Файл: Задача 1 Расчет приземной концентрации загр вещества Загр вво.docx
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 19
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
12. Суханов
Задача 1 Расчет приземной концентрации загр. вещества
| Загр. в-во | F | СВЫБР, мг/м3 | V1, м3/ч | D, м | H, м | ΔT, °С | ПДКМР мг/м3 | Коэф ф.А | u, м/с | x,км |
| SO2 | 1 | 2700 | 86 000 | 1,2 | 120 | 70 | 0,5 | 180 | 2,8 | 0,9 |
Для расчета величину Дt принять равной: 20°С
1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из источника, которое достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм (м) от источника, определяют по формуле
См = (А ·М ·F· m· n· ) / (Н2 * 3 V1t) + Сф
где А = 180 (т.к. координаты Воронежа 51о 40' с. Ш.) - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;
F=3 - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;
m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;
H (м) - высота источника выброса над уровнем земли;
- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае слабопересеченной местности = 1;
t = 20 (0С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси tг и температурой окружающего атмосферного воздуха tв;
V1 (м3/c) - расход газовоздушной смеси.
2. Объем газовоздушной смеси V1, выбрасываемой в единицу времени (м3/с), вычисляют по формуле:
Vi = ·D2 ·w0/4=3.14*0.52*6.5/4=1.28 [м3/с]
где D - диаметр устья источника выброса, м;
w0 - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из источника выброса, м/с.
3. Масса вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени М, г/с определяют по формуле:
М = С· Vi ·10-3=80.5*1.28 *10-3=0.1 [г/с]
4. Значения коэффициентов m и n определяют в зависимости от параметров f; Vм; Vм и fе:
f=1000·w02 ·D/ (H2t) = 21125/720=29.34
Vм =1,3·w0·D/H = 1.3*6.5*0.5/6=0.7
Vм =0,65 3Vit/H=1.05, fе = 800· (Vм) 3 = 800*0.343=274.4
Коэффициент m определяют в зависимости от f по формуле:
при f ? 100,m=1/ (0,67+0,1 f+0,34 3 f) =1/2,262=0.44
Коэффициент n определяется, в зависимости от параметра Vм по формуле:
при 0,5?Vм< 2,n = 0,532· Vм2 - 2,13· Vм +3,13=0.26-1.49+3.13=1.9
5. При f ? 100 и Vм? 0,5 (холодные выбросы) максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) рассчитывают по формуле:
где К = D/8·V i= 1/ (7,1w0Vi) =1/7.1*2.88=0.049
Cм= ( (180*0.1*3*1.9*1) / (6*1.82)) *0.049=0.46
6. Расстояние Хм (м) от источника, на котором при неблагоприятных метеорологических условиях достигается максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См, (мг/м3), определяют по формуле:
Хм = (5 - F) ·d ·H/4 = (5-3) *7,98*6/4=23,94 м
где безразмерный коэффициент d при f ?100 находится по формулам:
d = 11,4· Vм при 0,5
d=11,4*0,7 =7,98
7. Значение опасной скорости ветра Uм (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ, определяют в зависимости от параметра fе.
При f ? 100
Uм = Vм=0,7 м/с при 0,5
8. После выполнения расчетов проверяется следующее условие:
(См + Сф) / ПДКм. р. = 0,3 1
где Сф - фоновая концентрация вредного вещества (мг/м3), из которой исключен вклад рассматриваемого предприятия, Сф = 0,3 ПДКм. р. = 0,3*100 = 30;
ПДКм. р. = 100 - предельно допустимая максимально разовая концентрация (мг/м3), определенная из справочных данных.
(0.46+30) /100=0.3?1
Вывод: в результате расчетов установили, что значение максимальной приземной концентрации "Фреон ХФУ-12" меньше предельно допустимой максимально разовой концентрации при данных условиях, что удовлетворяет экологическим требованиям.
Задача 2 Расчет индекса загрязнения атмосферы и компл. показателя
| Загр. в-во | SO2 | NO2 | Вз. в-ва | H2S | Железа оксиды | СаСО3 | СО |
| Qr, мг/м3 | 0,05 | 0,06 | 0,17 | 0,007 | 0,07 | 0,18 | 4,0 |
Рассчитаем значения ИЗА для отдельных загрязняющих веществ:
SO2: ISO2 = (0,13/0,05)1,0=2,61,0=2,6
NO2: INO2 = (0,11/0,04)1,3=2,751,3=3,73
H2S: IH2S = (0,009/0,008)1,3=1,1251,3=1,165
NH3: INH3 = (0,055/0,04)0.85=1,3750.85=1,31
CaCO3: ICaCO3 = (0,37/0,15)1,0=2,471,0=2,47
CO: ICO = (0,25/3,0) 0.85=0,0830.85=0,12
По пяти наибольшим значениям найдем величину комплексного ИЗА – I(5):
I(5)=3,73+2,6+2,47+1,165+1,31=11,3
Поскольку величина 7< I(5)=11,3 < 13, уровень загрязнения воздуха – высокий.
Рассчитаем кратность превышения ПДКг для анализируемых веществ:
Кj = Qг / ПДКг
SO2: К1 = 0,13/0,05=2,6
NO2: К2 = 0,11/0,04=2,75
H2S: К3 = 0,009/0,008=1,125
NH3: К4 = 0,055/0,04=1,375
CaCO3: К5 = 0,37/0,15=2,47
CO: К6 = 0,25/3,0=0,083
Приведем эти значения к нормированным показателям III класса опасности
SO2: Кприв,3= К1 = 2,6 (вещество 3 класса опасности)
NO2: Кприв,2= К21,3=2,751,3=3,73 (вещество 2 класса опасности, К2<5)
H2S: Кприв,2= К31,3=1,1251,3=1,17 (вещество 2 класса опасности, К3<5)
NH3: Кприв,4= К40,87=1,3750,87=1,32 (вещество 4 класса опасности,
К4<11)
CaCO3: Кприв,3= К5=2,47 (вещество 3 класса опасности)
CO: Кприв,4= К60,87=0,0830,87=0,11 (вещество 4 класса опасности, К6<11)
Комплексный показатель загрязненности атмосферного воздуха
Р=2,62+3,732+1,172+1,322+2,472+0,112=5,47
Для 6 веществ (Р<32) ситуацию следует отнести к относительно удовлетворительной.
Вывод: по величине комплексного индекса загрязнения атмосферы уровень загрязнения воздуха относится к высокому (I(5)=11,3)
Задача 3. Расчет материального баланса
Определите суммарное количество О2, расходуемого на сжигание 250 т мазута с элементным составом, %: С – 89; Н – 11; О – 0,5; N –0,5. Рассчитайте площадь древостоя осины с элементным составом древесины, %: С – 50,2; Н – 6,5; О – 42,5 при плотности 400 кг/ м3 и текущем годовом приросте 7,9 м3/га, способного выделить такое количество кислорода за два года.
Расчет суммарного количества О2, расходуемого на сжигание мазута:
Расчет коэффициента уравнения фотосинтеза для древостоев:
Масса органического вещества, которая должна быть создана для компенсации количества О2, пошедшего на горение топлива
газообразный древостой аэрозоль углекислый
Для дальнейшего анализа необходимо пересчитать величину абсолютно сухой массы вещества древесины в объем:
На основе величины V и среднего годового прироста древесины на одном гектаре леса рассчитывается необходимая площадь лесов:
Задача 4. Расчет платы за загрязнение и размещение отходов
| Масса ЗВ, т/г | Выбросы ЗВ в атмосферу | Размещение твердых отходов, т/год | ||||
| SО2 | NО2 | Взв. в-ва | Vкл (ПРОЧ.) | II | III | |
| mнд | 7,3 | 6,7 | 2,8 | | | |
| mвр (mл) | | 8,1 | 3,6 | 5,4 | | 0,8 |
| mгод(ФАКТ) | 8,9 | 7,4 | 4,1 | 4,3 | | 0,9 |
Определим значения МНД,i, МВР,i и МСР,i для загрязняющих веществ:
Для диоксида серы лимит на выброс не установлен mГОД, i > mНД,i.
Следовательно,
МНД,i = mНД,i = 7,6 т;
МСР,i = mГОД,i – mНД,i = 8,2 – 7,6 = 0,6 т;
МВР,i = 0.
Для диоксида азота mНД,i < mГОД, i < mВР,i. Следовательно,
МНД,i = mНД,i = 2,2 т;
МВР,i = mГОД, i – mНД,i = 2,6 – 2,2 = 0,4 т;
МСР,i = 0
Для золы mГОД, i > mВР,i > mНД,i . Следовательно,
МНД,i = mНД,i = 3,7 т;
МВР,i = mВР,i, – mНД,i = 4,0 – 3,7 = 0,3 т;
МСР,i = mГОД, i – mВР,i,= 4,4 – 4,0 = 0,4 т.
Плату в пределах нормативов допустимых выбросов находим по по ур.(1.1):
ПНД = (46,4·7,6 + 138,8·2,2 + 93,5·3,7)∙1∙1,08 =
= (352,64 + 305,36 + 345,95)∙1,08 = 1 084,27 руб.
Плату за выбросы в пределах временно разрешенных лимитов на выбро- сы, превышающих нормативы допустимых выбросов находим по ур.(1.2):
ПВР = (46,4∙0 + 138,8∙0,4 + 93,5∙0,3)∙25∙1,08 == (0 + 55,52 + 28,05)∙25∙1,08 = 2 256,39 руб.
Плата за количество выбросов и сбросов загрязняющих веществ, превы- шающее временно согласованный норматив, находим по ур.(1.3):
ППР = (46,4∙0,6 + 138,8∙0 + 93,5∙0,4)∙100∙1,08 = (27,84 + 0 + 37,4)∙100∙1,08 = 7 045,92 руб.
Общая сумма платы за выбросы ЗВ в атмосферу по ур.(1.1) составит:
П = (ПНД + ПВР + ППР)∙КОТ = (1 084,27 + 2 256,39 + 7 045,92)·1= 10 386,58 руб.
В бюджет субъекта Российской Федерации зачисляется 40 % от суммы, т.е.
10 386,58*40% = 4 154,63 руб.;
В бюджет городского округа зачисляется 60 % от суммы, т
. Следовательно,
МНД,i = mНД,i = 3,7 т;
МВР,i = mВР,i, – mНД,i = 4,0 – 3,7 = 0,3 т;
МСР,i = mГОД, i – mВР,i,= 4,4 – 4,0 = 0,4 т.
Плату в пределах нормативов допустимых выбросов находим по по ур.(1.1):
ПНД = (46,4·7,6 + 138,8·2,2 + 93,5·3,7)∙1∙1,08 =
= (352,64 + 305,36 + 345,95)∙1,08 = 1 084,27 руб.
Плату за выбросы в пределах временно разрешенных лимитов на выбро- сы, превышающих нормативы допустимых выбросов находим по ур.(1.2):
ПВР = (46,4∙0 + 138,8∙0,4 + 93,5∙0,3)∙25∙1,08 =
= (0 + 55,52 + 28,05)∙25∙1,08 = 2 256,39 руб.
Плата за количество выбросов и сбросов загрязняющих веществ, превы- шающее временно согласованный норматив, находим по ур.(1.3):
ППР = (46,4∙0,6 + 138,8∙0 + 93,5∙0,4)∙100∙1,08 = (27,84 + 0 + 37,4)∙100∙1,08 = 7 045,92 руб.
Общая сумма платы за выбросы ЗВ в атмосферу по ур.(1.1) составит:
П = (ПНД + ПВР + ППР)∙КОТ = (1 084,27 + 2 256,39 + 7 045,92)·1= 10 386,58 руб.
В бюджет субъекта Российской Федерации зачисляется 40 % от суммы, т.е.
10 386,58*40% = 4 154,63 руб.;
В бюджет городского округа зачисляется 60 % от суммы, т
Задача 5 Рассчитать ущерб почвам УЩзагр и УЩотх на территории Челябинской области
| Категория землепользования: земли водоохранных зон | МПС. см | Площадь, м2 | Глубина загр, см | Содержание загрязняющих веществ Xi, мг/кг | Масса отходов, т | |||||||||||||
| Cd | Cu | As | Ni | Pb | Zn | V | Sb | Cr6+ | Hg | Класс опасности отходов | ||||||||
| Тип почв: почвы кислые | II | III | IV | V | ||||||||||||||
| 44 | 140 | 25 | 1,2 | | | 58 | | | | 5,5 | | | | 1,1 | | 4 | ||
Исчисление размера вреда осуществляется по формуле (3.2). Рассчитаем соотношение фактического содержания загрязняющего вещества (нефти) в почве к нормативу качества окружающей среды для почв: С = 4086,5/1000 = 4,0865, что позволит установить степень загрязнения - СЗ = 1,5. Коэффициент К, = 1,0 (с учетом глубины загрязнения 20 см). По табл. 3.3 Кисх = 1,5 (земли лесного фонда). Такса для исчисления размера вреда, причиненного почвам как объекту окружающей среды, при загрязнении и порче почв по табл. 3.4 составит Тх = 500 руб/м2 (таежная зона).
Размер вреда, причиненного почве, составит:
УЩ.И,Р = 1,5 • 1414 • 1,0 • 1,5 • 500 = 1 590 750 руб.
Вывод: Размер вреда, причиненного почве от разлива нефти, составляет 1 590 750 руб.
6. Вопросы по теории
-
Какие периоды в развитии экологии можно выделить?
Первый период - период древних цивилизаций, период накопления эмпирических знаний о природе и зарождения основ экологических знаний.
Второй период - эпоха Возрождения. В этот период произошли великие географические открытия и началось изучение влияния природных факторов на живые организмы наряду со систематизацией накопленного материала. Тогда же зародились основы научной систематики растений и животных.
Третий период - появление науки экологии, предпосылкой чему послужила эволюционная теория Ч. Дарвина. В теории Дарвина говорилось о том, что каждый организм зависит не только от физических условий местообитания, но и от всех других живых организмов, окружающих его. Приспособленность организма ко всем этим факторам определяет его дальнейшее существование. Таким образом, возникла необходимость выделения новой науки, науки, изучающей взаимоотношения живых организмов друг с другом и с окружающей средой, - экологии.
Четвертый период - формирование учения В. И. Вернадского и появление в экологии системной концепции. В работах Вернадского рассматривались не только свойства живых организмов и воздействие на них неживой природы. Этот естествоиспытатель и мыслитель показал влияние живых организмов на неживую природу и раскрыл ведущую роль живых организмов в аккумуляции и трансформации солнечной энергии. Таким образом, труды Вернадского сыграли важную роль в рассмотрении всех природных процессов как единой системы (в появлении системной концепции). В 1935 г. А. Тэнсли ввел термин «экосистема», под которым понимаются целостные функциональные природные системы надорганизменного уровня, и указал на невозможность отделения организмов от окружающей среды.
Пятый период - период современный. Для экологии современного периода характерна биоцентричность: человек рассматривается сегодня как продукт эволюции биосферы, а его развитие - как процесс, параллельный развитию остальных организмов и подчиняющийся законам природы. Современная экология - это уже наука не только о природных экосистемах, но и об экосистемах, созданных человеком. К задачам современной экологии помимо изучения законов функционирования экосистем относится и поиск оптимальных форм взаимодействия природы и человеческого сообщества.
-
Различия между первичной и вторичной сукцессией?
Главное различие между Первичной и Вторичной экологической сукцессией состоит в том, что Первичная сукцессия является процессом, при котором растения и животные впервые заселяют бесплодную среду обитания, тогда как Вторичная сукцессия является процессом, при котором растения и животные заселяют бесплодную среду обитания после серьезных потрясений — таких как разрушительное наводнение, лесной пожар, оползень, поток лавы или деятельность человека.
-
Закон снижения энергетической эффективности природопользования.
Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов: все природные ресурсы (и естественные условия) Земли конечны. Эта конечность возникает прежде всего в результате деятельности человека, который делает среду обитания непригодной для сложившегося хозяйства и жизни самого человека.
Ограниченность природных ресурсов в условиях развития человечества влияет на производительные силы в обществе и тем самым на социальные отношения. Поэтому важным для природопользования является закон соответствия между развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом общественного развития.
Правило интегрального ресурса: конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу, а совместно они изменяют эксплуатируемый экологический компонент или всю экосистему в целом. Конкурентное использование ресурсов затрагивает все стороны природных систем. В настоящее время эта «нездоровая» конкуренция носит локально-экономический характер. Мирового рынка природных ресурсов («экологического» рынка) пока нет, что в условиях глобальности воздействий человечества на природу нельзя считать нормальным.
Закон падения природно-ресурсного потенциала: природные ресурсы делаются все менее доступными и требуют увеличения труда и энергии на их извлечение, транспортировку, воспроизводство (в рамках одной общественно-экономической формации, способа производства и одного типа технологий). Однако в момент приближения природно-ресурсного потенциала к общественно неприемлемому произойдут смена технологии и формирование новой общественно-экономической формации.
Закон снижения энергетической эффективности природопользования: с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу затрачивается все больше энергии, а энергетические расходы на жизнь одного человека все время возрастают.
Расход энергии (в ккал за сутки) на одного человека в каменном веке был порядка 4 тыс., в аграрном обществе — 12 тыс., в индустриальную эпоху — 70 тыс., в передовых развитых странах в настоящее время 230—250 тыс. Эти данные подтверждают действие закона.
Закон имеет важное практическое следствие: рост энергетических затрат не может продолжаться бесконечно. Это означает, что можно рассчитать вероятностный момент перехода на новые технологии промышленного и сельскохозяйственного производства, избежав тем самым термодинамического (теплового) кризиса и ослабив ход современного экологического кризиса. Однако этот кризис явно усиливается за счет попыток коренных преобразований систем природы с помощью технических устройств.