Загрязнение окружающей среды

Министерство  образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

(ГОУ МГИУ)

 

 

КАФЕДРА «БЖД и ПЭ»

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

 

По  дисциплине "Экология"

Загрязнение окружающей среды

 

 

Преподаватель: Лукашина Г.В.

Студент: Шахаева И.Б

Факультет: менеджмент организации

Группа: 11М11в

Вариант: № 219

 

 

 

 

Москва, 2012 
Содержание

 

Введение 3

1. Нормирование качества окружающей среды 5

2. Проектная часть 7

2.1 Расчет загрязнения атмосферы от организованного высокого источника выбросов (плавильный агрегат литейного производства) 7

2.1. Расчет массы выбросов загрязняющих веществ плавильного агрегата литейного производства. 8

2.2. Определение максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ 8

2.3. Определение ПДВ загрязняющих веществ в атмосферу. 11

2.4. Определение размеров санитарно-защитной зоны 12

2.1.5 Определение категории опасности предприятия 19

Заключение 22

Список литературы 24

 

 

 

 

Введение

 

Современное общество характеризуется постоянным ростом объемов промышленного и  сельскохозяйственного производства, увеличением потребления энергии  и энергоносителей, появлением новых  технологий. Активная деятельность человека привела к появлению огромного  количества новых химических соединений, искусственных радиоактивных веществ, новых микроорганизмов. За один год  в атмосферу, водные бассейны и почву  Земли поступает около 100 т химических веществ, перемещается около 4000 м³ грунта, из недр извлекается около 100 млн. т полезных ископаемых, производится 600 млн. т синтетических веществ.

Природная среда  оказывается не в состоянии купировать те изменения, которые вносит в нее  человек. Хозяйственная деятельность человека вызывает нарушения механизмов саморегуляции в различных природных  системах. В течение многих веков  развития человеческого общества потенциал  окружающей природной среды позволял восстанавливать последствия антропогенных  нагрузок, однако к концу XX в. воздействие человека на биосферу приблизилось к критическому и грозит необратимыми последствиями для человечества и планеты в целом.

По данным Калининградского Центра по гидрометеорологии и мониторингу  окружающей среды основной вклад  в загрязнение атмосферы города в октябре 2011 г. вносили автотранспорт, предприятия коммунального хозяйства (котельные и ТЭЦ) и промышленные предприятия.

Общий уровень  загрязнения воздуха по сравнению  с прошлым месяцем несколько  увеличился. На всех пунктах наблюдений среднемесячные концентрации диоксида азота превышают ПДК вследствие интенсивного движения автотранспорта. В связи с началом отопительного  сезона отмечено некоторое увеличение концентраций диоксида серы. Среднемесячная концентрация диоксида азота в целом  по городу в октябре составила 1,6 ПДК, взвешенных веществ – 0,7 ПДК, формальдегида – 2,7 ПДК, оксида углерода – 0,2 ПДК. Уровень загрязнения воздуха характеризуется в октябре как повышенный.

Целью курсового проекта является формирование необходимых знаний и расчетно-аналитических умений.

Цель реализуется  через задачи:

1. Изучить методику расчета загрязнения атмосферы от организованного высокого источника выбросов.
2. Провести расчет приземных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
3. Определить размер санитарно-защитной зоны и категории опасности промышленного предприятия.

 

 

1. Нормирование качества окружающей среды

 

Принцип нормирования качества окружающей природной  среды положен в основу всех природоохранных  мероприятий, что означает установление нормативов предельно допустимых воздействий  человека на окружающую природную среду  или качества природной среды. Соблюдение экологических нормативов обеспечивает экологическую безопасность населения, сохранение генетического фонда  человека, растений и животных, рациональное использование и воспроизводство  природных ресурсов в условиях устойчивого  развития.

К санитарно-гигиеническим нормативам относятся предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК) и допустимый уровень физических воздействий – шума, вибрации, ионизирующих излучений и др.

ПДК – представляет собой такое количество загрязняющего вещества в единице  объема или массы почвы, воздуха  или воды, которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий  у его потомства. В настоящее  время в России действуют более 1900 нормативов ПДК вредных химических веществ для водной среды, более 500 для атмосферного воздуха и  более 130 для почв.

Для нормирования содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе  установлены два норматива –  максимально разовая и среднесуточная ПДК.

Максимально разовая ПДК (ПДКмр) – это такая  концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 20 минут рефлекторных реакций в организме человека.

Среднесуточная  ПДК (ПДКсс) – это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая  не должна оказывать на человека прямого  или косвенного вредного воздействия  при неопределенно долгом воздействии.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени  разрешается выбрасывать данному  конкретному предприятию в атмосферу  или сбрасывать в водный объект, не вызывая при этом превышения в  них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных  экологических последствий.

В данном курсовом проекте рассмотрим организованный источник выбросов на примере плавильного агрегата литейного  цеха:

- определим концентрацию трех  вредных веществ (взвешенные вещества, водород хлористый, ксилол) в приземном слое воздуха, установим по ним ПДВ, размеры санитарно-защитных зон и определим класс опасности предприятия.

 

 

2. Проектная  часть

 

2.1 Расчет  загрязнения атмосферы от организованного  высокого источника выбросов (плавильный  агрегат литейного производства)

Таблица 2.1.1. Исходные данные

№ варианта	Размещение	Выплавка	Условия плавки	Высота трубы Н, м	Диаметр устья трубы Д, м	Скорость выхода вещества W0, м/с	Т, 0С	Коэффициент рельефа местности,
19	Калинин-град	Чугуна	Приме- нение О2	8,2	0,61	12,8	19	1,2

 

Таблица 2.1.2. Исходные данные удельное выделение вещества на единицу продукции, , кг/т.

№ варианта	Произво-дитель-ность печи, Д т/ч	Эффек тивность пылеочистки,	Эффектив-ность газоочистки,	Взвешен-ные вещества	Водо-род хлорис-тый	Ксилол
19	18	0,66	0,79	1,7	28,3	1,3

 

Рассчитать массу выбросов загрязняющих веществ плавильного  агрегата литейного цеха. Определить концентрацию вредных веществ в  приземном слое воздуха от организованного  источника выбросов промышленного  предприятия. Установить значение ПДВ, размеры СЗЗ. Определить класс опасности данного предприятия. По результатам расчетов дать заключение. Выброс загрязняющих веществ считать непрерывным.

Решение данной задачи производится в несколько этапов.

 

2.1. Расчет массы выбросов загрязняющих веществ плавильного агрегата литейного производства.

  Этап 1.

Расчет массы выбросов Расчет выбросов i-го вещества M_i (кг/ч) при работе плавильного агрегата производится по формуле:

M_i = q_i Д β (1-η),   (1)

где:

q – удельное выделение  вещества на единицу продукции,  кг/т;

Д – расчетная производительность агрегата, т/ч;

β - поправочный коэффициент  для учета условий плавки;

η - эффективность пылеочистки  или газоочистки. Принимается условно  в долях единицы.

Решение:

Mi = qi Д β (1-η) кг/ч,

M_вв = 1,7 · 18 · 1,1 · (1- 0,86) = 4,71 кг/ч = 1,31 г/с

M_HCL = 28,3 · 18 · 1,1 · (1-0,86) = 78,45 кг/ч = 21,79 г/с

M_ксилол = 1,3 · 18 · 1,1 · (1-0,0,86) = 3,60 кг/ч = 1 г/с

2.2. Определение максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ

 

Этап 2. Определение приземной  концентрации загрязняющих веществ.

В отходящих дымовых газах  литейного производства по каждому  загрязняющему веществу определяем максимальную приземную концентрацию.

Максимальное значение приземной  концентрации вредного вещества С_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Х_м (м) от источника и определяется по формуле:

 ,   (2)

где:

А – коэффициент, зависящий от температуры стратификации атмосферы с ^2/3 мг град ^1/3/г;

М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредный веществ в атмосферном воздухе;

m, n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м;

η - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа  местности;

Т – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха,

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с. Определяется по формуле:

,

где D – диаметр устья источника выброса, м;

W₀ - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна в Калининграде = 160.

Значение безразмерного  коэффициента F принимается:

для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (возгоны, туманы, дымы и т.п.), скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю, F = 1;

для остальных аэрозолей (пыль, зола) при степени очистки  газов в пылеуловителе не менее 90% F = 2.

Значение коэффициентов  m и n определяются в зависимости от параметров f, U_м, , f_e.

Решение:

 

f = 1000 · 7,5² · 0,46/31,0² · 14 = 56250/13454 = 4,18 < 100

f = 4,18 < 100, следовательно, m находим по формуле:

m = 1/0,67 + 0,1· + 0,34 · = 0,70

V₁ = 3,14 · 0,46² / 4 · 7,5 = 1,25 м³/с

U_м =

U_м = 0,65 · 0,83 = 0,54

Так как Uм = 0,5 < 0,54 < 2 значит, применяем следующую формулу:

n = 0,532 · 0,54² – 2,13 · 0,54 + 3,13 = 2,14

Поскольку значения каждого  параметра нам известны, мы можем  вычислить максимальные приземные  концентрации для каждого вещества по формуле:

Для взвешенных веществ:

мг/м^3.

Для хлороводорода:

мг/м^{3 .}

Для ксилола:

мг/м^{3 .}

2.3. Определение ПДВ загрязняющих веществ в атмосферу.

 

Этап 3. Определение ПДВ.

Значение ПДВ (г/с) для i-го вещества, выбрасываемого одиночным источником с круглым устьем при фоновой концентрации С_ф < ПДК определяется по формуле:

, (3)

С_фi – фоновая концентрация рассматриваемого вещества, мг/м³. При отсутствии данных принимается обычно С_фi = 0,1 ПДК _мрi

ПДК_мр (вв) = 0,5 мг/м³

ПДК_мр (HCL) = 0.2 мг/м³

ПДК_мр (ксилол) = 0,2 мг/м³

Решение:

г/с

 г/с

г/с

 

2.4. Определение размеров санитарно-защитной зоны

 

Этап 4.

Для уменьшения концентрации вредных веществ на прилегающей к промышленному  предприятию территории устанавливают  санитарно-защитные зоны (СЗЗ).

Размеры нормативной  СЗЗ до границы жилой застройки  устанавливают в зависимости  от мощности предприятия, особенностей технологического процесса производства, характера и количества выделяемых в атмосферу вредных и с  неприятным запахом веществ. В соответствии с санитарной классификацией промышленных предприятий размеры санитарно-защитных зон устанавливаются в зависимости  от класса опасности предприятия (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов)

Последовательность расчета СЗЗ  литейного производства:

Определяем  расстояние Х_м, при котором достигается максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м для каждого загрязнителя.

Расстояние  Х_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С_м (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения, определяется по формуле:

, (4)

где d – безразмерный коэффициент.