ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Геоэкология

Практическая работа 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ

Цель работы:

- определение максимальной приземной концентрации вредного вещества,

- определение предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу.

Материалы и оборудование: калькулятор, тетрадь для лабораторных работ.

Краткие сведения из теории

В настоящее время в подавляющем большинстве случаев невозможно ограничить содержание вредных примесей на выходе из источника выброса до уровня ПДК. Тем не менее допустимые уровни загрязнения в жилых районах должны соблюдаться независимо от расстояния между этими районами и источниками выбросов вредных веществ в атмосферу. Управлять процессами рассеивания загрязнений человек не может, поскольку они всецело зависят от метеорологических и климатических условий. Следовательно, необходимо ограничивать и регламентировать количество выбрасываемых веществ таким образом, чтобы с учётом рассеивания соблюдались нормативы качества воздуха.

Расчет выполняется согласно " Методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, ОНД-86".

Регламентирование выбросов вредных веществ в атмосферу через те или иные источники осуществляется на основе установления предельно допустимых выбросов (ПДВ), для чего предварительно определяют максимально возможную приземную концентрацию вредных веществ (С_м) и опасное расстояние (Х_м) от источника, где эта концентрация возникает /1/.

Определение максимальной приземной концентрации вредного вещества

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м(мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника определяется по формулам /1/ для нагретых выбросов и /2/ для холодных выбросов.

Для нагретых выбросов (DТ > 0):

(1)

Для холодных выбросов (DТ = 0):

(2)

где А- коэффициент, зависящий от температурной апратификации атмосферы.

Место расположения источника выброса	Коэффициент А
Районы Средней Азии южнее 40º с. ш., Читинской области и Бурятии
Для Европейской территории России, для районов южнее 50º с. ш., нижнего Поволжья, Дальнего Востока и остальной территории Сибири
Для Европейской территории России и Урала от 50 до 52º с. ш., за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов
для Европейской территории России и Урала севернее 52º с. Ш., за исключением Центрально-Европейской территории
Для Московской, Тульской, Рязанской, Калужской, Владимирской, Ивановской областей

М (г/с) – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (мощность источника)

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере (F=1 для газов и мелкодисперсной пыли);

m, n, k – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника;

Коэффициент m:

(3)

где (4)

скорость выброса, м/с

Д – диаметр устья источника, м

H – высота источника, м

DT – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси (Т_г) и температурой окружающего атмосферного воздуха (Т_в).

Коэффициент n:

где V_м – параметр, определяющий среднюю скорость ветра, м/с

Для нагретых выбросов (DТ > 0) (6)

Для холодных выбросов (DТ = 0) (7)

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с

(8)

Коэффициент k:

(9)

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности.

Если перепад высот не превышает 50 м на 1 км, то = 1.

Определение опасного расстояния от источника выброса.

Расстояние Х_м (м) от источника выброса, на котором приземная концентрация при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения С_м определяется по формуле:

(9)

где коэффициент d для нагретых выбросов (DТ > 0) определяется:

(10)

для холодных выбросов (DТ = 0) определяется:

(11)

Задание к работе

Для заданного варианта (табл.1) рассчитать максимальную приземную концентрацию вредного вещества С_м, опасное расстояние от источника выброса Х_М, предельно–допустимый выброс ПДВ и при необходимости минимальную высоту источника выброса.

Пример расчета

Дано: г. Н.Новгород

мощность источника М=1, 2 г/с

высота источника Н = 20 м

температура выброса t_г= 60º С

скорость выброса м/с

размер устья источника Д = 1, 2 м

выбрасываемое вещество FeO

ПДК = 0, 04 мг/м³

фоновая концентрация С_ф = 0, 001 мг/м³

температура окружающей среды t_в = 25º С

Т.к. DТ = 35º С > 0, то источник выбрасывает нагретые выбросы.

Варианты заданий

В таблицах 1, 2 приведены исходные данные для расчета.

Условные обозначения, принятые в таблице:

М - мощность источника,

Н - высота источника,

tг - температура выброса,

ώ ₀- скорость выброса,

Д - размеры устья источника,

ПДК – предельно-допустимая концентрация,

Сф - фоновая концентрация,

tв - температура окружающей среды.

Таблица 1 – Исходные данные для расчета

Место расположения источника выброса	Широта, град.	М, г/с	Н, м	ώ ₀, м/с	Д, м
г. Москва	-			2, 3	0, 4
г. Якутск		2, 4		1, 7	1, 5
г. Н.Новгород		0, 08		4, 0	2, 0
г. Чита	-			6, 2	0, 8
г. Курск		0, 6		1, 8	0, 9
г. Новосибирск		0, 7		2, 1	0, 9
г. Н.Новгород		9, 6		1, 9	2, 1
г. Тула	-	13, 0		3, 5	2, 4
г. Иваново	-	2, 3		4, 6	1, 0
г. Екатеринбург		0, 8		2, 0	1, 1
г. Красноярск		0, 43		0, 8	1, 6
г. Астрахань		0, 35		1, 9	1, 8
г. Калуга	-	4, 1		2, 3	2, 4
г. Волгоград		0, 11		5, 1	0, 6
г. Рязань	-	0, 08		4, 9	2, 2
г. Улан Удэ	-	0, 002		4, 7	1, 6
г. Н.Новгород		6, 5		3, 3	0, 7
г. Тюмень		2, 8		3, 0	1, 8
г. Владимир	-	2, 4		6, 6	1, 4
г. Находка	-	0, 9		7, 0	0, 9
г. Москва	-	1, 5		8, 1	0, 6
г. Орёл	52, 5	0, 18		2, 1	0, 6
г. Пенза		0, 106		2, 0	0, 8
г. Челябинск		0, 89		4, 6	0, 5
г. Мурманск		0, 0027		4, 3	1, 5
г. Санкт-Петербург		0, 72		2, 2	0, 9
г. Самара		20, 4		0, 9	0, 75
г. Барнаул		0, 0016		1, 5	0, 4
г. Рязань	-	0, 75		1, 3	0, 6
г. Архангельск		11, 0		1, 8	0, 6

Таблица 2 – Исходные данные для расчета

Выбрасываемое вещество	ПДК мг/м³	Сф, мг/м³	tг, º С	tв, º С
диоксид азота	0, 085	0, 005
бензол	1, 5	0, 02
оксид меди	0, 002	0, 0004
ацетон	0, 35	0, 01
кислота серная	0, 1	0, 006
дихлорэтан	1, 0	0, 01
фреон		0, 6
спирт этил.	5, 0	1, 6
цемент	0, 1	0, 0002
сероводород	0, 008	0, 001
сажа	0, 05	0, 002
капролактам	0, 06	0, 004
аммиак	0, 2	0, 01
озон	0, 03	0, 01
нафталин	0, 003	0, 001
ртуть	0, 0003
оксид углерода	1, 0	0, 7
толуол	0, 6	0, 8
к-та азотная	0, 4	0, 001
бромбензол	0, 03
бензол	1, 5	0, 5
свинец	0, 003
фенол	0, 01	0, 006
окись этилена	0, 03	0, 001
никель	0, 0002
гексахлоран	0, 03	0, 01
бензол	0, 8	0, 04
оксид меди	0, 002
взвешенные в-ва	0, 05	0, 008
спирт метиловый	0, 5	0, 001

Геоэкология

Практическая работа 2

Задание 1

Эколого-экономический ущерб до проведения природоохранных мероприятий У₁, млн.руб./год, после их проведения составил У₂, руб./год. Дополнительный годовой доход после проведения экологических мероприятий составляет Д млн.руб. Оценить экономический результат от проведения природоохранных мероприятий.

Методические указания

1.Величина предотвращенного экономического ущерба от загрязнения У определяется как разность между расчетными величинами ущерба, который имел место до осуществления рассматриваемого мероприятия У₁, и остаточного ущерба после проведения этого мероприятия У₂.

2.Величина экономического результата от проведения природоохранных мероприятий

определяется по формуле

где Д - годовой прирост дохода (дополнительный доход) от улучшения производительности показателей деятельности предприятий в результате оздоровления окружающей среды, млн.руб./год.

3.Вывод.

Задание 2.

Дайте оценку водорегулирующей роли леса, используя следующую формулу А.И.Миховича:

ДСГ = ДО - ДСП - ДИ,

где ДСГ - изменение среднемноголетней величины годового подземного стока под влиянием леса;

ДО - изменение среднемноголетней суммы осадков;

ДСП - изменение годовой величины поверхностного стока;

ДИ - изменение годового суммарного испарения влаги лесом по сравнению с

полем.

В бассейне реки преобладают суглинистые почвы, на которых могут произрастать дубовые древостой, и супесчаные почвы, которые заняты сосняками. Годовая сумма осадков в бассейне реки равна 682 мм, поверхностный сток — 66 мм, подземный сток - 13 мм, суммарное испарение - 603 мм. Под влиянием леса количество осадков увеличилось на 10%, поверхностный сток снизился на 50%. Среднегодовое суммарное испарение дубовыми лесами на свежих почвах - 683 мм, на влажных и сырых -727 мм (эти почвы занимают соответственно 50 и 10% площади бассейна). На 40% площади на свежих и влажных почвах произрастают сосняки, суммарное испарение этими лесами - 648 мм. Ответьте на следующие вопросы:

- увлажняющую или иссушающую роль будет играть лес;

- как изменится суммарный годовой речной сток;

- как изменится подземная составляющая речного стока (при условии полного

облесения водосбора)?

Геоэкология

Практическая работа 3

Геоэкология

Практическая работа 4

Краткие сведения из теории

Если известен уровень добычи природного ресурса в текущем году и потребление данного ресурса в последующие годы будет возрастать с заданной скоростью прироста ежегодного потребеления, то возможно оценить срок исчерпания данного природного ресурса. Для расчета используется сумма членов ряда геометрической прогрессии:

Логарифмирование выражения для Q дает следующую формулу для расчета срока исчерпания ресурса:

Таким образом, можно прогнозировать темпы исчерпания природных ресурсов.

Геоэкология

Практическая работа 5

Краткие сведения из теории

Большая часть загрязнения атмосферного воздуха приходится на долю автомобильного транспорта. В крупных городах она составляет более 70% всех вредных выбросов в атмосферу.

Основная причина загрязнения воздуха разнообразными двигателями, использующими в качестве топлива продукты нефтепереработки, заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Камера сгорания двигателя – своеобразный химический реактор, синтезирующий загрязняющие вещества, выделяющиеся с выхлопными газами в атмосферу.

Основная химическая реакция, протекающая в процессе сгорания топлива, может быть представлена следующим обобщенным уравнением:

Основными загрязняющими веществами, входящими в состав выхлопных газов пратически всех двигателей, являются СО, С_xH_y, NO_x. При определенных условиях в выхлопных газах содержатся также SO₂, сажа, бензапирен, соединения свинца.

На основании большого количества натурных измерений выбросов разработана «Методика по расчету выловых выбросов вредных веществ в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии» (РД-17-89) от 1990 г. В одном из разделов этой методики представлен расчет выбросов вредных веществ от автомобилей с различными типами двигателей.

Выброс i-го вредного вещества Pi, в тоннах определяется по формуле:

Пример

Рассчитать выбросы оксида углерода, углеводородов и оксидов азота от автобуса с дизельным двигателем 2000 года выпуска и пробегом 80000 км.

Решение: Используя данные таблиц 3.4 и 3.5, получим следующие выражения для расчета выбросов:

2. Задание:

1. Рассчитайте величину выбросов оксида углерода, углеводородов и оксидов азота двух единиц автотранспорта А и В. Определите суммарный выброс каждой из единиц автотранспорта. Сравните выбросы отдельных загрязняющих веществ и суммарные выбросы для двух единиц автотранспорта А и В по всем вариантам. Данные для расчета приведены в таблице.

Вычисления проведите по всем 8 вариантам!

2. Определите, какую массу углеводородов C_xH_y, угарного газа СО и оксидов азота NO_x выбросят за год в атмосферу на участке 100 м ежедневно проезжающие по улице 500 автомобилей, которые удовлетворяют требованиям экологического стандарта Евро-3, регулирующего содержание вредных веществ в выхлопных газах транспортных средств с дизельными и бензиновыми двигателями. В России все произведенные или ввезенные транспортные средства должны удовлетворять требованиям стандарта Евро-3 начиная с января 2011 г. Евро-3 предусматривает выбросы C_xH_y до 0, 2 г/км, СО до 2, 3 г/км, NO_x до 0, 15 г/км.

Определите, насколько будут снижены выбросы при переходе на требования стандарта Евро-4, согласно которым выбросы не должны превышать следующих значений: C_xH_y – 0, 1 г/км, СО 1, 0 г/км, NO_x – 0, 08 г/км

Геоэкология

Практическая работа 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ

Цель работы:

- определение максимальной приземной концентрации вредного вещества,

- определение предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу.

Материалы и оборудование: калькулятор, тетрадь для лабораторных работ.

Краткие сведения из теории

12 Следующая ⇒