Выбросы вредных веществ в атмосферу

Задача 1

выброс загрязнение атмосферный воздух Промышленная котельная расположена на промплощадке предприятия (ровная, открытая местность, Луганская область) и работает на твердом топливе (угле). В результате сжигания угля через цилиндрическую трубу в атмосферный воздух выбрасываются: оксид углерода (СО), диоксид серы (SO₂), диоксид азота (NO₂) и пыль. Определите максимальное значение приземной концентрации каждого из этих вредных веществ при выбросе в атмосферу газо-воздушной смеси, достигаемое при неблагоприятных метеорологических условиях, расстояние от источника выбросов, на котором приземная концентрация достигает максимального значения. На основании полученных результатов сделайте выводы по каждому загрязняющему веществу путем сравнения с ПДК.

Решение:

Дано:

Н = 3 м F = 1.

Д = 1,1 м, А = 200.

щ = 5,8 м/с n = 1,05.

m = 0,6918.

Т_г = 133 °C з = 1.

Т_в = 25 °C.

Э_оч = 87% = 2,5.

М_СО = 15,8 г/с М_SО2 = 10,9 г/с М_NO2 = 0,8 г/с М_П = 2,8 г/с Найти С_m.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_m (мг/м³) при выбросе газо-воздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагополучных метеорологических условиях на расстоянии Хм (м) от источника и определяется по формуле.

С_m = ,.

где, А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М — масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;

F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере;

m и n — безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса;

з — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

Н — высота источника выброса на уровнем земли, м;

V₁ — расход газо-воздушной смеси, м³/с;

ДT — разность между температурой газо-воздушной смеси Т_г и температурой окружающего воздуха Т_в, 0 °C.

Значение безразмерного коэффициента А, соответствующе неблагоприятным метеоусловиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосфере максимальна и в данном случае принимается равной 200.

m =.

Значение коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, V'_m, V_m, f_е величину которых можно установить с помощью следующих выражений.

f = 1000* ,.

где щ — средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса, м/с;

Д — диаметр устья источника выброса, м.

f = 1000*=0.1124.

ДT = T_Г — Т_В = 114 — 25 = 89.

При f < 1.

m==.

V_m = 0,65*.

V₁ =.

V_m = 0,65*.

n = 0,532 V²_m — 2,13 V_m +3,13 = 0,532 * 1,6874² — 2,13 * 1,6874 + 3,13 = 1,514- 3,594 + 3,13 = 1,05.

С_mCO = мг/м³

С_mSO2 = мг/м³

С_mNO2 = мг/м³

С_m пыль = мг/м³

Расстояние от источников выбросов вредных веществ, на котором приземная концентрация их при неблагополучных метеорологических условиях достигает максимального значения, определяется по формуле.

X_{m = ,}

где d — безразмерный коэффициент, который при f<100 находится по формуле, при 0,5 < V_m? 2, d = 4,95V_m(1+0,28).

d = 4,95*1,6874(1+0,28) = 8,35*1,02 = 8,52.

X_m пыли =.

X_m газа =.

Вещество.	ПДК.	Расчеты +/;
СО. SO2 NO2 пыль.	5 0,5 0,085 0,5	0,0005 0,0072 0,0005 0,002

Превышение ПДК нет.

Задача 2

Произвести расчет платы за загрязнение вредными веществами атмосферного воздуха в соответствии с требованиями Министерства экологической и ядерной безопасности Украины. Предприятие имеет в пределах промплощадки котельную с параметрами выбросов, приведенных в задаче 1.

Решение:

Дано:

Н_бі (СО) = 0,2 грн/год Н_бі (SO₂) = 5,3 грн/год Н_бі (NO₂) = 5,3 грн/год Н_бі (пыль) = 1,3 грн/год М_i (СО) = 15,8 г/с М_i (SO₂) = 10,9 г/с М_i (NO₂) = 0,8 г/с М_i (пыль) = 2,8 г/с Найти П_А.

В условиях перехода экономики Украины к рыночным отношениям важнейшей частью нового хозяйственного механизма является экономический аспект природопользования и охраны природы, основой которого являются платежи за загрязнение окружающей природной среды.

Величина платы за выбросы в атмосферу вредных веществ стационарными источниками загрязнения складывается из:

платы в пределах установленных лимитов (временно согласованных) выбросов загрязняющих веществ;

платы за превышение лимитов выбросов загрязняющих веществ.

За сверхлимитные выбросы Советами народных депутатов на местах устанавливается коэффициент кратности К_сл, который изменяется от 1 до 5 с учетом территориальных экологических особенностей.

Величина платы за выбросы в атмосферу вредных веществ стационарными источниками определяется по формуле.

П_А =, грн/год где Н_бі — базовый норматив платы за выбросы в атмосферу одной тонны i-го загрязняющего вещества в пределах установленного лимита, грн/т;

М_лі — масса годового выброса i-го загрязняющего вещества в пределах установленного лимита, т/год;

К_сл — коэффициент кратности платы за сверхлимитные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ;

М_слі — масса сверхлимитного годового выброса в атмосферу i-го загрязняющего вещества, т/год;

К_m — коэффициент, учитывающий территориальные экологические и социально-экономические особенности.

Массу годового выброса i-го загрязняющего вещества в атмосферу определяем по формуле.

М^Г_i =, т/год Числовые значения М_i берем отдельно для СО, SO₂, NO₂ и пыли из задачи 1.

М^Г_СО = т/год.

М^Г_SO2 = т/год М^Г_NO2 = т/год.

М^Г_пыль = т /год В результатах расчетов, проведенных в задаче 1, превышение ПДК для вредных веществ не установлено, то значение М_лі для него принимается равным М_лі = 0,9 М^Г_i, т/год, М_слі = 0,1 М^Г_i, т/год.

М_лі = 0,9 М^Г_СО =0,9 * 498,3= 448,47 т/год, М_лі = 0,9 М^Г_SO2= 0,9 * 343,7= 309,33 т/год М_лі = 0,9 М^Г_NO2= 0,9 * 25,23 = 22,7 т/год М_лі = 0,9 М^Г_пыль= 0,9 * 83,3 = 74,97 т/год М_слі = 0,1 М^Г_СО= 0,1 * 498,3 = 49,83 т/год М_слі = 0,1 М^Г_SO2= 0,1 * 343,7 = 34,37 т/год М_слі = 0,1 М^Г_NO2= 0,1 * 25,23 = 2,52 т/год М_слі = 0,1 М^Г_пыл= 0,1 * 83,3 = 8,33 т/год Для расчетов примем также К_сл = 5 и К_т = 1.

С учетом вышеизложенного упростим выражение П_А =.

применительно к условиям задачи П_А = Н_б^СО (М_л^СО + 5 М_сл^СО) + Н_б^SO2(М_л^SO2 + 5 М_сл^SO2) + Н_б^NO2(М_л^NO2 + 5 М_сл^NO2) + Н_б^П (М_л^П + 5 М_сл^П), грн/год П_А = 0,2 (448,47 + 5 * 49,83) + 5,3(309,33 + 5 * 34,37) + 5,3(22,7 + 5 * 2,52) + 1,3(74,97 + 5 * 8,33) = 139,5 + 2550,3 + 187,09 + 151,6 = 3028,49 грн/год.

Задача 3

Произвести расчет платы за выбросы в поверхностные воды промышленным предприятием взвешенных веществ и нефтепродуктов в соответствии с требованиями Министерства экологической и ядерной безопасности.

Решение:

Дано:

Н_бвв^В = 0,1 грн/т Н_бнп^В = 20,6 грн/т М^Г_пыл= 83,3 т/год М^Г_NO2= 25,23 т/год Найти П_В.

За загрязнение гидросферы в Украине установлено два вида нормативов платы:

в пределах установленных лимитов сбросов загрязняющих веществ в поверхностные воды;

за сверхлимитные сбросы вредных веществ в поверхностные воды.

Лимиты сбросов загрязняющих веществ в поверхностные воды устанавливаются для предприятий с учетом предельно допустимых сбросов (ПДС) по каждому вредному веществу и доводятся им как временно согласованные величины выбросов в тоннах на год.

За сверхлимитные выбросы загрязняющих веществ в поверхностные воды устанавливается повышенный норматив платы, величина которого регулируется с помощью коэффициента кратности К_сл, который утверждается на местах Советами народных депутатов с учетом территориальных экологических особенностей региона.

Размер платы за сбросы загрязняющих веществ в поверхностные воды определяется из выражения.

ПВ =, грн/год где Н_bi^B — базовый норматив платы за сбросы одной тонны i-го загрязняющего вещества в пределах лимита, грн/т;

М_лі^в — масса годового сброса i-го вредного вещества в пределах установленного лимита, т/год;

К_сл^в — коэффициент кратности за сверхлимитные сбросы загрязняющих веществ в гидросферу;

М_слі — маса сверхлимитного годового сброса i-го загрязняющего вещества, т/год;

К_m^в — региональный (бассейновый) коэффициент, учитывающий территориальные эколо-экономические условия функционирования водного хозяйства.

Массу вредных веществ, сбрасываемых предприятием на поверхностные воды, определим с помощью данных, полученных в задаче 2.

Так, общую массу сбрасываемых взвешенных веществ в гидросферу принимаем равной М^Г_пыл. При этом М_ЛВВ^В = 0,7 М^Г_пыл,.

а М_СЛВВ^В = 0,3 М^Г_пыл.

М_ЛВВ^В = 0,7 * 83,3 = 58,31 т/год М_СЛВВ^В = 0,3 * 83,3 = 24,9 т/год Общую массу годовых сбросов нефтепродуктов в поверхностные воды принимаем равной М^Г_NO2. При этом М_ЛНП^В = 0,8 М^Г_NO2,.

а М_СЛНП^В = 0,2 М^Г_NO2 .

МЛНПВ = 0,8 * 25,23 = 20,18 т/год М_СЛНП^В = 0,2 * 25,23 = 5,05 т/год Для дальнейших расчетов примем также К_СЛ^В = 5 и К_Т^В =1.

С учетом вышеизложенного упростим выражение П_В =.

и определение платы за сбросы загрязняющих веществ в поверхностные воды определим из выражения П_В = Н_бвв^В (М_ЛВВ^В + 5 М_СЛВВ^В) + Н_бнп^В (М_ЛНП^В + 5 М_СЛНП^В),.

где Н_бвв^В и Н_бнп^В — базовый норматив платы соответственно для взвешенных веществ и нефтепродуктов, грн/т;

М_ЛВВ^В и М_ЛНП^В — масса годового сброса в пределах лимита соответственно взвешенных веществ и нефтепродуктов, т/год;

М_СЛВВ^В и М_СЛНП^В — масса сверхлимитных годовых сбросов в поверхностные воды соответственно взвешенных веществ и нефтепродуктов.

П_В = 0,1 (58,31 + 5 * 24,9) + 20,6 (20,18 + 5 * 5,05) = 18,28 + 935,86 = 954,14 грн/год.

Вывод

В результате проведенных расчетов мы видим, что величина платы за выбросы в атмосферу вредных веществ в Задаче 2 равна 3179,4 грн/год, а размер платы за сбросы загрязняющих веществ в поверхностные воды равна 721,6 грн/год. Исходя из вышеприведенного мы видим, что в первую очередь нужно уделит внимание мероприятиям по охране атмосферы.

• 1. Білявський Г. О., Падул М. М., Фурдуй Р. С. Основи загальної екології: Підручник: — К.: Либідь, 2004. 408 с.
• 2. Боков В. А., Лущик А. В. Основы экологической безопасности: Учебное пособие. — Симферополь: СОНАТ, 1998. — 224 с.