Нормирование загрязнения окружающей среды

Нормирование загрязнения окружающей среды

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

По дисциплине: Экология

ТЕМА: Нормирование загрязнения окружающей среды

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

1. РАСЧЕТ РАССЕИВАНИЯ И НОРМАТИВОВ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОГО ВЫБРОСА ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

.1 Основные положения

Под стандартизацией понимают установление единого уровня норм и требований. Система экологических стандартов, которой присвоен общий номер «17», состоит из нескольких групп в соответствии с сохраняемыми объектами. Например, стандарты 17.1 «Охрана природы. Гидросфера», 17.2 «Охрана природы. Атмосфера» регулируют различные стороны деятельности предприятия по защите воздушных и водных ресурсов. Система экологических стандартов является составной частью природоохранного законодательства. Несоблюдение стандартов влечет за собой юридическую ответственность.

Различают стандарты качества и стандарты воздействия. Стандарты качества окружающей среды регламентируют норму, допустимое состояние воздушного, водного бассейнов и почвы. Они являются основными экологическими стандартами, устанавливаемыми на уровне государства.

Важнейшим экологическим стандартом являются норматив качества определенной среды - ПДК (предельно допустимая концентрация, мг/м3) - максимальное количество вредного вещества в единице объёма (воздуха, воды или других жидкостей) или массы (например, пищевых продуктов), которое при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает в организме каких-либо патологических отклонений, а также неблагоприятных наследственных изменений у потомства. К использованию на производстве допускаются только те вещества, на которые установлены ПДК.

ПДК является нормой для каждого конкретного государства и действует на всей территории. На основе ПДК разрабатываются стандарты воздействия: ПДВ (предельно допустимый выброс, г/с) и ПДС (предельно допустимый сброс, г/ч). ПДВ (предельно допустимый выброс) - количество загрязняющего вещества, максимально возможное к выбросу в атмосферу в установленном режиме при хранении, использовании, сжигании определенного количества вещества с целью обеспечения качества воздуха в контрольном пункте. Стандарты воздействия базируются на показателях потока (количество выбросов в единицу времени) или запаса (количество выбросов за определенно установленный период) и устанавливают уровень выброса или сброса после применения природоохранного оборудования.

Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ от промышленных предприятий (заводов, ТЭС, котельных и т.д.) определяется по наибольшей рассчитанной приземной концентрации вредных веществ См (мг/м3).

См устанавливается на некотором расстоянии Хм от места выброса и соответствует наиболее неблагоприятным метеорологическим условиям.

Значение См каждого вредного вещества не должно превышать ПДК данного вредного вещества, т.е. необходимо соблюдать условие: См<ПДК.

При одновременном совместном присутствии в атмосфере нескольких загрязняющих веществ их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать единицы при расчете по формуле:

 (1)

загрязнение атмосферный воздух ветер

Расчет стандартов воздействия производят с учетом фоновой концентрации Сф. Сф по Реймерсу - это естественная концентрация природного вещества. Современное понятие Сф - это концентрация конкретного вещества без учета воздействия конкретного производства.

При учете Сф основное экологическое тождество (ОЭТ) принимает вид:

 (2)

Отдельно учитываются вещества, обладающие эффектом суммации. Вещества, обладающие эффектом суммации действия, - это такие вещества, совместное действие которых многократно превышает действие каждого в отдельности (например, SO2 и NO2).

ОЭТ для эффекта суммации:

 (3)

ОЭТ с учетом фоновой концентрации:

 (4)

ВСВ - временно согласованный выброс. Устанавливается предприятию, которое в силу технических и экологических причин не может выполнять основное экологическое тождество.

Размер и источник платы за загрязнение зависят от того, выполняет ли предприятие установленный ему норматив ПДВ или ВСВ.

1.2 Расчетная часть

Цель работы:

Произвести расчет загрязнения атмосферы и определить нормативы ПДВ для котельной по следующим данным. Количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, может определяться расчетом в технологической части проекта или приниматься в соответствии с действующими для данного производства нормативами.

Расчет количества загрязняющих веществ на промысле производится по методике переводных коэффициентов или по теплотехническим расчетам. В данном случае при работе выбросов при сжигании нефти используем переводные коэффициенты (табл.1).

Таблица 1 - Переводные коэффициенты по компонентам выброса

Валовой выброс переводим в г/с:

Расчет количества загрязняющих веществ производят по таблице переводных коэффициентов

Расчет выброса твердых веществ в атмосферу:

МТВ = 149∙0,0025 = 0,37 т/год;

МIТВ = 9,27∙0,0025 = 0,023 г/с.

Расчет выброса диоксида серы в атмосферу:

= 149∙0,005 = 0,745 т/год;

= 9,27∙0,005 = 0,046 г/с.

Расчет выбросов оксида углерода:

МСО = 149∙0,0125 = 1,863 т/год;

МIСО = 9,27∙0,0125 = 0,116 г/с.

Расчет выброса диоксида азота:

= 149∙0,045 = 6,705 т/год;

= 9,27∙0,045 = 0,417 г/с.

Расчет суммарного количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу:

МСУМ = 0,370 + 0,745 + 1,863 + 6,705 = 9,683 т/год;

МIСУМ = 0,023 + 0,046 + 0,116 + 0,417 = 0,602 г/с.

Определение максимальной приземной концентрации проводится по формуле, мг/м3:

 (5)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе. Для Севера, Северо-Запада, Среднего Поволжья, Урала - 160;

М - количество загрязняющего вещества (ЗВ), выбрасываемого а атмосферу, г/с;- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере. Для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей принимается равным 1, для пыли и золы, если средний эксплуатационный коэффициент очистки равен 90% и более, F = 2, при 75…90%, F = 2,5, менее 75%, F = 3;, m - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

η - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности. В случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, η = 1;

∆Т - разность между температурой газовоздушной смеси (ТГ) и температурой окружающего воздуха (ТВ), ∆Т = ТГ - ТВ, 0С. За ТВ следует принимать максимальную среднюю температуру окружающего воздуха в 13 ч наиболее жаркого месяца года. Для котельных, работающих по отопительному графику, за ТВ принимают температуру наружного воздуха за самый холодный месяц года.

Значение безразмерного коэффициента n определяется в зависимости от параметра νм, связанного с опасной скоростью ветра следующим образом:

при νм< 0,5 n = 4,4∙ νм;

при 0,5 ≤ νм< 2∙ νм n = 3 -  , (6)

при νм≥ 2 n = 1.

Для нагретых выбросов νм рассчитывается по формуле:

 (7)

.

νм>0,5, тогда n =3 -  = 3 - 0,965 = 2,03

Коэффициент m определяется в зависимости от параметра ƒ, который является функцией параметров выброса:

ƒ . (8)

Выбросы, для которых значение ƒ < 100, относятся к нагретым, тогда

. (9)

В нашем случае получаем

ƒ =

.

Рассчитываем СМ загрязняющих веществ:

 мг/м3;

 мг/м3;

 мг/м3;

 мг/м3.

Определение нормативов ПДВ (предельно допустимых выбросов) проводится следующим образом

Сводим в табл. 2 расчетные данные для получения исходных к определению ПДВ.

Таблица 2 - Расчетные данные для получения исходных к определению ПДВ

Предельно допустимый выброс (ПДВ, г/с) вредного вещества в атмосферу из одиночного источника (трубы), при котором обеспечивается не превышающая ПДК концентрация его в приземном слое воздуха, для нагретых источников определяется по формуле:

 (10)

= 0,0265 г/с > Мтв=0,023 г/с

 = 0,805 г/с > = 0,046г/с

= 7,988 г/с > = 0,116 г/с

 0,0238 г/с < = 0,417 г/с

Проверим выполнение основного экологического тождества для максимальной приземной концентрации СМ:

 > 1.

ОЭТ не выполняется.

Проверим соответствие выбросов основному экологическому тождеству с учётной фоновой концентрации:

= 0,967+0,2134+0,2077+3,329=4,718 > 1.

ОЭТ не выполняется.

Проверим ОЭТ для веществ, обладающих эффектом суммации действия:

 > 1.

ОЭТ не выполняется.

Проверим ОЭТ для данных веществ с учётом фоновой концентрации:

 > 1.

ОЭТ не выполняется.

Вывод: Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу не соответствует экологическим нормам. Необходимо изменить технологию сжигания топлива или установить дополнительное очистное оборудование для выполнения экологических требований. Предприятию с такими показателями рекомендуется определить ВСВ - временно согласованный выброс.

Расчет платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников. Плата за выбросы вредных веществ в атмосферный воздух: В пределах установленного норматива ПДВ (при М<ПДВ);

= МКэ Кинд ,

=0,6×1,4×1,2×2×1,3×1,863+21×1,4×1,2×1,3×2×0,745+52×1,4×1,2×1,3×2×6,705+41×1,2×1,3×1,4×2×0,37=4,88+68,34+1522,95+66,26 = 1662,43 руб

При сверхнормативном выбросе(при ВСВ>М<ПДВ):

= (М-ПДВ)Кэ Кинд

Принимаем, что все выбросы не превышают установленные лимиты ВСВ.

В нашем случае существует превышение ПДВ по NO2 в пределах установленных лимитов.

= 260×1,4×1,2×2×1,3(6,705-0,382) =7180,91 руб

Где 1,224 т/год- выбросы диоксида азота в пределах ПДВ

ВNО2 = 0,0238×6×31×24×3600×106 =0,382 т/год

Общую плату за выброс загрязняющих веществ определяем суммированием ее составляющих:

Патм=+

Патм=1662,43+7180,91 = 8843,34 руб

Вывод - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу не соответствуют экологическим нормам. Необходимо изменить технологию сжигания топлива или установить дополнительное очистное оборудование для выполнения экологических требований. Предприятию с такими показателями рекомендуется определить ВСВ - временно-согласованный выброс.

2. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) - это зона разрыва меду источниками загрязнения и ближайшими, жилыми или общественными зданиями. Создается с целью защиты населения от влияния вредных производственных факторов (шум, пыль, вибрация, газообразные и другие вредные выбросы, содержащие промышленные яды). Ширина СЗЗ устанавливается с таким расчетом, чтобы выбросы, достигая районов жилой застройки, е превышали установленных ПДК. Санитарно-защитная зона определяет условия охраны окружающей среды при ведение технологического процесса: в ней нельзя размещать спортивные сооружения, парки отдыха, образовательные и детские учреждения, лечебно-профилактические и оздоровительные учреждения общего пользования, а следует проектировать технологические площадки, склады, питомники растений для озеленения промплощадки и т.д.

Существует нормативная СЗЗ и расчетная СЗЗ. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 устанавливает понятие нормативной СЗЗ, ширина, которой определяется санитарной классификацией предприятий и устанавливается от источника (группы источников) загрязнения атмосферного воздуха или от границ промплощадки:

предприятия первого класса - 1000 м;

предприятия второго класса - 500 м;

предприятия третьего класса - 300 м;

предприятия четвертого класса - 100 м;

предприятия пятого класса - 50 м.

Размеры СЗЗ уточняется отдельно для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнений атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле:

 (11)

где L - расчетный размер СЗЗ, м;- расчетный размер участка в направлении, в котором концентрация вредных веществ СМ = ПДК, м;

Р - среднегодовая повторяемость направлений ветров рассматриваемого румба, %;

Для 8-румбовой розы ветров

Р0 = 100/8 = 12,5%.

В случае если расчетное значение приземных концентраций от выбросов предприятия по рассматриваемым веществам в пределах нормативного размера СЗЗ не превышает ПДК, то в соответствии с дополнениями к ОНД-86 учет розы ветров не требуется.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Произвести определение санитарно-защитной зоны источника выброса по данным примера из практической работы №1, используя значение среднегодовой повторяемости направлений ветров %.

. Определяем нормативный размер санитарно-защитной зоны источника выброса. Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 относим котельную к 4-му классу опасности с шириной СЗЗ 100 м. Размер СЗЗ устанавливаем по результатам расчета рассеивания.

. Рассчитываем расстояние ХМ от источника, на котором достигается максимальная приземная концентрация выброса СМ:

ХМ = dН, (12)

где d - параметр, зависящий от условий выхода газо-воздушной смеси и от опасной скорости ветра (ƒ и νм),

при ƒ < 100

 (13)

ХМ = 2,99*20 = 59,8 м.

Если расчетное значение СМ не превышает ПДК, то L0 = ХМ = 60 м, в противном случае в утоненном расчете используем нормативное значение СЗЗ.

. Границы СЗЗ находим путем уточнения расчетных размеров зон загрязнения отдельно для различных направлений ветра в зависимости от среднегодовой розы ветров в соответствии с ОНД-86 (табл.3, рисунок 1).

Таблица 3 - Расчетные размеры зон загрязнения для различных направлений ветра

Рис. 1

Санитарно-защитная зона

. Рассчитываем площадь санитарно-защитной зоны

 , (14)

 м2

 м2

 м2

 м2

 м2

 м2

 м2

 м2.

. Рассчитываем общую площадь санитарно-защитной зоны

, (15)ОБЩ = 5091,12 + 5091,12 + 5656,80 + 5656,80 + 3535,50 + 4525,44 +

+ 5068,49 + 3959,76 = 38 585,03 м2.

Вывод: При сжигании мазута в количестве 149 т/год, образуется загрязняющие вещества в количестве: выброс сажи - 0,37 т/год; выброс SO2 - 0,75 т/год; выброс СО - 1,86 т/год; выброс NO2 - 6,71 т/год. Источник загрязнения, имеющий вышеуказанные параметры и работающий в режиме, отмеченном в исходных данных, требует создания санитарно-защитной зоны площадью равной 38 585,03 м2 или примерное значение 4 га.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

. Нормирование загрязнения окружающей среды: метод. указания к практическим работам по экологии / сост. Н.В. Шорина. - Архангельск: Изд-во САФУ, 2011. - 25 с.