Определение величины предотвращенного экологического ущерба природным ресурсам

    Строительная промышленность. Производство цемента и других вяжущих, стеновых материалов, асбестоцементных изделий, строительной керамики, тепло- и звукоизоляционных материалов, строительного и технического стекла сопровождается выбросами в атмосферу пыли и взвешенных веществ (57,1% от суммарного выброса), окиси углерода (21,4%), сернистого ангидрида (10,8%) и окислов азота (9%).

    Основными источниками загрязнения атмосферы  при производстве железобетонных изделий являются места разгрузки железнодорожных вагонов с цементом, песком и щебнем, места загрузки цемента в емкости пневмотранспортером, расходные бункера, бетоносмесители, емкости для приготовления и хранения смазочных материалов, посты ручной и полуавтоматической сварки арматуры.

    Деревообрабатывающая  и целлюлозно-бумажная промышленность. Наиболее крупные предприятия отрасли сосредоточены в Восточно-Сибирском, Северном, Северо-Западном и Уральском регионах, а также в Калининградской области. Характерные загрязняющие вещества, производимые этими предприятиями, - твердые вещества (29,8% суммарного выброса в атмосферу), окись углерода (28,2%), сернистый ангидрид (26,7%), окислы азота (7,9%), толуол (1%), сероводород (0,9%), ацетон (0,5%), формальдегид (0,1%).

 

    В сельской местности  источниками загрязнения атмосферноговоздуха являются животноводческие и птицеводческие хозяйства, промышленные комплексы по производству мяса, предприятия, обслуживающие технику, энергетические и теплосиловые предприятия. Над территориями, примыкающими к помещениям для содержания скота и птицы, в атмосферном воздухе распространяются на значительные расстояния аммиак, сероводород и другие вредные газы.

    В растениеводческих хозяйствах в  атмосферный воздух попадают частицы минеральных удобрений, пестицидов при протравлении полей и семян на складах, а также на хлопкоочистительных заводах.

    Машиностроение. На машиностроительных предприятиях основными источниками загрязнения атмосферы являются следующие виды производства: сварка и тепловая резка металла, литейное производство, механическая обработка металлов, нанесение лакокрасочных покрытий.

    При выполнении сварочных работ и тепловой резке металла в воздух выделяется сварочный аэрозоль, в составе которого в зависимости от вида сварки, марок электрода и флюса содержатся оксиды металлов (железа, марганца, хрома, ванадия, алюминия, цинка, меди и др.) в виде твердых частиц и газообразные соединения (фтористый водород, оксид углерода, оксиды азота, озон). Образующийся аэрозоль характеризуется мелкой дисперсностью - скорость витания частиц не превышает 0,1 м/с.

    Механическая  обработка металлов (резание и абразивная обработка) сопровождается выделением в атмосферу пыли, стружки, туманов масел и эмульсий. Объем выбросов определяется исходя из нормо-часов работы станочного парка. Интенсивность пылеобразования при резании зависит от вида и мощности установленного оборудования, скорости резания, величины подачи режущего инструмента, геометрических параметров режущего инструмента, состава материалов обрабатываемого изделия. Интенсивность пылеобразования при абразивной обработке зависит от мощности станка, глубины резания, диаметра шлифовального круга. Размер частиц пыли -15-60 мкм.

    Основными источниками загрязнения атмосферы  в литейном производстве являются плавильные агрегаты, шихтовой двор, участки подготовки формовочных и стержневых смесей, разлива металла и очистки литья.

    В данном курсовом проекте предлагается рассмотреть организованный источник выбросов на примере плавильного агрегата литейного цеха, определить концентрацию трех вредных веществ в приземном слое воздуха, установить по ним ПДВ, размеры санитарно-защитных зон, класс опасности данного предприятия.

Цель  проекта.

        Целью выполнения курсового проекта является расчёт следующих

показателей:

Расчет загрязнения  атмосферы от организованного высокого источника выбросов (плавильный агрегат литейного  производства)

Расчет массы  выбросов загрязняющих веществ

Определение максимальных приземных концентраций 
загрязняющих веществ

Определение ПДВ  загрязняющих веществ в атмосферу

Определение размеров санитарно-защитной зоны

Определение категории  опасности предприятия

Определение величины предотвращенного экологического ущерба природным ресурсам

Расчет предотвращенного эколого-экономического ущерба

от загрязнения  водной среды 

Расчет предотвращенного ущерба от загрязнения атмосферного воздуха.

Расчет величины предотвращенного ущерба в результате 
природоохранной деятельности от ухудшения и разрушения 
почв и земель.   

2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Расчет загрязнения  атмосферы от организованного

высокого  источника выбросов (плавильный агрегат

литейного производства)

Задание  (вариант № 2)

    Рассчитать  массу выбросов загрязняющих веществ  плавильного агрегата литейного цеха. Определить концентрацию вредных веществ в приземном слое воздуха от организованного источника выбросов промышленного предприятия. Установить значения ПДВ, размеры СЗЗ. Определить класс опасности данного предприятия. По результатам расчетов дать заключение. Выброс загрязняющих веществ считать непрерывным.

Решение данной задачи производится в несколько этапов. 

 
2.1.1. Расчет массы выбросов  загрязняющих веществ

    Расчет  выбросов i- го вещества при работе плавильного  агрегата производится по формуле 2.1:

Mi = q_i* Д* β* {1-ŋ) кг/ч, (2.1)

где

^{q_i - удельное выделение вещества на единицу продукции, кг/т;}

Д—  расчетная производительность агрегата, т/ч;

β - поправочный коэффициент для учета условий плавки;

ŋ - эффективность пылеочистки или газоочистки, принимаем условно, в долях единицы. 
 

Решение:

Углерода  окись (СO):

М_СО = 192*10*0,65*(1 – 0,8) = 249,6 кг/ч =  69,4 г/c;

Аммиак (NH3)

M_NH3 = 28,8*10*0,65*(1 – 0,8) = 37,44 кг/ч = 10,4 г/с;

Водород хлористый(HCl):

М_HCl = 0,46*10*0,65*(1 – 0,8) = 0,6 кг/ч = 0,17  г/c;  

2.1.2 Определение максимальных  приземных концентраций

загрязняющих  веществ

    В отходящих дымовых газах литейного производства по каждому загрязняющему веществу определяем максимальную приземную концентрацию.

    Максимальное  значение приземной концентрации вредного вещества С_м (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Х_м (м) от источника и определяется по формуле 2.2:

                  

где:    

 А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, с^2/3· мг · град ^1/3/г;

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

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m, n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

Н—  высота источника выброса над уровнем земли, м;

η — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

ΔT — разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, ОС;

V₁- расход газовоздушной смеси, м³/с, определяятся по формуле: 

 
 

где:

D — диаметр устья источника выброса, м;

W₀ - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника

    На  распространение загрязнений оказывает  влияние температура атмосферы в момент выброса. По этому признаку все выбросы делят на "холодные" и "горячие". "Холодные" если разница между температурой выброса и температурой атмосферы приблизительно равна нулю. "Горячие" если разница между температурой выброса и температурой атмосферы больше нуля.

    При определении значения ΔТ (°С) температуру  окружающего атмосферного воздуха следует принимать равной средней многолетней температуре наружного воздуха 15 числа наиболее жаркого месяца года в 13:00 по местному времени.

Значение безразмерного коэффициента F принимается:

 •для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (возгоны, туманы, дымы и т.п.), скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) F = 1;

•для  остальных аэрозолей (пыль, зола) при степени очистки газов в пылеуловителе не менее 90% F = 2; от 75 до 90% F = 2.5; менее 75% и при отсутствии очистки F = 3.

    Значения  коэффициентов m и n определяются в зависимости  от параметров f, Uм, U/м, f_e:

для нагретых выбросов

       

для холодных выбросов (∆T≈ 0):  

     f_e  = 800*(U/_M)³          U_M=1,3*W_oD/H                     

Коэффициент m определяется по формулам:

 
 

Коэффициент n при  f ≤ 100 определяется в зависимости от U_м по формулам:

n=1 при U_м ≥ 2;

п = 0,532 U_м² - 2,13 U_м + 3,13 при 0,5 ≤ U_м ‹ 2;

п = 4,4 U_м при U_м ‹ 0,5 

Решение: 

  f = 1000*4,8²*0,56/20,5²*19 = 1,61 <100

  m = = 0,83

  V₁ = =1,18

  U_m = =0,67 так как 0,5 ≤ U_m = 0,67 ≤ 2, то

 

  n = 0,532*0,67²-2,13*0,67+3,13=1,97 

C_m(CO) 38,3 мг/м³ 

С_m(NH3) 5,74 мг/м³ 

C_m(HCl) 0,09 мг/м³ 

2.1.3. Определение ПДВ загрязняющих веществ в атмосферу. 

     Значение  ПДВ (мг/с) для одиночного источника  с круглым устьем при фоновой концентрации С_ф (С_ф = 0,1 * ПДК_М.Р.) меньше ПДК:

При отсутствии данных службы экологического мониторинга  = 0,1ПДКмр 

Решение: 

 = 7,8 г/с 

= 0,3 г/с 

 = 0,3  г/с 
 

2.1.4. Определение размеров санитарно-защитной зоны. 

      Чтобы уменьшить концентрацию  вредных веществ на прилегающей  к промышленному предприятию  территории устраивают санитарно-защитные  зоны (СЗЗ).