Расчет уровня загрязнения атмосферного воздуха

ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ

Практическая работа № 1

Расчет уровня загрязнения атмосферного воздуха

Точечными источниками выбросов.

 

В ходе выполнения настоящей работы студенты приобретают навыки расчета уровня загрязнения атмосферного воздуха выбросами точечного источника (в основном из труб промышленных предприятий). Необходимые для проведения расчетов данные об источниках загрязнения приведены в таблицах.

 

Расчет уровня загрязнения атмосферного воздуха вредными выбросами предприятий

Все источники загрязнения атмосферного воздуха подразделения на точечные (например, труба предприятия), плоскостные (свалка) и линейные (автомагистраль). При выполнении данной работы студенты знакомятся с методикой расчетов уровня загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов (рассчитывается концентрация загрязняющего вещества в воздухе на различных расстояниях от промышленных труб и дается вывод о влиянии данного предприятия на окружающую среду в данном районе путем сравнения расчетной концентрации загрязняющего вещества с его предельно допустимой средней суточной концентрацией в атмосфере населенных пунктов-ПДКс.с).

В ходе проводимых расчетов вначале определяется максимальная концентрация загрязняющего вещества в воздухе Cmax, которая может быть достигнута при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях (как правило, при опасной скорости ветра Umax и на определенном от источника выбросов расстоянии xmax). Затем определяется концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе на заданном расстоянии x от источника выбросов.

 

Определение расстояния от источника выбросов, на котором достигается максимальная концентрация загрязняющего вещества.

Определение расстояния Хmax(м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация загрязняющего вещества С() достигает максимального значения Cmax (), выполняется с помощью формулы:

; (6.7)

где – безразмерный коэффициент, рассчитанный с помощью формул (6.8) и (6.9).

Для :

, при ;

, при ;

, при q > 2; (6.8)

Для :

, при ;

, при ;

, при q > 2; (6.9)

 

Средняя суточная ПДК некоторых веществ в атмосфере

 

--------------------------------------------------------------------------------

Вещество ПДК…мг/м3

 

Акролеин 0,03

Аммиак 0,04

Анилин 0,03

Ацетон 0,35

Бензол 0,1

Двуокись серы 0,05

Двуокись углерода 3,0

Зола 0,5

Медь 0,002

Никель 0,001

Окислы азота 0,04

Окись этилена 0,03

Оксид углерода 1,0

Пропилен 3,0

Пыль 0,15

Пыль цементная 0,01

Ртуть металлическая 0,0003

Сажа 0,05

Свинец 0,0003

Сероводород 0,008

Спирт метиловый 0,5

Спирт этиловый 5,0

Фенол 0,003

Формальдегид 0,003

Хлор 0,03

 

Характеристики предприятий

№ Предприятие Н трубы, м D устья, м t ГВС по С Выброс

ЗВ r|c

1 «Астра» акролеин окислы азота сажа свинец

0,6

2,2 1,7 1,1 0,8

 

2 «Барьер» акролеин ацетон фенол ртуть

1,1

12,0 2,7 7,7 0,4

 

3 «Вега» диоксид серы оксид углерода сажа фенол		1,2		1.0 1,2 4,8 3,3
4 «Глобус» аммиак окислы азота сажа фенол		2,1		3,4 1,6 9,8 0,9
5 «Гранит» аммиак диоксид углер. Зола Формальдегид		1,0		2,9 3,9 3,6 1,8
6 «Заря» ацетон ртуть фенол формальдегид		1,7		1,5 0,2 0,5 2,7
7 «Динамо» акролеин окислы азота сажа ртуть		1,2		1,5 1,7 0,3
8 «Калибр» ацетон диоксид серы зола фенол		1,6		2,2 1,6 4,1 1,0
9 «кварц» аммиак оксид углерода свинец формальдегид»		1,3		3,9 1,5 1,2 3,6
10 «Луч» акролеин диоксид углер зола оксид углерода		1,8		7,9 3,4 3,5 0,9
11 «Метеор» ацетон диоксид серы сажа свинец		1,5		2,4 2,1 2,0 1,5
12 «Омега» аммиак диоксид углер ртуть формальдегид		0,9		2,9 3,9 0,4 2,1
13 «Протон» акролеин зола окислы азота фенол		1,2		6,3 5,4 2,0 2,6
14 «Ресурс» диоксид углер диоксид серы оксид углерода свинец		1,9		3,5 2,0 1,8 1,3
15 «Рубин» ацетон ртуть сажа формальдегид		1,1		3,1 0,3 12,7 3,0
16 «Сигма» аммиак диоксид серы окислы азота фенол		1,4		3,1 1,8 1,8 2,9
17 «Спектр» диоксид углер зола сажа свинец		1,6		3,9 5,7 1,8
18 «Титан» акролеин оксид углерода ртуть формальдегид		1,3		7,4 3,0 0,6 4,1
19 «Топаз» диоксид углер окислы азота свинец фенол		1,2		3,1 2,2 1,4 2,5
20 «Фотон» аммиак диоксид серы зола оксид углерода		0,8		2,8 2,1 3,2 1,9
21 «Эталон» зола окислы азота фенол ртуть		1,4		0,2 2,5 0,8 0,3
22 «Крест» фенол ртуть диоксид серы оксид углерода		1,1		0,9 0,1 2,2 1,8
23 «Томич» ацетон диоксид серы зола фенол		1,7		2,2 1,6 4,1 1,0
24 «Луч» диоксид углер диоксид серы оксид углерода свинец		2,0		2,5 1,8 1,3 1,0
25 «Тополь» свинец фенол оксид серы формальдегид		1,5		0,9 1,5 1,3 2,0

 

А = 200; F = 1; Г = 1.

 

Практическая работа № 2

Предприятия

Целью практической работы № 2 является ознакомление с методикой расчетов предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ для предприятия с учётом фоновых концентраций и минимально допустимой высоты трубы Нmin. Работа является продолжением практической работы № 1, в описании которой имеются данные, необходимые для выполнения настоящей работы.

 

Задание по работе

1) В Вашем варианте сочетания предприятий, принять первое предприятие за уже функционирующее, а второе – за проектируемое. Определить для второго предприятия ПДВ и минимальную высоту трубы с учётом фоновой концентрации загрязняющих веществ, создаваемой первым предприятием.

2) Расчёт конкретного варианта выполнить по тем загрязняющим веществам, которые совпадают в выбросах обоих предприятий. Расстояние между 1-м и 2-м предприятиями принять равным 3000м.

3)Сделать выводы на основе анализа полученных результатов.

4)Представить отчёт по работе.

2.2. Требование к оформлению отчёта.

1) В отчете необходимо представить следующие данные:

- номер варианта с указанием сочетания названий предприятий;

- результаты промежуточных расчетов с точностью 3 знака после

запятой;

- конечные результаты.

2) Отчет завершить выводами.

 

Варианты выполнения расчётов

№ в-та	Сочетание названий предприятий	№ в-та	Сочетание названий предприятий
	“АСТРА + ГЛОБУС”		“МЕТЕОР + КАЛИБР”
	“БАРЬЕР + ЗАРЯ”		“ОМЕГА + РУБИН”
	“ВЕГА + МЕТЕОР”		“ПОРТОН + КАЛИБР”
	“ГЛОБУС + ДИНАМО”		“РЕСУРС + ВЕГА”
	“ТРАНЗИТ + ФОТОН”		“РУБИН + ЗАРЯ”
	“ЗАРЯ + ТИТАН”		“СИГМА + ТОПАЗ”
	“ДИНАМО + ПРОТОН”		“СПЕКТР + МЕТЕОР”
	“КАЛИБР + ФОТОН”		“ТИТАН + РУБИН”
	“КВАРЦ + РЕСУРС”		“ТОПАЗ + ГЛОБУС”
	“ЛУЧ + СПЕКТР”		“ФОТОН + РЕСУРС”

 

 

Практическая работа № 3.

Отчет завершить выводами.

 

Практическая работа № 4

Выбросов.

Под загрязнением окружающей среды понимают антропогенно обусловленные поступления в неё вещества и энергии, приводящие к ухудшению её состояния с точки зрения социально-экономических интересов общества.

Под экономическим ущербом, наносимым окружающей среде, понимают выраженные в стоимостной форме фактические и возможные убытки, причиняемые народному хозяйству загрязнением окружающей среды, и дополнительные затраты на компенсацию этих убытков. Экономический ущерб от загрязнения среды является комплексной величиной и слагается из ущербов, наносимых отдельным видам реципиентов в пределах зоны активного загрязнения.

В качестве основных реципиентов рассматриваются: 1) население, 2) объекты жилищно-коммунального хозяйства, 3) сельскохозяйственные угодья, 4) лесные ресурсы, 5) рыбные ресурсы, 6) основные фонды.

Для определения ущерба используют как метод прямого счета, который требует множества исходных данных, получаемых путем инженерно-экономического обследования предприятия и зоны его влияния, так и метод укрупненного счета. В настоящей работе применяется второй метод.

Полный годовой экономический ущерб У(руб.) от загрязнения определяется по формуле

, (6.18)

где - удельный ущерб от загрязнения окружающей среды на единицу выбросов, руб./т;

b – масса выбросов на единицу продукции, т/т:

Q – годовой выпуск продукции, т (например, металла – Qм).

Для отдельного предприятия экономический ущерб рассчитывается по формуле

, (6.19)

где Упр - экономический ущерб от всех видов загрязнения, поступающих в природную среду от предприятия (или отдельного источника), руб./год;

Уатм – удельный экономический ущерб, причиняемый годовым выбросом загрязняющих веществ в атмосферный воздух, руб./год;

Ув - удельный экономический ущерб, причиняемый годовым сбросом загрязняющих веществ в водоемы, руб./год;

Узем - удельный экономический ущерб от годового нарушения и загрязнения земельных ресурсов, руб./год;

Ун - удельный экономический ущерб от годового нарушения и загрязнения недр, руб./год;

, , , - поправочные коэффициенты на степень достоверности укрупненного метода; определяются в каждой из сфер природоохранной деятельности как соотношения между показателями ущерба, определенного методом укрупненного счета, и показателем ущерба, определенного методом прямого счета.

 

Определение fi

fi – поправка, учитывающая характер рассеяния загрязняющего вещества i- го вида в атмосфере. Ее величина зависит от скорости оседания частиц, высоты их выбросов от поверхности земли, температуры выбрасываемой газоаэрозольной смеси

а) Для газообразных загрязняющих веществ и лёгких мелкодисперсных веществ со скоростью оседания менее 1см/с (акролеин, аммиак, диоксид серы, окислы азота, окислы углерода, фенол, формальдегид и др.)

 

fi=4(1+u) 100(100+z H) (6.22)

где Н – геометрическая высота источника выбросов, м;

u – скорость ветра м/c (если значение u неизвестно, то принимают u=3 м/с);

z – поправка на тепловой подъём факела выброса в атмосферу, которая рассчитывается по формуле

 

z=1+ (6.23)

 

где - разность между температурой в устье источника и средней температурой атмосферного воздуха в самое жаркое время года (Для Томска Тсредн=24,7 С; информацию о характеристиках источника выбросов следует взять из описания практической работы № 1)

б) Для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 см/с (ацетон, металлы, их окислы и др.)

 

fi=4(1+u) (1000/60+z H) (6.24)

в) Для частиц, оседающих со скоростью выше 20 см/с (зола, пыль, сажа и др.)

fi=10 (6.25)

 

5.Определение .

Приведенная масса годового выброса загрязняющего вещества i-го вида в атмосферу определяется по формуле:

, (6.26)

где - безразмерный показатель относительной агрессивности загрязняющего вещества i-го вида рассчитывается по формуле:

; (6.27)

- масса годового выброса загрязняющего вещества i-го вида в атмосферу, т/год;

- предельно допустимая среднесуточная концентрация в атмосфере, принимаемая за эталон и равная 3 ;

- предельно допустимая среднесуточная концентрация загрязняющего вещества i-го вида в атмосфере (см. таблицу вредных веществ в описании практической работы № 1).

Задание по работе.

1) Для вашего предприятия рассчитать экономический ущерб, причиняемый выбросами в атмосферу загрязняющих веществ.

2) При выполнении расчета считать, что указанное предприятие расположено на территории г. Томска.

3) Представить отчет по работе.

 

7. Требования к оформлению отчета.

В отчете необходимо привести следующие данные:

- номер варианта с указанием названия предприятия;

- результаты промежуточных расчетов с точностью 3 знака после запятой;

- конечные результаты в виде двух таблиц: первая характеризует г. Томск с

помощью приведенных расчетов, вторая – указанное предприятие.

 

ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ

Практическая работа № 1

Расчет уровня загрязнения атмосферного воздуха