Хабарова Е. И. , леонтьева С. В. , роздин И. А. , панова С. А. , сазикова В. В. , никитина С. В.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 11Следующая ⇒

И безопасности труда

Расчетные работы по

«Экологической безопасности»

(учебно-методическое пособие)

Москва 2011

ББК 30.69

УДК 66.013.8+577.4

Хабарова Е.И., Леонтьева С.В., Роздин И.А., Панова С.А., Сазикова В.В., Никитина С.В.

Расчетные работы по «Экологической безопасности»

Учебно-методическое пособие

М.: МИТХТ, 2011. – 140 с., 9 ил.

Утверждено Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ в качестве учебно-методического пособия.

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для выполнения студентами направления бакалавриата «Менеджмент» расчетных работ в ходе прохождения практикума по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности».

Рецензенты:

Рекомендовано к изданию кафедрой прикладной экологии и безопасности труда (протокол № от 2011 года)

План изданий (поз. №)

ãМИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2011

Содержание

Предисловие………………………………………4

Расчетная работа № 1……………………………..6

Расчетная работа № 2…………………………….49

Расчетная работа № 3…………………………….75

Расчетная работа № 4……………………………108

ПРЕДИСЛОВИЕ

Проблема обеспечения безопасности человека и окружающей среды представляет собой многокритериальную проблему, требующую для своего корректного решения учета многочисленных факторов, обстоятельств, условий и параметров, часто конкурирующих, нередко противоречивых, имеющих разную масштабность, разную значимость, по-разному проявляющихся и функционирующих во времени.

Каждая отрасль хозяйственной деятельности обеспечивает защиту работающих, населения и окружающей среды от присущих для нее источников опасности «по-своему», используя для этих целей характерные для нее технические системы и организационные меры безопасности.

При этом безопасность любой деятельности (любой технический или промышленный проект, программа или разработка) для каждого человека и окружающей его среды, а также для общества в целом должна рассматриваться не сама по себе, а с учетом всех экономических, социальных и экологических последствий ее внедрения. Поэтому решения, принимаемые в этой области, должны быть основаны на балансе между опасностями и выгодами от этой деятельности, учитывающим социальные предпочтения общества, его экономические возможности и экологические ограничения среды обитания, необходимые для ее сохранения.

Параллельно, в условиях ограниченности материальных ресурсов общества большое значение приобретает проблема оптимального распределения затрат на снижение рисков от тех или иных видов опасности, воздействию которых в ходе экономического развития общества может быть подвержен человек и окружающая его среда.

В настоящем учебно-методическом пособии рассматриваются вопросы и ситуации, связанные с загрязнением атмосферы (работа № 1), водных объектов (работа № 2), с обращением твердых бытовых отходов (работа № 3) и с условиями поражения человека электрическим током (работа № 4).

РАСЧЕТНАЯ РАБОТА № 1

Выбросы в атмосферу: нормативы и платежи

Цель работы

1. Определение нормативов допустимого воздействия загрязняющих веществ на атмосферу

2. Определение приземной концентрации вредных веществ в воздухе населенных мест по оси факела выброса на различных расстояниях от источника

3. Определение размера платежей за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Введение

При нормировании концентраций веществ в атмосфере используют принцип лимитирующего показателя. Согласно этому принципу, нормирование проводится по наиболее чувствительному показателю. Например, если запах вещества ощущается при концентрациях, которые не оказывают вредного влияния на человека и окружающую среду (животных, растения, объекты деятельности человека – здания, сооружения и т.п.), то нормирование производят с учетом порога обонятельного ощущения. Если же вещество оказывает на живые объекты окружающей среды вредное действие в меньших концентрациях, чем на организм человека, то при нормировании исходят из действия вредных веществ на эти объекты. В настоящее время для оценки загрязнения воздуха населенных мест используют два норматива. Первый – разовая или максимально разовая предельно допустимая концентрация - ПДК_мр, второй – среднесуточная концентрация – ПДК_сс.

Максимально разовая ПДК устанавливается с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, изменение биоэлектрической активности головного мозга, световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном воздействии атмосферных загрязнений (до 20 минут), а среднесуточная – с целью предупреждения их токсического влияния (общетоксического, канцерогенного, мутагенного и др.).

Величина ПДК_мр устанавливается в результате экспериментов с людьми, кратковременно (от 5 до 20 минут) вдыхающим воздух, содержащий малые концентрации изучаемого вещества. Содержание этих веществ в воздухе безопасно для человека. В качестве критерия предельно допустимого содержания загрязняющих веществ в атмосфере принимается, прежде всего, отсутствие запаха. Минимальная ощутимая концентрация для наиболее чувствительных лиц принимается за пороговую концентрацию по обонятельному ощущению. Установив ее, приступают к поиску пороговых и подпороговых концентраций по рефлекторным реакциям.

Для установления среднесуточных ПДК проводят токсикологический эксперимент на животных. Результаты, полученные в хроническом опыте на животных, переносят на людей.

Наряду с ПДК веществ в воздухе населенных мест (ПДК_нм) токсичность (опасность) вещества может быть охарактеризована ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны – ПДК_рз. Эта такая концентрация вещества, которая при ежедневной (кроме выходных) работе в пределах 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболевания или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

В соответствии с действующими нормативными документами для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ) каждого загрязняющего вещества (ЗВ). В этом случае выбросы вредных веществ от данного источника с учетом фоновой концентрации и перспектив развития действующих и проектируемых промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создадут приземную концентрацию вредных веществ, превышающую предельно допустимую для населения ПДК_нм[1], а также для растительного и животного мира. Таким образом, ПДВ задает массу выброса вещества в единицу времени (г/с и т/год), при которой обеспечивается соблюдение санитарно-гигиенических нормативов в воздухе населенных мест при наиболее неблагоприятных для рассеивания условиях.

В случае превышения фоновой концентрации загрязняющего вещества в месте расположения предприятия над значениями ПДК_нм либо при наличии объективных технических или экономических причин, не допускающих достижения предприятием норматива ПДВ, устанавливается временно согласованный выброс (ВСВ) загрязняющего вещества в атмосферу.

Временно согласованный выброс (ВСВ) – это временный лимит выброса загрязняющего вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для действующих стационарных источников выбросов с учетом качества атмосферного воздуха и социально-экономических условий развития соответствующей территории, в целях поэтапного достижения установленного ПДВ. ВСВ устанавливается на определенный срок с разработкой плана-графика мероприятий по достижению нормативов ПДВ.

Нормативно-правовым актом «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормы. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01» установлено, что предприятия, являющиеся источниками выделения вредных и неприятно пахнущих веществ в окружающую среду или источниками ионизирующих излучений, следует отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами.

Санитарно-защитной зоной следует считать пространство между промышленной площадкой, на границе которой должны соблюдаться концентрации, не превышающие 0,3 ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, и границей, на которой обеспечивается соблюдение ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

Границы санитарно-защитной зоны устанавливают:

- от источников сосредоточенных выбросов (труб, шахт);

- от источников рассредоточенных выбросов (аэрационных фонарей зданий, низких труб на зданиях и др.);

- от мест загрузки и разгрузки сырья или открытых складов;

- от мест открытого хранения жидких и твердых отходов, золоотвалов и т.п.

Санитарно-защитная зона не может рассматриваться как резервная зона предприятия и использоваться для расширения промышленной площадки. Вместе с тем эта зона не может служить и территорией перспективного развития жилой застройки населенного пункта.

В СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 дана санитарная классификация предприятий. Они подразделены на 5 классов в зависимости от санитарно-гигиенических критериев оценки их опасности для окружающей среды. Наиболее опасен первый класс, наименее опасен пятый. Каждому классу предприятий соответствует своя санитарно-защитная зона: для предприятий класса I – 1000м; класса II – 500м; класса III – 300м; класса IV – 100м и класса V – 50м. Санитарно-защитная зона предприятий и объектов может быть увеличена при необходимости и надлежащем технико-экономическом и гигиеническом обосновании по решению соответствующих федеральных органов.

Если же фактический выброс (М_факт) превышает ВСВ и тем более ПДВ, необходимо использовать очистное оборудование: системы пыле- и газоочистки или останавливать (прекращать) работу предприятия (организации).

1.1 Определение нормативов допустимого воздействия загрязняющих веществ на атмосферу

А F m n n

где ПДК_мр - максимально разовая ПДК в воздухе населенных мест для загрязняющего вещества - компонента выброса, мг/м³ (Приложение 1.2);

С_ф - фоновая концентрация вещества, мг/м³;

F – коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.

Н – высота трубы, м;

А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, показывающий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосфере (с^2/3 град^1/3 мг):

А = 250 – для районов Средней Азии, южнее 40°с.ш., Бурятии и Читинской области;

А = 200 – для Центральной Европейской части России и Дальнего Востока;

А = 160 – для Европейской территории России и Урала, севернее 52°с.ш.;

А = 140 – для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

DT - разность температур выбрасываемой газовоздушной смеси (t_{выброса}) и окружающей среды (t_{окр. среды}),°С; при расчетах рассеивания величина t_{окр.среды} берется как средняя многолетняя температура наружного воздуха в 13.00 часов наиболее жаркого месяца.

m и n – специальные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы; для нагретых выбросов параметр m лежит в интервале от 0,30 до 1,40 и определяется по формуле:

m = 1 / (0,67 + 0,1 Ö f + 0,34 ³Ö f) (1.2)

Критерием «нагретости» выбросов является вспомогательный параметр f, (м/с град), который определяется:

f = (1000 W² D) / (H² DT), (1.3)

где W – линейная скорость выброса из трубы газовоздушного потока (скорость дутья), м/с;

D – диаметр устья трубы, м;

В том случае, когда f £ 100 – выбросы считаются нагретыми.

Коэффициент n определяется по формулам 1.5.1. – 1.5.3. в зависимости от величины вспомогательного параметра V_м, который первоначально рассчитывается по формуле 1.4:

__________________

V_м = 0,65 ³Ö V DT / H (1.4)

при V_м ³ 2 n = 1 (1.5.1)

при 0,5 £ V_м < 2

n = 0,532 V_м² – 2,13 V_м + 3,13 (1.5.2)

при V_м < 0,5 n = 4,4 V_м (1.5.3)

V – средний секундный объем газовоздушной смеси, выходящей из устья трубы, м³/с; берется по фактическим данным или рассчитывается по значениям диаметра трубы и скорости дутья:

V = W p D² / 4 (1.6)

n – коэффициент учета влияния местности или застройки.

F

Х_м = --------- d H, (1.9)

где безразмерный коэффициент d при f £ 100 (формула 1.3) находится по формулам 1.10.1 – 1.10.3:

_

d = 2,48 (1 + 0,28 ³Ö f) при V_м < 0,5 (1.10.1)

d = 4,9 5 V _м (1 + 0,28 ³ Ö f) при 0,5 £ V_м < 2 (1.10.2)

d = 7 Ö V_м (1 + 0,28 ³Ö f) при V_м ³ 2 (1.10.3)

V_м ранее был определен (формула 1.4).

В настоящей разработке предполагаются опасная скорость ветра и неблагоприятные метеорологические условия. В этом случае приземная концентрация вредных веществ С (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х_м (м) от источника определяется по формуле

С = S₁ С_м, (1.11)

где S₁ – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Х_м и коэффициента F по формулам (1.12.1 – 1.12.4):

при Х/Х_м £ 1

S₁ = 3 (Х/Х_м)⁴ – 8 (Х/Х_м)³ + 6 (Х/Х_м)² (1.12.1)

при 1 < Х/Х_м £ 8

1,13

S₁ = ------------------------- (1.12.2)

0,13 (Х/Х_м)² + 1

при Х/Х_м > 8 и F £ 1

Х/Х_м

S₁ = ------------------------------------------ (1.12.3)

3,58 (Х/Х_м)² – 35,2 (Х/Х_м) + 120

при Х/Х_м > 8 и F > 1

S₁ = ------------------------------------------- (1.12.4)

0,1 (Х/Х_м)² + 2,47 (Х/Х_м) – 17,8

Используя все изложенное выше, следует рассчитать значения концентраций (С) заданных примесей в точках, указанных в задании (табл.3), по оси факела (Х).

Далее следует построить график зависимости: С = f (Х). Выделить уровни загрязнения приземного слоя, превышающие ПДК в атмосферном воздухе населенных мест для пыли.

Порядок выполнения работы

1. Получите у преподавателя вариант задания (№№1 – 25), номер которого соответствует номеру студента по списку в кафедральном журнале, и перенесите исходные данные в таблицы 1.1 – 1.3 рабочей тетради.

2. Рассчитайте предельно допустимые и временно согласованные выбросы заданных загрязняющих веществ в атмосферу. Результаты расчетов занесите в левую часть таблицы 1.4.

3. Сравните фактическую массу поступающих в атмосферу загрязняющих веществ с рассчитанными ПДВ и ВСВ.

4. По формулам (1.8 и 1.9) рассчитайте максимальную приземную концентрацию (С_м) и расстояние (Х_м), на котором эта концентрация сформируется и занесите эти данные в таблицу 1.5.

5. По формуле 1.11 рассчитайте величины приземных концентраций для заданных расчетных точек и занесите их в таблицу 1.5.

6. Постройте график зависимости: С=f(Х) для пыли. Выделите уровни загрязнения приземного слоя, превышающий ПДК в атмосферном воздухе населенных мест для промышленной пыли.

7. Оцените ущерб от анализируемых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

8. Укажите нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ (Приложение 1.4) в первой части таблицы 1.4.

9. Рассчитайте платежи за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Результаты расчетов оформите в виде таблицы 1.6.

10. Распределите платежи по источникам финансирования и по целевому назначению. Результаты расчетов запишите в таблицу 1.6.

11. Сделайте выводы о компенсации ущерба от поступления загрязняющих веществ в атмосферу.

12. Для получения зачета по работе № 1 письменно ответьте на заданные контрольные вопросы, соответствующие каждому конкретному варианту (Приложение 1.5.).

Таблица 1.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и нормативы платы за поступление загрязняющих веществ в атмосферу

Таблица 1.5 - Данные полученные при расчетах приземной концентрации

Таблица 1.6 - Результаты расчетов ущерба атмосфере и платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, тыс.руб/год

Примечание: Плата за выбросы в пределах норматива относится на себестоимость продукции, плата за выбросы в пределах и сверх лимита платится из прибыли предприятия.

Задания к расчетной работе № 1

Вариант задания соответствует номеру студента по списку в кафедральном журнале.

Вариант № 1.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Санкт-Петербург)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 2.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Архангельск)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 3.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Воронеж)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 4.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Волгоград)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 5.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Краснодар)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 6.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Владивосток)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 7.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Петрозаводск)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 8.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Тула)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 9.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Чита)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 10.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Рязань)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 11.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Вологда)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 12.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Владимир)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 13.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Нижний Новгород)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 14.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Казань)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 15.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Иваново)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 16.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Калуга)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Вариант № 17.

Таблица 1.1 Данные о составе выброса (г. Тамбов)

Таблица 1.2 Характеристики источника выброса и среды

Таблица 1.3 Расчетные точки, м

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология