Вступ
Атмосфера - газова оболонка землі, що оточує Землю та обертається разом з нею. Атмосфера Землі сягає до висоти 1,5 - 2 тис км. Її маса складає 5.15?1015 т. Ця оболонка складається з шарів, кожний з яких має свої фізико-хімічні особливості.
До основних джерел промислового забруднення атмосферного повітря відносяться підприємства енергетики, металургії, будматеріалів, хімічної та нафтопереробної промисловості, виробництва добрив.
В енергетиці основним джерелом забруднення атмосферного повітря є теплові електростанції, що використовують до 80% всього добутого палива. ТЕЦ в атмосферу надходять летюча зола і частки недогарків палива, сірчаний і сірчистий ангідрид, окисли азоту і газоподібні продукти неповно згорання. У золі окремих видів палива містяться миш’як, вільний двоокис кремнію, кальцію і таке ін.
У великих містах до числа основних джерел забруднення атмосферного повітря відноситься автотранспорт. Вихлопні гази двигунів містять суміш із більш як двохсот компонентів, серед яких немало канцерогенів.
Одеська область – високорозвинений, індустріальний регіон, промисловість якого займає значну частку у структурі народногосподарського комплексу України (2,1% від обсягу промислового виробництва України). На Ії території розміщені підприємства машинобудування і металообробки, хімічної і нафтохімічної, харчової та легкої промисловості, інших галузей. В області сім морських торговельних портів: Одеса, Южний, Іллічівськ, Білгород-Дністровський, Ізмаїл, Рені, Усть-Дунайськ.
В останні роки відмічається збільшення обсягів викидів стаціонарними джерелами. Так вже у 2005році у повітряний басейн стаціонарними джерелами надійшло 40,171 тис тонн шкідливих речовин. Порівняно з 2004роком викиди в атмосферу зросли на 10,9 тис.тонн (або на 37,5%) але з 1990 роком – зменшились майже у 5 разів. Динаміка викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря стаціонарними джерелами свідчить, що починаючі з 2001 року обсяги викидів постійно збільшуються. У розрахунку на квадратний кілометр території області стаціонарними джерелами забруднення було викинуто 1207 кг шкідливих інгредієнтів.
В структуру промислового потенціалу області значний внесок у викиди від стаціонарних джерел вносять підприємства, які виробляють електроенергію, газ, воду (23,5 тис.тонн, або 58,6% від загальної кількості викидів), підприємства обробної промисловості (відповідно 11,4 тис.тонн, або 28,4%), транспортні підприємства ( 2,7 тис.тонн, або 6,8%)
Збільшення викидів небезпечних речовин у повітря порівняно з попереднім роком відбулося у 13 районах області, з них найбільше - у Березівському, Тарутинському, Іванівському, Арцизському районах, а також у містах: Одесі, Ізмаїлі, Іллічівську, Южному.
Тенденція збільшення інтенсивності забруднення атмосферного повітря шкідливими речовинами від стаціонарних джерел обумовлено насамперед відновлення робот підприємств в умовах зношеності основних фондів, не доскональності технологічних процесів базових галузей промисловості, недостатній забезпеченості останніх очисними спорудами для уловлення та утилізації забруднюючих речовин, введенням у дію нових підприємств а також проведенням технологічного обслуговування газового обладнання та газопроводів підприємств ВАТ «Одесагаз» та Одеського лінійно-виробничого управління магістрального газопроводів філії УМГ «Прикарпаттрансгаз» (так наприклад, викиди метану які здійснюються внаслідок вищезазначених робіт складають 44% від загальних викидів по області.)
На стан атмосферного повітря населених міст області значною мірою впливають викиди пересувних джерел, і особливо, автомобільного транспорту. Надходження шкідливих речовин від автотранспорту домінують над викидами від стаціонарних джерел і складають 77 відсотків від загальної кількості забруднюючих речовин, що надходять в атмосферне повітря. Причиною цього є значне зростання кількості приватного транспорту, його незадовільний технічний стан, низка якість палива та відсутність дійового контролю за його якістю та ін.
При аналізі стану забруднення атмосферного повітря слід враховувати що регіон характеризується особливими природними умовами, які спричинені її приморським розташуванням. Наявність бризових циркуляцій сприяє накопиченню забруднюючих речовин в атмосферному повітрі. Значна кількість днів з туманами, інверсією в осінньо-зимовий період також приводять до інтенсивного забруднення великих територій.
Основні поняття
Під забрудненням атмосфери розуміють таку зміну стану атмосфери, яка повністю або частково є результатом життєдіяльності людини, прямо або опосередковано змінює розподілення енергії, що надходить, рівні радіації, фізико-хімічні властивості довкілля та умови існування живих організмів.
Серед загальної маси забруднюючих речовин, що надходять в атмосферу, гази складають 90 %, тверді частки – 10 %. Рідкі забруднювачі зустрічаються дуже рідко.
Всі джерела забруднення атмосфери поділяються на:
природні
штучні ( антропогенні).
Домішки природного походження надходять в атмосферу в результаті вулканічної діяльності ( попіл, пил, вуглеводні тощо), вивітрювання грунтів та гірських порід, лісових та степових пожеж, розкладу рослин, згоряння метеоритів.
Багато шкідливих речовин утворюється в результаті вторинних природних процесів. Так, хвойні дерева виділяють ефірні масла, які окислюючись, утворюють нові хімічні елементи. Встановлено, що джерелом синьої димки над лісами є терпени: ізопрен та ін. В лісах утворюється близько 1000 млн. т. реакційно здатних вуглеводнів: етилен, ізопрен, а також ненасичені вуглеводні, альдегіди, кислі та лужні речовини.
Антропогенні джерела забруднення в свою чергу поділяються на:
стаціонарні ( енергетичні установки, що спалюють викопне паливо, промислові та комунально-побутові підприємства),
пересувні ( всі види транспорту).
Промислові джерела забруднення атмосферного повітря поділяються
на: джерела виділення та джерела викидів. До перших відносяться технологічні пристрої (апарати, установки тощо), в процесі експлуатації яких виділяються домішки. До других – труби, вентиляційні шахти, аераційні ліхтарі, за допомогою яких домішки надходять в атмосферу.
Промислові викиди поділяються на : організовані та неорганізовані.
Організований промисловий викид надходить в атмосферу через спеціально споруджені газовідводи та труби, що дозволяє застосовувати для очистки від забруднюючих речовин відповідні установки.
Неорганізований промисловий викид надходить в атмосферу у вигляді не спрямованих потоків газів в результаті порушень герметичності обладнання. Неорганізовані викиди характерні для очисних споруд, золовідвалів, ділянок вантажно–розвантажувальних робіт та інших об’єктів.
До основних джерел промислового забруднення атмосферного повітря відносяться підприємства енергетики, металургії, будматеріалів, хімічної та нафтопереробної промисловості, виробництва добрив.
Рівень забруднення повітря залежить не лише від обсягу викидів промислових підприємств і автотранспорту, а й від метеорологічних умов. Жаркі безвітряні літні дні або безвітряна погода восени та взимку, коли майже немає циркуляції повітря, сприяє утворенню застійних явищ біля поверхні землі й різкому зростанню концентрацій шкідливих домішок , утворенню смогу в зонах транспортних розв’язок і на вулицях з напруженим автомобільним рухом.
Наслідки забруднення атмосфери носять як регіональний так і глобальний характер, при цьому шкідливо впливають на здоров’я людини, викликаючи різні захворювання. Тому з метою запобігання негативного впливу на довкілля та організм людини шкідливих речовин, що потрапляють в атмосферу, їх кількістю нормується.
Для кожної забруднюючої речовини встановляються два нормативи: максимальна разова та середньодобова ГДК.
Максимальна разова ГДК – це основна характеристика небезпечності шкідливої речовини. Вона встановлена для попередження рефлекторних реакцій у людини (відчуття запаху, світлова чутливість, зміна активності головного мозку) при короткочасному впливові атмосферних домішок. Середньодобова ГДК –встановляється для попередження загальнотоксичного, мутагенного, канцерогенного та іншого впливу речовини на організм людини.
З метою екологічного стимулювання атмосфероохоронних заходів, упорядкування джерел їх фінансування, відшкодування народногосподарських збитків, завданих забрудненням атмосферного повітря, впроваджується плата за викиди забруднюючих речовин в атмосферу стаціонарними джерелами. Платежі за викиди в атмосферне повітря забруднюючих речовин компенсують економічні збитки від негативного впливу забруднення атмосфери на здоров’я людей, сільськогосподарські угіддя, лісові, рибні, рекреаційні ресурси тощо.
Порядок виконання розрахункової роботи
Вихідні дані приймаються згідно варіанту 7А (таблиця 1).
Табл.1.
Визначення, до якого класу шкідливості відноситься підприємство та встановлення величини санітарно-захисної зони.
Санітарно-захисні зони - це ділянки землі навколо підприємств, які створюють з метою зменшення шкідливого впливу цих підприємств на здоров’я людини. Їх розташовують з підвітряного боку підприємств і засаджують деревами й чагарниками. Вони мають вигляд парків чи лісопарків. У цих зонах можна розташувати адміністративно-службові приміщення, склади, гаражі, депо, лазні, торгові центри.
Залежно від шкідливості забруднювачів, що викидаються, й можливості їх очистки: кожне підприємство відносять до того чи іншого класу шкідливості. Відповідно до цього за розмірами розрізняють 5 класів санітарно-захисних зон.
Визначення класу шкідливості підприємств та
розмірів санітарно-захисних зон.
Таблиця 2.
Мідеплавильний завод відноситься до 1 класу шкідливості, розміри санітарно-захисної зони для нього становить 1000 м.
(Результати взяті з таб.2.)
Характеристика забруднюючих речовин, механізм дії забруднюючих речовин на організм людини та довкілля.
Максимальна разова ГДК – вона викликає рефлекторні реакції у людини (запах, тепло, світло, тощо) внаслідок 2-ти хвилинної дії на людину.
Середньодобова ГДК – вона не має шкідливого впливу на людину у разі тривалої дії.
Речовини не повинні шкідливо впливати на якість вирощуваної людиною для споживання продукції, а також на здатність грунту самоочищатися, нормально функціонувати. Останнім часом дедалі більше робиться розрахунків ГДК для продукції харчування.
Сірчаний газ (SO2) виділяється внаслідок згоряння палива з домішками сірки (вугілля, нафти), переробки сірчаних руд, частково – горіння териконів, виплавки металів. Він підкислює грунти, посилює корозію металів, руйнування гуми, мармуру, вапняків, доломітів, загострю захворювання легеневої системи та дихальних шляхів людини і тварин, шкідливий для рослин, оскільки легко ними засвоюється та порушує їх життєдіяльність.
Оксид вуглецю (С02) - вуглекислий газ - активна складова атмосфери, яка є обов'язковим компонентом фотосинтезу рослин. Він утворюється під час спалювання органічних речовин, гниття, виділяється з органічними газами. Збільшення в атмосфері вмісту С02 викликає розігрівання планети, відоме під назвою парникового ефекту, це змінить такі величини, як опади, вітер, шар хмар, океанські течії, а також розміри полярних крижаних шапок, що в свою чергу призведе до зміни клімату.
Доіксид азоту для людини в 10 разів не безпечніший ніж СО. У повітря викидається переважно підприємствами, що виробляють азотну кислоту та нітрати, целулоїд, фарби, а також паливними усновками. Велика кількість викидів спостерігається в районах металургійних та хімзаводів, ТЕС. Він поглинається листям рослин, які втрачають після цього кормові якості і хворіють. Негативно діє на дихальні шляхи людини та тварин. Спричиняє сильні подразнення слизових оболонок, тяжкі захворювання.
4.5.Встановлення класу шкідливості забруднюючої речовини, визначення значення гранично допустимої концентрації (ГДК максимальна разова) для кожного забруднювача на підставі таблиці 4.
ГДК забруднюючих речовин в атмосферному повітрі,
мг/куб.м (СН 245-71).
Табл.3.
6.Визначення фактичної маси річного викиду і-тої домішки забруднюючої речовини в атмосферу (СН 369 – 74) за формулою:
EMBED Equation.3
де:
Сфакт.- фактична концентрація забруднюючої речовини, г/куб.м, Н – висота труби, м.
В1 – об’єм викиду, м.куб./с. t 1- температура викиду, С, t 2 – температура атмосферного повітря, для найтеплішого місяця року в даній місцевості, А – коефіцієнт, що враховує частоту температурних інверсій даної місцевості(для умов України А=160), Ф- коефіцієнт швидкості осідання часток в атмосфері (для газів – 1,0, для парів- 2,0, для пилу- 3,0), Т – число секунд в році.
Сірчаний газ EMBED Equation.3
Оксид вуглецю EMBED Equation.3
Діоксид азоту EMBED Equation.3
Миш’як EMBED Equation.3
Свинець сірчаний EMBED Equation.3
Пил нетоксичний EMBED Equation.3
Визначаємо масу максимально допустимого викиду за формулою
EMBED Equation.3
де, См – максимальна разова ГДК забруднюючої речовини, г/м.куб.
Сірчаний газ EMBED Equation.3
Оксид вуглецю EMBED Equation.3
Доіксид азоту EMBED Equation.3
Миш’як EMBED Equation.3
Свинець сірчаний EMBED Equation.3
Пил нетоксичний EMBED Equation.3
8.Визначаємо масу надлімітних викидів забруднюючих речовин в атмосферу
EMBED Equation.3
Сірчаний газ mНД=45,7-3,6=42,1;
Оксид вуглецю mНД=311,0-137,2=173,8;
Діоксид азоту mНД=9,1-3,8=5,3;
Мишяк mНД= - = ;
Свинець сірчаний mНД= - = ;
Пил нетоксичний mНД=27,5 – 7,6 = 19,9.
9.Визначення ефективності необхідної для збереження санітарних норм очистки
Ефективність необхідної для збереження санітарних норм очистки знаходять за формулою:
Е=((mфакт – mГДК )/ mфакт ) х 100%;
Сірчаний газ ((45,7 – 3,6/45,7) 100%=92%
Оксид вуглецю ((311,0-137,2)/311,0)100%=55,8%;
Діоксид азоту ((9,1-3,8)/9,1)/100%=58%;
Мишяк (( - )/ )100%= %;
Свинець сірчаний(( - )/ )100%= %;
Пил нетоксичний ((27,5-7,6)/27,5)100%=72,4%;
В залежності від необхідної ефективності очистки обирають методи та способи очистки газуватих викидів від забруднювачів.
Результати розрахунків зведені в таблиці 5.
Табл.5.
10. Розрахунок розмірів платежу за викиди в атмосферу забруднюючих речовин стаціонарними джерелами забруднення. Відповідно до вимог Закону України “Про охорону навколишнього природного середовища” для підвищення економічної відповідальності за збитки, нанесені державі, а також з метою стимулювання заходів щодо охорони атмосферного повітря, упорядкування джерел фінансування відшкодувань вводиться плата за викиди в атмосферу забруднюючих речовин.
Розміри платежу включають дві складові:
плату в межах установлених лімітів(тимчасово погоджених) викидів забруднюючих речовин,
плата за перевищення лімітів викидів забруднюючих речовин.
Плата за викиди і-тої забруднюючої речовини визначають за формулою:
П= (Нбі х Млі + Кп х Нбі х Мнлі) х Кт х Кінд, (гр./т)
де, Нбі- базовий норматив плати за викиди в атмосферу однієї тони і-тої забруднюючої речовини в межах ліміту з врахуванням класу небезпечності, Млі – маса річного викиду в межах ліміту і-тої забруднюючої речовини, т/рік, Кп- коефіцієнт кратності плати за надлімітний викид в атмосферу забруднюючих речовин (приймається залежно від екологічного стану місцевості), Мнлі- маса надлишкового викиду в атмосферу і-тої забруднюючої речовини, т/рік, Кінд-коефіцієнт індексації, Кт- коефіцієнт , що враховує територіальні соціально-екологічні особливості, залежить від чисельності жителів населеного пункту, його народногосподарського значення і розраховується за формулою:
Кт = Кнас х Кф;
де: Кнас. – коефіцієнт, що залежить від чисельності жителів населеного пункту, Кф. – коефіцієнт, що враховує народногосподарське значення пункту.
Для Кіровоградської області області:
Кнас = 1.80;
Кф = 1,25;
Кп = 3;
Кінд = 10.
Кт = 1.80 х 1.25 = 2,25.
Базові нормативи плати за викиди в атмосферу забруднюючих речовин стаціонарними джерелами забруднень (за 1т), (згідно наказу Мінекобезпеки від 26.12.1996 р.№157)
Визначення плати за лімітні викиди:
Плім =(Нбі х Млі х Кт х Кінд , (гр./т)
Сірчаний газ Плім = 2,0 х 0,2 х 2,25 х 10 = 9 грн/ рік;
Оксид вуглецю Плім = 2,0 х 86,9 х 2,25 х 10 = 3910,5 грн/рік;
Соляна кислота Плім = 53,0 х 26,4 х 2,25 х 10 =31482 грн/ рік;
Діоксид азоту Плім = 53,0 х 2,5х 2,25 х 10 =2981,25 грг/рік;
Сірчана кислота Плім = 53.0х4,3 х 2,25 х 10 = 5127, 75 грн/рік;
Пил нетоксичний Плім = 2,0х 4.8 х 2,25 х.10 =216 грн/рік.
Визначення плати за надлімітні викиди:
Пнад лім = Кп х Нбі х Мнлі х Кт х Кінд, (гр./т)
Сірчаний газ Пнад лім = 3 х 2 х 34,6 х 2,25 х 10 = 4671 грн/ рік;
Оксид вуглецю Пнад лім = 3 х 2 х 86,9 х 2,25 х 10 = 11731,5 грн/рік;
Соляна кислота Плім = 3х53,0 х 26,4 х 2,25 х 10 = 94446 грн/ рік;
Діоксид азоту Плім = 3х53,0 х 0х 2,25 х 10 =0 грг/рік;
Сірчана кислота Плім = 3х 53.0х2,9 х 2,25 х 10 = 10374,75 грн/рік;
Пил нетоксичний Плім = 3х2,0х 33,8 х 2,25 х.10 = 4563 грн/рік.
Результати розрахунків розмірів плати за викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря подаються в таблиці
висновки
Виконавши цю розрахункову роботу ми навчилися оцінювати вплив даного підприємства на стан атмосферного повітря.
Визначили класи небезпеки забруднюючих речовин, а також, що дане підприємство відноситься до першого класу шкідливості і тому розмір санітарно-захисної зони для нього становить 1000 метрів.
Вивчили, що дія забруднюючих речовин, крім шкідливого впливу на здоров'я людей та забруднення біосфери, завдає величезні збитки економіці. Вони пов'язані з прискоренням руйнування будівельних матеріалів, гуми, паперу, тканин і фарб, з загибеллю с/г рослин і тварин.
Розрахували фактичні об'єми викидів забруднюючих речовин в атмосферу, визначили, що їх потрібно очищати в середньому на 53,8% для збереження санітарних норм.
Згідно розрахунків, плата за шкоду, заподіяну атмосферному повітрю внаслідок його забруднення становить 169515.75грн.
Заходи, спрямовані на охорону атмосферного повітря, передбачають впровадження технічних рішень зі знешкодження й уловлювання газоподібних забруднюючих, речовин, розробку та впровадження нормативів, ГДК для усіх підприємств, створення сучасних приладів постійного контролю і обліку викидів.
ЛІТЕРАТУРА
1. Популярная медицинская энциклопедия. / За ред. Б.В.Петровского. - М.: „Советская энциклопедия", 1980. - 704 с.
2. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. - К.: Либідь, 1993.-304с.
3. Доридор 0.І., Олійник М.М., Доридор О.В. Основи хімії (11 клас). - Рівне, 2000.— 205с.
4. Джигирей В.С., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорона навколишнього природного середовища (Екологія та охорона природи). - Львів, Афіша, 2000 - 272 с.
5. Популярная библиотека химических элементов. /Под ред. И.В. Петрянова - Соколова. -М.: „Наука", 1983.-574с.
6. Методичні вказівки до виконання розрахункової роботи з курсу „Основи екології" „Розрахунок розмірів плати за забруднення атмосферного повітря та розробка заходів щодо очистки шкідливих викидів". /Матушевська Н.Р., Трушева С.С., Ліхо О.А. -Рівне, РДТУ, 2000. -12с.
