„Основи екології” та „Екологія”: Методичні вказівки до практичних занять та самостійної роботи для студентів всіх напрямів підготовки, /Упор. І.В. Панасюк, проф, Ю.В. Литвиненко, асист, О.Л.Онуфрієнко, доц. - K.: КНУТД, 2007. - 43с.
Упорядники: І.В. Панасюк, проф
Ю.В. Литвиненко, асист
О.Л.Онуфрієнко, доц.
Рецензент: Л.Ф.Михайленко, проф.
Відповідальний за випуск І.В. Панасюк, проф.
Зміст
Вступ................................................................................................................................3
Розрахунок нормативів гранично допустимих викидів шкідливих речовин в атмосферу........................................................................................................................4
Визначення категорії небезпечності підприємства в залежності від маси, виду та складу забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу...............................10
Розрахунок нормативів гранично допустимих скидів шкідливих речовин у водний об'єкт.................................................................................................................13
Визначення показників використання водних ресурсів у виробництві..................17
Визначення збору за забруднення навколишнього природного середовища....................................................................................................................19
Визначення ефективності та техніко-економічного обґрунтування природоохоронної діяльності......................................................................................23
Форми контролю за виробничою діяльністю підприємств......................................29
Додатки..........................................................................................................................31
Контрольні питання......................................................................................................41
Список літератури........................................................................................................43
Вступ
На сучасному етапі розвитку цивілізації проблема виживання людства, забезпечення оптимальних умов безпеки життєдіяльності може бути досягнута завдяки збереженню сталого стану біосфери. Рушійними силами змін у навколишньому природному середовищі є населення, споживання і технології.
Більшість глав держав та представників урядів дійшли до згоди, що на планеті, яка має граничні розміри, за теперішнього стану речей неможливе здорове суспільство і економіка. Економічний розвиток не може зупинитися, але людство повинно не лише усвідомлювати цю проблему, а й шукати конкретні методи переходу до сталих форм розвитку та способу життя. Кожна держава і людське суспільство в цілому має право та повинно взяти участь в цьому процесі, і, зважаючи на можливості та наслідки, розробити концепцію сталого розвитку. Все це потребує широкого кола знань, тому екологічна освіта повинна бути складовою частиною усіх ступенів освіти. Особливу увагу слід звернути на підготовку майбутніх керівників.
Суттєве місце в екологічній підготовці майбутнього спеціаліста займає навчання розрахункам та оцінкам величин забруднення навколишнього природного середовища, раціонального використання природних ресурсів, техніко - економічних показників ефективності природоохоронних витрат та заходів; набуття досвіду в проведенні екологічної експертизи, опанування сучасними методами створення системи екологічного менеджменту та аудиту - впровадження "зелених технологій" та принципів екологічної модернізації виробництва. Навики рішення таких задач студент отримує під час практичних занять.
Об'єм практичних занять з курсу в залежності від спеціальності. За цей період студенти повинні виконати ряд конкретних розрахунків по основним напрямам екологічної підготовки. Перелік конкретних тем практичних занять встановлюється "Робочою програмою" по кожній спеціальності і доводиться до студентів лектором у вступній лекції.
Кожному практичному заняттю повинна передувати самостійна робота по теорії і методичній частиш розрахунків. З методиками і прикладами найбільш актуальних і суттєвих розрахунків можна ознайомитись у даному посібнику.
Перед виконанням практичного заняття студенти повинні ознайомитись з методикою розрахунків, визначити свій варіант завдання, а після рішення завдання - оформити звіти, в якому наводиться аналіз отриманих результатів.
В посібнику наведені завдання по розрахункам гранично допустимих викидів (ГДВ) і скидів (ГДС) забруднюючих речовин; визначенню категорії небезпечності підприємства (КНП), показників раціонального використання водних ресурсів у виробництві, критеріїв нормування водокористування; обґрунтуванню основних напрямів контролю та техніко - економічних показників у захисті довкілля та проведенні природоохоронних заходів.
Методика розрахунків і оцінок наведена на підставі діючої нормативної документації по охороні навколишнього природного середовища (СДСТУ, ГОСТ, СанПиН, СНиП, інструкціях і правилах). При розрахунках рекомендується використовувати електронно - обчислювальну техніку.
Визначення дисципліни заплановано у відповідності з спеціальністю.
Обсяг роботи студентів по вивченню дисциплін, види та форми контролю.
Тема №1: Розрахунок нормативів гранично допустимих викидів шкідливих речовин в атмосферу.
Екологічними нормативами повітря є гранично допустимий викид (ГДВ) чи тимчасово погоджений викид (ТПВ) шкідливих речовин у атмосферному повітрі населених міст, які визначаються у відповідності з вимогами ГОСТ 17.2.3.02-78 "Охранка природи. Атмосфера".
Значення ГДВ та ТПВ встановлюються у грамах на секунду і неповинні бути перевищені у будь-який двадцяти хвилинний інтервал, прийнятий при встановленні максимальних разових значень гранично допустимих концентрацій.
Кожне підприємство, установа, організація має право викидати в атмосферу тільки ті речовини, у тих кількостях і у такому режимі часу, які вказані у письмовому погодженні на викид.
ГДВ (ТПВ) встановлюють для кожного джерела забруднення атмосфери. Внаслідок сумування значень ГДВ та ТПВ окремих джерел забруднення атмосфери встановлюють їх загальні величини для підприємства, в цілому. Значення ГДВ (ТПВ), як правило, переглядають не рідше одного разу у п'ять років.
Після затвердження норм ГДВ (ТПВ) складають том "Охорона атмосфери та гранично допустимі викиди (ГДВ)", у якому вміщують опис можливостей досягнення ГДВ на підприємстві, а також значення ГДВ, приземної концентрації шкідливих речовин, зону впливу підприємства, а також відстань, на якій досягається максимальна приземна концентрація шкідливої речовини. Гранично допустимий викид (ГДВ) шкідливих речовин у атмосферу встановлюється для кожного підприємства при умові, що викиди шкідливих речовин від даного джерела у сукупності з іншими джерелами з визначенням перспективи розвитку не створюють приземну концентрацію шкідливих речовин, яка перевищувала б ГДВм.р
Розрахунок ГДВ здійснюється по формулам, окремо для нагрітих і холодних викидів в залежності від фактора f, який визначається по формулі:
(
1.1)
W0 - середня швидкість виходу газоповітряної суміші з отвору джерела викиду, м/с;
D - діаметр отвору джерела викиду, м;
H - висота джерела викиду над рівнем землі, м;
∆Т - різниця між температурою газоповітряної суміші Tг, що викидається, та температурою навколишнього повітря Tп, C.
Викиди
для яких
належать
до холодних, при
викиди
відносять до нагрітих.
Значення гранично допустимих викидів (ГДВ), г/с, газоповітряної суміші з поодинокого джерела з круглим отвором або групи близько розташованих одиничних джерел у випадках, коли фонова концентрація суміші Сф, встановлена як належна від швидкості та напряму вітру і постійна на території району, що розглядається, визначається за формулою:
а) для нагрітої газоповітряної суміші:
б
)
для холодної газоповітряної суміші:
Де:
ГДКм.р. - максимально разова гранично допустима концентрація шкідливої речовини, мг/м3 (табл. Д 1,1);
Сф - фонова концентрація шкідливої речовини, мг/м3. Фонова концентрація встановлюється за даними Держкомгідромету. Для міст з населенням менше 250 чол. по узгодженню з органами Держкомгідромету Сф по окремих інгредієнтах може бути прийнятим (мг/м3): SO2 - 0,1; NO2 - 0,03; пил - 0,2. У випадку, коли підприємство є єдиним джерелом викиду шкідливої речовини, Сф = 0.
А - коефіцієнт температурної стратифікації атмосфери;
F - безрозмірний коефіцієнт, шо враховує швидкість осідання шкідливих
речовин в атмосфері;
F=1- для газоподібних шкідливих речовин і аерозолів;
F=2 - для крупнодісперсного пилу і золи при ступеню очищення не менше
90%;
F=2,5 - теж саме при ступеню очищення, 75-90%,
F=3 - для пилу і при ступеню очищення менше 75%.
m, n - коефіцієнти, що враховують умови виходу газоповітряної суміші з
отвору джерела викиду, в частинах одиниці;
η - безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу місцевості нарозсіювання домішок шкідливої речовини;
q
- об'єм газоповітряної суміші, який
викидається з джерела, м3
/с.
К
оефіцієнт
m визначається в залежності від параметру
f по формулі:
Коефіцієнт n визначається в залежності від значення параметру Vmax:
при Vmax
0.3 n = 3 (1.6)
п
ри
0.3 < Vmax
2
(1.7)
при Vmax > 2 n = 1 (1.8)
Значення Vmax розраховується по формулі:
а
)для
нагрітої газоповітряної суміші
(1,9)
б
)для
холодної газоповітряної суміші
(1.10)
Значення максимальної приземної концентрації шкідливих речовин від поодинокого джерела з круглим отвором на відстані Xm від джерела викиду визначається по формулі:
а) для нагрітої газоповітряної суміші:
(1.11)
б) для холодної газоповітряної суміші
(1.12)
Де:
M - кількість шкідливої речовини, яка викидається в атмосферу у одиницю часу ( при визначенні тимчасово погоджених викидів М = ТПВ), г/с.
Відстан Хmax від джерела, на якій досягається максимальна концентрація Cmax визначається:
При F < 2 Xmax = d * H (1.13)
При
F
2 (1.14)
Безрозмірний коефіцієнт d визначається за наступними виразами:
а) для нагрітої газоповітряної суміші:
При Vmax
2
(1.15)
П
ри
Vmax
>2
(1.16)
б) для холодної газоповітряної суміші:
При Vmax
2
d=11.4*Vmax
(1.17)
При Vmax >2 (1.18)
1.2. Приклад розрахунку.
Визначити ГДВ, значення приземної концентрації Сmax, віддаль від джерела, на якій досягається максимальна концентрація шкідливих речовин Хmax, зону впливу підприємства L при слідкуючих даних:
М
аксимально
разова концентрація оксиду вуглецю
ГДКсо=
3
мг/м3;
значення фонової концентрації оксиду
вуглецю = 2 мг/м3;
коефіцієнт А = 200; розрахункова температура
повітря Tп
= 25 0C,
а газів що відходять Tг
= 205 0C,
отже різниця складає ∆Т = 205-25 = 180 °С;
висота димової труби H = 30 м; діаметр
отвору джерела викиду D = 1.5м; коефіцієнт
для газів F = 1; коефіцієнт η = 1; (в зоні
радіусом 50 м, перепад відміток місцевості
не перевищує 50 м на 1 км).
1) визначаємо об'єм газоповітряної суміші, який викидається з джерела, м3 /с:
2
)
знаходимо значення параметру f:
3
)
швидкість виходу газоповітряної суміші
з отвору джерела складає
4) безрозмірний параметр m дорівнює:
При
значенні параметру f<100 розрахунок
проводимо для нагрітої газоповітряної
суміші.
д
ля
визначення коефіцієнта n визначаємо
Vmax,
м/с:
При значенні Vmax < 2, n розраховуємо по формулі:
6
)
гранично допустимий викид для оксиду
вуглецю, г/с:
7
)
значення приземноїmax
концентрації для оксиду вуглецю, мг/м3:
8) Безрозмірний коефіцієнт d для нагрітої газоповітряної суміші визначається за наступним виразом:
відстань, на якій очікується найбільша концентрація речовин Xmax:
п
ри
F
<
2
зона впливу підприємства визначає відстань L, яку знаходять:
L = 10 * Хmax = 10 * 313.5 = 3135 м.
Внаслідок виконаних розрахунків отримані слідуючи значення:
ГДВ = 33.62 г/с; Сmax = 1.0 мг/м3; Хmax =313.3 м; L =3135 м.
1.3 Приклад розрахунку.
Визначити ГДВ, значення приземної концентрації Сmax, віддаль від джерела, на якій досягається максимальна концентрація шкідливих речовин Хmax, зону впливу підприємства L при слідкуючих даних:
Висота димової труби Н = 15 м; діаметр отвору джерела викиду D = 0.4 м; коефіцієнт для газів F = 1; коефіцієнт температурної стратифікації А = 120; коефіцієнт що враховує вплив рельєфу на розсіювання газоповітряної суміші η = 1, для пилу ГДКм.р. = 0.5 мг/м3; фонова концентрація пилу Сф = 0.05 мг/м3; різниця температур пилу, що викидається, та повітря навколишнього середовища становить ∆T = 10 °С.
1
)
Знаходимо об'єм технологічного викиду
газоповітряної суміші, мг/м3:
2
)
знаходимо значення параметру f:
3
)
швидкість виходу газоповітряної суміші
з отвору джерела дорівнює, м/с:
Оскільки значення f = 127.96 > 100, то викиди відносять до холодних.
4
)
для визначення коефіцієнта n розрахуємо
Vmax, м/с:
5
)
при значенні
6
)
розраховуємо ГДВ, г/с:
7) обрахуємо значення максимальної приземної концентрації Сmax, мг/м3:
8) В умовах, коли безрозмірний коефіцієнт d для холодної газоповітряної суміші визначається за наступним виразом:
d = 11.4 * Vmax = 11.4 * 0.93 = 10.6
9) виходячи з того, що значення F < 2, Хmах визначаємо за формулою:
Xmax = d * H = 10.6 * 15 = 160 м
10) зону впливу підприємства знаходимо з виразу:
L = 10 * Xmax = l 0 * 160 = 1600 м.
Внаслідок виконаних розрахунків отримані слідуючи дані:
ГДВ = 2,04 г/с; Сmax = 10,19 мг/м3; Хmax = 160 м; L = 1600 м.