Контрольная работа по "Экология"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный экономический университет»

Центр дистанционного образования

Контрольная работа

по дисциплине: Экология

Вариант 1

Исполнитель: студентка

Направление управление качеством

Профиль

группа  УК – 11 ТД                     Ф.И.О Баженова Валентина Викторовна

2012

Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения

1.Исходные данные

1.1. В районе действует тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле.

1.2. В процессе эксплуатации ТЭС в атмосферный воздух попадают примеси в виде аэрозолей и газообразных веществ. Массы годового поступления выбросов (mj) по видам составляют:

а) группа аэрозолей: m1 – зола угля, m2 – пыль угля;

б) группа газообразных веществ: m3 – сернистый ангидрид, m4 – серный ангидрит, m5 – оксиды азота (по NO2), m6 – оксид углерода.

1.3. Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:

а) примеси из группы аэрозолей имеют скорость оседания частиц от 1 до 20 см/с;

б) примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания менее 1 м/с.

1.4. Зона активного загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из разных типов территорий (таб. 1).

Таблица 1

Структура ЗАЗ

1.5. Среднегодовое значение разности температур в устье источника выбора (трубы) и в окружающей среде составляет величину 1400С (ΔТ). Среднегодовой модуль скорости ветра – у.

1.6. По всем загрязняющим веществам (ЗВ) объем выбросов в рассматриваемом году не превышал установленных лимитов. При этом 80% массы каждого из ЗВ находилось в пределах установленного допустимого норматива выброса (mпдв) и 20% массы – в пределах установленного лимита (mвсв).

1.7. В планируемом году на ТЭС предполагается установка дополнительных газо- и пылеуловителей. Капитальные затраты (К) и годовые эксплуатационные затраты данного мероприятия  (С), расчетный период окупаемости капитальных затрат (t) – 4 года.

1.8. В результате проведения природоохранных мероприятий (в планируемом году) ожидается снижение ущерба от загрязнения атмосферного воздуха на 75%; при этом величина поступающих в атмосферный воздух всех видов ЗВ не будет превышать пределов установленных допустимых нормативов (ПДВj).

2.Задание

Определить:

Зону активного загрязнения ТЭС.

Величину ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС до проведения природоохранного мероприятия.

Сумму платежей за загрязнения атмосферы в текущем году.

Суммарный эффект запланированных природоохранных мероприятий.

Решение:

1. Определим зону активного загрязнения ТЭС

Известно, что источником загрязнения является труба ТЭС (согласно классификации – организованный источник). Для подобных источников ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:

rвнутр=2φh, Rвнеш=20φh,

где h – высота источника;

φ – безразмерная поправка, вычисляемая по формуле φ=1+ΔТ/75,

где ΔТ – разность температур в устье трубы и в ОС, град.

φ=1+150/75=3

rвнутр=2*3*250=1500 (м)     Rвнеш=20*3*250=15000 (м)

Вычислив радиусы, находим площадь ЗАЗ по формуле:

S=π*(R2внеш-r2внутр)*(м2)

S=3,14*(15000²-1500²)= 69943.5га

2. Определим ущерб от загрязнения атмосферы:

Ущерб от загрязнения атмосферы определяется по формуле: U=γdfM,

где γ – удельный ущерб, руб./усл.т;

d - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над всей зоной активного загрязнения;

f – безразмерная величина, определяемая в зависимости от характера рассеивания примесей в атмосфере;

M – приведенная масса годового выброса примесей данным источником, усл.т/год.

Показатель удельного ущерба атмосферного воздуха (γ), наносимого выбросом единицы массы 3В, для Уральского экономического района принимается равным 67,4 руб./усл.т .

Рассчитаем показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над ЗАЗ (d), т.к. ЗАЗ неоднородна и состоит из 5 типов территорий. Каждому типу территории (Si) соответствует табличное значение константы di. Усредненное значение d для всей ЗАЗ определяют по формуле:

d=ΣS*d/S,

где d - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над всей зоной активного загрязнения;

i – номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий;

Si – площадь одного из типов территорий;

SЗАЗ – общая площадь ЗАЗ, %.

di – показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над i-тым типом территории.

d=(20*0,3+25*4+30*0,1+15*0,25+10*8)/(20+25+30+15+10)=1.93

Приведенная масса годового выброса 3В (М=Мобщ.) рассчитывается как сумма газообразных и аэрозольных примесей:

Мгаз.+Маэр. (усл.т/год)

а) значение приведенной массы годового выброса газообразных примесей определяется по формуле:

Мгаз.=ΣAj*mj;

где j – вид загрязняющего вещества (по условию задачи вещества j1и j2 – аэрозольные, а j3, j4, j5, j6 – газообразные), Aj – показатель относительной агрессивности примеси j-ого вида (табл.2).

Мгаз.=84*3000+48*100=252000+4800=256800 (усл.т/год)

б) годовая масса аэрозольных примесей рассчитывается аналогично:

Маэр.=ΣAj*mj;

Маэр.=22*10000+49*1000+41,1*3000+1*400=392700 (усл.т/год)

Мобщ.=256800+392700=649500 (усл.т/год).

Таблица 2

Значение множителя f – поправки, учитывающей характер рассеивания примесей в атмосфере, определяется следующим образом:

а) для газообразных примесей с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) принимается, что

f1=fгаз.=100(м)/(100(м)+ φh)*4 (м/с)/(1(м/с)+у),

где у – среднегодовое значение модуля скорости ветра, м/с;

φ – безразмерная поправка;

h – высота трубы, м.

fгаз.=100/(100+3*250)*4/(1+1)=0,235

б) для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 м/с (аэрозольные примеси), принимается, что

f2=fаэр.=√1000(м)/(60(м)+φh)*4(м/с)/(1(м/с)+у),

fаэр.=√1000/(60+850)*4/(1+1)=2,097

Теперь определим ущерб от загрязнения атмосферы. Общий ущерб слагается из суммы ущербов от двух видов примесей – газообразных и аэрозольных, с двумя различными параметрами f, поэтому

Uобщ.=Uгаз.+Uаэр.=(γ*d*fгаз.*Мгаз.)+(γ*d*fаэр.*Маэр.)=γ*d(fгаз.*Мгаз.+fаэр.*Маэр.)

Uобщ.=67,4*1,93*(0,235*256800+2,097*392700)= 114 971 661,87 руб.

3. Общая сумма платежа за загрязнение атмосферы определяется по формуле: Побщ.=П1+П2+П3;

где П1 – плата за допустимый выброс (в пределах ПДВ);

П2 – плата за выброс 3В сверх ПДВ, но в пределах установленного лимита (ВСВ);

П3 – плата за выброс 3В сверх лимита (сверх ВСВ).

По условию задачи объем выбросов по всем загрязняющим веществам не превышает установленных лимитов, значит Побщ.=П1+П2

П1=ΣmПДВj*PПДВj;

П2= ΣmВСВj*PВСВj;

где П1 и П2 – плата за выбросы 3В в пределах установленных допустимых нормативов (ПДВ) и установленных лимитов (ВСВ), руб./год;

mПДВj и mВСВj – массы j-ого вида 3В в пределах ПДВ и ВСВ, т;

PПДВj и PВСВj – нормативы платы за выброс 1 тонны j-того ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, руб./т.

П1=3000*0,80*14+100*0,80*27,4+10000*0,80*80+1000*0,80*42+3010*0,80*70+400*0,80*1,2=878336 руб./год.

П2=3000*0,20*70+100*0,20*137+10000*0,20*400+1000*0,20*210+3010*0,20*

*350+400*0,20*6=1097920 руб./год.

Побщ.= 1976256 руб./год.

Таблица 3

Нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными источниками на территории Уральского экономического района (руб./т)

4. Определим суммарный годовой эколого-экономический эффект запланированного природоохранного мероприятия. Он рассчитывается по формуле: R=Р-З,

где R – годовой эколого-экономический эффект, руб.;

Р – положительный суммарный результат, полученный благодаря проведенным мероприятиям.

Положительными результатами по условию задачи являются:

а) предотвращенный ущерб и б) снижение платежей за загрязнение в результате уменьшения массы выбросов (75%);

таким образом: Р=0,75U+П2,

где З – годовые суммарные затраты, вычисляются по формуле

З=С+Ер*К,

где С – эксплуатационные затраты;

К – капитальные затраты;

Ер – расчетный коэффициент окупаемости капитальных затрат.

Ер=1/t, где t – период окупаемости капитальных затрат.

Ер=1/4=0,25

З=15+0,25*150=52,50 млн.= 52 500 000,00руб.

Р=0,75*114 971 661,87+1097920  =87326666,40 руб.

R=87326666,40 -52500000,00=34826666,40 руб.

Выводы: Зона активного загрязнения ТЭС равна 69943.50 га, величина ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС до природоохранного мероприятия равна 114 971 661,87 руб. Сумма платежей за загрязнение атмосферы в текущем году составляет 1976256 руб. Предприятие при проведении запланированных мероприятий в 3 раза снизит ущерб от загрязнения атмосферного воздуха, значительно снизит свои платежи. Суммарный эффект запланированных природоохранных мероприятий равен 34826666,40 руб.

5