуха.

Удельный ущерб, руб./год, причиняемый выбросом загрязнений в атмосферный воздух для любого источника определяется по формуле

Y_атм= fM,

где  - константа, которая может меняться в зависимости от курса цен;  - это коэффициент относительной опасности, зависящий от типа территории; f – безразмерный множитель, учитывающий характер рассеивания примесей в атмосфере (зависит от скорости оседания частиц, высоты их выбросов от земли, температуры газа); М – приведенная масса годового выброса загрязнения из источника, усл. т/год.

Коэффициент относительной безопасности определяется по формуле:

 = _i,

где S_i - площадь i-ой части зоны активного загрязнения (ЗАЗ); S_ЗАЗ - площадь зоны активного загрязнения, определяемая по методике, га; i – номер части ЗАЗ, относящейся к одному из типов территорий; J - общее число типов территорий, попавших в ЗАЗ.

Величина приведенной массы выброса загрязнений в атмосферу, определяется по формуле:

,

где N - общее число загрязнителей; А - безразмерный показатель относительной активности примеси i-ого вида, усл. т/т; m_i-масса годового i-го выброса в атмосферу, т.

Оценка загрязнения водоемов. Удельный ущерб, руб./гjl., от

сброса загрязняющих примесей в К-й водоем источником загрязнения определяется по формуле:

Y_в = _kM,

где  - константа; _k - константа, имеющая разные значения для разных водохозяйственных участков. Величина приведенной массы загрязнения в воде определяется по формуле:

,

где - показатель относительной опасности сброса; -масса i-го выброса, приходящаяся, на единицу продукции.

Значение показателя определяется по формуле:

,

где - определенная концентрация i-го вещества в воде водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей, г/м³.