Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ФИЛИАЛ УФИМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО НЕФТЯНОГО
ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
В г.ОКТЯБРЬСКОМ
|
КАФЕДРА ИНФОРМАТИЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ЕСТЕСТВЕННЫХ ДИСЦИПЛИН |
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
по курсу «Природа и экология Республики Башкортостан»
для студентов всех специальностей
(лабораторные работы и методические указания по их выполнению
для студентов всех форм обучения направлений (специальностей) 130503 65, 130504 65, 130500 62)
2005
В данном учебно-методическом пособии изложены теоретические основы влияния негативных факторов на окружающую среду, методы исследования и расчетов выбросов и сбросов загрязняющих веществ, а также методы оценки экономического ущерба от их негативного воздействия.
Пособие предназначено для студентов филиала УГНТУ в г.Октябрьском всех специальностей, изучающих дисциплину «Природа и экология Республики Башкортостан». Может быть использовано при изучении дисциплины «Экология».
Составитель: Кулешова Л.С.
Предлагаемые темы лабораторных работ относятся к двум разделам курса «Природа и экология РБ»:
Раздел 3 Воздействие народного хозяйства на окружающую среду
Тема 1. Охрана водных ресурсов. Сточные воды, действующие нормативы регулирования. Сброс сточных вод в водоемы. Ознакомление студентов с методикой выполнения работы, оформление и защита.
Тема 2. Загрязнение воздушной среды передвижными источниками.
Определения количества выбросов загрязняющих веществ / оксидов углерода, азота, оксида серы, углеводорода и свинца / в атмосферный воздух от подвижных источников загрязнения. Ознакомление студентов с методикой выполнения работы, оформление и защита.
Раздел 5 Государственное регулирование природопользования и охраны окружающей среды
Тема 3. Оценка экологического ущерба. Платы за выбросы в атмосферу и сбросы в водоемы загрязняющих веществ от стационарных источников, решение и оформление задачи, защита.
2 Методические указания
Работа состоит из 15 вариантов. Номер варианта определяется по последней цифре шифра – номера личного дела студента. Перед тем как приступить к выполнению лабораторной работы студент должен изучить соответствующий теоретический материал, уяснить цель работы и поставленные в ней задачи, а также методику выполнения работы. Завершением лабораторной работы является составление отчета, который должен содержать:
наименование (тему) выполняемой лабораторной работы;
В установленные учебным графиком сроки студент сдает выполненную работу (отчет) преподавателю для проверки. Работа считается завершенной после ее защиты, т.е. ответа студента на контрольные вопросы, предложенные в работе и (или) преподавателем. В случае наличия ошибок студент выполняет все указания преподавателя, исправляет ошибки, повторяет недостаточно усвоенный материал и сдает ее для повторной проверки.
Лабораторная работа 1
Тема: «Расчет предельно допустимых сбросов в проточные и
стоячие водоемы»
Цель работы: расширение и углубление знаний студентов в плане освоения методов защиты гидросферы от воздействия токсичных загрязняющих веществ, присутствующих в сбросных водах промышленных предприятий, приобретение навыков по расчету нормативов сброса сточных вод для ослабления влияния источников сбросов на окружающую среду.
Содержание вредных веществ в водоемах нормируется предельно допустимыми концентрациями (ПДК), представляющими группу экологических стандартов, оценивающих состояние окружающей среды.
С целью оценки качества воды в водоемах хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного назначения, принимающих сбросные воды промпредприятий, разрабатываются нормативы ПДС поступающих в них загрязняющих веществ.
Для расчета ПДС необходимо нормировать не только качество, но и количество сточных вод путем разработки текущих балансовых и перспективных норм потребления. С учетом этих норм и установления ПДС мокомплексно подойти к разработке водоохранных мероприятий (установление необходимой степени очистки сточных вод, их разбавления или рассеивания до ПДК в местах выпуска водоема).
Методы установления ПДС
Разбавление – один из основных факторов обезвреживания сточных вод водами водоема, хотя при этом общее количество поступившего в водоем загрязняющего вещества не изменяется. Разбавление действует одинаково на консервативные и неконсервативные вещества. При смешении загрязненных струй со смежными более чистыми струями под влиянием турбулентного перемешивания к поступившей в водоем сточной жидкости с определенным расходом [6]. Для достижения определенного качества воды в водоеме необходимо, чтобы качественный состав сточных вод тоже был определенным. С учетом расхода и качества сточных вод устанавливается ПДС.
За ПДС загрязняющих веществ принимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в водоем с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте [1].
ПДС рассчитывают по наибольшим среднечасовым расходам сточных вод [5].
В черте населенного пункта ПДС рассчитывается согласно выражению
ПДС = qСТ x СПДК , (1)
где qСТ – наибольший среднечасовой расход сточных вод;
СПДК – ПДК по отдельным ингридиентам.
За пределами населенного пункта или при наличии сооружений для рассеивания сточных вод ПДС определяется по формуле
ПДС = qСТ x СДОП , (2)
где СДОП – расчетная величина концентрации вредных веществ, учитывающая разбавляющую способность водоема.
Если по местным условиям (мощный водоем, невысокие фоновые загрязнения, относительно небольшой расход сточных вод и т.д.) сточные воды могут быть сброшены в водоем с концентрациями загрязняющих веществ, превышающими ПДК, и при этом санитарное состояние водоема будет сохранено, то может быть установлен временно согласованный сброс (ВСВ) с учетом достижения в установленные сроки концентраций вредных веществ на уровне ПДК.
Методы расчета допустимых концентраций вредных веществ в сточных водах
Степень разбавления сточных вод определяется отношением объема воды в водоеме к количеству поступивших в него сточных вод. Скорость разбавления зависит от скорости смешения сточных вод с водами водоема во времени и пространстве, что определяется гидрологическими особенностями водоема: глубиной, скоростью течения, уклоном дна и другими условиями.
Скорость смешения зависит и от конструкции выпускного устройства. Необходимо, чтобы выпуск сточных вод обеспечивал наиболее полное их смешение с водами водоема в месте выпуска. Для этого применяются подводные трубопроводы с выпуском сточных вод на некотором расстоянии от берега.
Рассеивающие выпуски создают известный запас надежности для всех расчетов последующего (основного) разбавления на пути от места выпуска до расчетного пункта водопользования. Они тем более необходимы, чем ближе пункт водопользования расположен к месту выпуска сточных вод.
Впервые расчетный метод определения условий отведения сточных вод в водоемы на основе уравнения баланса был предложен Черкинским С.Н. (в проточные водоемы).
В дальнейшем метод был уточнен путем включения в расчет коэффициента смешения, предложенного В.А.Фроловым – И.Д.Родзиллером.
Расчетное выражение имеет вид [7]:
СППВ = (q CОТ + γ Q CФ ) / (q + Q ), (3)
где Q и q – соответственно расход воды в водотоке и расход сточных вод, м3/с;
CФ и CОТ - соответственно концентрации загрязняющего вещества в водотоке (фоновая) и в сточных водах, мг/л;
γ - коэффициент смешения;
СППВ – концентрация данного вредного вещества перед расчетным пунктом водопользования, мг/л.
По (3) определяется прогноз санитарного состояния воды в водоеме при всех заданных параметрах путем сравнения СППВ с установленной для данного вещества ПДК. При СППВ < ПДК прогноз считается благоприятным, т.е. меры, принятые для очистки или разбавления сточных вод, достаточны. В противном случае (СППВ > ПДК) необходимо либо уменьшить количество сточных вод, либо концентрацию в них вредного вещества за счет очистки или совершенствования техпроцесса.
Методы расчета разбавления сточных вод отличаются степенью схематизации процесса формирования качества воды при заданных гидрологических режимах и применяются в зависимости от необходимой точности решения, а также консервативности примесей. Консервативные загрязняющие вещества не поддаются никаким превращениям и изменяют свою концентрацию только при разбавлении. Неконсервативные вещества изменяют свою концентрацию вследствие процессов самоочищения.
Метод Фролова-Родзиллера
Метод расчета разбавления сточных вод в проточных водоемах (реках) с консервативным ингридиентом, основанный на результатах экспериментальных исследований.
Внесенные в водоем (реку) со сточными водами загрязнители распределяются в воде водоема согласно следующему уравнению:
qССТ + γ Q CФ = (q + γQ) Сmax , (4)
где Q и q – соответственно расчетный расход воды в водоеме (реке) и расход сточных вод, м3/с;
Сmax – концентрация внесенных со сточными водами загрязнителей после
смешения с водами водоема в максимально загрязненной струе, мг/л;
ССТ и CФ - концентрации внесенных загрязнителей одинакового вида (однонаправленного действия) в сточных водах и в водах водоема на месте выпуска сточных вод, мг/л.
Если вместо Сmax в (4) ввести Спр.доп (максимально допустимый уровень загрязнения в соответствии с требованиями “Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами”) и решить уравнение относительно ССТ, то (4) примет следующий вид
ССТ = (γQ / q ) (CПР.ДОП – СФ) + СПР.ДОП, (5)
где ССТ – максимально допустимая концентрация загрязнений в сточных водах, мг/л;
Коэффициент смешения γ определяется по следующим соотношениям (полученным на основе экспериментальных исследований)
γ =(1-β) / [1+( βQ/q)]; β=exp(-α), (6)
где L – расстояние по форватеру от места выпуска сточных вод до рассматриваемого створа (пункта) водопользования, м;
α - коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения и определяемый из выражения
α = ζ φ , (7)
где φ – отношение расстояний между местом выпуска и местом водопользования;
Е – коэффициент турбулентной диффузии, равный для равнинных речных водоемов Е= Vср x Hср/200, где Vср – средняя скорость течения реки, м/ч;
Нср – средняя глубина русла, м [4]/
Таким образом учитывается связь между санитарными требованиями к условиям выпуска сточных вод в водоемы, необходимой степенью очистки, гидрологическими показателями.
Метод Руффеля М.А.
Метод Руффеля М.А. необходим для оценки разбавления сточных вод в стоячих водоемах (в озерах и на участках водохранилищ озерного типа) [4].
Согласно этому методу полное разбавление сточных вод (Пполн) является результатом совместного влияния начального (Пнач) разбавления, (Посн), происходящего по мере дальнейшего продвижения струи
Пполн = Пнач x Посн , (8)
Величина начального разбавления определяется по дополнительным соотношениям, различным для поверхностного и глубинного выпусков, а величина основного по графикам-номограммам [4].
При известной кратности разбавления (n) расчет концентрации загрязняющего вещества в контрольном створе Сп.вод.
Сп.вод. = (ССТ/ n) – СФ(1-1/n), (9)
Для расчета концентрации загрязняющего вещества в сточной жидкости ССТ по заданной его концентрации в контрольном створе соотношение (9) представляется в виде [4]
CСТ = п x СП.ВОД + СФ(n - 1), (10)
Определение необходимой степени очистки сточных вод
Нормативные показатели качества воды водоема состоят из общих, к которым относятся взвешенные вещества, плавающие примеси, органолептика, температура, значение рН, минеральный состав, растворенный кислород, БПК, возбудители заболеваний, ядовитые и вредные вещества.
Для всех загрязняющих веществ установлены ПДК.
Вредные и ядовитые вещества, входящие в общие показатели, разнообразны по составу, в связи с чем нормируются по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимается наиболее вероятное неблагоприятное воздействие каждого вещества.
По ЛПВ все вещества в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения разделены на три группы:
Санитарное состояние водоема считается удовлетворительным, если одно вредное вещество или группа вредных веществ, имеющих общий ЛПВ, будет содержаться в воде водоема в концентрациях, удовлетворяющих соотношению
(Сmi / Cдоп. i) < 1, (11)
где Сmi – максимальная концентрация i – го вещества в группе с общим ЛПВ;
Сдоп. I – ПДК i – го вещества в группе с общим ЛПВ.
В общем случае необходима проверка соблюдения такого числа неравенства (11), сколько групп ЛПВ отвечает конкретному виду водопользования. При этом каждое вещество может участвовать только в одном таком выражении, т.е. суммируются только доли концентраций веществ, относящихся к одному ЛПВ.
Из (11) следует, что каждое загрязняющее вещество одной группы ЛПВ их всех содержащихся в воде водоема может присутствовать в расчетном створе водопользования в концентрации не более, чем
С’m < C’ДОП [1 - ( Сmi / Cдоп. i)], (12)
где C’ДОП – ПДК расчетного вещества.
Определение степени очистки по взвешенным веществам
Концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом должна составлять
СО.В < CФ.В + n СДОП.В, (13)
где СО.В - концентрация после очистки;
CФ.В – фоновая концентрация в водах водоема до сброса;
n – кратность разбавления;
СДОП.В – допустимое увеличение концентрации после сброса.
Степень очистки сточных вод по взвешенным веществам в %
ЭВ = 100 (СО.В - CФ.В) / ССТ.В , (14)
где ССТ.В – исходная концентрация до очистки.
Определение степени очистки по содержанию вредных веществ и других лимитированных нормами загрязнителей
Концентрация каждого загрязнителя в очищенных сточных водах одной группы ЛПВ
СОi < n (Сmi - CФ. i) + CФ. i , (15)
Максимально допустимая концентрация каждого загрязнителя с учетом концентраций и ПДК всех компонентов, относящихся к одной группе ЛПВ
С’m < C’ДОП [1 - (Сmi / Cдоп. i)], (16)
где C’ДОП – ПДК расчетного вещества;
С учетом (17) СОi для каждого компонента из группы определится как
СОi = (1 – Эi/100) ССТ.i , (17)
Приравнивание правых частей (15) и (16) дает соотношение для определения концентрации каждого загрязнителя с учетом степени разбавления и эффективности очистки
Сmi = (1/n) ССТ.i – (1/n)(ССТ.i Эi/100) + CФ. i + (CФ. i/n), (18)
Подстановка (18) и (11) позволяет получить выражение для степени очистки (в %)
Эi = 100 – [100n – (100п – 100) (Сmi / Cдоп. i)]( Сmi / Cдоп. i)-1]
Степень очистки сточных вод от вредных веществ Эi обычно определяется для наиболее трудно извлекаемого при очистке компонента в предположении, что степень очистки легко извлекаемых компонентов оказывается значительно выше.
Варианты заданий по установлению ПДС и методические указания к их выполнению
2.1. В сточных водах предприятия, предполагаемых к сбросу в проточный водоем (реку), содержится смесь вредных веществ в составе: свинец (Рb), мышьяк (As), титан (Тi) с концентрациями ССТ1, ССТ2, ССТ3 соответственно.
Фоновые концентрации указанных веществ (в воде водоема до места сброса) составляют СФ1 = 0,004 мг/л; СФ2 = 0,001 мг/л; СФ3 = 0,085 мг/л, СФср = 0,03 мг/л.
Расход сточных вод – q. Средняя скорость течения Vср. средняя глубина реки – Hср на участке до ближайшего водозабора – Lф, расстояние по прямой - Lп, средняя ширина русла – Вср.
Рассчитать ПДС вредных веществ в сточных водах и необходимую степень очистки перед сбросом. Принять сечение русла реки прямоугольным, сброс – у берега.
Таблица 1
Варианты задания
|
№ вар-та |
ССТ1, мг/л |
ССТ2, мг/л |
ССТ3, мг/л |
q, м3/с |
Vср, м/с |
Hср, м |
Lф, м |
Lпр, м |
Вср, м |
|
|
2,0 |
1,0 |
5,0 |
0,2 |
0,5 |
2,0 |
1000 |
700 |
50 |
|
|
1,6 |
0,8 |
4,5 |
0,4 |
1,0 |
2,0 |
2000 |
1200 |
40 |
|
|
1,8 |
1,2 |
4,0 |
0,3 |
0,3 |
3,0 |
1500 |
1000 |
60 |
|
|
2,1 |
0,9 |
4,8 |
0,25 |
0,8 |
2,5 |
1600 |
900 |
45 |
|
|
2,3 |
1,2 |
5,3 |
0,4 |
0,6 |
3,0 |
2000 |
1300 |
55 |
|
|
1,9 |
1,4 |
5,1 |
0,35 |
0,4 |
1,8 |
800 |
800 |
40 |
|
|
1,7 |
0,8 |
4,8 |
0,2 |
0,9 |
2,0 |
900 |
500 |
35 |
|
|
1,5 |
1,5 |
5,5 |
0,5 |
0,7 |
3,0 |
1800 |
1300 |
65 |
|
|
2,2 |
0,85 |
4,32 |
0,4 |
0,6 |
2,5 |
2000 |
1500 |
70 |
|
|
2,5 |
1,25 |
5,2 |
0,55 |
1,0 |
2,2 |
2500 |
1500 |
50 |
|
|
2,0 |
1,0 |
4,5 |
0,3 |
0,35 |
2,0 |
1000 |
700 |
47 |
|
|
2,4 |
0,75 |
4,2 |
0,25 |
0,5 |
2,6 |
1200 |
800 |
55 |
|
|
2,3 |
0,81 |
4,35 |
0,32 |
0,4 |
1,9 |
1300 |
800 |
60 |
|
|
1,9 |
0,92 |
5,15 |
0,2 |
0,3 |
2,1 |
1100 |
600 |
43 |
|
|
1,7 |
1,25 |
4,68 |
0,3 |
1,0 |
3,0 |
2000 |
1400 |
58 |
Методические указания (метод Фролова-Родзиллера)
CСР.Д. =[ССТ1/(ПДК1 ССТi)+ССТ2/(ПДК2ССТi)+…+ССТi/(ПДКiССТi)]-1, мг/л (1)
где ПДК1, … , ПДКi – предельно допустимая концентрация предельно допустимого компонента смеси по ЛПВ.
|
n = (γ Q0,95 + q)/q |
(2) |
где Q0,95 – расход воды в реке (м3/с) при 95% обеспеченности.
q – расход сточных вод (м3/с);
γ – коэффициент смешения.
4. С учетом (2) ПДС вредных веществ в сточных водах определится выражением [4] (для каждой из групп ЛПВ)
|
ССТ.ПР. = γ Q0,95(CСР.Д - СФ.СР)/q + CСР.Д, мг/л |
(3) |
где СФ.СР – средняя фоновая концентрация для каждой группы ЛПВ.
5. Расход воды в реке (при 95% обеспеченности) [3]
|
Q0.95 = VСР x HСР x BСР x 0,95 , |
(4) |
6. Коэффициент смешения сточных вод с водами водоема [4]
|
= (1-)/[1+( Q0.95 /q) |
(5) |
7. Коэффициент и другие величины, необходимые для расчета определяются из следующих соотношений [3]
|
= exp (-Ф), |
(6) |
где - коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения
|
= G , |
(7) |
где G – коэффициент, учитывающий место сброса (у берегов G=1, на середине реки G=1,5),
= LФ/LПР – коэффициент извилистости реки,
Е=VСР НСР/200 – коэффициент турбулентной диффузии.
8. Концентрация вредных веществ в максимально загрязненной струе в расчетном пункте водозабора (ближайшего) по группам ЛПВ
|
Сm=CФ.СР. + ССТ.i –CФ.i)/n , |
(8) |
9. Проверяем условие Сm< CСР.Д При невыполнении условия делается вывод о необходимости очистки компонентов смеси по группам ЛПВ перед сбросом, т.к. разбавление стоков водами водоема оказывается недостаточным.
10. Минимальная степень очистки по наиболее трудно удаляемому компоненту смеси (т.к. степень очистки остальных будет значительно выше) для компонентов по группам ЛПВ
|
Эi = 100 – [100n – (100n – 100) (CФ.i/CДОП.i)]( CСТ.i/СДОП.i)-1 , |
(9) |
где CДОП.i – ПДК i-го вещества в группе ЛПВ.
2.2. В жидких стоках предприятия, предполагаемых к сбросу в стоячий водоем (озеро) содержится смесь вредных веществ в составе: мышьяк (As), селен (Se), титан (Ti) с концентрациями ССТ1, ССТ2, ССТ3 соответственно. Фоновые концентрации указанных веществ в водах водоема до сброса составляют СФ1=0,001 мг/л; СФ2=0,0004 мг/л; СФ3=0,085 мг/л соответственно. СФср=0,003 мг/л. Расход сточных вод – q. Выпуск – береговой, в верхней трети глубины прибрежной части. Средняя глубина створа – L. Рассчитать ПДС вредных веществ в стоках и необходимую степень очистки.
Таблица 2.
Варианты задания
|
№ вар-та |
ССТ1, мг/л |
ССТ2, мг/л |
ССТ3, мг/л |
q, м3/с |
HСР, м |
L, м |
|
|
2,1 |
0,1 |
5,15 |
0,18 |
4,0 |
1000 |
|
|
1,72 |
0,085 |
4,6 |
0,21 |
4,5 |
1500 |
|
|
1,85 |
0,122 |
4,08 |
0,2 |
3,5 |
1200 |
|
|
2,05 |
0,095 |
4,85 |
0,25 |
3,8 |
1400 |
|
|
2,15 |
0,125 |
5,32 |
0,32 |
5,0 |
1900 |
|
|
2,0 |
0,135 |
5,05 |
0,26 |
2,8 |
1300 |
|
|
1,76 |
0,088 |
4,9 |
0,23 |
3,2 |
1650 |
|
|
1,56 |
0,155 |
5,4 |
0,35 |
4,6 |
1750 |
|
|
2,1 |
0,09 |
4,3 |
0,4 |
4,8 |
1800 |
|
|
2,7 |
0,13 |
5,25 |
0,16 |
4,2 |
2000 |
|
|
2,2 |
0,10 |
4,5 |
0,3 |
3,92 |
2100 |
|
|
2,07 |
0,12 |
4,6 |
0,35 |
4,2 |
2000 |
|
|
2,16 |
0,078 |
4,25 |
0,27 |
2,5 |
1800 |
|
|
1,7 |
0,09 |
5,10 |
0,27 |
3,0 |
1400 |
|
|
1,65 |
0,08 |
4,5 |
0,12 |
3,6 |
1700 |
Методические указания
1. Необходимо разбить вредные вещества, входящие в сборные воды на группы с одинаковым ЛПВ (таблица 3).
2, Для каждой из группы ЛПВ определяется средняя допустимая концентрация вещества в смеси [3].
CСР.Д. =[ССТ1/(ПДК1ССТi)+ССТ2/(ПДК2 ССТi )+…+ССТi/(ПДКi ССТi)]-1 , мг/л (1)
где ПДК1 … ПДКi - предельно допустимые концентрации компонентов смеси ДПВ (таблица 3).
3. Начальное разбавление при выпуске в прибрежной части водоема в верхней трети глубины стоячего водоема [4]
|
nН = (q + 0,0118НCР2)/ (q + 0,00118НCР2), |
(2) |
4. Основное разбавление сточных вод при перемешивании до расчетного створа водами стоячего водоема при выпуске у берега [4]
|
n0 = 1 + 0,412 (L / x)0,627+0,0002 L / x , |
(3) |
где x = 6,53 x (НСР)1,167 в случае выпуска у берега.
5. Полное разбавление сточных вод водами водоема в расчетном створе
n=nH x n0 , (4)
6. ПДС вредных веществ в сточных водах (по каждой из групп ЛПВ) [7]
|
ССТ.ПР. = n x CСР.Д. + СФ.СР. (n – 1) , |
(5) |
где СФ.СР – средняя фоновая концентрация.
7. Максимальное содержание вредных веществ из одной группы ЛПВ в расчетном створе в водах водоема
|
Сm = СФ.СР. + (ССТi - СФ.i) / n , |
(6) |
8. Проверяется условие Сm < CСР.Д При невыполнении его делается вывод о необходимости очистки компонентов смеси по группам ЛПВ перед сбросом.
9. Минимальная степень очистки по наиболее трудно удаляемому компоненту смеси
|
Эi = 100 – [100n – (100n – 100) (CФ.i/CДОП.i)]( CСТ.i/СДОП.i)-1 , |
(7) |
где CДОП.i – ПДК i-го вещества в группе ЛПВ.
Таблица 3
Данные по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ) и предельно допустимых концентрациям некоторых вредных веществ
|
Ингредиент |
Лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) |
Предельно-допустимая концентрация, ПДК, мг/л |
|
Свинец (Pb2+) |
санитарно-токсикологический |
0,1 |
|
Селен (Se6+) |
санитарно-токсикологический |
0,001 |
|
Ртуть (Hg2+) |
санитарно-токсикологический |
0,005 |
|
Мышьяк |
санитарно-токсикологический |
0,05 |
|
Хлорбензол |
санитарно-токсикологический |
0,02 |
|
Цианиды |
санитарно-токсикологический |
0,1 |
|
Никель |
санитарно-токсикологический |
0,1 |
|
Бутилацетат |
общесанитарный |
0,1 |
|
Цинк (Zn2+) |
общесанитарный |
1,0 |
|
Титан (Ti4+) |
общесанитарный |
0,1 |
Пример расчета
Исходные данные: ССТ1 = 1,7 мг/л; ССТ2= 0,8 мг/л; ССТ3= 4,8 мг/л; VСР = 0,9 м/с; HСР = 2 м; LФ = 900 м; Lпр = 500 м; Вср = 35 м
а) санитарно-токсикологические – Рb, Аs;
б) общесанитарные – Тi
2. Средняя допустимая концентрация для Рb и Аs по (1)
CСР.Д1= (1,7/2,5х0,1 + 0,8/2,5х0,05)-1 = 0,0757 мг/л
то же для Тi
CСР.Д2= ПДК = 0,1 мг/л
3. ПДС для Рb и Аs для одной группы ЛПВ по (3)
|
ССТ.ПР1. = γ Q0,95(CСР.Д1 - СФ.СР)/q + CСР.Д1 = 8,36 мг/л ПДС для Тi ССТ.ПР2 = 0,616х59,85(0,1 – 0,085) /0,2 +0,1 = 3,01 мг/л |
где СФ.СР – средняя фоновая концентрация для каждой группы ЛПВ.
5. Расход воды в реке (при 95% обеспеченности) [3]
|
Q0.95 = VСР x HСР x BСР x 0,95 = 59,85 м3/с |
6. Коэффициент смешения сточных вод с водами водоема [4]
|
= (1-)/[1+( Q0.95 /q) = 0,616, |
7. Коэффициент и другие величины, необходимые для расчета определяются из следующих соотношений [3]
|
= exp (-Ф) = 0,00207, |
где - коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения
|
= G = 0,64, |
где G – коэффициент, учитывающий место сброса (у берегов G=1, на середине реки G=1,5),
коэффициент извилистости реки
= LФ/LПР = 1,8
коэффициент турбулентной диффузии
Е=VСР НСР/200 = 0,009.
|
n = (γ Q0,95 + q)/q = (0,616х59,85 + 0,2)/0,2 = 185,3 |
а) для Рb и Аs
Сm1=CФ.СР. + ССТ.i –CФ.i)/n = 0,033 + [(1,7-0,04)/185+(0,8-0,001)/185] = 0,0463 мг/л
б) для Тi
Сm2=CФ.СР. + ССТ.i –CФ.i)/n = 0,085+(4,8-0,085)/185 = 0,11 мг/л
Сm1< CСР.Д1 ; Сm2 > CСР.Д2
Следовательно, необходима очистка по Тi (группа общесанитарного ЛПВ)
|
Эi = 100 – [100n – (100n – 100) (CФ.i/CДОП.i)]( CСТ.i/СДОП.i)-1 = = 100-[100х185-(100*185-100)(0,085/0,1)](4,8/0,1)-1 = 40,42% |
Вывод:
для вешеств санитарно-токсикологического ЛПВ очистка передсбросом не требуется, т.к. хватает разбавления водами реки;
для вещества общесанитарного ЛПВ необходима очистка перед сбросом со степенью 40,42%
Контрольные вопросы:
Лабораторная работа 2
Тема «Определение количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от подвижных источников загрязнения»
Цель работы: расширение и углубление знаний студентов в плане освоения методов защиты атмосферы от воздействия токсичных загрязняющих веществ, приобретение навыков по определению характеристик выбросов вредных примесей и расчету нормативов для ослабления их влияния на окружающую среду.
Существенной составляющей загрязнения воздушной среды городов, особенно крупных, являются выхлопные газы автотранспорта, которые в ряде столиц мира, административных центрах России и стран СНГ, городах-курортах составляют 60-80 % от общих выбросов. Многие страны, в т.ч. и Рос сия, принимают различные меры по снижению токсичности выбросов путем лучшей очистки бензина, замены его на более чистые источники энергии (газовое топливо, этанол, электричество), снижения содержания свинца в добавках к бензину. Проектируются более экономичные двигатели с более полным сгоранием горючего, создаются в городах зоны с ограниченным движением автомобилей и др. Несмотря на принимаемые меры, из года в год растет число автомобилей и загрязнение воздуха не снижается.
Известно, что автотранспорт выбрасывает в воздушную среду более 200 компонентов, среди которых углеводороды (бензин) CxHу, оксид углерода (СО), оксиды азота (NOX) и оксиды серы (SO2), твердые частицы (сажа – С), альдегиды, свинец, кадмий и канцерогенная группа углеводородов (бенз(а)пирен и бензоантрацен). Основную долю в выбросах автотранспорта занимают продукты неполного сгорания углеводородов моторных топлив: для автомобилей с карбюраторными двигателями основные составляющие компоненты выбросов СО, NOX , SO2 , CxHу ; для автомобилей с дизельными двигателями – С, СО, NOX , SO2 , CxHу Соединения свинца в расчетах по РБ не учитываются, т.к. с 01.03.97 г. в РБ введен запрет на использование этилированных бензинов. При этом наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автотранспортом в воздух на малом ходу, на перекрестках, остановках перед светофорами. Так, на нормальной скорости бензиновый двигатель выбрасывает в атмосферу 0,05 % углеводородов (от общего выброса), а на малом ходу -0,98 %, окиси углерода соответственно - 5,1 % и 13,8 %. Подсчитано, что среднегодовой пробег каждого автомобиля 15 тыс. км. В среднем за это время он обедняет атмосферу на 4350 кг кислорода и «обогащает» ее на 3250 кг углекислого газа, 530 кг окиси углерода, 93 кг углеводородов и 7 кг окислов азота.
Выбросы i-ro загрязняющего вещества (ЗВ) от одного автомобиля К -группы при выезде с территории АТП (M/i,k) и возврате (М// i,k) рассчитывают по формулам (1) и (2) с учетом данных, приведенных в табл. 1 :
|
M/i,k = mnp,i,k*tnр+mL1,i,k*L1+mxx,i,k*txxl, г/день; |
(1) |
|
М// i,k = mL2 i,k *L2++ mXX i,k * txx2, г/ день, |
(2) |
где, mnр i,k - удельный выброс 1-го ЗВ при прогреве двигателя автомобиля К-группы, г/мин;
mL1,i,k - удельный выброс 1-го ЗВ при движении автомобиля К-группы по территории АТП , г/км ;
mXX i,k - удельный выброс 1-го ЗВ при работе двигателя автомобиля К-
группы на холостом ходу, г/мин ;
L1, L2 - средний пробег одного автомобиля по территории ATП npи
выез де (L1) и возврате (L2), км/день ;
tnр - продолжительность (время) прогрева двигателя, мин ;
txx1, txx2 - время работы двигателя автомобиля на холостом ходу, а также
при выезде с территории АТП (txx1) и при возврате (txx2), мин.
Суммарный выброс i-ro ЗВ от одного автомобиля К-группы на террито рии АТП за один рабочий день рассчитывают по формуле (3):
|
Mi,k = М/ i,k + М// i,k , г/день |
(3) |
Валовой выброс по каждому i-му ЗВ рассчитывают раздельно для каж дого периода времени (холодного, переходного, теплого) по формуле (4):
|
Mi,k = αb(М/ i,k + М// i,k ) * Nk * Dр * 10-3 , кг/год |
(4) |
где αb - коэффициент выпуска;
Nк - количество автомобилей К-ой группы;
Dp - количество рабочих дней в расчетном периоде (холодном, теплом, переходном);
Валовой выброс по каждому i-му ЗВ (одноименных веществ) всеми автомобилями АТП за год по периодам года суммируются:
|
Мг = MT + MX + Mn , кг/год |
(5) |
Примечание:
Выбросы теплого периода указаны в числителе;
Выбросы холодного периода указаны в знаменателе;
Выбросы NOX , SO2 переходного периода равны выбросам холодного периода года;
Выбросы СО, С, CxHу переходного периода равны 0,9 от выбросов холодного периода года;
Если на предприятии проводится контроль токсичности отработавших газов, то удельные выбросы снижаются в среднем на 20 %.
Продолжительность работы двигателя на холостом ходу при выезде на линию (возврате) автомобиля (txx1, txx2) составляет 1 мин.
Среднее время работы двигателя при прогреве (tпр) зависит от среднемесячной температуры воздуха.
1. При хранении в помещении tпр = 1 мин.
2. При хранении на открытых стоянках в теплое время года tпр = 1 мин.
3. При хранении на открытых стоянках в переходный период и в отсутствии подогрева двигателя tпр = 2 мин.
4. При хранении на открытых стоянках в холодное время года:
- при наличии средств подогрева tпр = 6 мин.
- при периодическом подогреве двигателя tпр = 12 мин.
- при отсутствии подогрева двигателя tпр = (t воздуха + 10) мин.
Ход работы
1. Студенты разделившись на группы по 3-4 человека, размещаются на определенных участках разных улиц с односторонним движением. В случае двустороннего движения каждая группа располагается на своей стороне. Интенсивность движения автотранспорта определяется методом подсчета автомобилей разных типов 3 раза по 20 минут. Из ряда замеров вычисляют среднее. Запись ведется согласно табл. 1:
Таблица 1
|
Улица, время |
Тип автомобиля |
Число единиц |
|
Легкий грузовой |
||
|
Средний грузовой |
||
|
Тяжелый грузовой (дизельный) |
||
|
Автобус |
||
|
Легковой |
На каждой точке наблюдений производится оценка улицы:
Уклон (определяется визуально или эклиметром).
Скорость ветра (определяется анемометром или по данным гидрометео
службы).
Относительная влажность воздуха (определяется психрометром или по
данным гидрометеослужбы).
5. Наличие защитной полосы из деревьев.
Формула оценки концентрации окиси углерода (КСО)
КСО = (0,5 + 0,01 N KТ ) КА КУ КС КВ КП,
где 0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного
происхождения, мг/м3,
N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автомобилей/час,
KТ - коэффициент токсичночти автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода;
КА – коэффициент, учитывающий аэрацию местности;
КУ – коэффициент, учитывающий изменение загрязненности атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона;
КС - коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра;
КВ – то же, в зависимости от относительной влажности воздуха;
КП – коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений.
Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле
КТ = Рi К Тi ,
где Рi - состав автотранспорта в долях единицы,
К Тi – определяется по табл.2.
Таблица 2
|
Тип автомобиля |
Коэффициент КТ |
|
Легкий грузовой |
2,3 |
|
Средний грузовой |
2,9 |
|
Тяжелый грузовой (дизельный) |
0,2 |
|
Автобус |
3,7 |
|
Легковой |
1,0 |
Значение коэффициента КА, учитывающего аэрацию местности, определяется по табл.3
Таблица 3
|
Тип местности по степени аэрации |
Коэффициент КА |
|
Транспортные тоннели |
2,7 |
|
Транспортные галереи |
1,5 |
|
Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой |
1,0 |
|
Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке |
0,6 |
|
Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи |
0,4 |
|
Пешеходные тоннели |
0,3 |
Значение коэффициента КУ, учитывающего изменение загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяем по табл.4.
Таблица 4
|
Продольный уклон |
Коэффициент КУ |
|
0 |
1,00 |
|
2 |
1,06 |
|
4 |
1,07 |
|
6 |
1,18 |
|
8 |
1,55 |
Коэффициент концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра КС определяется по табл. 5.
Таблица 5
|
Скорость ветра, м/с |
Коэффициент КС |
|
1 |
2,70 |
|
2 |
2,00 |
|
3 |
1,50 |
|
4 |
1,20 |
|
5 |
1,05 |
|
6 |
1,00 |
Значение коэффициента КВ, определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведено в табл.6.
Таблица 6
|
Относительная влажность |
Коэффициент КВ |
|
100 |
1,45 |
|
90 |
1,30 |
|
80 |
1,15 |
|
70 |
1,00 |
|
60 |
0,85 |
|
50 |
0,75 |
Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечений КП приведен в табл.7.
|
Тип пересечения |
Коэффициент Кп |
|
Регулируемое пересечение: |
|
|
- со светофорами обычное |
1,8 |
|
- со светофорами управляемое |
2,1 |
|
- саморегулируемое |
2,0 |
|
Нерегулируемое: |
|
|
- со снижением скорости |
1,9 |
|
- кольцевое |
2,2 |
|
- с обязательной остановкой |
3,0 |
2. Воспользовавшись данными таблиц 8 и 9, рассчитать валовые выбросы загрязняющих веществ (С, СО, NOX , SO2 , CxHу ) от группы автомобилей АТП, хранящихся на открытых стоянках (средства подогрева имеются, контроль токсичности проводится).
Таблица 8
|
№ |
Тип |
Грузо- |
Nk |
αb |
Продолжительность периода года, дни |
||
|
вар-та |
двигателя |
подъем- ность |
теплый |
холодный |
переходный |
||
|
1 |
К |
0,8 |
5 |
0,9 |
150 |
100 |
50 |
|
2 |
Д |
8 |
10 |
0,8 |
140 |
110 |
50 |
|
3 |
К |
2 |
15 |
0,9 |
130 |
120 |
50 |
|
4 |
Д |
3 |
20 |
0,8 |
120 |
130 |
50 |
|
5 |
К |
0,7 |
25 |
0,9 |
110 |
140 |
50 |
|
6 |
Д |
7 |
30 |
0,8 |
100 |
150 |
50 |
|
7 |
К |
1 |
35 |
0,9 |
150 |
100 |
50 |
|
8 |
Д |
4 |
40 |
0,8 |
140 |
110 |
50 |
|
9 |
К |
0,9 |
45 |
0,9 |
130 |
120 |
50 |
|
Продолжение табл. 8 |
|||||||
|
№ |
Тип |
Грузо- |
Nk |
αb |
Продолжительность периода года, дни |
||
|
вар-та |
двигателя |
подъем- ность |
теплый |
холодный |
переходный |
||
|
10 |
Д |
9 |
50 |
0,8 |
120 |
130 |
50 |
|
11 |
К |
1 |
55 |
0,9 |
110 |
140 |
50 |
|
12 |
Д |
5 |
60 |
0,8 |
100 |
150 |
50 |
|
13 |
К |
0,7 |
65 |
0,9 |
150 |
100 |
50 |
|
14 |
Д |
8 |
70 |
0,8 |
140 |
110 |
50 |
|
15 |
К |
2 |
75 |
0,9 |
130 |
120 |
50 |
Таблица 9
Удельные выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) грузовыми автомобилями, хранящимися на открытых площадках при наличии средств подогрева.
|
Грузоподъемность автомобиля, кг |
||||||||
|
До 1000 |
От 1000 до 3000 |
От 3000 до 6000 |
Свыше 6000 |
|||||
|
к |
д |
к |
д |
к |
д |
к |
д |
|
|
При прогреве автомобиля (mпр, г/мин) |
||||||||
|
СО |
4,5 / 6,2 |
1,1 /1,4 |
8,1/14,2 |
1,54/95 |
18,1/26,1 |
2,8/3,6 |
23,4/33,8 |
2,9/5,3 |
|
Сx Нy |
0,4/0,65 |
0,1/0,2 |
1,6/2,4 |
0,2/0,32 |
2,9/5,4 |
0,3/0,54 |
3,3/3 |
0,4/0,7 |
|
NOx |
0,05/0,05 |
0,2/0,3 |
0,1/0,1 |
0,35/0,4 |
0,2/0,2 |
0,62/0,62 |
0,2/0,2 |
1,0/1,0 |
|
SO2 |
0,012 0,013 |
0,024 0,025 |
0,016 0,018 |
0,035 0,039 |
0,029 0,032 |
0,06 0,067 |
0,035 0,039 |
0,1 0,11 |
|
C |
- |
0,01/0,02 |
- |
0,02/0,05 |
- |
0,03/0,12 |
- |
0,04 0,18 |
|
Грузоподъемность автомобиля, кг |
||||||||
|
До 1000 |
От 1000 до 3000 |
От 3000 до 6000 |
Свыше 6000 |
|||||
|
к |
д |
к |
д |
к |
д |
к |
д |
|
|
При холостом ходе (mxx, г/мин) |
||||||||
|
СО |
4,5 |
1,0 |
8,1 |
1,5 |
18,1 |
2,8 |
23,4 |
2,9 |
|
Сx Нy |
0,4 |
0,1 |
1,6 |
0,2 |
2,9 |
0,3 |
3,3 |
0,3 |
|
NOx |
0,05 |
0,3 |
0,1 |
0,45 |
0,2 |
0,62 |
0,2 |
1,0 |
|
SO2 |
0,012 |
0,02 |
0,016 |
0,035 |
0,029 |
0,06 |
0,035 |
0,1 |
|
C |
- |
0,01 |
- |
0,02 |
- |
0,03 |
- |
0,04 |
|
При пробеге автомобиля (mL, г/км) |
||||||||
|
СО |
19,6/24,3 |
2,3/2,6 |
27,6/34,4 |
3,2/3,9 |
47,4/59,3 |
4,3/5,0 |
55,8/68,8 |
5,3/6,2 |
|
Сx Нy |
3,5/4,2 |
0,4/0,5 |
4,9/6,0 |
0,6/0,7 |
8,5/10,3 |
0,7/0,9 |
9,9/11,9 |
0,9/1,1 |
|
NOx |
0,4/0,3 |
2,0/2,2 |
0,6/0,5 |
2,5/2,3 |
1,0/1,8 |
3,0/2,4 |
1,2/0,9 |
3,9/2,3 |
|
SO2 |
0,08/0,1 |
0,19/0,21 |
0,1/0,13 |
0,28/0,35 |
0,18/0,22 |
0,45/0,56 |
0,24/0,28 |
0,68 0,85 |
|
C |
- |
0,2/0,3 |
- |
0,2/0,3 |
- |
0,2/0,3 |
- |
0,2/0,3 |
Пример расчета
1. Магистральная улица города с многоэтажной застройкой с двух сторон, продольный уклон 20 , скорость ветра 4 м/с, относительная влажность воздуха – 70% Расчетная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях – 500 автомашин в час (N). Состав автотранспорта: 10% грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью, 5% с большой грузоподъемностью с дизельными двигателями, 5% автобусов и 70% легковых автомобилей.
2. В АТП 95 автомобилей (Nk) с дизельным двигателем грузоподъемностью 1 т. На протяжении года (теплый период - 120 дней, холодный – 130, переходный – 50) автомобили хранятся на открытой стоянке (средства подогрева имеются, контроль токсичности проводится) Определить выбросы одного загрязняющего ве щества - Сх Ну.
Оформление работы
Цель работы: определение уровня загрязнения воздуха окисью углерода на улице города в зависимости от типа улицы, нагрузки и метеоусловий.
Тип улицы: магистральная улица с многоэтажной застройкой. Продольный уклон 20.
Расчет транспортной нагрузки приведен в табл.8.
Таблица 10
|
Улица, |
Тип |
Число единиц автотранспорта |
||||
|
время |
автомобиля |
1 |
2 |
3 |
Средн. |
Состав, % |
|
ул.Про- |
Легкий грузовой |
52 |
50 |
48 |
50 |
10 |
|
мышлен- |
Средний грузовой |
46 |
54 |
50 |
50 |
10 |
|
ная 20.10.07 |
Тяжелый грузовой (дизельный) |
27 |
23 |
25 |
25 |
5 |
|
12.00 - |
Автобус |
25 |
21 |
29 |
25 |
5 |
|
13.00 |
Легковой |
320 |
350 |
380 |
350 |
70 |
|
Итого: |
500 |
100 |
Определяем средневзвешенный коэффициент токсичности для потока автомобилей по формуле
КТ = Рi К Тi ,
Подставив значения коэффициентов токсичночти и удельных долей разных видов транспорта, получаем
КТ = 0,1 2,3 + 0,1 2,9 + 0,05 0,2 + 0,05 3,7 + 0,7 1 = 1,41
Значение коэффициента КА, учитывающего аэрацию местности, определяется по табл. 3. Для магистральной улицы с многоэтажной застройкой КА = 1.
Значение коэффициента КУ , учитывающего изменения загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяем по табл. 4. При уклоне 20 КУ = 1,06.
Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра Кс определяется по табл.5 При скорости ветра 4 м/с КС = 1,20.
Значение коэффициента КВ, определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха. При влажности 70% КВ = 1,00.
Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечений КП приведены в табл.7. Без пересечения КП = 1.
Подставив значения коэффициентов, оценим уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода:
КСО = (0,5 + 0,01 500 1,4) 1 1,06 1,20 1,00 = 8,96 мг/м3,
ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равна 5 мг/м3.
Вывод: рассчитанный уровень загрязнения превышает ПДК в 1,79 раза.
Выбросы Сх Ну от одного автомобиля при выезде с территории АТП в теплый, переходный и холодный периоды года:
(М/сн)тепл=0,1*2,0+С,4*0;5+0,1*1,0=0,50 г/день ; (М/сн)хол=0,2*6,0+0,5*0,5+0,1*1,0=1,55 г/день;
(М/сн)пер=0,9*(0,2*6,0+0,5*0,5+0,1*1,0)=1,40 г/день.
2. Выбросы СН от одного автомобиля при возврате на территории АТП в
теплый, переходный и холодный периоды года:
(М//сн)тепл=0,4*0,3+0,1*1,0=0,22 г/день;
(М//сн)хол=0,5*0,3+0,1*1,0=0,25 г/день;
(М//сн)пер=0,9*(0,5*0гЗ+0,1*1,0)=0,23 г/день
3. Выбросы СН от одного автомобиля на территории АТП в теплый,
переходный и холодный периоды года:
(Мсн)тепл=0,50+0,22=0,72 г/день;
(Мсн)хол=1,55+0,25=1,8 г/день;
(Мсн)пер =1,40+0,23=1,63 г/день.
4. Валовые выбросы СН от группы автомобилей на территории АТП в теп
лый, переходный и холодный периоды года:
(Мсн)тепл =0,9*0,72*95*120*10 3=7,39 кг/год ;
(Мсн)хол=0,7*1,63*95*50*10-3= 15,56 кг/год ;
(Мсн)пер =0,8* 1,63*95*50*10 3=6,19 кг/год.
Валовые выбросы СН от группы автомобилей на территории АТП за год:
(Мг)=7,39+15,56+6,19=29,14 кг/год.
Контрольные вопросы
Лабораторная работа №3
Тема: «Оценка экологического ущерба»
Цель работы: расширение и углубление знаний студентов в плане освоения теоретических положений экономического ущерба от воздействия негативных факторов (загрязняющих веществ), ознакомление с методиками расчетов по оценке экологического ущерба.
Экологические кризисы порождают целый комплекс негативных последствий. Среди них можно выделить: экологические, социальные, экономические, политические.
Под экологическим ущербом понимается изменение полезности окружающей среды вследствие ее загрязнения.
Экономическая оценка ущерба от загрязнения окружающей среды предполагает денежную оценку негативных последствий чрезвычайных ситуаций: ухудшения здоровья человека, изменения возможностей развития и воспитания личности из-за изменения привычного ландшафта и природы; хозяйственных убытков от ускорения коррозии металла, снижения продуктивности сельскохозяйственных угодий, гибели рыбы в водоемах и т.д.
Она оценивается как затраты общества, связанные с изменением окружающей среды. Складывается из следующих затрат:
3.1. Расчет платы за выбросы в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных источников.
Ставка платы за выброс в атмосферу 1 тонны загрязняющего вещества в пределах допустимых нормативов выбросов определяется по формуле
|
Сн атм = 0,0396/ПДКсс |
(1) |
При отсутствии ПДКСС принять:
ПДКСС=ОБУВ=0,1 ПДКм.р.,
где 0,0396 – цена 1 тонны загрязняющего вещества в рублях, ПДКСС которого 1 мг/м3;
ПДКСС – предельно допустимая среднесуточная концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест, мг/м3;
ОБУВ – ориентировочный безопасный уровень воздействия загрязняющего вещества в атмосферном воздухе, мг/м3;
ПДКмр – предельно допустимая максимальная разовая концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест, мг/м3.
В случае, если нормативы ПДКСС,ОБУВ, ПДКм.р не разработаны и нет аналогов этому веществу, ставку платы за выброс в атмосферу 1 тонны загрязняющего вещества в пределах допустимых нормативов выбросов принять равной 39,6 рублей.
Ставка платы за выброс 1 тонны загрязняющего вещества в пределах установленных лимитов (временно согласованных нормативов) определяется по формуле
|
Сл атм = Сн атм X 5, руб. |
(2) |
Плата за выбросы загрязняющих веществ в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы выбросов, определяется по формуле при Мiатм Мнiатм
|
Пнатм = Снi атм x Мiатм , руб. |
(3) |
где i – вид загрязняющего вещества (i = 1, 2, … N);
Пнатм – плата за выбросы загрязняющего вещества в размерах, не превышающих предельно допустимые нормативы выбросов (руб.);
Снi атм – ставка платы за выброс 1 тонны i – загрязняющего вещества в пределах допустимых нормативов выбросов (руб.);
Мiатм – фактический выброс i – загрязняющего вещества (т);
Мнi – предельно допустимый выброс i – загрязняющего вещества (т).
Платы за выбросы загрязняющего вещества в пределах установленных лимитов определяется по формуле при Мнiатм <Мiатм Млiатм
|
Платм = Слi атм x (Мiатм - Мнi) , руб. |
(4) |
где i – вид загрязняющего вещества (i = 1, 2, … N);
Платм – плата за выбросы загрязняющих веществ в пределах установленных лимитов (руб.);
Слi атм – ставка платы за выброс 1 тонны i – загрязняющего вещества в пределах установленного лимита (руб.);
Мiатм – фактический выброс i – загрязняющего вещества (т);
Млi –выброс i –загрязняющего вещества в пределах установленного лимита (т).
Плата за сверхлимитный выброс загрязняющих веществ определяется по формуле при Мi атм <Млiатм
|
Пслатм = 5xСлi атм x (Мiатм - Млi атм) , руб. |
(5) |
где i – вид загрязняющего вещества (i = 1, 2, … N);
Пслатм – плата за сверхлимитный выброс загрязняющих веществ (руб.);
Общая плата за загрязнение атмосферного воздуха стационарными источниками (Патм ) определяется по формуле
|
Патм = (Пнатм + Платм + Пслатм) – Затм , руб. |
(6) |
где Затм – затраты по снижению выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных источников (руб.).
3.2. Расчет платы за сброс загрязняющих веществ в поверхностные
и подземные воды
Ставка платы за сброс 1 тонны загрязняющего вещества в пределах допустимых нормативов сбросов определяется по формуле
|
Сн вод = 2,528/ПДК , руб. |
(1) |
где 2,528 – цена 1 тонны загрязняющего вещества в рублях, при ПДК = 1 мг/л;
ПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема рыбохозяйственного назначения, мг/л.
Ставка платы за сброс в пределах допустимых нормативов 1 тонны загрязняющего вещества, для которого норматив ПДК отсутствует или не разработан, устанавливается равной 252,8 руб.
Плата за сбросы загрязняющих веществ в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы сбросов, определяется по формуле при Мiвод Мнiвод
|
Пнатм = Снi вод x Мiвод , руб. |
(3) |
где i – вид загрязняющего вещества (i = 1, 2, … N);
Пнвод – плата за сбросы загрязняющего вещества в размерах, не превышающих предельно допустимые нормативы выбросов (руб.);
Снi вод – ставка платы за сброс 1 тонны i – загрязняющего вещества в пределах допустимых нормативов сбросов (руб.);
Мiвод – фактический сброс i – загрязняющего вещества (т);
Мнi – предельно допустимый сброс i – загрязняющего вещества (т).
Платы за сбросы загрязняющего вещества в размерах, не превышающих массу сбросов в контрольном 1995 году, определяется по формуле
при Мнiвод <Мiвод Млiвод
|
П95вод = 5 x Снi вод x (М95iвод - Мiвод) , руб. |
(4) |
где i – вид загрязняющего вещества (i = 1, 2, … N);
П95вод – плата за сбросы загрязняющих веществ в пределах установленных лимитов (руб.);
Слi вод – ставка платы за выброс 1 тонны i – загрязняющего вещества в пределах установленного лимита (руб.);
Мiвод – фактический выброс i – загрязняющего вещества (т);
М95iвод –сброс i –загрязняющего вещества в пределах массы сбросов в контрольном 1995 году (т).
Плата за сброс загрязняющих веществ, превышающих массу сбросов в контрольном 1995 году, определяется по формуле при Мi вод <М95iвод
|
Пс95вод = 25xСнi вод x (Мiвод - М95i вод) , руб. |
(5) |
где i – вид загрязняющего вещества (i = 1, 2, … N);
Пс95вод – плата за превышение массы сброса загрязняющих веществ в контрольном 1995 году (руб.);
Общая плата за загрязнение поверхностных и подземных водных водныч объектов определяется по формуле
|
Пвод = (Пнвод + Плвод + Пслвод) – Звод , руб. |
(6) |
где Пвод – общая плата за загрязнение поверхностных и подземных водных объектов (руб);
Звод – затраты на охрану и рациональное использование водных ресурсов (руб.).
Задание
Варианты задания
Таблица 3.1.
Фактические выбросы веществ в атмосферу в тоннах
|
№ вар-та |
М1 |
М2 |
М3 |
М4 |
М5 |
М6 |
М7 |
Затм |
|
1 |
100 |
150 |
200 |
400 |
350 |
800 |
500 |
100 |
|
2 |
300 |
500 |
650 |
250 |
300 |
750 |
100 |
200 |
|
3 |
200 |
480 |
520 |
360 |
470 |
150 |
590 |
300 |
|
4 |
400 |
200 |
500 |
80 |
600 |
850 |
670 |
400 |
|
5 |
420 |
510 |
740 |
160 |
240 |
310 |
140 |
500 |
|
6 |
400 |
650 |
140 |
150 |
130 |
140 |
550 |
600 |
|
7 |
200 |
740 |
150 |
640 |
320 |
850 |
600 |
750 |
|
8 |
100 |
840 |
960 |
370 |
250 |
360 |
240 |
120 |
|
9 |
860 |
470 |
120 |
350 |
380 |
180 |
240 |
780 |
|
10 |
420 |
450 |
800 |
600 |
700 |
150 |
200 |
450 |
Таблица 3.2.
Предельно допустимые выбросы веществ в атмосферу в тоннах
|
№ вар-та |
Мн1 |
Мн2 |
Мн3 |
Мн4 |
Мн5 |
Мн6 |
Мн7 |
|
1 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
2 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
3 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
4 |
600 |
450 |
750 |
100 |
250 |
300 |
450 |
|
5 |
600 |
450 |
750 |
100 |
250 |
300 |
450 |
|
6 |
600 |
450 |
750 |
100 |
250 |
300 |
450 |
|
7 |
600 |
450 |
750 |
100 |
250 |
300 |
450 |
|
8 |
800 |
400 |
500 |
600 |
150 |
200 |
300 |
|
9 |
800 |
400 |
500 |
600 |
150 |
200 |
300 |
|
10 |
800 |
400 |
500 |
600 |
150 |
200 |
300 |
Таблица 3.3.
Лимиты выброса загрязняющих веществ в атмосферу в тоннах
|
№ вар-та |
Мл1 |
Мл2 |
Мл3 |
Мл4 |
Мл5 |
Мл6 |
Мл7 |
|
1 |
500 |
600 |
700 |
600 |
850 |
350 |
350 |
|
2 |
500 |
600 |
700 |
700 |
850 |
450 |
460 |
|
3 |
500 |
600 |
700 |
800 |
850 |
650 |
360 |
|
4 |
620 |
450 |
700 |
480 |
450 |
350 |
800 |
|
5 |
720 |
450 |
700 |
480 |
450 |
450 |
700 |
|
6 |
820 |
450 |
700 |
480 |
350 |
650 |
800 |
|
7 |
620 |
450 |
700 |
480 |
850 |
250 |
700 |
|
8 |
450 |
680 |
700 |
850 |
840 |
750 |
800 |
|
9 |
450 |
680 |
700 |
950 |
860 |
500 |
700 |
|
10 |
450 |
680 |
700 |
650 |
850 |
600 |
400 |
Таблица 3.4.
Загрязняющие вещества
|
№ |
Вещества |
||||||
|
вар-та |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
1 |
19 |
2 |
11 |
3 |
13 |
9 |
|
2 |
2 |
18 |
3 |
12 |
4 |
14 |
8 |
|
3 |
3 |
17 |
4 |
13 |
5 |
15 |
7 |
|
4 |
4 |
16 |
5 |
14 |
6 |
16 |
6 |
|
5 |
5 |
15 |
6 |
15 |
7 |
17 |
5 |
|
6 |
6 |
14 |
7 |
16 |
8 |
18 |
4 |
|
7 |
7 |
13 |
8 |
17 |
9 |
19 |
3 |
|
8 |
8 |
12 |
9 |
18 |
10 |
13 |
2 |
|
9 |
9 |
11 |
10 |
19 |
11 |
2 |
1 |
|
10 |
10 |
9 |
8 |
7 |
19 |
12 |
11 |
Таблица 3.5.
ОБУВ, ПДКСС и ПДКмр загрязняющих веществ
|
№ вещ-ва |
Вещество |
ОБУВ, мг/м3 |
ПДКмр, мг/м3 |
ПДКСС мг/м3 |
|
1 |
Водород пероксид |
0,02 |
- |
- |
|
2 |
Метан |
50,0 |
- |
- |
|
3 |
Смесь углеводородов пре-дельных С1-С5 |
50,0 |
- |
- |
|
4 |
Смесь углеводородов пре-дельных С6-С10 |
30,0 |
- |
- |
|
5 |
Азотная кислота |
- |
- |
0,15 |
|
6 |
Азот (II) оксид |
- |
0,4 |
- |
|
7 |
Азот (IV) оксид |
- |
0,085 |
- |
|
8 |
Аммиак |
- |
0,2 |
- |
|
9 |
Бензин |
- |
- |
1,5 |
|
10 |
Бутан |
- |
200,0 |
- |
|
11 |
Метанол |
- |
- |
0,5 |
|
12 |
Озон |
- |
- |
0,03 |
|
13 |
Сероводород |
- |
0,008 |
- |
|
14 |
Углерода оксид |
- |
5,0 |
- |
|
15 |
Хлор |
- |
- |
0,03 |
|
16 |
Хлорэтилен |
- |
- |
- |
|
17 |
Хром (IV) оксид |
- |
- |
- |
|
18 |
Этиламин |
- |
- |
- |
|
19 |
Этоксиэтилакрилат |
- |
- |
- |
Варианты задания
Таблица 3.6.
Фактические сбросы веществ в водные объекты в тоннах
|
№ вар-та |
М1 |
М2 |
М3 |
М4 |
М5 |
М6 |
М7 |
Затм |
|
1 |
100 |
150 |
200 |
400 |
350 |
800 |
500 |
100 |
|
2 |
300 |
500 |
650 |
250 |
300 |
750 |
100 |
200 |
|
3 |
200 |
480 |
520 |
360 |
470 |
150 |
590 |
300 |
|
4 |
400 |
200 |
500 |
80 |
600 |
850 |
670 |
400 |
|
5 |
420 |
510 |
740 |
160 |
240 |
310 |
140 |
500 |
|
6 |
400 |
650 |
140 |
150 |
130 |
140 |
550 |
600 |
|
7 |
200 |
740 |
150 |
640 |
320 |
850 |
600 |
750 |
|
8 |
100 |
840 |
960 |
370 |
250 |
360 |
240 |
120 |
|
9 |
860 |
470 |
120 |
350 |
380 |
180 |
240 |
780 |
|
10 |
420 |
450 |
800 |
600 |
700 |
150 |
200 |
450 |
Таблица 3.7.
Предельно допустимые сбросы веществ в водные объекты в тоннах
|
№ вар-та |
Мн1 |
Мн2 |
Мн3 |
Мн4 |
Мн5 |
Мн6 |
Мн7 |
|
1 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
2 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
3 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
4 |
600 |
450 |
750 |
100 |
250 |
300 |
450 |
|
5 |
600 |
450 |
750 |
100 |
250 |
300 |
450 |
|
6 |
600 |
450 |
750 |
100 |
250 |
300 |
450 |
|
7 |
600 |
450 |
750 |
100 |
250 |
300 |
450 |
|
8 |
800 |
400 |
500 |
600 |
150 |
200 |
300 |
|
9 |
800 |
400 |
500 |
600 |
150 |
200 |
300 |
|
10 |
800 |
400 |
500 |
600 |
150 |
200 |
300 |
Таблица 3.8.
Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты в тоннах в контрольном 1995
|
№ вар-та |
М951 |
М952 |
М953 |
М954 |
М955 |
М956 |
М957 |
|
1 |
510 |
620 |
710 |
610 |
630 |
710 |
810 |
|
2 |
530 |
660 |
720 |
540 |
650 |
720 |
830 |
|
3 |
540 |
630 |
730 |
420 |
850 |
730 |
850 |
|
4 |
610 |
480 |
740 |
480 |
300 |
520 |
600 |
|
5 |
620 |
460 |
760 |
470 |
460 |
540 |
650 |
|
6 |
630 |
450 |
770 |
460 |
340 |
530 |
700 |
|
7 |
630 |
460 |
790 |
450 |
310 |
530 |
750 |
|
8 |
850 |
470 |
780 |
610 |
190 |
250 |
320 |
|
9 |
840 |
580 |
560 |
850 |
560 |
350 |
330 |
|
10 |
830 |
680 |
580 |
650 |
360 |
460 |
340 |
Таблица 3.4.
Загрязняющие вещества
|
№ |
Вещества |
||||||
|
вар-та |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
1 |
19 |
2 |
11 |
3 |
13 |
9 |
|
2 |
2 |
18 |
3 |
12 |
4 |
14 |
8 |
|
3 |
3 |
17 |
4 |
13 |
5 |
15 |
7 |
|
4 |
4 |
16 |
5 |
14 |
6 |
16 |
6 |
|
5 |
5 |
15 |
6 |
15 |
7 |
17 |
5 |
|
6 |
6 |
14 |
7 |
16 |
8 |
18 |
4 |
|
7 |
7 |
13 |
8 |
17 |
9 |
19 |
3 |
|
8 |
8 |
12 |
9 |
18 |
10 |
13 |
2 |
|
9 |
9 |
11 |
10 |
19 |
11 |
2 |
1 |
|
10 |
10 |
9 |
8 |
7 |
19 |
12 |
11 |
Таблица 3.5.
ПДК загрязняющих веществ в водных объектах
|
№ вещ-ва |
Вещество |
ПДК, мг/л |
|
1 |
Бензол |
0,5 |
|
2 |
Дихлорметан |
7,5 |
|
3 |
Диэтилен |
2,0 |
|
4 |
Изоприлбензол |
0,1 |
|
5 |
Керосин технический |
0,01 |
|
6 |
Метанол |
3,0 |
|
7 |
Мышьяк |
0,05 |
|
8 |
Нефть многосернистая |
0,1 |
|
9 |
Бензин |
0,1 |
|
10 |
Нефть прочая |
0,3 |
|
11 |
Свинец |
0,03 |
|
12 |
Серебро |
0,05 |
|
13 |
Толуол |
0,5 |
|
14 |
Титан |
0,1 |
|
15 |
Трихлорметан |
0,06 |
|
16 |
Фенол |
0,001 |
|
17 |
Хлор |
- |
|
18 |
Тетраэтилсвинец |
- |
|
19 |
Цианид |
- |
Контрольные вопросы:
|
|
Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб.пособие для студентов вузов. –М.:Владос, 2001 |
|
|
Миркин Б.М., Наумова А.Г. Экология: Учеб. пособие. – Уфа, Изд-во «Восточный университет», 2001 |
|
|
Экологический кодекс Республики Башкортостан. – Уфа, 1998 |
|
|
Исмагилов М.И., Ишмаков В.Р. Автомобиль и экология. – Уфа: УГНТУ, 2000 |
|
|
Шахов Ф.А., Хлебгикова Т.Д. «Природа и экология Башкортостана»: Учеб.пособие. – Уфа: УГНТУ, 2004 |
|
|
Макаров Е.Я. Расчет примесей вредных веществ в атмосферу: Учеб.пособие. – Томск: ТПУ, 1996 |
|
|
Киреев И.Р., Япаев Р.Ш. Оценка экологического ущерба: Учеб.пособие. – Уфа: УГНТУ, 2004 |
|
|
Порядок определения платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую среду и размещение отходов, другие виды вредного воздействия.- М. - 1994 |
|
|
Методика определения размеров ущерба от загрязнения атмосферы химическими веществами. – М. - 2003 |
|
|
Базовые нормативы платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую среду и размещение отходов. - М. – 1994. |