Тема: Розрахунок економічної ефективності охорони атмосфери від забруднення

Мета: ознайомитися з процедурою розрахунків економічної ефективності атмосфери від забруднення; навчитися здійснювати відповідні розрахунки.

 

Деякі наслідки забруднення атмосфери можна врахувати досить точно. Можна, наприклад, визначити вартість викинутих в атмосферу речовин, збиток від дії забруднення атмосфери на посіви, метал, залізобетонні конструкції будинків, споруджень. Отже, при визначенні збитку від забруднення атмосфери головне полягає у визначенні питомих збитків, які наносяться навколишньому середовищу. Впровадження нової техніки, спрямованої запобіганню забруднення атмосфери повітряного басейну, знижує величину збитків навколишньому середовищу. Тому при розрахунку економічної ефективності охорони атмосфери від запровадження нової техніки враховують збиток, який наноситься навколишньому середовищу до і після заходу.

Методика розрахунку економічної ефективності охорони атмосфери від забруднення

Економічна ефективність нової техніки залежить не тільки від її споживчих якостей, але і від ступеня повноти обліку витрат виробництва, що включають витрати на відтворення навколишнього середовища. Витрати на захист навколишнього середовища не підвищують прибуток підприємства, вони ефективні з погляду всього народного господарства.

Економічний ефект охорони навколишнього середовища від забруднення знаходять за формулою:

Е = З_о +З_о¹ +У, (1)

де З_о, З_о¹ - повні витрати на захист навколишнього середовища до і після впровадження заходу щодо охорони навколишнього середовища;

У - відвернений збиток за рахунок запровадження заходу.

Збиток можна розглядати в декількох аспектах: економічному, соціальному, моральному, юридичному. Економічний збиток - це фактично можливі втрати, утрата, негативні зміни природи, що виникають від яких- небудь дій. Його визначають у такий спосіб.

Спочатку визначають рівень забруднення повітряного басейну. Після цього знаходять залежність між рівнем забруднення атмосфери і якісним, а також кількісним впливом її на людину, природу, об’єкти людської діяльності. Потім розраховують економічний збиток виходячи з кількісних оцінок впливу забруднення атмосфери на навколишнє середовище.

Комплексний економічний збиток складається з локальних питомих збитків за окремими підрозділами народного господарства.

Питомі збитки в залежності від середньорічної концентрації шкідливих речовин у приземному шарі атмосфери (мг/м³) наведено в табл. 1-4.

 

Таблиця 1

Питомі збитки охороні здоров’я (грн/рік) на 1 особу

Інгредієнт	Значення
Пил нетоксичний Концентрація Збиток
0,3	0,45	0,6	0,75	0,9	1,05	1,2	1,35	1,5	1,65
Діоксид сірки Концентрація Збиток
0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55
Оксид вуглецю Концентрація Збиток
2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0	11,0

 

Таблиця 2

Питомі збитки промисловості (тис. грн/рік) на 1 млн. грн основних фондів

Інгредієнт	Значення
Пил Концентрація Збиток
0,3	0,6	0,9	1,2	1,5	1,8	2,1	2,4	2,7	3,0
0,4	1,2	2,0	2,9	3,7	4,5	5,3	6,1	7,0	7,8
Діоксид сірки Концентрація Збиток
0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
0,1	0,2	0,3	0,45	0,6	0,7	0,85	1,0	1,15	1,3

 

Таблиця 3

Питомі збитки комунальному господарству (грн/рік) на 1 особу

Інгредієнт	Значення
Пил Концентрація Збиток
0,3	0,45	0,6	0,75	0,9	1,05	1,2	1,35	1,5	1,65
Діоксид сірки Концентрація Збиток
0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55

 

Таблиця 4

Питомі збитки сільському та лісовому господарству (грн/рік)

Інгредієнт	Значення
Пил Концентрація Збиток
0,05	0,1	0,2	0,3	0,5
Діоксид сірки Концентрація Збиток
0,03	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5

 

 

Дані табл. 1-4 використовують при розрахунку економічного збитку народному господарству до і після проведення природоохоронних заходів. Для цього район, у якому визначають збиток, спочатку поділяють на зони. Потім знаходять питомі збитки у кожній зоні за окремими підрозділами народного господарства та економічний збиток народному господарству за формулою:

, (2)

 

де У_зі. - питомі збитки охороні здоров’я по кожній зоні;

R_i - чисельність населення, що проживає в зоні;

У_кі - питомі збитки комунальному господарству по кожній зоні;

S_i - площа сільськогосподарських і лісових угідь у кожній зоні;

У_пі - питомі збитки промисловості по кожній зоні;

У_сі - питомі збитки сільському і лісовому господарствам у кожній зоні;

Ф_і - вартість основних фондів по кожній зоні.

При визначенні економічного збитку після проведення заходу необхідно відзначити, в яких зонах локальні збитки стали найменшими.

Розрахувавши економічний збиток до і після проведення заходу, за формулою (2) знаходять економічний ефект охорони навколишнього середовища, одержуваний у результаті впровадження природоохоронного заходу.

Задача

На хімічному підприємстві впроваджено метод одержання сірчаної кислоти подвійним контактуванням. У результаті знизилися викиди в атмосферу, зменшилася концентрація диоксиду сірки на промислових площадках, сільськогосподарських і лісових угіддях, у житлових селищах.

Рохзрахувати відвернений економічний збиток і економічний ефект від запровадження нового методу за даними таблиці 5.

Таблиця 5

Показники забруднення по зонах району

 

Зона	Рівень забруднення	Чисельність населення, тис. чол.	Площа с/г та лісових угідь	Вартість основ-них фондів, млн. грн
був	став
	0,40	0,20		-
	0,30	0,10
	0,20	0,05
	0,10	-

 

Практична робота № 7.

Тема: Вивчення забруднення атмосферного повітря шкідливими парами й газами та нормалізація його на промислових підприємствах

Мета: ознайомлення з методикою, що застосовується для дослідження забруднення атмосферного повітря шкідливими парами й газами

Теоретичні відомості

Основним напрямом зменшення забруднень навколишнього середовища, зокрема атмосферного повітря, є створення та впровадження нових, маловідходних та безвідходних технологій, що передбачають утилізацію всіх відходів. Реалізація означеного вимагає розв’язання низки наукових та інженерних проблем, значних матеріальних витрат. Проміжним етапом зниження забруднення навколишнього середовища вважається нормування кількості викидів.

Концентрація шкідливих речовин в атмосферному повітрі населеного пункту залежить, окрім іншого, від кількості речовин, що викидаються всіма джерелами забруднення. Для кожного джерела установлюється гранично допустимий викид (ГДВ). ГДВ - це максимально допустима кількість шкідливих речовин в атмосферному повітрі, що виділяється джерелом забруднення.

Основним критерієм якості атмосферного повітря при установленні ГДВ є гранично допустима концентрація (ГДК) шкідливих газів і гранично допустимі рівні шкідливої дії (ГДР).

Оцінювання рівня забруднення атмосферного повітря передбачає визначення концентрації шкідливих речовин в приземному шарі, мг/м³ і порівняння її з ГДК. Забруднення атмосферного повітря вважається допустимим, якщо виконується така умова:

(1.1)

де С - розрахункова концентрація шкідливої речовини в приземному шарі повітря, мг/м;

Сф - фонова концентрація шкідливих речовин, мг/м³, що виникла від інших джерел, виключаючи досліджуване джерело;

ГДК - гранично допустима концентрація речовин мг/м³, визначають із санітарних норм відповідно для кожного газу.

Для контролю за дотриманням ГДВ використовують найбільш поширені прямі методи, що ґрунтуються на вимірюванні концентрації шкідливих речовин та об’ємів газоповітряної суміші в місцях безпосереднього виділення речовин в атмосферу й після газоочисних установок. Там, де прямі методи не можуть бути використані, застосовують балансові, технологічні та інші методи, вказані в ГОСТ 17.2.3.02-78.

Кількісно ГДВ визначається як добуток коефіцієнта розведення шкідливої речовини(м³/с) на значення ГДК (г/м³) цієї ж речовини, що міститься в газоповітряній суміші, яка викидається в атмосферне повітря:

ГДВ = К_р ГДК, (1.2)

де К_р - коефіцієнт розведення, під яким розуміють об’єм чистого повітря, необхідний для розведення викинутої за 1 с шкідливої речовини до ГДК.

Цей коефіцієнт визначається за формулою:

м³ /с (1.3)

де Qгoд - кількість свіжого повітря, що необхідно подати в приміщення для розведення шкідливих газів до безпечного рівня, м³/год.

Для очищення атмосферного повітря найбільш широко застосовуються механічний, сорбційний, каталітичний, термічний та інші методи. У разі відсутності засобів для впровадження даних методів з метою зменшення концентрації шкідливих речовин у приземному шарі атмосфери застосовують метод розсіювання газів.

Методика розрахунку концентрації шкідливих речовин у приземному шарі (в зоні дихання).

Порядок розрахунку наступний:

1. Визначаємо вид забруднення (пари, гази);

2. Визначаємо кількість летких компонентів, що виділяються із шкідливих речовин, за формулою:

, г/год (1.4)

де: В_м - витрата матеріалу, кг/год;

а - процент леткої частини в матеріалі, визначається з таблиці 1.1.

Таблиця 1.1

Склад летких компонентів у шкідливих речовинах
(лакофарбових матеріалах)

 

Назва шкідли- вої речо- вини (марка)	Леткі компоненти в % від маси шкідливої речовини
Ацетон	Етил-ацетат	Етанол	Толуол	Бутил-ацетат	Бутинол	Ксилол	Етил-целюлоза	Стирол	Цикло-гексан
НЦ-218	-	10,7	10,6	15,8	10,1	6,0	15,6	2,0	-	-
НЦ-243	-	4,0	7,0	35,0	7,0	10,5	-	5,5	-	-
НЦ-313	-	5,2	76,8	3,8	6,4	2,0	-	3,0	-	-
ПЕ-264	1,0	-	-	-	5,0	-	-	-	2,0	2,0
ПЕ-265	4,0	-	-	-	6,0	-	-	-	4,0	-

3. Визначаємо кількість шкідливого газу, що виділяється у приміщення, а далі - в атмосферу за формулою:

, мг/год (1.5)

де М- витрата матеріалу на 1 м², г/м²;

a - процент летких компонентів у матеріалі, визначається з таблиці 1.1.;

S_Q - площа, що оздоблюється за зміну, м²;

t₃ - тривалість зміни (8 год.).

4.Визначаємо кількість свіжого повітря, яке необхідно подати в приміщення для розведення шкідливих газів до гранично допустимої концентрації:

, м³ /год (1.6)

де q_гдк- гранично допустима концентрація шкідливого газу, мг/м³;

q_c._n. - концентрація шкідливого газу у свіжому повітрі, що подається в приміщення (q_c.п.= 0,1 q_гдк)

5.Вибираємо швидкість газоповітряної суміші в челюсті труби, що необхідна для розсіювання шкідливих речовин (приймають v_г=15 м/с);

6.Визначаємо діаметр челюсті викидної труби за формулою:

, м, (1.7)

де Q_год - кількість свіжого повітря, що необхідно подати в приміщення для розведення шкідливих газів на годину (формула 1.6);

v_e - швидкість газоповітряної суміші, м/с

7.За даними метеостанції приймаємо середню розрахункову швидкість вітру v_г.розр, м/с (орієнтовно прийняти v_г.розр =8... 10 м/с);

8.Визначаємо підвищення викидного газу над челюсті труби:

, (1.8)

де φ - коефіцієнт, що залежить від висоти труби, величини температурного градієнта (габл. 1.2.)

Таблиця 1.2

Визначення коефіцієнта φ

Варіант
Висота труби hрозр., м
Коефіцієнт φ	1,00	1,15	1,30	1,40	1,46	1,50

 

9) Визначаємо ефективну висоту викиду газу:

, м (1.9)

де h_розр – розрахункова (дійсна) висота труби, м (приймається в розрахунок при проектуванні);
Δh - підвищення викидного газу над челюстю викидної труби, м.

10.Визначаємо кількість летких компонентів (газів), що викидаються з труби в атмосферу за секунду:

, г/с (1.10)

Q_год - кількість летких компонентів, що виділяються із шкідливих речовин за годину, г/год

11.Визначаємо концентрацію шкідливих речовин в атмосферному повітрі у приземному шарі (в зоні дихання) за формулою:

, мг/м³, (1.11)

12.Визначаємо гранично допустиму концентрацію шкідливих речовин, що забруднюють атмосферне повітря у приземному шарі (СН245-71).

13.Для оцінки розрахунку порівнюємо концентрацію Q_приз з гранично допустимою концентрацією (формула 1.1).

Завдання

Здійснити розрахунок концентрації шкідливих речовин у зоні дихання людини за наступних вихідних даних:

варіант	показники
	речовина	Витрата матеріалу, Вм, кг/год	Витрата матеріа-лу на 1м2, М, г/м2	Площа, Sо, м2	ГДК, qГДК,	Швидкість паро-газ, суміші,Vг, м/с	Швидкість вітру, Vг.розр, м/с	Висота труби, hрозр, м
	НЦ-218, толуол
	ПЕ-264, стирол
	НЦ-313, бутинол

 

Практична робота № 8

Тема роботи: Розрахунок допустимої концентрації пилу в холодному пиловому викиді для розсіювання його в атмосфері

Мета: ознайомитися з методикою розрахунку допустимої концентрації пилу в холодному пиловому викиді для розсіювання його в атмосфері.

Теоретичні відомості

Виробнича діяльність промислових підприємств пов’язана з виділенням значних обсягів пилу різного походження.

Очищення від пилу повітряного середовища є одним із важливих завдань охорони повітряного басейну та навколишнього середовища загалом. Значущість проблеми знепилювання повітря визначається її безпосереднім стосунком щодо стану повітряного басейна населених пунктів. Останній значною мірою визначається рівнем очищення технологічних викидів.

Очищення технологічних викидів є частиною основного виробництва, воно повинно передбачатися ще на стадії його проектування.

Пил як забруднювач повітряних мас, залежно від його дисперсності, осідає на поверхню землі неподалік джерела викиду чи розноситься повітряними потоками, утворюючи стійкий, у часовому вимірі, пиловий шар в атмосфері.

З метою захисту атмосфери від забруднення пилом необхідно, щоб викиди вентиляційних систем максимально очищувалися. За вимогами і нормативами щодо якості атмосферного повітря, концентрація (мг/м³) аерозолів у викидах не повинна перевищувати величин, що визначаються за формулою:

С_в=(160 - 4Q_B) k_B, (1.1)

де Q_в - величина вентиляційного викиду, м³/год; при > 155 тис м³/год значення С_в становить С_в= 100 к _в;

к_В - коефіцієнт (с/м²), що визначають за формулою:

, (1.2)

де D - діаметр гирла (устя) вентиляційної труби, м.

Концентрацію, розраховану за формулою (1.1), перевіряють на умову, що в результаті розсіювання викиду в атмосфері концентрація пилу (аерозолів) з урахуванням фонової забрудненості атмосфери, не перевищує:

- у приземному шарі атмосфери населених пунктів - максимальних разових концентрацій, установлених Санітарними нормативами СН245-71;

- у повітрі, що поступає у виробничі та допоміжні будівлі й споруди через приймальні отвори систем припливної вентиляції, а також через отвори, що відкриваються, - 30% ГДК тих же аерозолів у виробничій зоні приміщень.

При проведені перевірочного розрахунку допустима разова максимальна концентрація (за винятком токсичного пилу, відзначених у ГОСТІ 12.1.005-76) приймається рівною 0,5 мг/м³. Такий розрахунок здійснюють за методикою, наведеною в «Указаниях по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» (СНЗ69-74).

Для вентиляційних холодних викидів пилу повинна виконуватися наступна вимога:

, (1.3)

де А - коефіцієнт, що приймають за СНЗ69-74 у межах 120...240 залежно від району розташування викиду;

М - секундний валовий викид пилу (аерозолів), г/с;

F, к_в - коефіцієнти, с/м²;

Н – висота викиду над рівнем землі, м;

п - коефіцієнт, що залежить від швидкості викиду v_M, визначається за формулою:

, (1.4)

де v_o - середня швидкість витікання викиду із гирла (устя) вентиляційної шахти або труби, м/с;

D і Н- параметри, що пояснені у формулах (1.2) і (1.3).

Середню швидкість витікання викиду з гирла (устя) (м/с) вентиляційної труби визначають за формулою:

, (1.5)

де Q_B - величина вентиляційного викиду, м³/год;