-        учет экономии энергии в результате урбанизации. Современные крупные города являются местами сосредоточения промышленности, транспортных средств, густо населенных жилых массивов. Наличие на городской территории асфальтированных улиц и площадей, содержание в городской атмосфере газовых и аэрозольных загрязнений приводит к изменению баланса солнечной радиации. Совокупность перечисленных факторов приводит к образованию городского "острова тепла", т.е. к тому, что температура воздуха в пределах города на несколько градусов выше, чем в пригородной зоне.

Достигнутая в настоящее время скорость роста концентрации CO2, по-видимому, сохранится в ближайшие 40-50 лет. После этого скорость начнет снижаться, и к концу XXI века будет достигнуто значение около 460 млн-1 , что всего на 65% выше уровня1800 г. Такой результат вселяет определенный оптимизм, так как, по общему мнению экспертов, критическим, после которого можно ожидать необратимых изменений в экосистемах, признается значение концентрации CO2, вдвое превышающее значение для доиндустриальной эры ("280 млн-1).

Несколько слов о других, помимо CO2, составляющих атмосферу газов, приводящих к парниковому эффекту... Следующими по вкладу в парниковый эффект являются метан СН4 и закись азота N2O. Концентрация того и другого газа определяется как естественными, так и антропогенными причинами. Так, естественным источником СН4 являются переувлажненные почвы, в которых происходят процессы анаэробного разложения. Человек добавил свои источники - рисовые плантации, добычу и транспортировку природного газа, сжигание биомассы и др.

К естественным поставщикам N₂O в атмосферу относятся океан и почвы. Антропогенная добавка связана со сжиганием топлива и биомассы, вымыванием азотных удобрений. Вместе с тем можно ожидать постепенного накопления в атмосфере их заменителей. Однако даже к концу XXI века их концентрация в атмосфере не превысит значения 1,5 млрд-1, что может дать вклад в суммарный парниковый эффект не более 10%.

Задача 1 (вариант 44)

Рассчитать допустимую концентрацию загрязняющих веществ в стоках предприятия при сбросе их в открытый водоем.

Определить эффективность очистки по каждому загрязняющему веществу. Исходные данные приведены в табл.1

Таблица 1 – Исходные данные

Решение:

Распределяем загрязняющие вещества стоков по группам лимитирующего показателя вредности для водоема рыбохозяйственной категории:

1) санитарно-токсикологическая – Cd²⁺, Co²⁺ , Hg²⁺

2) рыбохозяйственная –взвешенные вещества

3) органолептическая- нефтепродукты

Определим ПДК для каждого из этих веществ в воде ПДК, мг/л:

Cd²⁺ - 0,01 мг/л

Co²⁺ - 1,0 мг/л

Hg²⁺ - 0,005 мг/л

Нефтепродукты – 0,3 мг/л

Взвешенные вещества – Сф + 0,75 мг/л

По формуле (1) рассчитаем С_ор мг/л загрязняющих веществ в стоках без учета их совместного влияния в водоеме:

С_ор = γ Q / q *  (ПДК_i – C_{ф i} ) + ПДК                                                          (1)

С Cd²⁺  _ор =0,22 * 1,7/ 0,03* (20,4 – 0,01) + 0,01 = 0,6214

С Co²⁺ _ор = 0,22 * 1,7 / 0,03 * (1,0 – 30,8) + 1,0 = 0,58

С Hg²⁺ _ор = 0,22* 1,7 / 0,03  * (0,005 – 0,1) + 0,005 = -130,22

С Нефт_ор = 0,22 * 1,7 / 0,03*  (0,005 – 0.1) +0,1 = -131,223

С Взв_ор = 0,22 * 1,7 / 0,03 *  (10,5+0,75 – 0,75) +10,5+0,75= 12,43

Учитывая, что в санитарно-токсикологическую группу входят несколько ингредиентов, рассчитываем ожидаемую концентрацию, мг/л каждого из загрязняющих в створе реки по формуле (2):

С_{ожид i} = (q C_{ор i} + γ Q C_{ф i}) / (q + γ Q )

При расчете С_{ожид i} , учитываем, что эта величина не должна превышать ПДК_i

Органолептическая группа:

С Cd²⁺  _ожид==(0,03* 0,6124+ 0,22 * 1,7 *20,4)/ (0,03 + 0,22 * 1,7) =18,93

С Co²⁺  _ожид= (0,03* 0,58+ 0,22 * 1,7 *30,8)/ (0,03 + 0,22 * 1,7) =28,55

С Hg²⁺ _ожид= (0,03* -130,22+ 0,22 * 1,7 *5,4)/ (0,03 + 0,22 * 1,7) =-4,67

Проведем проверку по данной группе веществ на соответствие нормам по формуле (3):

Токсикологическая группа:

С_{ожид 1} / ПДК₁ + С_{ожид 1} / ПДК₁ + С_{ожид n} / ПДК_n ≤ 1                                    (3)

С Cd²⁺  _ожид  / ПДК Cd²⁺  + С Co²⁺   _ожид / ПДК Co²⁺   + С Hg²⁺  _ожид / ПДК Hg²⁺ ≤ 1

18,93/ 0,01 + 28,55/ 1,0 + -130,22/ 0,005 ≤ 1

Так как сумма больше единицы, то производится корректировка С_{ожид i} каждого компонента в сторону уменьшения:

С_{ожид i} (уточ)=С_ожидi / n                                                                                (4)

Снижаем концентрацию каждого компонента в 3,0 раза:

6,31+ + 9,51 + 43,40= ≤ 1

По формуле (5) определяем допустимую концентрацию, мг/л, загрязняющих веществ в стоках после очистки с учетом совместного влияния веществ в данной группе лимитирующего показателя вредности:

С_{доп i} = (С_{ожид i уточн} (q + γQ) – γQ C_фi )/ q                                                    (5)

С Cd²⁺  _{доп i} = (6,31 (0,03 + 0,22*1,7) – 0,22*1,7*20,4 )/ 0,03 =  11,13

С Co²⁺   _{доп i} = (9,51 (0,03 + 0,22*1,7) – 0,22*1,7*30,8 )/ 0,03 =  -255,905

С Hg²⁺  _{доп i} = (43,40(0,03 + 0,22*1,7) – 0,22*1,7*5,4 )/ 0,03 =  517,133

Определяем эффективность работы очистного оборудования, %, по каждому виду загрязнений по формуле (6):

Э = (С_{факт i} - С_{доп i})/ С_{факт i} *100                                                                   (6),

где С_{факт i} – концентрация загрязняющего вещества в сточной воде данного предприятия до очистных сооружений, мг/л

Э Cd²⁺  = (20,4-11,13)/ 20,4*100 = 45,44 %

Э Co²⁺    = (30,8-  -255,905)/ 30,8*100 = 100 %

Э  Hg²⁺  = (5,4- 517,133)/ 45,4 *100 = 100 %

Э Нефт= (35,0 – 0,005)/ 35,0 *100 = 99,9%

Э Взв= (120,4-10,5+0,75)/ 120,4 *100 = 100 %

Задача 2 (вариант 57)

Рассчитать предотвращенный экономический ущерб в результате работы биоочистных сооружений предприятия в одном из регионов России, при условии, что биоочистные системы (поля орошения) работают при температуре окружающей среды ≥ +10ºС. Исходные данные приведены в табл. 2, 3

Таблица 2 – Исходные данные по характеристике стоков предприятия, направленных на биоочистку

Таблица 3 – Исходные данные для расчета

Решение:

Рассчитаем фактическую массу каждого загрязнителя в стоках по формуле (7), мг/л или г/см³:

m_i = C_{н i} – C_{к i}                                                                                               (7),

где C_{н i}  и  C_{к i}  - начальная и конечная концентрация загрязнителя в сточных водах до и после биоочистки, мг/л.

m(NH₄⁺ )= 20-2 = 18

m(NO₂^- ) = 5-0,1 = 4,9

m(Алкилсульфонат)  =15-0,75 = 14,25

m(Взвешенные вещества)  = 150-30 = 120

m(Cr³⁺ )= 1,5-0,002 = 1,498

m (Cu²⁺ )= 0,5-0,01 = 0,49

Определим степень токсичности каждого загрязнителя в стоках по формуле (8):

А_i=1/ПДК_i                                                                                          (8)

А (NH₄⁺ )= 1: 18= 0,055

А (NO₂^- ) = 1 / 4,9 = 0,20

А(Алкилсульфонат)  = 1: 14,25 = 0,07

А (Взвешенные вещества)  = 1:120 = 0,008

А(Cr³⁺ )= 1: 1,498 = 0,6675

А (Cu²⁺ )= 1: 0,49 = 2,04

Определим приведенную массу годового сброса загрязнителей (ΣА_i m_i), г/м³:

∑А_i m_i = 0,055*18+ 0,20*4,9 + 0,07*14,25 + 0,008*1,498+ 0.6675*1,498 +  2,04*0,49= 4,97г/м³

Рассчитаем эффективность предотвращенный экономический ущерб в результате работы биоочистных сооружений предприятия Э_у по формуле (9):

Э_у = k* p* V*∑ А_i m_i * 10^-6                                                                        (9),

где Э_у, руб./год; k – константа, равная 1440 р/усл т; р – константа региона России (для Краснодарского Края равна 2,73); V – объем очищенных сточных вод, м³ / год; ΣА_i m_i – приведенная масса годового сброса загрязнителей, г/м³

Принимаем, что в году 180 рабочих дней

Э_у = 1440 руб./год *2,73 *1260 *180* 4,97 г/м^{3 *} 10^-6 = 30677,76 руб./год        

Задача 3 (вариант 94)

Рассчитать ПДВ конкретных загрязняющих компонентов от нагретого источника, определить их фактический выброс, необходимость установки улавливающего оборудования, плату за выброс.  

Исходные данные приведены в табл. 4.

Таблица 4 – Исходные данные

         Решение:

Рассчитываем ПДВ_формал по формуле (10):

ПДВ_i = (ПДК_{мр i}- С_{ф i})H^{2  3}√V ∆Т /А F m n 1000                              (10), 

где   ПДК_{мр i}  - максимально-разовая предельно допустимая концентрация i – го компонента, мг/м³, С_{ф i} – фоновая концентрация i - го компонента, мг/м³ ;  (ПДК_{мр i}  - С_{ф i} ) – максимальная приземная концентрация загрязняющего вещества при выбросе нагретой газовоздушной смеси из исследуемого источника, мг/м³; Н – высота выброса над уровнем земли, м; ∆Т – разность между температурой смеси и температурой окружающей среды, ºС; А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания атмосферных примесей (для территории Дальнего Востока и Сибири А=200); F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере (для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей F = 1; для крупнодисперсной пыли и золы при очистке до 75% - 2.5, при полном отсутствии очистки для крупнодисперсной пыли - 3); m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, рассчитываются по ряду формул:

m = 1/ (0,67 + 0,1√f  + 0,34 ³√f )                                                               (11), 

f = 10³ W²₀ D / H² ∆T                                                                                 (12),  

где W₀ – скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; D – диаметр (или приведенный диаметр) устья трубы, м.                                                           

ПДК_{мр сажа} = 0,15 мг/м³

ПДК[1]_{мр УВ}    = 5,0 мг/м³

Рассчитаем объем газовоздушной смеси продуктов сгорания V, м³/с по формуле (13):

V = Q V₀ * 10³ / τ                                                                                      (13),

где Q – расход топлива, т/год (для твердого или жидкого топлива); м³ /год (для газообразного); V₀ – расход воздуха, необходимого для сгорания 1 кг или 1 м³ топлива (для угля V₀ = 5,5 м³/кг, мазута = 8,4 м³/кг, дизельного топлива = 10,8 м³/кг, газа = 10 м³/м³), τ – время работы установки в год, с/год.

V = 10000* 8,4 * 10³ / 8000*3600 = 2,91

Скорость выхода газовоздушной смеси W₀, м/с рассчитаем по формуле (14)

W₀ = 4 V / π D²                                                                                           (14)

W₀ = 4 * 2,91 / 3.14 * 1,2² = 2,57

∆T = 240 –- (-3)= 243

A = 200; F = 1

Рассчитаем коэффициенты  m и f  по формулам (11), (12):

f = 10³ W²₀ D / H² ∆T

f  = 10³ * 2,57² * 1,2 / 21² * 243 = 0,07

m = 1/ (0,67 + 0,1√f  + 0,34 ³√f )

m = 1/ (0,67 + 0,1√0,07+ 0,34 ³√0,07) =  1,19

Величины V_m и n определяем по формуле (15):

    V_m = 1,3*  W₀ D / Н                                                                               (15)

при V_m < 0.3; n = 3

при 0,3 <  V_m < 2.0; n = √ (V_m – 0.3) * (4.36 - V_m )

при  V_m > 2 ; n = 1   

V_m = 1.3 * 2,57 * 1,2 / 21 = 0,19, так как  V_m < 0.3; n = 3

ПДВ_i = (ПДК_{мр i}- С_{ф i})H^{2  3}√V ∆Т /А F m n 1000

ПДВ_сажа =(0,15-0,13) *21^{2 3}√ 2,91* 243 / 200 *1*0,07* 3*1000= 0,072г/с

ПДВ_УВ = (5,0 – 3,5)* 21^{2 3}√ 2,91* 243 /200*1*0,07*3*1000 = 5,46 г/с

Фактический выброс  m_сажии  m_УВ  определим по формуле (16):

m_i = C_{max i} V X_i / 1000                                                                                (16),

где  C_{max i} – максимальная концентрация загрязняющего вещества на выходе из источника, мг/м³, (определяется экспериментально); V – объем газовоздушной смеси продуктов сгорания, м³ / с, рассчитывается по формуле (13); Х – число однотипных источников.

M_сажи = 170,0 * 2,91/ 1000 = 0,4947г/с

M_УВ = 70,3* 2,91 / 1000 = 0,204г/с

Так как фактический выброс сажи больше предельно допустимого, необходимо установить улавливающее оборудование: циклоны (электрофильтры)

Плату за годовой выброс, руб./год, рассчитаем по формулам (17,18,19):

П₁ = ∑ С_i m_i τ / 10⁶                                                                                    (17),  

где   С_i – ставка платы, руб.;  m_i – фактический выброс данного загрязняющего компонента, г/с (если m_i > ПДК_i , то в формулу (17) подставляют значение ПДК_i ); τ – время работы источника в течение года, с.

 С_i = Н_i * К                                                                                                 (18), 

где   Н_i  - базовый норматив платы за выброс 1 т загрязняющего вещества в пределах допустимых выбросов, руб.; К – коэффициент экологической ситуации данного региона по атмосферному воздуху (для Дальнего Востока К=1,0)

Плата за сверхлимитные выбросы П₂, руб./год, рассчитывается по формуле:

П₂ = 5  ∑ С_i^`  (m_i  - ПДВ_i) τ / 10⁶                                                               (19),

где    С_i^`  - ставка платы при сверхлимитных выбросах, руб.

  С_i^{`</sup>  = Н<sub>i</sub><sup>`}  * K                                                                                            (20), 

где  Н_i^`  - базовый норматив платы за выброс 1 т загрязняющего вещества при сверхлимитных выбросах, руб.; К = 0,8

Общая плата за выброс П рассчитывается по формуле (21):

П= П₁ + П₂                                                                                       (21)

П₁ = (26,4 * 0,4947+ 0,8 *0,204) *8000 * 3600 / 10⁶ = 380,82

П₂ =  5 *(132 *0,8 (0,4947-0,15)+ (4,0* 0,8 (0,204 -5,0)* 8000* 3600) / 10⁶ = 3031,64 руб

П = 380,82+3031,64=  3412,47 руб./год

Задача 4(вариант 119)

Рассчитать:

1) максимальное значение приземной концентрации загрязняющего вещества при выбросе из одиночного горячего источника;

2) Х – расстояние от источника выброса, м. где при неблагоприятных метеорологических условиях достигается С_м этого вещества;

3) U_В – опасную скорость ветра, при которой достигается С_м на уровне 10 м от земли;

4) С_iВВ – значения приземных концентраций рассматриваемого вещества на различных расстояниях от источника выброса;

5) определить размер С 33 предприятия, допуская, что источник выброса единственный.

Исходные данные приведены в табл. 5

Таблица 5 – Исходные данные

Решение:

Из задачи 94:

m_факт = 0,204 г/с

Н = 21,0 м

V = 2,91 м³

∆T = 243ºС

F = 1

m = 1,19

n = 3

Рассчитаем максимальное значение приземной концентрации УВ

С_{м УВ}, мг/м³ по формуле (22):

С_м = А m_факт F* m* n / H^{2 3}√V* ∆T                                                          ,

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; Н – высота выброса, м; m_факт – фактическая мощность выброса, мг/с; V – объем (расход) газовоздушной смеси, м³/с; ∆T – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и окружающей среды, ºС

Значение А, соответствующее неблагоприятным метеоусловиям, при которых концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе максимальна, равно:

А=140 –Калужская область

С_мУВ =  140* 0,204 *1*1,19*3 / 21^{2 3}√2,91 * 243*1000 = 6,66 * 10^-7 мг/м³

Х – расстояние от источника выброса, м, где достигается С_мСО найдем по формуле:

Х_м = (5 –F) dH / 4                                                                                      ,

где d – безразмерный коэффициент (при условии значения коэффициента f < 100) находится по формулам:

d = 2,48 (1+0.28 ³√ f ) при V_m ≤ 0,5                                                          

d = 4.95 V_m (1+0.28 ³√ f) при 0,5 ≤ V_m ≤ 2                                             

d = 7 √V_m  (1+0,28 ³√ f) при V_m ≥2                                                           

V_m  =0,19, так как  V_m ≤ 0,5, для расчета d используем формулу:

d = 2,48 (1+0.28 ³√0.07) = 2.766

Х_м = (5 –F) dH / 4 = (5 – 1) * 2,76 * 21 / 4 =  57.96

Опасную скорость ветра U_В находим по формуле:

U_B = 0.5 при V_m ≤ 0,5                                                                               

U_B = 0.5 м/с

Для расчета С_i , мг/м³ по формуле на расстоянии

10,50,100,200,300,500 м от источника при   U_B = 0.5 м/с найдем безразмерный коэффициент S при расстоянии:

- 10 м  - Х / Х_м  = 10/57.96= 0.172

- 50м – Х / Х_м  = 50/57.96= 0.862

- 100м – Х / Х_м  = 100/57.96= 1.72

- 200м – Х / Х_м  = 200/57.96= 3,44

- 300м – Х / Х_м  = 300/57.96= 5,16

- 500 м  – Х / Х_м  = 500/57.96= 9.86

S = 3 (X_i / Х_м)⁴ - 8 (X_i / Х_м)³ + 6(X_i / Х_м)² при  X_i / Х_м ≤1;                       

S = 1.13 / (0.13 (X_i / Х_м)²  + 1)  при 1< X_i / Х_м  ≤ 8;                                 

S = 1/ (0.1(X_i / Х_м)²+2.47(X_i / Х_м ) – 17.8) при F>1.5; Х_м  > 8               

S (10 м) =3 (0,172)⁴ - 8 (0,172)³ + 6(0,172)² =0,0026-0,0407 + 0,177 =0.1389;

S (50 м) = 3 (0.862)⁴ - 8 (0.862)³ + 6(0.862)² = 1,656-5.124+4,45 =0.982;

S (100 м) =1.13 / (0.13 (1.72)²  + 1) =0,81;

S (200 м) =1.13 / (0.13 (3.44)²  + 1) =0,44;

S (300 м) =1.13 / (0.13 (5,16)²  + 1) =0,25;

S (500 м) = 1/ (0.1(9.86)²+2.47(9.86) – 17.8)=0.061;

Тогда по формуле (31) найдем значения приземной концентрации вредного вещества:

 С_i  = S * C_м                                                                                                                                                      

С_{УВ (10м)} = 0,1389* 6,66 * 10^-7 = 0,92*10^-7 мг/м³

С_{УВ (50м)} = 0,982*6,66 * 10^-7 =6,54*10^-7   мг/м³

С_{УВ (100м)} =0,81*6,66 * 10^-7 = 5,39 *10^-7  мг/м³

С_{УВ (200м)} = 0,44* 6,66 * 10^-7 =2,793  *10^-7 мг/м³

С_УВ(300м) =0,25* 6,66 * 10^-7 =1,66  мг/м³

С_УВ(500м) = 0,061* 6,66 * 10^-7 =0,0,406  мг/м³

Для определения границ С33 находим ПДК_мрУВ = 5,0 мг/м³

Из предыдущих расчетов видно, что ПДК_{мр УВ} = 5,0 мг/м³ > С_УВ, принимаем L₀ = 10м. С учетом среднегодовой  розы ветров по формуле:

L = L₀  P / P₀                                                                                                    ,

где L₀ – расчетный размер участка местности, где приземная концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе С₀, мг/м³, с учетом направленного действия вещества не превышает ПДК_мр, Р – среднегодовая повторяемость направления ветра рассматриваемого румба, %; Р₀ – повторяемость направлений ветров рассматриваемого румба, % (при восьмирумбовой розе ветров Р₀ = 100/80=12,5%)

Среднегодовая повторяемость направления ветра для среднегодовой розы ветров условной местности по СНиП 1.01-82 Р = 14,5% (В).

Тогда по формуле:

L = 10*14,5/12, 5 = 11,6м

Таким образом,  минимальное расстояние от источника выброса до жилой застройки должно составлять не менее 10 м, следовательно, данное предприятие по величине С33 относится к V классу.

Задача 5 (вариант 144)

Оценить экологический ущерб от загрязнения атмосферы выбросами конкретного источника, сравнить его величину с фактической платой за выброс, которую осуществляет предприятие. Исходные данные приведены в табл. 6.

Таблица 6 – Исходные данные

Решение:

Из предыдущих задач имеем:

Среднегодовая температура наружного воздуха = -3 ºС;

Средняя температура выбрасываемой газовоздушной смеси =240ºС;

Высота Н= 21 м;

Фактический выброс Сажи m_{фактсажи}= 0,4947г/с

Фактический выброс пентана m_{факт пентана=}  0,204г/с

U_B = 0.5 м/с

Решение:

Экологическую оценку ущерба, причиняемого выбросами формальдегида и сажи в атмосферу, определяем по формуле:

Э_у = γ σ_р f M                                                                                                     ,

где γ – удельный экологический ущерб от выброса 1 т условных вредных веществ в атмосферу, численное значение которого равно 192,0 руб./усл т; σ_р – расчетный показатель, характеризующий относительную опасность загрязнения атмосферного воздуха; f – коэффициент, учитывающий характер рассеивания примеси в атмосфере; М – приведенная масса годового выброса загрязнения из источника, усл.т/год.

σ_р = (S₁σ₁ + S₂σ₂ + …+ S_nσ_n) / S                                                                   ,

где S – общая площадь загрязнения, км²; S_i  = S * K_i / 100 – площадь загрязнения территории, соответственно населенных пунктов, предприятий, зон отдыха и т.д., км²; К – доля загрязнения от общей доли загрязнения, %;    σ_i – показатель относительной опасности загрязнения атмосферы в зависимости от территории.

σ_р = (5,6*0,80*4 +5,6*0,8*8) / 5,6= 9,6

Коэффициент  f , учитывающий характер рассеивания частиц формальдегида и сажи в атмосфере, определяем по формуле  в соответствии с заданием:

Для газообразных примесей и мелкодисперсных частиц со скоростью оседания меньше 1 см/с

f = (100 / (100 + φ Н ))* 4/ (1+ U_B)                                                              ,

где Н – геометрическая высота устья источника выброса, м; U_B – среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера, м/с; φ – поправка на тепловой объем факела выброса в атмосферу, определяется по формуле:

φ = 1 + ∆Т/75                                                                                                  ,

где ∆Т – среднегодовое значение разности температур в устье источника и окружающей среды, ºС.

φ = 1 + 243/75 = 4,24

Для газообразных примесей и мелкодисперсных частиц со скоростью оседания меньше 1 см/с

f = (100 / (100 + φ Н )) * 4/ (1+ U_B)                                                         (37),

f  УВ= (100 / (100 + 4,24*21 )) * 4/ (1+ 0,5) =  1,408                                               

Для частиц, оседающих со скоростью 1-20 см/с

f = (100/ (100 + φ Н))²  * (4/ (1 + U_B)) =

f  УВ= (100/ (100 + 4,24 * 21)²  * (4/ (1 + 0,5)) =0,744

М – приведенную массу годового выброса углеводородов и сажи в атмосферу – рассчитываем по формуле (38):

М = ∑А_i m_i                                                                                                (38),

где m_i – масса годового выброса примеси i – го вещества в атмосферу, т/год (15), при расчете массу в г/с переводим в т/год):

m_i = C_{max i} V τ / 10⁹                                                                                                                                   (39),

где τ – время работы установки в год, с

А_i – показатель относительной опасности примеси i – го вида

А_i  = 1/ ПДК_{i cc}

А_сажа = 1/ 0,05 = 20

A_УВ = 1/ 1.0= 1

m_i = C_{max i} V τ / 10⁹   

m_сажа= 170,3* 2,91* 8000*3600 / 10⁹ = 14,27т/год      

m_УВ = 70,3 * 2,91 *8000*3600 / 10⁹ = 5,89 т/год

М_cажа= 20 * 14,27 = 285,4 усл т/год

Э_{у сажа=} γ σ_р f M  = 192 * 9,6 * 0,744* 14,27= 19569,03 руб./год                                                                                           

М_УВ = 1,0 * 5,89 =5,89 усл т/год

Э_{у СО}= γ σ_р f M  = 192 *9,6* 1,408 * 5,89 = 15285,8руб./год 

∑ Э_у = 19569,03 +15285,8 = 34854,8 руб/год

Если сравнить Э_у с платой за выбросы (3412,47 руб./год), то, очевидно, что экологический ущерб, причиняемый предприятием окружающей среде значительно больше, чем плата за выбросы.                                         

Задача 6 (вариант 156)

Оценить экологический ущерб У_в поверхностным водам от деятельности предприятия при условии, что сброс сточных вод после очистных сооружений осуществляется в открытый водоем. Исходные данные приведены в табл. 7.

Таблица 7 – Исходные данные

Решение:

Рассчитаем фактическую массу m_факт каждого из веществ, сбрасываемых в водоем, т/год, по формуле (40):

m_i  = С_i  q 3600*24*n / 10⁶                                                                        (40),

где   С_i – концентрация i – го вещества в сточных водах предприятий, мг/л, после очистных сооружений; q – расход сточных вод, м³/с; n – работа очистных сооружений, сут/год (с учетом профилактических ремонтов = 320 сут.).

m _Hg2+= С _Hg2+q 3600*24*n / 10⁶  = 0,012* 0,025 * 3600*24*320/10⁶ =0,083                                                                   

 m _форм= С_формq 3600*24*n / 10⁶  = 0, 78 *0,025*3600*24*320/10⁶ = 0,04

Рассчитаем М_i (приведенная масса годового сброса каждого из загрязняющих веществ), усл т/год по формуле (41):

М_i = K_i  * m_i                                                                                               (41),

где К_i  - коэффициент приведения i – го вредного вещества, учитывающий его относительную опасность, рассчитывается по формуле (42):

 К_i=1/ПДК_i                                                                                            (42),

Где ПДК_i – предельно допустимая концентрация i –го вещества в водоеме данной категории; m_i  - фактическая масса i – го вредного вещества, сбрасываемого в водоем, г/год.  

ПДК _Hg2+= 0,005 мг/л

ПДК _форм= 0,01 мг/л

К _Cu2+= 1 / 0,005 = 200

К _Fe3+= 1 / 0.01= 100

М _Hg2+= 200* 0,083= 17,46                                                                                                                                                                

М _форм= 100* 0,04= 4

Определим У_уд^В от сброса каждого вещества:

 У_{уд Hg2+}^В = 17740000 руб./усл т (в пределах ПДС),

У_{уд Hg2+}^В = 88700000 руб./усл т (сверхнормативного сброса)                                                                 

У_{уд форм} ^В = 1774,0 руб./усл т (в пределах ПДС),

 У_{уд форм} ^В = 8870,0  руб./усл т (сверхнормативного сброса)

Определяем К^В коэффициент экологической ситуации в бассейне реки Невы

К^В =  1,11-1,91, принимаем равным 1,50

По формуле (43) рассчитаем экологический ущерб от загрязнения поверхностных вод:

У_В =  К^В ∑ У_уд^В М_i                                                                                     (43),

где У_уд^В – удельный экологический ущерб водному объекту от сброса одной тонны вредного вещества, руб./усл.т; К^В – коэффициент экологической ситуации водных объектов по бассейнам основный рек РФ; М_i – приведенная масса годового сброса, усл т/год

У_В =  К^В ∑ У_уд^В М_i  = 1,50 *(88700000 * 17,46 + 8870,0 * 4) = 1548737480 руб./год                                 

Список литературы

1. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. – М.:  Высшая школа, 1980. – 424 с.

2. Кормилицын В.И. Основы экологии. – М. Интерстиль, 1997. – 365 с.

3. Акимова Т.А. Экология. – М.:ЮНИТИ, 1998. - 455 с.

4. Методические указания. Экология. – Хабаровск: ДВГУПС, 2003. – 65с.

5. Экология и безопасность жизнедеятельности / Под ред. Л.А. Муравья. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. – 447 с.                                                  

[1] Методические указания. Экология. – Хабаровск: ДВГУПС, 2003. – 65с.