Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения

Задача 1

Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения.

• 1. Исходные данные
• 1.1. В районе действует тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле.
• 1.2. В процессе эксплуатации ТЭС в атмосферный воздух попадают примеси в виде аэрозолей и газообразных веществ. Массы годового поступления выбросов (mj) по видам составляют:
  • а) группа аэрозолей: m1 — зола угля, m2 — пыль угля;
  • б) группа газообразных веществ: m3 — сернистый ангидрит, m4 — сернистый ангидрит, m5 — оксиды азота (по NO2), m6 — оксид углерода.
• 1.3. Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:
  • а) примеси из группы аэрозолей имеют скорость оседания частиц от 1 до 20 см/с;
  • б) примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания менее 1 см/с.
• 1.4. Зона активного загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из разных типов территорий (табл. 1).

Таблица 1 Структура ЗАЗ.

• 1.5. Среднегодовое значение разности температур в устье источника выброса (трубы) и в окружающей среде составляет величину? Т. Среднегодовой модуль скорости ветра — у.
• 1.6. По всем загрязняющим веществам (ЗВ) объем выбросов в рассматриваемом году не превышал установленных лимитов. При этом 80% массы из ЗВ находилось в пределах установленного допустимого норматива выброса (mПДВ) и 20% массы — в пределах установленного лимита (mВСВ).
• 1.7. В планируемом году на ТЭС предполагается установка дополнительных газои пылеуловителей. Капитальные затраты (К) и годовые эксплуатационные затраты © данного мероприятия см. в таблице 2. расчетный период окупаемости капитальных затрат (t) — 4 года.
• 1.8. В результате проведения природоохранных мероприятий (в планируемом году) ожидается снижение ущерба от загрязнения атмосферного воздуха на 75%; при этом величина поступающих в атмосферный воздух всех видов ЗВ не будет превышать пределов установленных допустимых нормативов (ПДВj).

2. Задание Определить:

• 1. Зону активного загрязнения ТЭС.
• 2. Величину ущерба от загрязнений атмосферы ТЭС до проведения природоохранного мероприятия.
• 3. Сумму платежей за загрязнения атмосферы в текущем году.
• 4. Суммарный эффект запланированных природоохранных мероприятий.
• 3. Методика расчетов
• 3.1 Определение ЗАЗ.

Источником загрязнения является труба ТЭС (согласно классификации — организованный источник). Для подобных источников ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:

rвнутр = 2h,.

Rвнешн = 20h,.

где hвысота источника;

— безразмерная поправка, вычисляемая по формуле:

.

где ?Т — разность температур в устье трубы и в ОС, град.

1 + = 3.

h = 250 м.

rвнутр = 2•3•250 = 1500 м.

Rвнешн = 20•3•250 = 15 000 м Вычислив радиусы, находим площадь ЗАЗ по формуле:

S = (м2).

газообразный загрязнение тэс атмосфера Площадь ЗАЗ выразить в гектарах (1 га = 10 000 м2).

• S = 3,14• (150 002 — 15 002) = 699 435 000 м2 = 69 943,5 га
• 3.2. Определение ущерба от загрязнения атмосферы (U =

Показатель удельного ущерба атмосферному воздуху (, наносимого выбросом единицы массы ЗВ, для Уральского экономического района принимается равным 67,4 руб./усл. т (Методика определения предотвращенного экологического ущерба. м., 1999. — 71 с.).

Показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над ЗАЗ (следует рассчитать, поскольку ЗАЗ неоднородна и состоит из 5 типов территорий (пункт 1.4). Каждому типу территории (Si) соответствует табличное значение константы .

Усредненное значение для всей ЗАЗ определяют по формуле:

.

где — показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над всей зоной активного загрязнения;

— номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий (всего по задаче их 5);

Si — площадь одного из типов территорий;

Sзаз — общая площадь ЗАЗ (поскольку в условии задачи Si выражается в %, Sзаз = 100%);

— загрязнения атмосферы над — тым типом территории (см. пункт 1.4).

= 1,93%.

Приведенная масса годового выброса ЗВ (М = Мобщ) рассчитывается как сумма газообразных и аэрозольных примесей:

Мгаз + Маэр (усл. т/год) а) значение приведенной массы годового выброса газообразных примесей определяется по формуле:

Мгаз = ;

б) годовая масса аэрозольных примесей рассчитывается аналогично:

Маэр = ,.

где — вид загрязняющего вещества (по условию задачи вещества j1 и j2 — аэрозольные, а j3, j4, j5, j6 — газообразные);

Аj — показатель относительной агрессивности примеси j — ого вида (таблица 2).

Таблица 2. Значения показателя относительной агрессивности вещества (Аj).

Мгаз = 22•1000 + 49•1000 + 41,1•3100 + 1•400 = 198 810 усл. т/год Маэр = 84•3000 + 48•100 = 256 800 усл. т/год М = 198 810 + 256 800 = 455 610 усл. т/год Значения множителя f — поправки, учитывающей характер рассеивания примесей в атмосфере, определяется следующим образом:

• а) для газообразных примесей с очень малой скоростью оседания (менее
• 1 см/с) принимается, что

f1 = fгаз = ,.

б) для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 м/с (в данной задаче — группа аэрозольных примесей), принимается, что.

f2 = fаэр = ,.

где у — среднегодовое значение модуля скорости ветра (табл. 1);

— безразмерная поправка (пункт 3.1);

h — высота трубы.

f1 = fгаз = = 0,24.

f2 = fаэр = = 2,22.

Определение ущерба от загрязнения атмосферы.

Общий ущерб слагается из суммы ущербов от двух видов примесей — газообразных и аэрозольных, с двумя различными параметрами f (пункт 3.2.4), поэтому.

Uобщ = Uгаз + Uаэр = (+ (=.

= (+ .

Uобщ = 67,4•1,93•(0,24•198 810 + 2,22•256 800) = 80 366 012,45 руб/год.

4. Расчет платежа за загрязнение атмосферы Общая сумма платежа определяется по формуле:

Побщ = П1 + П2 + П3,.

где П1 — плата за допустимый выброс (в пределах ПДВ);

П2 — плата за выброс ЗВ сверх ПДВ, но в пределах установленного лимита (ВСВ);

П3 — плата за выброс ЗВ сверх лимита (сверх ВСВ).

По условию задачи (пункт 1.6.) объем выбросов по всем загрязняющим веществам не превышает установленных лимитов, значит:

Побщ = П1 + П2.

П1 = ;

П2 = ;

где П1 и П2 — плата за выбросы ЗВ в пределах установленных допустимых нормативов (ПДВ) и установленных лимитов (ВСВ), руб/год;

mПДВj и mВСВj — массы j — ого вида ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, т;

РПДВj и РВСВj — нормативы платы за выброс 1 тонны j — ого ЗВ в прделах ПДВ и ВСВ, руб/т (таблица 3).

Таблица 3. Нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными источниками на территории Уральского экономического района (руб/т).

П1 = 3000•80% •14 + 100•80%•27,4 + 1000•80%•80 + 1000•80%•42 + 3100•80%•70 + 400•80%•1,2 = 307 376 руб.

П2 = 3000•20% •70 + 100•20%•137 + 1000•20%•400 + 1000•20%•210 + 3100•20%•350 + 400•20%•6 = 384 220 руб.

Побщ = 307 376 + 384 220 = 691 596 руб.

5. Определение суммарного годового эколого — экономического эффекта запланированного природоохранного мероприятия Годовой суммарный эффект рассчитывается по формуле:

R = P — З,.

где R — годовой эколого — экономический эффект руб.;

P — положительный суммарный результат, полученный благодаря про веденным проведенным мероприятиям.

Положительными результатами по условию задачи являются:

• а) предотвращенный ущерб;
• б) снижение платежей за загрязнение в результате уменьшения массы выбросов (пункт 1.8).

Таким образом:

Р = 0,75U + П2 ,.

где З — годовые суммарные затраты, вычисляются по формуле:

З = С + Ер + К, где С — эксплуатационные затраты;

К — капитальные затраты;

Ер — расчетный коэффициент окупаемости капитальных затрат.

Ер = ,.

где t — период окупаемости капитальных затрат (пункт 1.7).

Ер = = 0,25.

З = 15 + 0,25•150 = 52,5 млн руб.

Р = 0,75•80 366 012,45 + 384 220 = 60 658 729,34 руб.

R = 60 658 729,34 — 52 500 000 = 8 158 729,34 руб.

В результате проведения природоохранных мероприятий (в планируемом году) ожидается снижение ущерба от загрязнения атмосферного воздуха на 75%; при этом величина поступающих в атмосферный воздух всех видов ЗВ не будет превышать пределов установленных допустимых нормативов (ПДВj).

П1 = 750•14 + 25•27,4 + 250•80 + 250•42 + 375•70 + 100•1,2 = 68 055 руб.

Побщ = 68 055 + 0 = 68 055 руб.

Снижение платежей:

691 596 — 68 055 = 623 541 руб.

В результате расчетов выявлено, что установка дополнительных газои пылеуловителей привела к снижению платежей за выбросы на 623 541 рублей и имеет годовой эколого-экономический эффект 8 158 729,34 рублей.

• 1. Т. А. Акимова, А. П. Кузин, В. В. Хаскин. Экология. — М.: ЮНИТИ, 2001
• 2. Безопасность жизнедеятельности / С. В. Белов, А. В. Ильницкая,

. Ф. Козяков и др. — Высшая школа, 2001.

• 3. Е. А. Резчиков Экология: уч. пособие. — 3-е изд. испр. и доп. М.: МГИУ, 2001 г. — 104 с.
• 4. С. В. Белов, Ф. А. Барбинов, А. Ф. Козьяков и др. Охрана окружающей среды. — М.: Высшая школа, 1991
• 5. «Экология» Методические указания по выполнению курсового проекта О. Н. Заломнова, Г. В. Лукашина, Изд. МГИУ, Москва, 2005