Министерство образования и науки РФ

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

Хорунжий Б.И., Сулима С.И.

Методические указания

к практическим занятиям по курсу

«Экология»

для студентов химико-технологического института

Новочеркасск, 2004 г.

Составители: Хорунжий Б.И., к.т.н., профессор кафедры ТНВ

Сулима С.И., к.т.н., доцент кафедры ТНВ

Рецензенты: Денисов В.В., д.т.н., профессор НГМА;

Зубехин А.П., д.т.н., профессор ЮРГТУ (НПИ)

Для студентов II-IV курсов ХТИ дневной формы обучения

Изложена методика эколого-экономического расчета минимальной высоты источника выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, а также один из методов оценки экономического ущерба от загрязнения окружающей природной среды.

Одной из учебных дисциплин, изучаемых студентами технических вузов, является экология. Особое внимание в ней уделено специальной отрасли – промышленной (инженерной) экологии, главные приоритеты которой составляют вопросы рационального природопользования и охраны природы. Рациональное природопользование рассматривает природные процессы и хозяйственную деятельность человека как единую биоэкономическую систему «производство - окружающая среда». В этой системе надо выбрать такое соотношение между достигнутым уровнем технологических мощностей и темпами их роста, которое бы обеспечило сохранение качества окружающей среды в строго заданных пределах.

Рациональное природопользование должно опираться на два фундаментальных принципа: во-первых, возможно полное использование природных ресурсов и во-вторых, доведение неиспользованных отходов производства до такого состояния, при котором они могут быть ассимилированы экологическими системами.

Современная практика выработала широкий спектр способов рационального природопользования и защиты биосферы антропогенного воздействия. В их числе использование самоочищающей способности биосферы: разбавление жидких стоков чистой водой водоемов, канализация сточных вод в морские или океанские глубины вдали от берега, рассеивание вредных веществ в атмосфере с помощью высоких труб. Последние, как известно, являются характерной особенностью любого химического производства.

В рамках изучаемой дисциплины студенты выполняют самостоятельную работу, в которой решают прикладную задачу: для конкретного источника выбросов рассчитывается та минимальная высота трубы, при которой в приземном слое не нарушаются нормативы качества атмосферного воздуха. Кроме того, оценивается экономический ущерб от загрязнения окружающей природной среды той или иной технологической установкой.

1. Исходные данные для расчета высоты источника выбросов (трубы)

Исходные данные включают количественные критерии качества атмосферного воздуха, содержащие те или иные загрязняющие компоненты, рельефно-климатическую характеристику местности, на которой располагается источник выбросов, и техническую характеристику источника выбросов, позволяющую количественно оценить выбросы вредных веществ.

1.1. Критерии качества атмосферного воздуха.

Предельно-допустимые концентрации. Основой законодательства Российской Федерации об охране атмосферного воздуха являются предельно-допустимые концентрации вредных веществ (ПДК), количественно характеризующие максимальное содержание вредных веществ в атмосферном воздухе, при котором на человека и окружающую среду не оказывается ни прямого, ни косвенного негативного, воздействия. Под прямым воздействием имеется ввиду нанесение человеческому организму временного раздражающего действия, вызывающего кашель, ощущение запаха, головной боли и подобных явлений, которые наступают при превышении пороговой величины концентрации вещества. К прямому воздействию на организм также относится влияние тех вредных веществ, что, накапливаясь в организме, при превышении определенной дозы могут вызывать патологические изменения.

Под косвенным воздействием имеются ввиду такие изменения в окружающей среде, которые не оказывают вредного воздействия на организм, однако ухудшают обычные условия обитания (например, увеличивают число туманных дней, поражают зеленые насаждения и т.п.).

Для веществ, оказывающих немедленное, но временное раздражающее действие, устанавливают максимальную разовую предельно-допустимую концентрацию. Эта концентрация не должна вызывать рефлекторные реакции в организме человека при кратковременном (до 20 минут) воздействии. Для тех веществ, которые оказывают вредное влияние при накоплении их в организме, устанавливают среднесуточные предельно-допустимые концентрации. Такие концентрации не должны оказывать на человека ни немедленного, ни отдаленного воздействия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.

При инженерно-экологических расчетах высоты и источника выбросов используются только максимальные разовые предельно-допустимые концентрации, утвержденные Министерством здравоохранения РФ. Для ряда веществ они приведены в таблице 1.1.

Суммация вредного воздействия. При одновременном присутствии в воздухе нескольких вредных веществ, что обычно имеет место в реальных условиях, некоторые из них обладают эффектом однонаправленного (суммирующего) действия. Так, эффектом суммации обладают следующие группы веществ: CO-NO₂, SO₂-NO₂, SO₂-CO-NO₂, SO₂-HF, SO₂-SO₃-NO_x, NH₃-NO_x. Для таких групп веществ суммарная концентрация, определяемая по формуле

(1.1)

не должна превышать единицы, здесь С₁,С₂,… С_n – концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, а ПДК₁, ПДК₂, … ПДК_n –соответствующие им предельно-допустимые концентрации.

Таблица 1.1 - Предельно-допустимые (максимально-разовые) концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе

Вещество	ПДК, мг/м^3
Аммиак (NH3)	0,2
Диоксид азота (NO2)	0,085
Диоксид серы (SO2)	0,5
Монооксид азота (NO)	0,4
Монооксид углерода (CO)	5,0
Сероводород (H2S)	0,008
Фтористые соединения	0,02
Хлороводород (HCl)	0,2
Пыль неорганическая, содержащая SiO2,%: выше 70 70-20 ниже 20	0,15 0,30 0,50