Лабораторная работа № 3 «Расчет экономического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов»

Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды является комплексной величиной и слагается из ущербов, наносимых отдельным видам реципиентов в пределах загрязненной зоны.

Целью данной работы является расчет экономического ущерба от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Работа является продолжением работы №2 и выполняется по тому же индивидуальному заданию.

Методика укрупненной оценки размеров экономического ущерба от загрязнения атмосферы

Экономическая оценка ущерба, причиняемого годовыми выбросами загрязняющих веществ в атмосферу (Y), для отдельного источника определяется по формуле (1):

где Y – сумма экономического ущерба (руб./год); R - стоимость 1 тонны приведенного вещества, выбрасываемого в атмосферу (по данным 1997 года R=240 руб./год; для расчета показателя R на 2004 год вводятся два поправочных множителя: 17 – характеризует экологическую нагрузку на регион и 24 – поправка, учитывающая инфляцию); S – коэффициент, характеризующий тип загрязненной территории, значение которого определяется по таблице 3.1 (безразмерный); F – коэффициент, учитывающий параметры источников выбросов (определяется по формулам, приведенным ниже); M_год - приведенная масса годового выброса загрязняющего вещества из источника (т).

1. Определение S. Величина S определяется в зависимости от типа территории, которую загрязняет предприятие выбросами в атмосферу. Если зона загрязнения неоднородна и состоит из территорий разного типа, которым соответствуют разные значения S, то для определения величины S_{полного}, учитывается процентное соотношение участков, составляющих всю загрязненную территорию.

Таблица 3.1 – Определение параметра S

Тип загрязняемой территории	Значение S
Курорты, санатории, заповедник	10
Пригородные зоны отдыха, садовые участки, дачи	8
Населенные места с плотностью населения n человек на кв. км
Территории промышленных предприятий	4
Леса 1 группы (кедр, сосна, бук, дуб, граб)	0.2
Леса 2 группы (береза, ель, пихта, ясень)	0.1
Леса 3 группы (мелколесье, осина, черемуха, рябина и др.)	0.025
Пашни	0.25
Сады	0.5
Пастбища, сенокосы	0.05

Например, территория на 50% состоит из промышленной зоны и на 50 % является жилым массив с плотностью населения 1000 человек на кв. км.

S1=4 (промышленная зона)

S2==100 (населенный пункт)

Зона загрязнения представляет собой кольцо вокруг предприятия, заключенное между окружностями с радиусами: r1 и r2:

,

где Н – высота источника выбросов (м), f_i – поправка на тепловой подъем факела, которая рассчитывается по формуле

,

dT – разность температур газовоздушной смеси и окружающего воздуха в самое жаркое время года (24.7°С).

Определение F. F – поправка, учитывающая характер рассеяния примеси в атмосфере.

Для газообразных примесей с очень маленькой скоростью оседания (вещества, у которых коэффициент F, приведенный в Приложении к работе №1 равен 1) F определяется по формуле:

,

где U - опасная скорость ветра, определенная для данного источника (м/с).

Для частиц, оседающих со скоростью до 20 см/с (все вещества из приложения к лабораторной работе №2, имеющие коэффициент оседания 2, кроме сажи, различных видов пыли и золы), F рассчитывается по формуле:

Для частиц, оседающих со скоростью выше 20 см/с (сажа, зола, пыль),

.

Если значения F для различных типов примесей, выбрасываемых одним источником, оказались различными, то общая оценка ущерба равна сумме оценок, относящихся к каждому типу примесей.

Определение М_год. Значение приведенной массы годового выброса загрязняющих веществ в атмосферу из источника выбросов определяется по формуле :

,

где m_i – масса годового выброса i-того выброса в атмосферу (т/год); N- общее число примесей, выбрасываемых источником в атмосферу; А_i - показатель относительной агрессивности примеси i-того вида (усл. т/т), который рассчитывается по формуле

где - показатель относительной опасности присутствия примеси в воздухе;- поправка, учитывающая возможность накопления примеси в компонентах окружающей среды и в цепях питания;

- поправка, учитывающая действие примеси на другие реципиенты, помимо человека.

Значение определяется по формуле

=,

где ПДК_сут.i – среднесуточная предельно допустимая концентрация i-того вещества в воздухе; ПДК_р.з..i - предельно допустимая концентрация i-того вещества в воздухе рабочей зоны; ПДК_сут.СО – среднесуточная предельно допустимая концентрация окиси углерода в воздухе (3 мг/м³); ПДК_р.з..СО – среднесуточная предельно допустимая концентрация окиси углерода в воздухе рабочей зоны (20 мг/м³).

Значение поправки принимается равным 5 для токсичных металлов (хром, цинк, свинец, уран, кадмий, платина, сурьма, олово, ртуть, мышьяк), равным 2 для всех остальных металлов, а также для углеводородов, и равным 1 для всех остальных включений.

Значение поправки принимается равным 2 для кислот (соляной, серной, фтора, хлора, сернистого газа, сероводорода; равным 1.5 для окислов азота, сероводорода; равным 1.2 для пылей и металлов, 1 – для прочих соединений.

Общее задание на работу № 3

1. Для всех примесей, выбрасываемых в атмосферный воздух, определить М_год , используя исходные данные к работе № 2.

2. Рассчитать экономический ущерб, наносимый окружающей среде, каждым загрязняющим веществом, выбрасываемым источником;

3. Рассчитать суммарный экономический ущерб, наносимый предприятием.

4. Построить зависимости величины наносимого суммарного ущерба от высоты источника (минимально возможный источник – 10 м, максимально возможный – 200 м) и от температуры дыма (минимальная 60°С, максимальная 150 °С).

5. Предложить способы снижения экономического ущерба, наносимого окружающей среде.

Примечания.

1. Характеристики участков (геоквантов) территории населенного пункта для определения параметра S приведены в таблице 3.1.

2. Считать, что предприятие работает 8 часов в сутки 300 дней в году.

3. Считать, что геоквант входит в зону заражения предприятия (и его характеристики учитываются при расчетах S) , если при определении кольца загрязнения занимается более 50% территории геокванта.

4. Предельно допустимые концентрации веществ приведены в приложении 2

5. Номера геоквантов следуют слева направо и сверху вниз

Таблица 3.1 – Характеристика геоквантов территории населенного пункта

50% населенная местность с плотностью 1000 чел/кв.км, 30% - зона отдыха, 20% - лес 3 группы	30% населенная местность с плотностью 3500 чел/кв.км, 10% - зона отдыха, 60% - лес 3 группы	50% населенная местность с плотностью 2000 чел/кв.км, 30% - зона отдыха, 20% - пашня	70% населенная местность с плотностью 1000 чел/кв.км, 10% - зона отдыха, 20% - лес 2 группы	80% населенная местность с плотностью 7000 чел/кв.км, 10% - дачи, 10% - кедрач
45% населенная местность с плотностью 2000 чел/кв.км, 30% - дачи, 25% - сосняк	50% населенная местность с плотностью 6000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 30% - промышленная зона	30% населенная местность с плотностью 1000 чел/кв.км, 30% - промышленная зона, 40% - лес 3 группы	50% населенная местность с плотностью 3500 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 30% - кустарник	60% населенная местность с плотностью 6000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 20% - промышленная зона
44% населенная местность с плотностью 4000 чел/кв.км, 56% - дачи	70% населенная местность с плотностью 6000 чел/кв.км, 10% - зона отдыха, 20% - промышленная зона	33% населенная местность с плотностью 1000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха 47% - промышленная зона	50% населенная местность с плотностью 6000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 30% - промышленная зона	40% населенная местность с плотностью 4000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 40% - промышленная зона
60% населенная местность с плотностью 6000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 20% - промышленная зона	30% населенная местность с плотностью 3000 чел/кв.км, 30% - промышленная зона, 40% - лес 3 группы	55% населенная местность с плотностью 6000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 25% - промышленная зона	60% населенная местность с плотностью 4000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 20% - дачи	50% населенная местность с плотностью 6000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 30% - пашня
30% населенная местность с плотностью 8000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 50% - промышленная зона	10% населенная местность с плотностью 6000 чел/кв.км, 50% - лес 1 группы, 40% - промышленная зона	50% населенная местность с плотностью 2000 чел/кв.км, 20% - зона отдыха, 30% - промышленная зона	50% населенная местность с плотностью 4500 чел/кв.км, 30% - зона отдыха, 20% - промышленная зона	40% населенная местность с плотностью 6000 чел/кв.км, 30% - лес 1 группы, 30% - промышленная зона

Лабораторная работа №4 «Световой режим в помещении»

Общее задание:

1. Нарисовать характерный разрез заданного в индивидуальном задании помещения, внести все обозначения и проставить заданные размеры

2. Для помещения определить световые характеристики:

- световой коэффициент;

- коэффициент заложения;

- угол падения;

- угол отверстия.

3. Рассчитать, когда в сентябре необходимо включать искусственный свет. К.е.о. на рабочих местах равно 3% (если не задано иное).

4. Построить зависимости углов падения и отверстия от расстояния рабочего места до окна.

5. Рекомендовать в помещении место:

- для рабочего стола высотой 75 см

- детского столика высотой 50 см

- для игры ребенка на полу.

3. Предложить тип, количество и мощность ламп накаливания для освещения помещения.

Определение светового коэффициента К_с.

Под световым коэффициентом подразумевается отношение площади остекленной поверхности окон к площади пола. Для его определения измеряют остекленную поверхность всех окон помещения, не считая рам и переплетов. Затем определяют площадь помещения и делят ее на площадь окон. Световой коэффициент выражается простой дробью, в числителе «1», а в знаменателе полученное и округленное до целого частное.

Например, площадь окон равна 9 кв. м; а площадь комнаты равна 37 кв. м ; 37:9 = 4.1

К_с =1/4, т.е. площадь окон примерно в 4 раза меньше площади пола.

Норматив: световой коэффициент должен быть не менее 1/4.

Чем больше знаменатель дроби, тем хуже условия естественного освещения в помещении.

Определение коэффициента заложения Кз.

Кз - отношение расстояния от наружной стены до наиболее удаленной точки помещения В (глубина заложения) к расстоянию от пола до верхнего края окна !!! (Н ) .

.

Норматив: коэффициент заложения не должен превышать 2.5.

Определение угла падения.

Угол падения - угол, образуемый линиями: одна горизонтальная по направлению от рабочей точки (О) к окну (ОС), вторая – к верхнему наружному краю окна АО. Чем больше угол падения АОС, тем больше поступает световых лучей на рабочую точку, тем лучше освещенность.

Норматив: Угол падения должен быть не менее 27 ˚.

Этот показатель характеризует угол, под которым световые лучи из окна падают на исследуемую поверхность. Для определения угла необходимо провести две линии: линия ОС – проводится горизонтально из точки рабочего стола к оконной раме; линия АО – из той же точки к верхнему наружному краю окна. Угол АОС – угол падения. Так как треугольник АОС – прямоугольный , то tgАОС=АС/ОС. Катет АС - расстояние по вертикали от поверхности рабочего стола до верхнего края окна. При высоте стола, равной высоте подоконника, АС = высоте окна. Катет ОС – расстояние от исследуемой точки поверхности рабочего стола до окна. Эти катеты легко измеряются метром.

Пример, высота окна равна 1.6 м; расстояние от стола до окна = 2.5 м; tgАОС=1.6/2.5=0.64: АОС=33°. Если нет таблицы тангенсов,

можно нарисовать нужный угол на бумаге в пропорции и измерить угол транспортиром.

Угол падения должен быть не менее 27°. По мере удаления от окна угол падения будет уменьшаться, что влечет снижение освещенности. Угол зависит и от высоты окна: чем выше окно, тем угол больше.

Определение угла отверстия

Углом отверстия называется угол, образуемый линиями: одна, проведенная из исследуемой точки к верхнему наружному краю окна, другая, проведенная из той же точки к самой высшей точке противостоящего затеняющего объекта.

Норматив: угол отверстия должен быть не менее 5 °.

Угол отверстия характеризует величину участка небосвода, свет от которого падает на рабочее место и непосредственно освещает рабочую поверхность. Угол отверстия АОЕ образуется двумя линиями: линией АО (как и при определении угла падения), линией ОЕ, которая идет от рабочей точки к высшей точке здания (или дерева), стоящего напротив.

При практическом определении угла отверстия один человек садится за рабочий стол и мысленно проводит линию к самой высшей точке препятствия. Другой человек по указанию первого отмечает на стекле окна точку, через которую эта линия проходит (на рисунке это точка D). Затем измеряют расстояние по вертикали DС (между этой точкой и поверхностью рабочего стола) и расстояние по горизонтали СО от окна до рабочего стола. tgDОС= DС/ВС; Угол отверстия АОD (АВЕ)является частью угла падения АОС минус угол DОС.

Пример. Допустим, воображаемая линия ОЕ, идущая от стола до верхней точки противоположного здания, пересекает окно на высоте 1.2 м. Стол находится от окна на расстоянии 2.5 м.

tgDОС= DС/ОС = 1.2/2.5 =0.48;

Рассчитанный раньше угол падения равен 33°. Отсюда угол отверстия равен

АОD=АОС - DОС = 33 – 26 = 7°.

Угол отверстия не должен быть меньше 5°. Чем больший участок неба виден с рабочего места, тем лучше освещение. Для обеспечения нормальной освещенности необходимо, чтобы расстояние между зданиями было не меньше удвоенной высоты более высокого из зданий.

Искусственное освещение создается электрическими светильниками.

При оценке искусственного освещения помещений устанавливают, в первую очередь, достаточность (или недостаточность) освещенности, ее равномерность, отсутствие бликов, слепящего действия, а затем определяют вид источников света, их мощность, тип светильников, их расположение, высоту подвеса, общую систему освещения.

Определение норм искусственной освещенности. Интенсивность искусственного освещения определяется люксметром и сравнивается с нормами. При отсутствии люксметра величину освещенности можно определить расчетными методами, в частности, методом определения удельной освещенности. Для этого суммируют мощности всех источников света (ватт) и делят полученную сумму на площадь помещения (кв. м). Получают удельную мощность в (ватт на 1 кв. м.). Затем удельную мощность умножают на коэффициент е (табл. 4.1), который показывает, какую удельную освещенность создают используемые источники света.

Таблица 4.1. – Определение коэффициента е

При использовании ламп мощностью	При напряжении в сети,В
	Менее 220	220 и более
До 100 Вт	2.4	2.0
100 Вт и выше	3.2	2.5
Люминесцентная лампа	1.0	1.0

Пример. Площадь помещения 25 кв. м. Освещается двумя лампами по 100 Вт. Напряжение в сети 220в

Удельная мощность = 2х100(Вт)/25(кв.м)=8(Вт/кв.м)

Удельная освещенность равна = 8 (Вт/кв.м)х 2.5(лк/Вт) =20 (лк/кв.м)

Этот метод расчета не является точным.

Норматив. Общую освещенность в помещении можно считать достаточной, если на 1 м² площади приходится не менее 30 лк .

Таблица 4.1 Индивидуальные задания к работе приведены в таблице 1

№ варианта	Ширина комнаты	Глубина комнаты	Высота комнаты	Ширина окна	Высота окна	Высота подоконника	Расстояние до затеняющего предмета	Высота затеняющего предмета	Дополнительные данные
1	3	?	2.5	2	1.7	0.7	10	10	Кео=5
2	3	5	2.7	2	1.5	0.5	20	15
3	2.7	4	2.4	1.5	?	0.5	7	22
4	4	4	3	2	1.7	0.4	25	15
5	3.7	5.5	2.9	?	2	0.7	20	10
6	3	?	2.5	1.5	1.5	0.7	20	10
7	3	5.5	2.4	2	2	?	25	10
8	3.6	4	?	3	2	0.5	10	10	Кео=2
9	4	4.5	2.4	2	?	0.5	10	10
10	3.7	5.0	2.5	2	1.5	0.5	20	15
11	3.5	3.7	3	1.5	2	0.5	20	15
12	3.5	3.5	2.4	1.5	1.7	0.4	25	15
13	2.9	3	2.4	1.5	?	0.4	25	23	Кео=4
14	2.8	4	2.5	1.5	1.5	0.7	25	21
15	2.5	?	2.8	?	2	0.7	10	27
16	4	?	2.5	?	2	0.5	10	10	Кео=5
17	3	?	2.6	1.7	1.7	0.4	25	15
18	4	4	2.5	?	2	0.4	15	10	Кео=4
19	3	?	2.6	1.7	1.5	0.4	20	15

Примечания:

Все размеры в индивидуальном задании даны в метрах.

В комнате имеется только одно окно, расположенное на стене, для которой дан размер ширины.

Если дополнительно не указана величина кео, то считать его равным 3%.

Если в задании стоит знак «?», то данный параметр необходимо рассчитать из условий достаточной освещенности

Таблица 4. 2- Фрагмент таблицы светового климата для средней широты России

Время суток (часы)	Месяц
	Сентябрь		Октябрь
	Освещенность в тыс. люкс
6-7	1.3	0.2
7-8	3.2	1.1.
8-9	5.3	2.4
9-10	7.9	4.5
10-11	9.9	5.5
11-12	10.7	5.9
12-13	11.2	5.6
13-14	8.9	4.5
14-15	6.9	2.8
15-16	4.9	1.9
16-17	3.3	1.1
17-18	1.3	0.3

Приложение 1

Предельно допустимые концентрации веществ в воздухе

населенных мест

Вещество	ПДК, мг/м3	Коэффициент оседания, F
Азота диоксид	0.085	1
Азотная кислота	0.4	1
Акролеин	0.03	1
Аммиак	0.2	1
Анилин	0.03	1
Ацетон	0.35	1
Пыль (все виды)	0.15	2
Сажа	0.05	2
Серная кислота	0.1	1
Диоксид серы	0.05	2
Соляная кислота	0.2	1
Углерода оксид	1	1
Углерода диоксид	3	1
Фенол	0.01	1
Формальдегид	0.012	1

Приложение 2

Предельно допустимые концентрации веществ

Вещество	ПДКсут, мг/м3	ПДКр.з., мг/м3
Окись углерода	3	20
Серная кислота	0.1	1
Азотная кислота	0.4	1
Двуокись азота	0.085	1
Аммиак	0.04	20
Анилин	0.05	0.1
Ацетон	0.35	200
Акролеин	0.03	30
Фенол	0.003	0.3
Хлор	0.03	1
Сажа	0.05	4
Пыль	0.15	6

Рекомендуемая литература

1. Ципилева Т.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. В 2-х разделах. – Томск: ТМЦДО, 2004.

2. Ципилева Т.А.

3. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева; под ред. Л.А. Муравья. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. – 447 с.

4. Хван Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности. Серия «Учебники и учебные пособия». Ростов н/Д: «Феникс». – 2000. – 416 с.