Задание 2
1. Характеристики промышленных газообразных выбросов.
Атмосфера всегда содержит определенное количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят:
- пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли);
- туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров;
- газы вулканического происхождения;
- различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др.
Естественные источники загрязнений бывают либо распределенными, например выпадение космической пыли, либо кратковременными стихийными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов и т. п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.
Более устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале XX века в промышленности применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать около 50 элементов, а в 70-х годах -практически все элементы таблицы Менделеева. Это существенно сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редких металлов, синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися в природе, радиоактивными, канцерогенными, бактериологическими и другими веществами.
Особенно острой проблема загрязнения атмосферы стала во второй половине XX в., т. е. в период научно-технической революции, характеризующийся чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, выработки и потребления электроэнергии, выпуска и использования в большом количестве транспортных средств.
В России основное загрязнение атмосферы создают ряд отраслей промышленности, автотранспорт и теплоэнергетика. Их участие в загрязнении атмосферы распределяется следующим образом, %:
- черная и цветная металлургия, нефтедобыча и нефтехимия предприятия стройматериалов, химическая промышленность - 30;
- автотранспорт - 40;
-
теплоэнергетика - 30.
В США загрязнение атмосферы вредными веществами создают, %:
- транспортные средства - 50;
- теплоэлектростанции - 20;
- промышленные предприятия - 15;
- установки для сжигания твердых отходов - 5;
- прочие - 10.
Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SO2, оксиды азота NOx, углеводороды CnHn и пыль.
Примерный относительный состав вредных веществ в атмосфере больших промышленных городов, %: СО— 45, SOx—18, СnНm—15, пыль—12, NOx—10.
Превышения концентраций токсичных веществ в загрязненном атмосферном воздухе над фоновыми в среднем составляют: по оксиду углерода СО 80—1250 и более; по диоксиду серы SO2 50—300; по диоксиду азота NO2 до 25; по озону О3 до 7 раз.
Кроме СО, SOx, NOx, CnHm и пыли в атмосферу выбрасываются и другие более токсичные вещества. Так, например, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т.п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество все увеличивается.
2. Определение требуемого снижения шума в окружающей среде.
При проектировании новых предприятий нужно знать ожидаемые уровни звукового давления, которые будут в расчетных точках на рабочих местах, для того, чтобы еще при проектировании принять меры к тому, чтобы этот шум не превышал допустимого. Для этого надо:
- определить уровень звукового давления в расчетной точке, когда известен источник шума и его шумовые хар-ки;
- определить требуемое снижение шума;
- разработать мероприятия по снижению шума до допустимых величин.
В зависимости от того, где находится расчетная точка – в открытом пространстве или в помещении, применяют различные расчетные формулы.
Для расчетной точки открытого пространства с препятствиями интенсивность шума I равна: I=PФ/(S), где Ф – фактор направленности, S – площадь, на которую принимается излучаемая энергия, - коэффициент, показывающий, во сколько раз ослабевает шум на пути распространения при наличии препятствий и затухания в воздухе.
Разделив левую и правую части на I0 и прологарифмировав, получаем:
L=Lp+10lgФ-10lgS/So-Lp, где ΔLp- снижение уровня звуковой мощности шума на пути его распространения, дБ.
Уровень звуковой мощности источника шума берется из паспорта машины, справочников или определяется расчетом.
Найденные величины уровней шума сравнивают с допустимыми по нормам Lдоп и определяют требуемое снижение шума (дБ):
Lтр = L-Lдоп.
При работе источника шума звуковые волны в помещения многократно отражаются от стен, потолка и различных предметов. Отражения усиливаю шум в помещениях на 10-15дБ по сравнению с шумом того же источника на открытом воздухе, поэтому создается впечатление, что машина шумит больше, чем на открытом воздухе.
Интенсивность звука I в расчетной точке помещения складывается из интенсивности прямого звука Iпр, идущего непосредственно от источника, и интенсивности отраженного звука Iотр.
I = (PФ/S) + (4P/B),
Где B – постоянная помещения, В = А/(1 - ср), А – эквивалентная площадь поглощения, А = срSпов, здесь ср – средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадьюSпов.
Проделав ту же операцию, получаем:
L=Lp+10lg(Ф/S+4/B).
Требуемое снижение шума определяется по той же самой формуле, что и в предыдущем случае.
3.Определение экономической эффективности мероприятий по охране окружающей среды.
Общий экономический ущерб, наносимый биосфере загрязнением химическими соединениями, определяется суммой ущерба от поступления в биосферу различных соединений из разных источников:
Эу = ∑∑Эуi
где Эу – ущерб от загрязнения биосферы i-ым соединением (i= 1,2,3…) от j-го источника (j=1,2,3…), руб/год.
Экономический эффект от внедрения систем обезвреживания отходов определяется путем сопоставления величины общего ущерба, наносимого биосфере загрязнением химическими соединениями, и приведенных затрат на годовой объем обезвреживания отходов в соответствии с санитарными требованиями:
Э = Эу – Зо,
где Эу – общий ущерб, наносимый биосфере загрязнением химическими соединениями; Зо – приведенные затраты на годовой объем обезвреживания отходов:
Зо = ∑Зi,
где Зi – приведенные затраты на годовой объем обезвреживания отходов в зависимости от их агрегатного состояния:
Зi = Ti + EнKi,
где Ti – себестоимость обезвреживания годового объема отходов; Eн – нормативный коэффициент экономической эффективности , принимаемый равным 0,12; Кi – капитальные затраты на создание систем обезвреживания отходов (включая затраты на разработку этих систем), приведенные к расчетному году.
Критерием для оценки экономической эффективности сравниваемых вариантов защиты от загрязнения является минимум сопоставимых эксплуатационных расходов и капитальных вложений в расчете на год.
Для мероприятий, рассчитанных на короткий срок, приведенные затраты определяются так:
Тi + Eн → минимум,
где Ti – годовые эксплуатационные расходы на обслуживание и содержание основных фондов; Eн – нормативный коэффициент для капитальных вложений в новую технику, принимаемый равным 0,15.
В выбранном варианте должно соблюдаться условие:
∑(Ti + EнKi) < Эу – Эу ост
или Зо < Эу – Эу ост
Если же εо > Эу – Эу ост, то выбранная система обезвреживания не экономична , необходимо искать новое решение.
Для мероприятий, рассчитанных на длительный срок, приведенные затраты, определяются так:
∑(Kni + Kдt + Cit)/(1 + Eн.п)t → минимум
где Кni- первоначальные капитальные вложения и средозащитные мероприятия;
Kдt – дополнительные капитальные вложения, необходимые для обеспечения нормальной работы средозащитных объектов в t-ый год их эксплуатации (t=1,2,3….m); Сit – эксплуотационные расходы t- го года на обслуживание и содержание основных фондов; Eн.п – нормативный коэффициент приведенных разновременных затрат, который временно, впредь до утверждения Госпланом СССР отраслевых инструкций, устанавливается в размере 0,08 для обычных затрат и 0,1 для затрат на новую технику.