Определение предпочтительного варианта осуществления природоохранительных мероприятий с помощью

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное Образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

Университет



Кафедра «БЖД и промышленная экология»







	Курсовая работа

	Определение предпочтительного варианта осуществления природоохранительных мероприятий с помощью метода комплексного анализа различных сред

Задача 3-2 (Вариант 5)













                                                                 Выполнил: 



                                                    Проверил: 











Определение степени загрязнения окружающей  среды с помощью коэффициента загрязнения



Количественную оценку степени загрязнения окружающей среды можно сделать с помощью коэффициента загрязнения G (j), представляющего собой совокупность от всех потенциально возможных загрязняющих веществ S, отнесенных к приведенному числу загрязняющих веществ mn :

G (j) = S/mn

Величина определяется из выражения:

S = Σ (С/ F)· F(j)



где С - фактическая концентрация загрязняющего вещества, Ф – предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, F(j) – функция нормирования весов загрязняющих веществ в ранжированной последовательности из j загрязняющих веществ.

	Верхние значения этой функции могут быть получены на основе формулы Лапласа в виде: F(j1) = 0,992; F(j2) = 0,984;  F(j3) = 0,96; F(j4) = 0,884; F(j5) 0,626;  F(j6) = 0,415 и т.д. Некоторые значения относительной вредности пылегазовых и растворенных загрязняющих веществ приведены в таблице, которую следует использовать при учете загрязняющих веществ в виде конгломератов

Приведенное значение числа ЗВ равно:

mn = Σ F(j)



Если учитывать ЗВ в виде некоторого m-мерного пространства, координаты которого отображаются соответствующими коэффициентами загрязнения, то комплексный коэффициент загрязнения выразится в виде:



Gk = √Σ G²m(j)

 

где Gk – комплексный коэффициент загрязнения; Gm(j) – коэффициент потенциально возможного ЗВ; m – число ЗВ.

Расчет коэффициентов и оценку степени загрязнения среды обитания для значений  G > 1 можно сделать с помощью таблицы 

Таблица

  

Коэффициент загрязнения среды обитания G(j)

Словесная оценка степени загрязнения среды обитания

До 1,0

1 – 1,99

2 – 2,99

3 – 3,99

4 – 5

Более 5

Безвредная

Малая

Существенная

Интенсивная

Весьма интенсивная

Катастрофическая 

Определим коэффициент загрязнения воды сточными водами для экологического региона со следующими показателями:

- результаты наблюдений показали наличие в воде следующих ЗВ: углеводороды – 12 мг/л, детергенты – 16 мг/л, фенол – 17 мг/л,  коагулированная смола – 1 мг/л, фтористые соединения – 0,1 мг/л;

- не удалось опросить экспертов о степени вреда, который эти вещества могут принести экологическим объектам (рыбе, людям и животным). 

В связи с этим качественное ранжирование вредности веществ произведено работниками аналитической службы, а значения весов (в соответствии с номером ЗВ в ранжированной последовательности) определено по формуле Лапласа.

При таких исходных данных коэффициент загрязнения воды составит (таблица 1):

G(j) = (7,67 + 0,32 + 3,84 + 0,15 + 0,91)/4,45 = 2,897

Таблица 1

№ ЗВ

Исходные данные

Расчет 

Результаты





ЗВ



Концентра-ция ЗВ, мг/л



F(j)



Ф, мг/л



С/Ф



СF(j)

Ф



G(j)

Словесная оценка степени загрязнения

1.

2.



3.

4.



5.

Фенол

Фтористые соединения

Углеводороды

Коагулированные смолы

Детергенты 

17

0,1



12

1



16

0,992

0,984



0,960

0,884



0,626

2,2

0,3



3,0

6,0



11,0

7,73

0,33



4,00

0,17



1,45

7,67

0,32



3,84

0,15



0,91



2,897



Существенное загрязнение воды



Исходя из результатов расчета G(j) и данных таблицы следует, что загрязнение воды существенно и требуются меры инженерного воздействия по оздоровлению среды обитания.





























	Задача 3-2 (вариант 5)

	

	Дано:

	Материальный баланс производства удобрений  (т/ч): М1 = 60,5;  М2 = 2,2; М3 =34,0;  М4 = 28,70 (Н2О – 26, 00; F = 0,70;  пыль  - 2,00);  М″4а = 3,03 (выбросы: Н2О – 3,00;  F – 0,02;  пыль – 0,01;  ПДВ: F – 0,015;  пыль -0,005); М′4 = 5,64 (отходы очистки: Н2О – 3,00; тв. фаза – 2,64, в т.ч. F -0,67);  М″4в = 20,03 (сбросы: Н2О – 20,00; F -0,01;   взвеси – 0, 02;    ПДС: F – 0,00075;  взвеси – 0,015).

	

	Требуется:

	Используя коэффициент ухудшения качества окружающей среды («метод комплексного анализа различных сред»). Определить наиболее предпочтительный из следующих вариантов природоохранительных мероприятий:

	

	А) доведение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до ПДВ.

	В) доведение сбросов загрязняющих веществ в водоемы до ПДС.

	С-1) внедрение замкнутой системы производственного водоснабжения с оборотным  использованием воды.

	С-2) внедрение замкнутой системы производственного водоснабжения с  повторным  использованием  воды.

	В расчетах принять следующие значения предельно допустимых концентраций: растворимые соединения фтора в пересчете на F - ПДКм.р.=0,02 мг/м3;  ПДКв.р.= 0,75 г/м3;  взвешенные  вещества  (пыль нетоксичная, взвеси) ПДКм.р. = 0,5 мг/м3;    ПДКв.р  = 10 г/м3.

	

	Для факторов воздействия на окружающую среду принять следующие значения модифицированной функции Fр:

	

	Фактор

	Х (масштаб

	распространения)

	t 

	(стойкость)

	е (перенос  в другие

	среды)

	Fр

	атмосфера

	пыль

	соединения

	фтора

	1 (местный)

	1 (местный)

	1 (дни)

	1 (дни)

	2 (переносится)

	2 (переносится)

	0,4

	0,4

	гидросфера

	 взвеси

	соединения

	фтора

	1 (местный)

	2 (региональный)

	1 (дни)

	2 (недели)

	2 (переносится)

	2 (переносится)

	0,4

	0,6

	

	В расчетах использовать характеристики материальных потоков, рассчитанные в единицах относительной токсической массы.

	

	Решение: 



Оценка экологической  эффективности технологических процессов

 и производств



      Оценка экологической  эффективности осуществляется на основании материального баланса  М1 + М2  =  М3 + М4 → 60,5+2,2=62,7=34,0+28,7



	Балансовая схема материальных потоков производства удобрений, т/час.









Исходное сырье



М2 = 2,2

                                                                                       М1 = 60,5                    





производство







                                                                                      М3 = 34,0





Готовая продукцияМ4 (m4) = 28,70

Вода 26,0

Фтор 0,7

Пыль 2,00







Системы регулирования воздействия на окружающую среду





                                                                                               М4//а=3,03 выбросы 



М4/(m4/ ) = 5,65                                                                                      вода 3,00   

	Вода 3,00                                                                                        фтор 0,02

	Тв. фаза = 2,64                                                                               пыль 0,01

	В т.ч. фтор 0,67                                                             М4//в=20,03 сбросы

	Вода 20,00

	Фтор 0,01

	Взвеси 0,02

	ПДВ фтор 0,015,  пыль 0,005

	ПДС фтор 0,0075, взвеси 0,015

	

Индекс относительной токсичности для  сбросов  и отходов: Ioi = етм/кг (етм – единица относительной токсичной массы – 1 кг загрязняющего вещества в 1 м3 сточных вод при  ПДК = 1 г/м3. Таким образом, при разбавлении  до ПДК 1 етм любого загрязняющего  вещества  содержится в 1000 м3 воды.

Для  выбросов  индекс относительной  токсичности  рассчитывается  как 

	 Io i= 0,01/ПДКм.р.i, етм/кг. Для сбросов Ici = 1/ПДКв.р.

	Данные расчетов индексов относительной токсичности и материальных потоков в единицах относительной токсичной массы сведены в таблицу:

	

	Материальные  потоки

	 

	М,

	кг/час

	Индексы относительной токсичности: 

	Ici = 1/ПДКв.р.

	Ici = 0,01/ПДКм.р., етм/кг

	m, етм/кг

	MПДВ(ПДЕ),

	Етм/кг

	М4(m4)-общее

	образование

	загрязняющих веществ

	Н2о

	F

	пыль

	

	26000

	700

	2000

	0

	0,5

	0,02

	-

	350

	40

	∑390

	-

	-

	-

	-

	М4а″(m4а″)- выбросы

	Н2о

	F

	пыль

	

	3000

	20

	10

	0

	0,5

	0,02

	

	-

	10

	0,2

	∑10,2

	-

	7,5

	0,1

	∑7,6

	

	М4в″(m4в″)-

	сбросы

	Н2о

	F

	взвеси

	20000

	10

	20

	0

	1,33

	0,1

	

	-

	13,3

	2

	∑15,3

	-

	10

	1,5

	∑11.5

	Потоки загрязняющих веществ mр для исходной ситуации (базовый вариант) и вариантам осуществления природоохранных мероприятий, выраженные в единицах относительной токсичной массы.

	

	Факторы

	Потоки загрязняющих веществ mр по вариантам 

	мероприятий, етм/ч

	

	0 (базовый вариант)

	А

	В

	С-1

	С-2

	атмосфера

	Пыль

	Соед. фтора

	0,2

	10

	0,1

	7,5

	0,2

	10

	0,2

	10

	0,2

	10

	Гидросфера

	Пыль

	Соед. фтора

	2

	13,3

	2

	13,3

	1,5

	10

	-

	-

	-

	-

	

	Σ mр= 25,5

	Σ mр=22,9

	Σ mр=21,7

	Σ mр=10,2

	Σ mр=10,2

 Экспертная оценка  показателя ухудшения  качества окружающей среды  Кs (метод  комплексного  анализа различных  сред)



	Расчет экологической эффективности Э рассматриваемого варианта осуществления природоохранных мероприятий:

	Э = К0 - КS, где К0 и  КS – показатели ухудшения качества окружающей среды по базовому и рассматриваемому варианту.

	КS = Σ(Fр dр Wр), 

где Fp   - модифицированная функция;   dp – относительная степень ущерба (принимается равной относительной степени воздействия на окружающую среду по вариантам решений);   Wp – весовой множитель;     n – число факторов воздействия на окружающую среду  р (например, загрязняющих веществ).

Расчет весового множителя     Wр = 1000 mр / Σ mр         

(р – фактор  воздействия)

Расчет степени  ущерба          dp =  mр / mрmax                 

 Где  mр - воздействие  на окружающую среду (например, масса или относительная масса загрязняющего вещества р); mрmax - максимальное значение воздействия на окружающую среду по сравниваемым вариантам решений (для загрязняющего  вещества р).

	Данные расчетов показателей ухудшения качества окружающей среды сведены в таблицу

	Данные расчета ухудшения качества окружающей среды по вариантам природоохранных мероприятий и базовому варианту (исходная ситуация)

	

	Вещества (факторы воздействия)

	

Степень ущерба по вариантам решений 

	mр/ mрmax



0,1F



	

Весовые множители по вариантам решений Wр=1000 mр/Σmр





	

Составляющие показателя ухудшения качества окружающей среды по вариантам решений 0,1 F dр Wр





	

	

	

	0

	А

	В

	С1 

		С2

	

	0

	А

	В

	С1

	С2

	0

	А

	В

	С1

	С2

	атмосфера

	Пыль

	фтор

1

1

0,5

0,75

1

1

1

1

1

1

0,4

	0,4

8

	392

4

	328

9

461

20

	980

20

	980

3,2

	157

0,8

	98,4

3,6

	184,4

8

	392

8

	392

	гидросфера

	Пыль

	Фтор

1

	1

1

	1

0,75

	0,75

 -

 -

	 -

	 - 

0,4

	0,6

78

	522

87

	581

 69

	 461

 -

	 - 

 -

	 - 

31,2

	313,2

34,8

	348,6

20,7

	207,5

 -

	 - 

	 - 

	 -

	

	

	



	

	

	

	

	

	1000

	1000

	1000

	1000

	1000

	К0=

	504,6

	К0=

	482,6

	К0=

	416,2

	К0=

	400

	К0=

	400 

	Экологическая эффективность вариантов решений  Э = К0 - КS, где К0 и  КS – показатели ухудшения качества окружающей среды по базовому и рассматриваемому варианту.

	

	ЭА = 504,6  - 482,6 = 22 > 0, ЭВ = 504,6 – 416,2 = 88,4, ЭС  = 504,6 – 400 = 104,6

	Таким образом, наиболее предпочтительным вариантом осуществления природоохранных мероприятий является внедрение замкнутой системы водоснабжения с оборотным или повторным использованием воды (Э=104,6). Наименее эффективный вариант – доведение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до ПДВ (Э = 22).

	

	Данная методика не позволяет различать варианты решений, связанные с оборотным или повторным использованием воды (варианты С1 и С2).