Строение Земли, ее оболочки, их структура, взаимосвязь, динамика

.

7. . Значения приземных концентраций вредных веществ С (мг/м3) в атмосферном воздухе по оси выброса на различных расстояниях Х (м) от источника выброса определяется по формулу:

,

где s1 – безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения :

м;

Т.к. 1 < ≤ 8, тогда s1 определяем по формуле:

; ;

;

;

.

 

 

9. Задача 2.

Расчет по определению основных характеристик водотока при аварийном сбросе загрязненных сточных вод:

Исходные данные:

Вещество – хлор;

ПДК, мг/л – 0,01;

Объем сброса, W, м3 – 950;

Продолжительность сброса, t0, час – 2;

Средняя скорость течения, V, м/с – 1,3;

Средняя глубина реки, Н, м – 1,2;

Средняя ширина реки, В, м – 31;

Длина расчетного участка реки, L, км – 15;

Температура воды, Т, 0С – 10;

Коэф-т шероховатости, nш – 0,035;

Конц-я веществ в сбросе, Са, мг/л – 750;

Время начала сброса – 6-45.

 

1. Время добегания речной воды  от места аварии до заданного  створа:

(час)

где L – длина расчетного участка реки,км;

      V – средняя скорость течения реки, м/с.

.

 

2. Расход воды в реке:

(м3/с)

где V – см. п.1;

      Н – средняя  глубина реки, м;

      В – средняя  ширина реки, м.

.

 

3. Время подхода загрязнения  с максимальной концентрацией  к заданному створу:

  (час)

где t0 – продолжительность сброса загрязненной воды в реку, час.

.

 

4. Расход поступающего в реку  загрязняющего вещества:

  (м3/с)

где W – объем сброса, м3;

       Y – безразмерный коэффициент, учитывающий испарение вещества при смешивании с водой (табл. 3); Y=0,35;

.

5. Безразмерный коэффициент учитывающий  поперечную дисперсию вещества  в реке:

где  j – коэффициент, учитывающий смешение вещества в массе водного потока (табл.1), j=0,5 ;

.

6. Безразмерный коэффициент, учитывающий  продольную дисперсию вещества  в реке:

        при      z > 3    и   tmax > t0

 

                      при       z ≤ 3    или   tmax  ≤ t0

 

где z – безразмерный параметр, определяемый по соотношению:

где Dn – коэффициент продольной дисперсии, приведенный к средней скорости течения 1 м/с (по табл. 2 путем интерполяции), Dn=6,4.

 

;

.

7. Коэффициент неконсервативности  вещества:

где К – суммарный коэффициент скорости самоочищения (табл.4); К=0,01.

.

8. Максимальная концентрация вещества  в реке после аварийного сброса:

где Са – концентрация вещества в аварийном сбросе, мг/л.

.

9. Значения концентрации вещества:

 

высокой                            Свз1= 10.ПДК=10*0,01=0,1;

экстремально высокой    Свз2= 100.ПДК=100*0,01=1.

Т.к. Сmax ≥  Свз2, загрязнение характеризуется как экстремально высокое; Свз = Свз2;

10. Продолжительность прохождения экстремально высоких концентраций вещества в заданном створе реки:

где Свз – концентрация для установленного уровня загрязнения, мг/л (высокого или экстремально высокого).

 

.

11. Момент прохождения фронта  зоны загрязнения через заданный  створ:

     

12. Момент прохождения хвостовой  части зоны загрязнения через  заданный створ:

Вывод: Уровень загрязнения в данной реке является экстремально высоким, максимальная концентрация загрязняющего вещества равен 1,545. Т.к. время начала сброса загрязнения 6-45, значит время момента прохождения фронта зоны загрязнения через заданный створ будет 3,32=3-19 следовательно 10-04.  Время, соответствующее прохождению хвоста загрязнения в данном створе равно 5,08=5-04 следовательно 11-49. Значит время прохождения загрязняющего вещества в заданном створе 1-45.

 

 

 

 

10. Задача 3

 

Определить годовой экономический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха и поверхностных вод южной части Красноярского края. Население города составляет 175 тыс. чел.

Предприятие выбрасывает в атмосферу газовоздушную смесь следующего состава: диоксид серы – 19 г/с; оксид азота – 18 г/с; марганец – 6 г/с (тонкодисперсный аэрозоль); свинец- 3,5 г/с (среднедисперсный аэрозоль); пыль неорганическая – 16 г/с (среднедисперсный аэрозоль).

Высота источника выброса – 30 м. Разница температур ГВС и атмосферного воздуха составляет 95 0С. Среднегодовое значение скорости ветра – 3,8 м/c.

Предприятие осуществляет сброс сточных вод трех типов:

1. Суточный объем сброса сточных вод – 30 м3/сут;

Содержание загрязнений: взвешенные вещества – 42 мг/л; железо – 16 мг/л; хлориды – 150 мг/л.

2. Суточный объем сброса сточных вод – 35 м3/сут;

Содержание загрязнений: взвешенные вещества – 70 мг/л; нефтепродукты – 20 мг/л; хлориды – 260 мг/л.

3. Суточный объем сброса сточных вод – 60 м3/сут;

Содержание загрязнений: взвешенные вещества – 75 мг/л; железо – 7 мг/л; нефтепродукты – 13 мг/л; хлориды – 270 мг/л.

1. Определение ущерба от загрязнения атмосферного воздуха.

Экономическая оценка ущерба, причиняемого годовым выбросом загрязнений в атмосферный воздух, определяется по формуле:

,

где γ – константа, численное значение которой равно 2,4 руб/усл.т; δ – безразмерный коэффициент, характеризующий относительную опасность загрязнения атмосферного воздуха в зависимости от типа территории (δ=4); М – приведенная масса годового выброса загрязнения из источника, усл.т/год.

Приведенная масса М годового выброса загрязнений в атмосферу из источника определяется по формуле:  

,

где mi – масса годового выброса примеси i-го вида в атмосферу, т/год; Аi – показатель относительной агрессивности примеси i-го вида, усл.т/т; fi - безразмерный коэффициент, учитывающий характер рассеяния примеси в атмосфере в зависимости от параметров  окружающей среды, газовоздушной смеси и источника выброса, а также скорости оседания частиц пылегазового потока; N – общее число примесей, выбрасываемых источником в атмосферу.

Определение значение mi:

диоксид серы - т/год,  оксид азота - т/год,                            марганец - т/год,  свинец - т/год,

пыль неорганическая - т/год.

Определение значения показателя Аi для каждой примеси:

,

где bi – показатель относительной опасности присутствия примесив воздухе, вдыхаемом человеком; αi – поправка, учитывающая вероятность накопления исходной примеси или вторичных загрязнителей в компонентах окружающей среды и в цепях питания, а также поступления примеси в организм неингаляционным путем; χi – поправка, учитывающая действие на различные рецепиенты, кроме человека.

Численное значение показателя bi определяется по формуле:

,

где ПДКс.с.СО – среднесуточная предельно допустимая концентрация в атмосфере оксида углерода, мг/м3; ПДКр.з.СО – предельно допустимая концентрация оксида углерода в воздухе рабочей зоны, мг/м3; ПДКс.с.i – среднесуточная предельно допустимая концентрация в атмосфере примеси i-го вида, мг/м3; ПДКр.з.i – предельно допустимая концентрация примеси i-го вида в воздухе рабочей зоны, мг/м3 .

Вещество	ПДК, мг/м3
	Рабочей зоны	Среднесуточная
Серы диоксид	2	0,05
Азота оксид	1,6	0,06
Свинец	0,01	0,001
Марганец	1	0,03
Пыль неорганическая	1,2	0,1
Углерода оксид	20	3

 

Определяем bi:

, , , , .

 

Значение поправки αi определяется следующим образом:

• α = 5 – для токсичных металлов и их оксидов (ванадия, хрома, цинка, мышьяка, марганца, кобальта, никеля, серебра, кадмия, сурьмы, меди, олова, платины, ртути, свинца);
• α = 2 – для прочих металлов и их оксидов (натрия, магния, кальция, железа, молибдена, бария, вольфрама, висмута), кремния и полициклических ароматических углеводородов;
• α = 1 – для  всех прочих выбрасываемых в атмосферу загрязнителей (газов, аэрозолей кислот и щелочей, сажи и др.).

 

Следовательно

 

Значение поправки χi определяется следующим образом:

• χ = 2 – для выбрасываемых и испаряющихся в атмосферный воздух кислот и щелочей, фтора, хлора;
• χ = 1,5 – для диоксида серы, оксидов азота, сероводорода, озона, хорошо растворимых неорганических соединений фтора;
• χ = 1,2 – для органической пыли (древесная и др.), для нетоксичных металлов и их оксидов (натрия, магния, кальция, железа, молибдена, бария, вольфрама, висмута), аммиака, неорганических соединений кремния, фтора;
• χ = 1 – для прочих соединений и примесей (оксида углерода, легких углеводородов, токсичных металлов и их оксидов и др.).

 

Следовательно , .

 

Определяем Аi:

 

,

 

Значение fi определяется следующим образом:

а) для газообразных примесей, а также тонкодисперсных частиц с очень малой скоростью оседания (менее 1 м/с):                                 ,

где h – высота источника выброса, м;

      φ – поправка на тепловой подъем факела выброса в атмосферу, безр.:   ,

      где ΔТ  – среднегодовое значение разности  температур газовоздушной смеси  и   окружающего воздуха, ºС(ΔТ=95 ºС).

      u – среднегодовое значение скорости ветра на уровне флюгера, м/с(u=3,8 м/с).

б) для среднедисперсных частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 м/с:

;

в) для крупнодисперсных частиц, оседающих со скоростью свыше 20 м/с:  .

Следовательно:

для

   

 

Находим М:

Экономическая оценка ущерба составляет:

2. Определение ущерба от загрязнения гидросферы.

Экономическая оценка ущерба, причиняемого годовым сбросом загрязнений в водоем, определяется по формуле:

,

где γ – константа, численное значение которой равно 400 руб/усл.т; δ – безразмерный коэффициент, имеющая определенное значение для различных водохозяйственных участков в зависимости от района (0,19); М – приведенная масса годового сброса загрязнения данным источником в водоем, усл.т/год.

Приведенная масса М годового сброса загрязнений в водоем из источника определяется по формуле:                                                              ,

где mi – масса годового сброса примеси i-го вида в водоем, т/год; Аi – показатель относительной опасности сброса i-го вещества в водоем, усл.т/т; N – общее число примесей, сбрасываемых источником в водоем.

Значение показателя Аi для каждого загрязняющего вещества определяется по формуле:

,

где ПДКр.х.i – предельно допустимая концентрация i-го вещества  в воде водных объектов рыбохозяйственного назначения, мг/л:

№ п/п	Вещество	ПДК, мг/л
1	Взвешенные вещества	0,25
2	Хлориды	300
3	Нефтепродукты	0,05
4	Железо	0,5

Определяю значение показателя Аi для каждого загрязняющего вещества: