Основы экологии

магистральных трубопроводов для их транспортировки. Строительство таких трубопроводов должно осуществляться с повышенным контролем качества труб и выполняемых работ, а принимаемые к реализации решения должны оцениваться с точки зрения охраны окружающей среды.

Санитарно-токсическая характеристика основных загрязнителей воздуха

К наиболее опасным загрязнителям воздуха относятся: окись углерода и сернистый ангидрид, образующиеся в результате сгорания природного газа, нефти и нефтепродуктов, а также аммиак и этилен.

Окись углерода представляет собой бесцветный газ, оказывающий отрицательное воздействие на центральную нервную и сердечнососудистую системы человека. Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК) окиси углерода в воздухе населенных мест составляет 1 мг/м3, максимальная разовая (средняя за 20 мин) 3 мг/м3.

Сернистый ангидрид — бесцветный газ с острым запахом, ощутимый человеком при его концентрации в воздухе 5 7 мг/м3. Концентрация 20 50 мг/м3 сернистого ангидрида вызывает раздражение слизистой оболочки глаз и дыхательных путей. Более высокая его концентрация вызывает одышку, иногда потерю сознания. Максимальное время пребывания человека в воздушной череде, содержащей 120 мг/м3 сернистого газа, не превышает 3 мин, а при содержании 300 мг/м3 1 мин.

Среднесуточная ПДК составляет 0,03 мг/м3, а максимальная разовая 0,05 мг/м3.

Во влажном воздухе сернистый газ соединяется с капельками воды и образует аэрозоль серной кислоты с резким запахом, порог ощущения которой 0,6 0,85 мг/м3. При вдыхании аэрозоль вызывает раздражение слизистой оболочки дыхательных путей. Рефлекторные изменения дыхания отмечаются при концентрации аэрозоля 3,5 5 мг/м3.

Среднесуточная ПДК его составляет 0,1 мг/м3, максимальная разовая 0,3 мг/м3.

Аммиак бесцветный газ с резким характерным запахом, порогом ощущения 37 мг/м3. Он обладает сильным раздражающим действием на дыхательные пути. Среднесуточная и максимальная разовая ПДК его в воздухе 0,2 мг/м3.

Этилен бесцветный газ, оказывающий наркотическое воздействие на человека. Среднесуточная и максимальная разовая ПДК этилена в

воздухе составляет 3 мг/м3.

Отрицательное влияние загрязненного воздуха, особенно содержащего сернистый газ, на растительность заключается в подавлении ее роста.

Наиболее чувствительны к загрязнению воздуха ель, сосна, пихта, лиственница, ольха, ива, береза (установлено, что вредное воздействие сернистого газа на хвойные деревья обнаруживается на расстоянии до 80 км от места его выброса); из злаковых и бахчевых культур пшеница, рожь, ячмень, овес, люцерна, клевер; из низших кустистые лишайники.

Оценка потерь газа и области загрязнения при повреждении магистрального газопровода

Объем утечки газа при повреждении магистрального газопровода определяется положением точки разрыва относительно ближайших компрессорных станций (КС), охранных и линейных кранов, а также давлением и температурой газа, диаметром газопровода, временем от момента возникновения утечки до отключения КС и кранов. Методика расчета потерь газа с учетом этих параметров, основанная на результатах физического моделирования, разработана ВНИИгазом. Согласно этой методике, процесс истечения газа из газопровода в случае его повреждения проходит в две стадии:

истечение газа из участков Li (Li+1)(рис. 1.1) до отключения компрессорной станции KCi (KCi+1) или закрытия крана Kj (Kj+1);

истечение газа из участков Li (Li+1) после отключения KCi (KCi+1) или из участков li (li+1) после закрытия кранов Kj (Kj+1).

Рис. 1.1. Расчетная схема для определения потерь газа

В качестве исходных данных при расчете используются: протяженность участков Li, li, li+1, Li+1; внутренний диаметр газопровода Dвн; продолжительность первой (второй) стадии течения газа; рабочее давление на кранах KCi (KCi+1) pi (pi+1) и в момент их отключения pi’ (pi’+1); давление газа на кранах Kj (Kj+i) в момент их закрытия pj (pj+i), а

3 и 4 для участков Li (li)и Li+1 (li+1) на второй стадии истечения газа

36.Вычисляют объем утечки газа из газопровода:

V1,2 объем утечки газа на первой (второй) стадии истечения; р давление газа.

В выражениях (1) и (2) переменные могут принимать следующие значения:

х значения Li (Li+i) и li (li+1);

Т значения Ti (Ti+1), Ti’ (T’i+1’), характеризующие температуру газа соответственно в начале Li и в конце Li+i участка и в момент отключения

KCi (KCi+1);

р значения рi, рi+1, р’i, р’i+1, рKj (рKj+1), характеризующие давления соответственно в начале Li и в конце Li+i участка, в момент отключения KCi

(KCi+i) и на кранах Kj (Kj+i) в момент их закрытия;

г значения zi (zi+i), z'i (z'i+l) и zKj.( zKj+1), т.е. коэффициенты сжимаемости газа при определенных температурах и давлениях.

Рассмотрим методику оценки области загрязнения. Источники загрязнения приземного слоя атмосферы подразделяются на точечные и линейные. К точечным относятся дымовые трубы заводов, ТЭЦ и т.д., к линейным участки магистрального газопровода, выделяющие газ в атмосферу при повреждении. Такие загрязнения носят локальный и временный характер.

В общем случае концентрация ингредиента в любой точке области загрязнения от линейного источника длиной l (рис. 1.3) можно определить, пользуясь рекомендациями В. Н. Шаприцкого, по формуле:

Рис. 1.3. Расчетная схема для определения области загрязнения от линейного источника

где С (х, у, z) концентрация загрязнителя в точке с координатами (х, у, z); М мощность (расход) линейного источника; Н высота источника над землей; cy, cz коэффициенты рассеяния в направлении координатных осей оу и oz; 0 скорость ветра; п коэффициент, учитывающий изменение метеорологических условий.

При ориентировочных расчетах значения cy, cz и п можно принять равными соответственно 0,05; 0,05 и 0.

Более точная оценка мощности линейного источника затруднительна, поскольку она является функцией давления и температуры газа, которые в рассматриваемом случае переменны во времени. Однако для приближенных расчетов значение М по-видимому, можно оценить по максимальному значению объема газа, выделяющегося из газопровода, и средней продолжительности его истечения.

Всвязи с тем, что источник загрязнения является временным и локальным (с небольшим интервалом между очередными выбросами), то главную опасность для населенных пунктов будет представлять загрязнение самого нижнего приземного слоя воздуха.

Поэтому на стадии проектирования целесообразность размещения относительно населенного пункта можно оценивать по степени возможного загрязнения воздуха в окрестностях или пределах последнего,

Вкачестве такой оценки можно использовать значение концентрации загрязнителя на уровне дневной поверхности земли для подземного газопровода и на уровне газопровода для надземного.

Всоответствии с этим для случая утечки газа из подземного газопровода ( H 0; z 0 ) формула (3) примет вид:

3)Особенности загрязнения окружающей среды при транспортировке сжиженных газов

4)Санитарно-токсическая характеристика основных загрязнителей

воздуха

5)Оценка потерь газа и области загрязнения при повреждении магистрального газопровода

3.2. Задание к практическому занятию

Расчет выбросов от автомобильного транспорта

Цель работы: Рассчитать величину выбросов вредных веществ загрязняющих атмосферу от автомобильного транспорта.

Общие сведения

Основным загрязнителем атмосферного воздуха является автомобильный транспорт. В крупных городах на долю автотранспорта приходится более 70 % всех вредных выбросов в атмосферу. В выхлопных газах транспортных средств, имеющих двигатели внутреннего сгорания содержатся оксиды азота (II N0, IV NO2), оксид углерода (угарный газ СО), углеводороды CхHу, сажа продукты неполного сгорания топлива, сернистый газ (SO2), тяжелые металлы (см. табл. 3.2.1).

За 100 км пути автомобиль использует столько же кислорода, сколько человек за всю свою жизнь.

Для определения концентраций перечисленных выше наиболее массовых загрязнителей атмосферы необходимы газоанализаторы, с помощью которых можно контролировать чистоту воздуха.

На основании большого количества натурных измерений выбросов разработана «Методика по расчету валовых выбросов вредных веществ в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии» (РД 17 89) от 1990 года. В одном из разделов этой методики представлен расчет выбросов вредных веществ от автомобилей с различными типами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) (бензиновыми, дизельными, газовыми и др.).

Методика расчета

Выброс i -го вредного вещества Пi , т определяется по формуле (1):

где qi , г/км удельный выброс i-го вредного вещества автомобилем в

зависимости от типа ДВС с учетом картерных выбросов и испарений топлива, определяется по табл. 3.2.3;

l, км - пробег автомобилей с данным типом двигателя за расчетный период; K1 коэффициент, учитывающий техническое состояние автомобиля; K2 коэффициент, учитывающий возраст автомобиля.

Значения К1, К2 определяются по табл. 3.2.4

Таблица 3.2.2

Содержание вредных веществ в отработавших газах (ОГ)

Таблица 3.2.3

Значения удельных выбросов вредных веществ автомобильным транспортом ( qi , ) в 1996 2000 годах, г/км

Общий выброс от автомобиля складывается из выбросов вредных веществ всех групп: П= n Пi . Общий выброс от автотранспорта

i 1

складывается из выбросов вредных веществ всех групп автомобилей.

Таблица 3.2.4

Коэффициент влияния среднего возраста автомобилей и уровня технического состояния на выбросы вредных веществ для различных групп заводского автомобильного транспорта

Порядок проведения работы

Изучить методику расчета выбросов вредных веществ от автомобильного транспорта.

Получить исходные данные для расчета.

Расчет и составление отчета по результатам работы.

Варианты заданий к практической работе

Определить величину выбросов двух единиц автотранспорта А и В. Сравнить величину выбросов каждой из единиц между собой.