Контрольная работа по «Основы экологии и энергосбережения»

Министерство образования  Республики Беларусь

 

БГУИР

 

Факультет заочного обучения

Кафедра радиотехнических устройств

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 

по курсу: «Основы экологии и энергосбережения»

вариант №1

 

 

 

 

 

Выполнила студентка гр. 001801-11 Специальности Медицинская электроника Климович Светлана Владимировна		Проверил: _______________ (должность, ФИО проверяющего) Оценка: ________________ ________________________ (подпись) ________________________ (дата)
Почтовый  адрес: 223040, а\г Лесной 10-70

 

 

 

                                                        

 

 Минск 2013

 

 

 

 

Задача (тип I(1)). Рассчитать площадь зоны активного загрязнения (ЗАЗ) и оценить экономическую эффективность природоохранных мероприятий по защите атмосферы в пригородной зоне отдыха от загрязнения выбросами промышленного предприятия.

                                   Вариант данных для расчета    

 

Наименование вещества                 Масса выброса, т/год

                                            m1, до установки           m2, после установки

                                            систем очистки              систем очистки                                      

 

       Аммиак                            40                     10

Сернистый газ                30                     10

Диоксид серы                30                      8

 

Климатические  определяющие. Ваприант  данных для расчета

 

Высота источника Н, м - 150 

Температура в устье 

источника t1,0С      -       110 

Скорость оседания

загрязнения, см/с      -    0,5 

Температура окружающей среды t2,0С     - 20 

Скорость ветра на уровне

Флюгера U, м/с                  - 

Капиталовложения в 

очистное оборудование, млн р.    -  400 

Эксплуатационные расходы, млн  р./год     - 30 

 

1. Зона  активного  загрязнения  для  организованных  источников  высотой Н >10 м представляет собой кольцо между окружностями с внутренним и внешним радиусами r внутр  и  r внеш, которые рассчитываются по формулам

 

R внутр = 2φ · Н,                                                  

R внеш = 20φ · Н,                                                  

 

где Н – высота источника;

      φ – поправка  на тепловой подъем факела, которая  рассчитывается по формуле

      φ = 1+∆t/75,

 

где ∆t – значение разности температуры  выбрасываемой газовоздушной смеси в устье источника и температурой окружающей среды.

 

Расчет площади ЗАЗ.

Подставим в формулы значения и  проведем вычисления:

–  среднегодовое значение разности температур:

 

∆t =110 – 20 = 90 °С;

 

–  поправка φ на тепловой подъем факела выбросов в атмосфере:

 

φ = 1+90/75 = 2,2;

 

–  внутренний радиус ЗАЗ равен

R внутр = 2 · 2,2 · 150 = 660 м;

 

–  внешний радиус ЗАЗ равен

R внеш =20 · 2,2 · 150 = 6600 м;

 

–  площадь внутреннего круга S внутр равна

S внутр = π · r ²внутр = 3,14 · 660² = 1367784 м²;

 

–  площадь внешнего круга S внеш . равна

S внеш  = π · r ²внеш = 3,14 · 6600² = 136778400м²;

 

площадь зоны активного  загрязнения равна

S ЗАЗ = 136778400– 1367784= 135410616 м² = 135,4 км².

 

Ответ: Площадь зоны активного загрязнения  составляет 135,4 км².

 

2. Расчет  экономической  эффективности  мероприятий  по  защите

атмосферы.

 

Определяем экономическую  эффективность природоохранных  мероприятий по формуле:

 

Е = (Э – З – С) / К, 

где  С –  дополнительные эксплуатационные расходы, р./год;

       К –   единовременные капитальные вложения, р./год.

       3 –   приведенные затраты на строительство  и внедрение оборудования;

      Э –  предотвращенный  годовой  экономический ущерб после проведения атмосферозащитных мероприятий, который определяется как разность между экономическим ущербом (У1) до проведения мероприятий и экономическим ущербом (У2) после их проведения:

 

Э = У1 – У2 .     

 

Приведенные затраты (З) на строительство рассчитываются по формуле:

 

З = С + Ен · К,                                                         

 

где  Ен – нормативный коэффициент  эффективности капитальных вложений; принимается равным 0,12.

Расчет годового экономического ущерба в результате загрязнения атмосферы (У1) до проведения защитных мероприятий  и (У2) после проведения защитных мероприятий рассчитывается следующим образом:

У1 = γ · f · σ · μ1, 

       У2 = γ · f · σ · μ2,                       

 

где  γ – величина удельного  ущерба от одной условной тонны выбросов, р./усл. т 

             (γ = 2400 р./усл. т,);

       f – коэффициент, учитывающий характер и условия рассеивания выброшеных источником примесей;

      σ – коэффициент,  учитывающий относительную опасность  загрязнения атмосферного воздуха  на территориях с различной плотностью и чувствительностью реципиентов;

      μ1, μ2 – суммарная масса выбросов загрязняющих веществ, приведенная к единице токсичности, усл. т/год соответственно; (μ1) до проведения защитных мероприятий и (μ2) после проведения защитных мероприятий.

Значение коэффициента f, учитывающего характер и условия рассеивания примесей, определяется следующим образом:

 

f  =   

 

где  H – высота источника, м;

      φ – поправка  на тепловой подъем факела выбросов в атмосфере(φ = 2,2, рас-

            считывался ранее по формуле  );

     U – среднегодовое  значение модуля скорости ветра на уровне флюгера,

  м/с (дано по условию).

 

В данном случае скорость оседания газообразных примесей и легких мелкодисперсных  частиц находится в пределах от 1 до 20 см/с.

Коэффициент  , учитывающий относительную  опасность загрязнения атмосферного воздуха (далее  коэффициент относительной опасности загрязнения воздуха) определяем по табл. методического пособия: для центральной части города (по условию)равна 6.

Суммарная масса выбросов загрязняющих веществ, приведенная к единой токсичности, (μ1) до проведения защитных мероприятий и (μ2) после проведения защитных мероприятий, определяется по формуле:

μ1 =                                          μ2 =    

 

где N –  общее число примесей, содержащихся в выбросах источника (дано по условию);

Ai – показатель относительной агрессивности i-го вещества, усл. т/т (значение Ai  для каждого вещества дано;

m1, m2 – масса годового выброса  примеси i-го вида в атмосферу,  т/год (дано по условию для  каждого вещества). m1  – до установки  систем очистки, m2 – по-сле установки систем очистки.

Рассчитываем:

μ1 =   40 000 · 4,64 +30 000 · 16,5+30 000 · 16,5= 185 600 + 495 000+ 495 000= 1 175 600 (усл. т/т);

μ2 =   10 000 · 4,64 +10 000 · 16,5+8 000 · 16,5 = 46 400 + 165 000 + 132 000= 343 400 (усл. т/т);

f =   ;

 

У1= γ · f · σ · μ1= 2400 · 2,135 ·86 · 1 175 600 = 48 190 195 200.

 

У2= γ · f · σ · μ2 = 2400 · 2,135 · 8 · 343 400 = 14 076 652 800.

 

Э = У1 – У2 = 48 190 195 200 – 14 076 652 800= 34 113 542 400.

 

З = С + Ен · К = 30 000 000 + 0,12 · 400 000 000 = 78 000 000 р./г).

Е = Э-З-С\К=85,01

 

Вывод: при  Е   Ен (85,01 > 0,12) делаем заключение об эффективности внедрения воздухозащитных мероприятий. 

 

 

Задача (типVI(5)). Рассчитать: а) потери продуктивности леса; б) затраты на воспроизводство кислорода для сжигания 1 т органического топлива.

Показатель	Вариант данных для расчета
	1	2	3	4	5	6	7	8
Кол-во выделенного  кислорода, т/год	7,0	10,0	5,5	7,6	4,5	6,4	3,6	5,2
Затраты на лесопосадки, р/га, х∙103	350	400	100	150	200	300	175	375
Эффективность леса, р/га	Данные расчета из задачи 1
Расход Q2 при сжигании, т	1,55	1,53	1,47	1,50	1,51	1,56	1,52	1,58
Затраты на освоение,  р, х·106	2	1,5	1,7	2,2	2,5	2,57	2,6	2,22
Плата за кредит, р	23,5	31,5	29,7	28,1	35	20	25	30
Потери урожайности, р, х∙105	4,3	5,1	6,0	5,5	5,3	4,5	5,0	4,8
Затраты на воспроизводство с/х  продукции, р	2,9	2,75	0,5	2,0	1,1	2,1	3,0	1,7
Коэффициент ценности древесины	2	1	1,5	2	1,5	1	2,5	2,5
Дополнительные затраты на воспроизводство  кислорода, р, х∙103	30	31	32	33	34	35	36	37

 

                                         Эффективность лесных ресурсов

 

Показатель величины эффекта	Вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8
Пылезащитная оценка леса, р/га, год, х∙103	10	11	10,5	9,5	9	9,8	10,1	10,9
Ежегодная стоимость  продукции, р/га, год, х∙103	1 245	1 246	1 247	1 248	1 249	1 244	1 243	1 242
Производительность труда, р/га, год, х∙103	14	13	12	11	15	16	10	17
Объем прироста древе- сины, м3/га, х∙103	4	5	6	7	8	3	9	4,5
Себестоимость древесины, р/м3	7	7	7	7	7	7	7	7
Площадь пораженной территории в конкретном году, тыс./га (по рис.2.1)	1991	1993	1995	1997	1999	2001	2003	2004

Рис. 2.1 Динамика площади поражения  лесов, га

 

 

 

1. Расчет потерь продуктивности  леса (П_пр), производится исходя из ключевых параметров

П_пр = Э_л · S,                                                     

 

где Э_л – эффективность лесных ресурсов;

 S – площадь лесных ресурсов, подвергшихся загрязнению.

 

Эффективность лесных ресурсов рассчитывается по формуле

        Э_л = Э_пз + С_пр + К_у + К_пд

 

где Э_пз – величина эффекта от пылезадерживающей способности леса;

С_пр – величина стоимости ежегодно получаемой продукции леса;

К_у – коэффициент увеличения производительности труда от рекреационных ресурсов;

К_пд – коэффициент прироста древесины.

        К_пд = V · C,                                                       

 

где V – объем прироста древесины;

С·– себестоимость единицы объема древесины.

 

Показатель прироста древесины:

                                   К_пд = 8000 · 7 = 56000 р./га.

 

Эффективность лесных ресурсов:

Э_л =9 · 10³ + 1 294 · 10³ + 15 · 10³ + 56 · 10³ = 1374 · 10³ р./га.

 

Площадь лесных ресурсов, подвергшихся загрязнению (S):

S = 9000 + 4000 + 2000 = 15000 га.

 

Потери продуктивности леса:

П_пр = 1374 · 10³ · 15 · 10³ = 20610 · 10³ = 20,6 млрд р.

 

Ответ: а) Потери продуктивности леса составляют 20,6 млрд р.

 

2. В общем случае определение  затрат на воспроизводство кислорода  для сжигания 1 т органического  топлива, (3), произведем по формуле

 

З = k / m [(Ц₁ + Ц₂) · (1 + α) + у · γ – Э_л · £],                         

 

где k – расход кислорода для полного сгорания 1 т топлива;

m – количество кислорода, выделяемого 1 га леса в атмосферу;

Ц₁ – затраты на посадку 1 га леса;

Ц₂ – затраты на освоение 1 га новых земель;

α – плата за кредиты на выполнение мероприятий по лесопосадкам;

y– потери от снижения урожайности вновь освоенных земель взамен отпущенных под лесопосадки;

γ – коэффициент, учитывающий  затраты для получения дополнительной продукции;

     Э_л∙– эффект, полученный от 1 га леса;

     £ – относительный коэффициент ценности лесных угодий по сравнению с сельскохозяйственными;

     m = ½ от общего количества кислорода, выделяемого зелеными насаждениями.

На основе данных для расчета  определим затраты на воспроизводство  кислорода для сжигания одной тонны органического топлива

 

З = 1,51/4,5 · [(200 · 10³ + 2,5 · 10⁶) · (1 + 35 · 10³) + 5,3 · 10⁵ · 34 · 10³ – 1374 · 10³ · 1,5] = 5,4 · 10¹⁰ (р/га, год).