Контрольная работа по "Экологии"

Требуется определить нормативно допустимое содержание (С_норм) каждого из вредных веществ в контрольных створах этих водных объектов и указать, по каким загрязнителям предприятия должных повысить степень очистки сбрасываемых сточных вод.

Решение.

С_{i норм} = С_i/ПДК_i

Для предприятия А. Нефтепродукты - С_норм = 0,05/0,05= 1.

Мышьяк С_норм = 0,04/0,05 = 0,8.

Сульфат-анионы С_норм = 30/100= 0,3.

Нитрит-ионы С_норм = 0,06/0,08= 0,75.

Хлорид-ионы С_норм = 71/300= 0,24.

Нитрат-ионы С_норм = 36/40= 0,9.

фенол С_норм = 0,0008/0,001= 0,8.

Предприятие должно повысить степень очистки по нефтепродуктам, мышьяку, нитрат-ионам, фенолу.

Для предприятия В.  Нефтепродукты - С_норм = 1,2/0,3 = 4.

Мышьяк С_норм = 0,045/0,05 = 0,9.

Сульфат-анионы С_норм = 280/500 = 0,56.

Нитрит-ионы С_норм = 3,2/3,3= 0,97.

Хлорид-ионы С_норм = 130/350= 0,37.

Нитрат-ионы С_норм = 67/45= 1,49.

фенол С_норм = 0,0009/0,001= 0,9.

Предприятие должно повысить степень очистки по нефтепродуктам, мышьяку, нитрит-ионам, нитрат-ионам, фенолу.

 

Упражнение 19.

 

В почве сектора  предприятия, примыкающего с подветренной стороны к опытному ядерному реактору, содержание цезия-137 (β-излучатель) составляет 5000 Бк/кг, что соответствует удельной площадной радиоактивности по этому радионуклиду 17,5 Ки/км². в почвах жилого района, находящегося с наветренной стороны от предприятия, значения этих показателей равняются соответственно 257 Бк/кг и 0,9 Ки/км².

Рассчитайте индивидуальную эквивалентную дозу радиации, поглощенную за счет этого техногенного загрязнения сотрудниками предприятия, которые находятся в секторе 1500 часов в году, и населением, постоянно проживающим в данном районе, если известно, что при плотности радиоактивного загрязнения почвы 1Ки/м² мощность экспозиционной дозы излучения над ней составляет 10 рентген в час. Сопоставьте полученные данные с нормативными дозами, равными для обслуживающего персонала предприятия и населения, соответственно 50 и 1 мЗв/год.

 

Решение.

 

1Ки/км² – 10Р/ч

17,5 Ки/км² – М_эксп

М_эксп = 17,5*10/1 = 175 Р/ч

1Ки/км² – 10Р/ч

0,9 Ки/км² – М_эксп

М_эксп = 0,9*10/1 = 9 Р/ч

 

Эквивалентную индивидуальную поглощенную дозу излучения определяют по формуле:

 

Д_экв = М_эксп*t

Для предприятия:

Д_экв = 175*1500 = 262500 Р = 262500 БЭР = 262,5 зВ.

Для населения, проживающего на территории постоянно (1 год это 24*365 часов):

Д_экв = 9*24*365 = 13797000 Р = 13797000 БЭР = 137970 зВ. 
Задача 3в.

В 2001 г. котельная  станция выработала заданное количество тепла. Топливо – мазут. При его  сжигании в атмосферу выбрасывается сажа, оксид углерода, диоксид азота, пентаксид ванадия и диоксид серы. Газоочистка в котельной отсутствует.

В 2002 г. котельная  работала весь год на более дешевом, но менее качественном с экологической  точки зрения мазуте. Тепла при  этом было выработано столько же, как и в 2001 г.

Известны:

1. Параметры  работы котельной в 2001 и 2002 г.г.:

W – тепловая производительность котельной, тыс. Гкал/год;

Q_у.т. – теплотворная способность условного топлива, принимая равной 7000 ккал/кг;

Q_м – теплотворная способность использовавшегося в котельной мазута, ккал/ кг;

p_s – содержание серы в мазуте, %;

p_y – содержание ванадия в мазуте, %;

Ц_м – цена мазута, руб/т;

q_у.т. – удельный расход условного топлива на производство 1 Гкал тепла в тоннах.

W	qу.т.	Qм		ps		py		Цм
		2001г.	2002г.	2001г.	2002г.	2001г.	2002г.	2001г.	2002г.
130	0,18	8800	8000	0,11	1,94	0,0008	0,0065	1390	1275

 

2. Удельные  выбросы в атмосферу (q_i) сажи, оксида углерода (СО) и диоксида азота (NO₂), равные соответственно 0,2, 14,0 и 2,0 кг/т сжигаемого мазута.

Все количество серы и ванадия переходит в  газовую фазу при сжигании мазута в виде оксидов по уравнениям

S + O₂ à SO₂,

4V + 5O₂ à 2V₂O₅.

Атомные массы  кислорода, серы и ванадия равны  соответственно 16, 32 и 51 атомным единицам. Следовательно, в соответствии со стехиометрическими балансами уравнений в атмосферный воздух поступает диоксид серы в два, а пентаксида ванадия в 1,78 раза больше содержания соответственно серы и ванадия в мазуте.

3. Установленные  для котельной нормативы выбросов  вредных веществ в атмосферу, по которым:

а) валовые  годовые выбросы всех вредных  веществ относились в 2001 г. к предельно  допустимым (М_ПДВ);

б) на 2002 г. разрешение на выбросы не корректировалось, то есть действующими остались нормативы  М_НДВi 2001 г. по каждому вредному веществу.

 

Требуется:

1. Рассчитать  раздельно для каждого года  работы котельной:

• индивидуальные валовые выбросы (М_вал.i) вредных веществ в атмосферу и их сумму в целом (М_общ), т/год;
• коэффициент опасности предприятия (КОП) по воздействию на атмосферу путем предварительного определения коэффициентов опасности каждого вещества (КОВ), выбрасываемого котельной в атмосферный воздух;
• сумму платы котельной за выбросы вредных веществ (SПi), руб/год, принимая во внимание то, что по существующему законодательству доля выбросов каждого из конкретных вредных веществ сверх установленного для них норматива относится к категории сверхлимитных.

2. Дать экологическую  – для населенного пункта –  и экономическую – для предприятия  – оценку последствий использования  котельной менее качественного мазута в 2002 г. с приведением сводной таблицы основных сопоставительных результатов расчетов.

Решение:

Рассчитаем  индивидуальные валовые выбросы  для каждого вещества и их сумму  в целом:

 

М_валi = q_i * P_нат,

Р_нат – расход натурального топлива в год

Рнат=	W*qу.т*Qу.т
	Qм

Удельные выбросы в  атмосферу (q_i) серы и ванадия:

qSO2=	2*1000*pS
	100%

 

qV2O5=	1,78*1000*pV
	100%

 

М_общ = S М_валi

 

Сделаем расчеты для 2001 года:

Рнат=	150000Гкал/год*0,18т/Гкал*7000ккал/кг	=21477,27т/год
	8800 ккал/ кг

 

 

qSO2=	2 * 1000 * 0,11%	=2,2кг/т
	100%

 

 

qSO2=	1,78 * 1000 * 0,0008%	=0,0142 кг/т

 

М_{вал.сажа} = 0,2 * 21477,27 т/год = 4295,454 т/год;

М_вал.СО = 14,0 * 21477,27 т/год = 300681,78 т/год;

М_вал.NO2 = 2 * 21477,27 т/год = 42954,54 т/год;

М_вал.SO2 = 2,2* 21477,27 т/год = 47249,99 т/год;

М_вал.V2O5 = 0,0142 * 21477,27 т/год = 304,97 т/год.

М_общ = 4295,454 + 300681,78 + 42954,54 + 47249,99 + 304,97= 395486,734 = 395,49 тыс. т/год.

 

Сделаем расчеты для 2002 года:

 

Рнат=	150000Гкал/год*0,18т/Гкал*7000ккал/кг	=23625 т/год
	8000 ккал/ кг

 

 

qSO2=	2 * 1000 * 1,94%	=38,8 кг/т
	100%

 

 

qSO2=	1,78 * 1000 * 0,0065%	=0,1157 кг/т
	100%

 

 

М_{вал.сажа} = 0,2 * 23625 т/год = 4725 т/год;

М_вал.СО = 14,0 * 23625 т/год = 330750 т/год;

М_вал.NO2 = 2 * 23625 т/год = 47250 т/год;

М_вал.SO2 = 38,8 * 23625 т/год = 916650 т/год;

М_вал.V2O5 = 0,1157 * 23625 т/год = 2733,41 т/год.

М_общ = 4725 + 330750 + 47250 + 916650 + 2733,41 = 1302108,41 = 1302,11 тыс. т/год.

 

Рассчитаем  коэффициент опасности каждого вещества и коэффициент опасности предприятия:

 

КОВi=(	Мвалi	)	ai
	ПДКi

 

 

КОП=S(	Мвалi	)	ai
	ПДКi

 

 

Сделаем расчеты для 2001 года:

 

КОВ сажа =(	4295,454 т/год	)	1	=25909,08
	0,05мг/м3

 

 

 

КОВ СО =(	300681,78 т/год	)	0,9	=90204,53
	3,0 мг/м3

 

 

КОВ NO2 =(	42954,54 т/год	)	1,3	=1396022,55
	0,04 мг/м3

 

 

КОВ SO2 =(	47249,99 т/год	)	1	=944999,8
	0,05 мг/м3

 

 

КОВ V2O5 =(	304,97 т/год	)	1,7	=259224,5
	0,002 мг/м3

 

 

КОП = 25909,08+ 90204,53+ 1396022,55 + 944999,8 + 259224,5= 2716360,46 = 10⁶

КОП = 10⁶ это предприятие второй категории опасности.

 

Сделаем расчеты для 2002 года:

 

КОВ сажа =(	4725 т/год	)	1	=94500
	0,05мг/м3

 

 

 

КОВ СО =(	330750 т/год	)	0,9	=99225
	3,0 мг/м3

 

 

КОВ NO2 =(	47250 т/год	)	1,3	=1535625
	0,04 мг/м3

 

 

КОВ SO2 =(	916650 т/год	)	1	=18333000
	0,05 мг/м3

 

 

КОВV2O5=(	2733,41 т/год	)	1,7	=2323398,5
	0,002 мг/м3

 

 

КОП = 94500+ 99225+ 1535625+ 18333000+ 2323398,5 = 22385748,5= 10⁷

КОП > 10⁶ это предприятие первой категории опасности.

Рассчитаем  сумму платы котельной за выбросы вредных веществ SПi:

Пi = Н^а_i (М_ПДВi + М_ВСВi + М_{св.лим.i})*К1*К2^а

К1 = 100;

К2^а = 1,2.

Сделаем расчеты для 2001 года:

М_{ПДВсажа}  = М_{вал.сажа};

М_ПДВСО = М_вал.СО;

М_ПДВNO2 = М_вал.NO2;

М_ПДВSO2 = М_вал.SO2;

М_ПДВV2O5 = М_вал.V2O5.

П _сажа = 0,33 руб/т * 4295,454 т/год * 100 * 1,2 = 170,1 тыс. руб/год

П_СО = 0,825 руб/т * 300681,78 т/год * 100 * 1,2 = 29,77 млн. руб/год

П_NO2 = 0,415 руб/т * 42954,54 т/год * 100 * 1,2 = 2139,13 тыс. руб/год

П_SO2 = 0,33 руб/т * 47249,99 т/год * 100 * 1,2 = 1871,1 млн. руб/год

П_V2O5 = 8,25 руб/т * 304,97 т/год * 100 * 1,2 = 301,9 тыс.руб/год

SПi = 170099,9784 + 29767496,22 + 2139136,092 + 1871099,60+ 301920,3= 34249752,1904 руб/год = 34,25 млн руб/год.

Сделаем расчеты для 2002 года:

М_{ПДВсажа}  = М_{вал.сажа};

М_ПДВСО = М_вал.СО;

М_ПДВNO2 = М_вал.NO2;

М_ПДВSO2 = М_вал.SO2 (за 2001 год);

М_ПДВV2O5 = М_вал.V2O5(за 2001 год).

М_{св.лим. SO2} = М_вал.SO2 (за 2002 год) - М_вал.SO2 (за 2001 год);

М_{св.лим.V2O5}= М_вал.V2O5 (за 2002 год) - М_вал.V2O5 (за 2001 год).

М_{св.лим. SO2} = 916650 – 47249,99 = 869400,01 т/год;

М_{св.лим.V2O5}= 2733,41 – 304,97 = 2428,44 т/год.

П _сажа = 0,33 руб/т * 4725 т/год * 100 * 1,2 = 187,11 тыс. руб/год

П_СО = 0,825 руб/т * 330750 т/год * 100 * 1,2 = 32,74 млн. руб/год

П_NO2 = 0,415 руб/т * 47250 т/год * 100 * 1,2 = 23,53 млн. руб/год

П_SO2 = 0,33 руб/т * (916650 т/год + 25 * 869400,01т/год )* 100 * 1,2 = 897,01 млн. руб/год

П_V2O5 = 8,25 руб/т * (2733,41 т/год + 25 * 2428,44 т/год) * 100 * 1,2 = 62,8 тыс.руб/год

SПi = 187110+ 32744250+ 2353050+ 897005349,9+ 62809965,9= 995099725,8 руб/год = 995,1 млн руб/год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экологическая и экономическая оценка последствий  использования менее качественного  мазута в 2002 году:

Показатели	2001 год	2002 год
Расход натуральног  топлива – Рнат, т/год	21477,27	23625
Тепловая производительность котельной – W. Гкал/год	150	150
Цена мазута. млн руб	29,85	30,12
Суммарный выброс вредных  веществ - Мобщ, тыс. т/год	395,49	1302,11
Коэффициент опасности  предприятия - КОП	106	107
Сумма платы котельной  за выбросы вредных веществ - SПi. млн руб/год	34,25	995,1