3 Эффект суммации. Комбинированное действие загрязнителей

При одновременном присутствии и взаимодействии в ОС нескольких веществ с одинаковыми или разными лимитирующими показателями вредности могут быть следующие эффекты: нейтрализация, суммация и синергетический эффект.

В первом случае происходит ослабление воздействия загрязняющих веществ смеси.

Синергетический эффект наблюдается тогда, когда два относительно малоопасных вещества, соединяясь, дают высокотоксичное соединение.

При суммации суммарная концентрация вредных веществ должна удовлетворять условию:

ЭС = С₁/ ПДК₁ + С₂/ ПДК₂ + … + С_n/ ПДК_n ≤ 1 , (3.1)

где С₁, С₂ , С_n – фактическая концентрация загрязнений,

ПДК₁, ПДК₂, ПДК_n – ПДК_сс – предельно допустимая концентрация этих же загрязнителей (среднесуточная).

Если ЭС < 1, то происходит эффект потенцирования, смесь загрязнителей не мешает самоочистке водоема. Это означает, что смесь может без очистки сбрасываться в водоем.

Если ЭС = 1, то происходит процесс аддитивности – накопление загрязнителей, т.е. наблюдается пороговое состояние, достаточно применять механические очистные сооружения.

Если ЭС > 1, то происходит процесс антагонизма. Происходят химические процессы взаимодействия загрязнителей в смеси. В этом случае требуются более сложные, комбинированные методы очистки (механические, физико-химические, биологические).

4 Примеры расчетов

4.1 Пример расчёта экономического ущерба и платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

4.1.1 Рассчитать ущерб от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на территории промышленных предприятий по заданному варианту (таблица 4.1).

Таблица 4.1 – Данные для расчёта экономического ущерба

Перечень загрязняющих веществ (отходов)	Выброшено за год, т		Высота h, м	Скорость ветра υ, м/с		∆T, ˚С	Скорость осаждения , см/с
	ПДВ	ВСВ
Марганца диоксид	0,002		2	4,5	5		0,1
Фтористые соединения	0,00031		10	4,5	5		1
Пыль угольной золы	32,969		20	4,5	100		20
Сажа	0,0403		20	4,5	100		20
Оксид углерода	14,256		20	4,5	100		0,1

Ущерб от загрязнения атмосферы У, (руб. /год) рассчитываем по формуле (1.3) для n=5 загрязняющих веществ:

У = у  (f₁M₁ + f₂M₂ + f₃М₃ + f₄M₄ + f₅M₅);

у = 240 руб/усл т;  = 4 – для выбросов на территории предприятий (см. таблицу 1.1).

Поправку ƒ, учитывающую характер рассеивания каждого загрязнителя, рассчитываем по формулам, приведенным в таблице 1.2, в зависимости от скорости осаждения частиц.

Приведенную массу годового выброса каждого из заданных загрязнителей М₁, М₂…М₅ рассчитываем по формуле (1.2)

Показатель относительной опасности каждого загрязнителя – А находим по формуле (1.5). Методика его расчета изложена выше в разделе 1.1.

.

Марганца диоксид

Скорость ветра υ = 4,5 м/с, по таблице 1.3 находим поправку на скорость ветра w=0,74.

По формуле (1.4) находим значение поправки на тепловой подъем факела  = 1,0.

При скорости осаждения частиц = 0,l см/с, поправку, учитывающую характер рассеивания ƒ, рассчитаем по формуле (см. таблицу 1.2):

.

Расчёт приведенной массы годового выброса диоксида марганца проводим по формуле (1.2).

Значения ПДК_сс = 0,01 мг/м³, ПДК_рз = 0,3 мг/м³ – из таблицы 1.4;  = 1,  = 5,  = 1,  = 1 берём из условия задачи (см. таблицу 4.1).

.

= 141ּ1ּ5ּ1ּ1 = 707 (усл. т/т).

т = 0,002 т/год.

= 7070,002 = 1,414 (усл. т/г).

Фтористые соединения

υ = 4,5 м/с, w = 0,74, m = 0,00031 т/год,  = 1,0, = 1 см/с.

.

ПДК_сс = 0,005 мг/м³, ПДК_рз = 0,05 мг/м³,  = 1,  = 1,  = 2,  = 1.

=

А = 4901112 = 980 (усл. т/т).

= 9800,00031 = 0,3 (усл. т/г).

Пыль

υ = 4,5 м/с, w = 0,74, m = 32,969 т/год,  =2,33, = 20 см/с.

ПДК_сс = 1,0 мг/м³, ПДК_рз = 4,0 мг/м³,  = 1,  = 2,  = 1,2,  = 1.

=

А = 3,871211,2 = 9,295 (усл. т/т).

= 32,9699,295=306,452 (усл. т/г).

Сажа

υ = 4,5 м/с, w = 0,74, m = 0,0403 т/год,  =2,33, = 20 см/с.

ПДК_сс = 0,05 мг/м³, ПДК_рз = 4,0 мг/м³,  = 1,  = 2,  = 1,2,  = 1.

=

А = 17,31211,2 = 41,5 (усл. т/т).

= 41,50,0403=1,67 (усл. т/г).

Оксид углерода

υ = 4,5 м/с, w = 0,74, m = 14,256 т/год,  = 2,33, = 0,1 см/с.

ПДК_сс = 3,0 мг/м³, ПДК_рз = 20,0 мг/м³,  = 1,  = 1,  = 1,  = 1.

=

А = 11111 = 1 (усл. т/т).

= 114,256=14,256 (усл. т/г).

Экономическую оценку ущерба производим по формуле (1.1):

У=2404(0,9131,41+3,520,3+2,85306,452+2,851,67+0,6314,256)=

=851157,42 (руб/год).

Ущерб от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по заданному варианту составит 851157,42 руб. в год (заносим в таблицу 4.2).

4.1.2 Пример расчёта платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Рассчитать размер платы за выбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду по заданному варианту.

Для расчета платы значения всех заданных параметров сводим в таблицу 4.2, в ней величины столбцов 1,2,3 – данные задания, 4,5 – нормативные (Приложение А, таблица А.1), 6,7 – данные, получаемые в результате расчетов.

Таблица 4.2 - Сводная таблица

Загрязнители	Выброшено за отчетный период (тонн/год),		Базовые нормативы платы за сбросы загр. веществ, руб/т		Размер платы, руб.		Экономический ущерб, Y, руб.
	mПДС	mВСС	Н ПДС	Н ВСС	PПДС	PВСС
	В пределах установленных допустимых нрмативов	В пределах временно согласованных сбросов	В пределах установленных допустимых нормативов	В пределах временно согласованных сбросов	В пределах установленных допус-тимых нормативов	В пределах временно согласованных сбросов
1	2	3	4	5	6	7	8
Марганца диоксид	0,002	–	2050	10250	4,92	–	851157,42
Фтористые соединения	0,00031	–	68	340	0,025	–
Пыль	32,969	–	13,7	68,5	537,52	–
Сажа	0,0403	–	4,1	20,5	1,98	–
Оксид углерода	14,256	–	0,6	3,0	10,264
Итого:					554,71	–
Итого: размер платы и экономический ущерб от загрязнений составили					554,71

Расчёт платы за выброс в атмосферу производим по формуле (2.1)

.

Рассчитаем плату за выбросы диоксида марганца, подставив значения: m_Mn=0,002 т (по заданию), H_Mn=2050 руб./т (см. Приложение А, таблица А.1), к_э=1,2 (см. Приложение А, таблица А.3) и, рассчитав плату за выбросы остальных веществ, получим:

а) для марганца = 0,00220501,2 = 4,92 (руб.),

б) для фтористых соединений = 0,0003168 1,2 =0,025 (руб.),

в) для пыли =32,69613,71,2 = 537,52 (руб.),

г) для сажи = 0,0403411,2 = 1,98 (руб.),

д) для оксида углерода = 14,2560,61,2 = 10,264 (руб.).

Тогда плата за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу составит

Р= + + + =

= 4,92+0,025+537,52+1,98+10,264= 554,71 (руб.).

Результаты расчёта платы за загрязнение атмосферного воздуха в пределах установленных допустимых нормативов выбросов (ПДВ) по заданному варианту представлены в сводной таблице 4.2.