Назва роботи: Розрахунок забруднення атмосфери
Предметна область: Екологія та охорона навколишнього середовища
Опис: Розрахунок маси викидів забруднюючих речовин. Визначення максимальних приземних концентрацій забруднюючих речовин. Визначення ПДВ забруднюючих речовин в атмосферу. Забруднення грунтів - коли хімічні або інші речовини потрапляють в землю навмисно або випадково.
Розмір файлу: 313.5 KB
Роботу скачали: 5 чол.
Мініcтepcтвo oбpaзoвaнія і нaуки poccійcкoй фeдepaціі
фeдepaльнoe гocудapcтвeннoe бюджeтнoe
виcшeгo пpoфeccіoнaльнoгo oбpaзoвaнія
«Мocкoвcкій гocудapcтвeнний індуcтpіaльний унівepcітeт»
Екологічний стан нашої планети погіршується не по днях, а по годинах. Все менше залишається прісної води на землі, а та вода, яка ще доступна, вона вже дуже поганої якості. У деяких країнах якість питної води, яка тече з водопровідного крана, не відповідає навіть вимогам, що пред'являються воді для купання.
Багато міст прямо-таки накрив туман, але тільки це не туман, а справжнісінький зміг, який не просто неприємний, він неймовірно небезпечний для життя людей.
У вісімдесятих роках минулого століття люди вперше серйозно занепокоїлися про стан навколишнього їх природного середовища. Такого роду побоювання стосувалися як справжнього нашої планети, так і майбутнього тих людей, які будуть жити на нашій планеті через кілька століть. На сьогоднішній день екологія стала дуже популярним словом. Екологія # 150; це наука, яка вивчає відносини між усіма формами життя на нашій планеті і в навколишньому середовищі. Слово екологія походить від грецького слова "oikos" (ойкос), що означає слово «будинок» [1]. Турбота про «домі» в даному випадку включає всю нашу планету, всіх, хто живе на планеті істот, а, також, атмосферу нашої планети. Досить часто слово екологія використовується для того, щоб охарактеризувати навколишнє середовище і людей, які живуть в даній довкіллю. Однак, поняття екологія набагато ширше, ніж просто навколишнє середовище. Екологи розглядають людей як сполучна ланка в досить складному ланцюгу життя, в тому числі і ланцюги харчування. Цей ланцюг включає в себе ссавців, амфібій, безхребетних і найпростіших організмів, а також рослин і тварин, до яких відноситься і людина.
1. Теоретична частина
Забруднення навколишнього середовища призводить до НЕ малому збитку для тварин і рослин.
Забруднення може приймати різні форми, включаючи:
Забруднення повітря - походить від природних і техногенних джерел. Забруднюючі чинники включають в себе хімічні заводи, вугільні електростанції, нафтопереробні заводи, нафтохімічні заводи, сміттєспалювальних заводів, великих тваринницьких комплексів, ПВХ фабрик, заводів виробництва металу і пластика а також інші заводи важкої промисловості. Великої шкоди навколишньому середовищу завдають автомобілі, до яких ми так звикли і не уявляємо наше життя без них.
Запах забруднення - пов'язаний із забрудненням повітря, і, хоча воно не обов'язково шкідливо, але неприємне. Джерела можуть включати в себе виробничі процеси і звалища.
Забруднення грунтів - коли хімічні або інші речовини, що потрапляють в землю навмисно або випадково. Вони можуть включати вуглеводні, гербіциди, пестициди, хлоровані вуглеводні і важкі метали, такі як хром і кадмій.
Теплове забруднення - зміна температури на природні води, наприклад, додавання води, використовуваної в охолодження електростанцій.
Шумове забруднення - в основному, пов'язано з транспортом і важкою промисловістю.
Забруднення вод - скидання стічних вод, навмисно чи ні, від комерційних, виробничих приміщень і промислових процесів. За оцінками вчених, близько 900 мільйонів людей все ще не мають доступу до чистої питної води і понад 2,6 мільярда людей не мають доступу до основних санітарних послуг. Забруднення значній мірі є результатом відходів створених індустріальним суспільством. Логічна мета повинна полягати в мінімізації відходів і запобігання забрудненню, а якщо забруднення вже сталося - контролювати його.
Зараз в розвинених країнах робляться великі зусилля, щоб мінімізувати кількість відходів. Багато процедури для переробки відходів були розроблені в останні роки. Усвідомлення наслідків забруднення навколишнього середовища привело до появи більш суворих правил щодо промислових викидів. Значний прогрес був досягнутий в області проектування і розробки автомобілів без шкідливих викидів.
Однією з областей, де прогрес продовжує бути повільним це відношення до забруднення і зв'язок зі зміною клімату і глобальним потеплінням. Наша промисловість випускає велику кількість газу в атмосферу Землі. Його часто називають парниковим газом, тому що він створює ефект теплиці, утворюючи шар навколо Землі, який запобігає потраплянню променів від сонця, відбиваючи його назад в космос. В результаті цього повітря навколо Землі нагрівається як в теплиці. Одним з наслідків потрапляння цих газів в атмосферу є збільшення вмісту вуглекислого газу в океані, через що гинуть корали. Так як коралові рифи є будинком безліч інших істот, вони вмирають, в результаті руйнування цілих екосистем. Також в результаті танення льодовиків і крижаних шапок виникає підвищення рівня океанів, яке може серйозно вплинути на прибережні екосистеми. Діоксид сірки із заводських викидів може змішуватися з гарячим повітрям викликає руйнівні кислотні дощі, що призводить до знищення тропічних лісів в світі. Повністю зупинити глобальне потепління нам навряд чи вдасться але якщо народи світу взяли б єдину позицію щодо скорочення викидів парникових газів це, безсумнівно, буде важливим кроком у правильному напрямку.
Принцип нормування якості навколишнього природного середовища покладено в основу всіх природоохоронних заходів, що означає встановлення нормативів гранично допустимих впливів людини на навколишнє природне середовище або якості природного середовища. Дотримання екологічних нормативів забезпечує екологічну безпеку населення, збереження генетичного фонду людини, рослин і тварин, раціональне використання і відтворення природних ресурсів в умовах сталого розвитку.
До санітарно-гігієнічним нормативам ставляться гранично допустима концентрація шкідливих речовин (ГДК) і допустимий рівень фізичних впливів # 150; шуму, вібрації, іонізуючих випромінювань і ін.
ГДК # 150; являє собою таку кількість забруднюючої речовини в одиниці об'єму або маси грунту, повітря або води, яка при постійному або тимчасовому впливі на людину не впливає на його здоров'я і не викликає несприятливих наслідків у його потомства. В даний час в Росії діють понад 1900 нормативів ГДК шкідливих хімічних речовин для водного середовища, більше 500 для атмосферного повітря і більше 130 для грунтів.
Для нормування вмісту забруднюючих речовин в атмосферному повітрі встановлено два нормативу # 150; максимально разова і середньодобова ГДК.
Максимально разова ГДК (ПДКмр) # 150; це така концентрація шкідливої речовини в повітрі, яка не повинна викликати при вдиханні його протягом 20 хвилин рефлекторних реакцій в організмі людини.
Середньодобова ГДК (ПДКсс) # 150; це така концентрація шкідливої речовини в повітрі, яка не повинна надавати на людину прямого або непрямого шкідливого впливу при невизначено довгому впливі.
Гранично допустимий викид (ПДВ) або скидання (ПДС) # 150; це максимальна кількість забруднюючих речовин, що в одиницю часу дозволяється викидати даному конкретному підприємству в атмосферу або скидати в водний об'єкт, не викликаючи при цьому перевищення в них гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин та несприятливих екологічних наслідків.
В даному курсовому проекті розглянемо організований джерело викидів на прикладі плавильного агрегату ливарного цеху:
- визначимо концентрацію трьох шкідливих речовин (зважені речовини, вуглецю оксид, аміак) в приземному шарі повітря, встановимо по ним ПДВ, розміри санітарно-захисних зон і визначимо клас небезпеки підприємства;
- визначимо величину предотвращенного екологічного збитку з водних ресурсів, атмосферного повітря, земельних ресурсів.
2. Проектна частина
Розрахувати масу викидів забруднюючих речовин плавильного агрегату ливарного цеху. Визначити концентрацію шкідливих речовин в приземному шарі повітря від організованого джерела викидів промислового підприємства. Встановити значення ПДВ, розміри СЗЗ. Визначити клас небезпеки даного підприємства. За результатами розрахунків дати висновок.
Рішення даного завдання проводиться в кілька етапів.
Етап 1. Розрахунок маси викидів плавильного агрегату ливарного виробництва.
Розрахунок викидів i # 150; го речовини при роботі плавильного агрегату здійснюється за формулою:
Mi = qi Д β (1-η) кг / год,
q # 150; питомий виділення речовини на одиницю продукції, кг / т;
Д # 150; розрахункова продуктивність агрегату, т / год;
β - поправочний коефіцієнт для обліку умов плавки;
η - ефективність пилеочісткі або газоочистки. Приймається умовно в частках одиниці.
M ст = 22,01. 19. 0,85. (1- 0,77) = 81,75615 (кг / год) = 22,71 (г / с)
M СО = 0,86. 19. 0,85. (1- 0,77) = 3,19447 (кг / год) = 0,88735 (г / с)
M HCL = 0,84. 19. 0,85. (1- 0,79) = 2,84886 (кг / год) = 0,79135 (г / с)
Етап 2. Визначення приземної концентрації забруднюючих речовин.
У димових газах ливарного виробництва по кожному забруднюючих речовин визначаємо максимальну приземному концентрацію.
Максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини См (мг / м 3) при викиді газоповітряної суміші з одного точкового джерела з круглим гирлом досягається при несприятливих метеорологічних умовах на відстані Х m (м) від джерела і визначається за формулою:
А # 150; коефіцієнт, що залежить від температури стратифікації атмосфери з 2/3 мг град 1/3 / г;
М # 150; маса шкідливої речовини, що викидається в атмосферу в одиницю часу, г / с;
F # 150; безрозмірний коефіцієнт, що враховує швидкість осідання шкідливий речовин в атмосферному повітрі;
m, n - коефіцієнти, що враховують умови виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду;
Н # 150; висота джерела викиду над рівнем землі, м;
η - безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу місцевості;
Т # 150; різниця між температурою що викидається газоповітряної суміші і температурою навколишнього атмосферного повітря, 0 С;
А # 150; значення коефіцієнта, відповідне несприятливих метеорологічних умов, при яких концентрація шкідливих речовин в атмосферному повітрі максимальна в Азові = 200
V 1 # 150; витрата газоповітряної суміші, м³ / с. Визначається за формулою:
D # 150; діаметр гирла джерела викиду, м;
W 0 - середня швидкість виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду, м / с.
Значення безрозмірного коефіцієнта F приймається: для газоподібних шкідливих речовин і дрібнодисперсних аерозолів (возгони, тумани, дими і т.п.), швидкість упорядкованого осідання яких практично дорівнює нулю, F = 1.
Значення коефіцієнтів m і n визначаються в залежності від параметрів f, U м. U m # 146 ;, f e.
f = 1000 · 12,8² · 0,61 / 8,2² · 19 = 99942,4 / 1277,56 = 78,23 <100
f = 78, 23 <100
отже, m знаходимо за формулою:
m = 1 / 0,67 + 0,1 · + 0,34 · = 0,33
Um = 0,65 · 2,054 = 1,33
V 1 = 3,14 · 0,61² / 4 · 12,8 = 3,74 м³ / с
Так як Um = 0,5 <1,33 <2 значит, применяем следующую формулу:
n = 0,532 · 1,33² # 150; 2,13 · 1,33 + 3,13 = 1,24
Оскільки значення кожного параметра нам відомі, ми можемо обчислити максимальні приземні концентрації для кожної речовини за формулою:
Для зважених речовин:
Етап 4. Визначення санітарно-захисної зони.
Для зменшення концентрації шкідливих речовин на прилеглій до промислового підприємства території встановлюють санітарно-захисні зони (СЗЗ).
Розміри нормативної СЗЗ до межі житлової забудови встановлюють залежно від потужності підприємства, особливостей технологічного процесу виробництва, характеру і кількості виділюваних в атмосферу шкідливих і з неприємним запахом речовин. Відповідно до санітарної класифікацією промислових підприємств розміри санітарно-захисних зон встановлюються в залежності від класу небезпеки підприємства.
Послідовність розрахунку СЗЗ ливарного виробництва:
1. Визначаємо відстань Хм, при якому досягається максимальне значення приземної концентрації шкідливої речовини См для кожного забруднювача.
Відстань Хм (м) від джерела викидів, на якому приземна концентрація См (мг / м 3) при несприятливих метеорологічних умовах досягає максимального значення, визначається за формулою:
де d # 150; безрозмірний коефіцієнт.
Окис вуглецю (СО), хлороводню (HCL). Так як f = 78,23 <100 и 0,5≤Um≤2, то
d = 4,95 · 1,33 · (1 + 0,28 · = 6,58 · 4,28 = 14,5215
2. Визначаємо відстань Хn від джерела в розрахунковому напрямку для кожного забруднювача.
Розподіл концентрацій шкідливих речовин в приземному шарі повітря по осі факела на різних відстанях Х від джерела викиду перебувати за формулою:
Безрозмірна величина S1 залежить від ставлення X / Xм. При X / Xм> 8 вона залежить від швидкості зважених часток викидів.
Згідно ОНД-86 S1 розраховують за формулами:
Якщо і F = 2; 2,5; 3, то
Отже, розрахуємо СЗЗ для зважених речовин. Результати обчислень відобразимо в таблиці.
X ст для зважених речовин одно 119,075902 м
Знаходимо точки абсциси і їх відношення до віддалі.
M i Σ - маса i-ого речовини в викиді, т / рік;
Т # 150; річний фонд роботи обладнання, ч. (кількість змін в році # 150; 320, з урахуванням цілодобової роботи плавильного агрегату приймаємо Т = 7680 год.);
ГДК cci # 150; середньодобова ГДК i-го речовини;
n # 150; кількість забруднюючих речовин;
a i # 150; безрозмірна константа, що дозволяє співвіднести ступінь шкідливості i-го речовини з шкідливістю сірчистого газу.
Таблиця 1.4 Клас небезпеки забруднюючої речовини