Определение ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный экономический университет»

Центр дистанционного образования

Контрольная работа

по дисциплине: Экология

по теме: Вариант № 3

Исполнитель:

Бандус Г.В.

Екатеринбург

2012

Задание 1. Основные понятия и категории экологии

Экология - это наука о взаимодействии живых организмов с нашим общим домом - природой. Если выражаться научным языком, экология - это наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и окружающей средой. Объектом изучения экологии могут стать, к примеру, организмы почвы, сама почва, вода, человек и т.д. Отдельный, заслуживающий особого внимания, раздел экологии занимается изучением и контролем воздействия человека на природу.

В середине XX в. экологию стали понимать как науку об экосистемах и биосфере. Начало такому пониманию положили работы В.И. Вернадского, В.В. Докучаева, Ю.П. Одума, А.Дж. Тенсли, Н.В. Тимофеева-Ресовского и других известных ученых. В результате стало ясно, что современная биосфера, среда обитания всех живых организмов, является продуктом их жизнедеятельности: неустанного воспроизведения, метаболизма (обмена веществ) и посмертного разложения миллиардов живых существ. Почвенная, водная, наземная, воздушная среда жизни есть результат постоянного взаимодействия и взаимопроникновения живого и неживого веществ. Ни один вид живых организмов не может существовать исключительно среди себе подобных. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и в строго определенной совокупности условий, характеризующей место их обитания (биотоп). Единство биотопа и биоценоза - основная концепция современной экологии, концепция экосистемы.

Сегодня различают следующие основные отрасли экологии:

1. Общая экология -- изучает общие законы формирования, функционирования и эволюции экологических систем на основе анализа таких целостных ее характеристик, как продуктивность, круговорот вещества и энергии, устойчивость, биоразнообразие (генофонд) и др. Ее ядром является теоретическая экология.

2. Специальная экология (биоэкология) -- первоначально сформировавшееся научное направление, включающее специальные, чисто биологические разделы экологии; к настоящему времени разделившееся на подотрасли:

а) аутэкология (от гр. out -- отдельно) -- экология отдельных особей и видов;

б) популяционная экология;

в) синэкология ( от гр. syn -- вместе) -- экология многовидовых сообществ, биоценозов (от гр. bios -- жизнь, kinos -- сообща, вместе);

г) экология систематических групп (бактерий, грибов, растений, животных, а также более мелких систематических единиц: типов, классов, отрядов и т. д.);

д) эволюционная экология -- учение о роли экологических факторов в эволюции.

3. Геоэкология -- изучает взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности. В нее входят:

а) экология сред -- воздушной, суши, почвенной, морской, пресноводной;

б) экология природно-климатических зон -- тундры, тайги, степи, пустыни, гор, болот, морских берегов, и т.п.;

в) экология географических областей, регионов, стран, континентов.

Прикладная экология -- большой комплекс дисциплин, связанных с различными областями взаимоотношений между человеческим обществом и природой. Прикладная экология имеет следующие основные разделы:

а) инженерная экология -- изучение и разработка инженерных норм и средств, отвечающих экологическим требованиям;

б) сельскохозяйственная экология (агроэкология и экология сельскохозяйственных животных);

в) биоресурсная и промысловая экология;

г) урбоэкология (экология городов, населенных пунктов, коммунальная экология);

д) медицинская экология;

е) экотоксикология;

ж) приложения экологии к практике охраны природы и окружающей среды.

Экология человека -- комплекс дисциплин, изучающих взаимодействие человека к биологической особи и, как социального субъекта с окружающей его природной и социальной средой. Сюда входят:

а) биоэкология человека;

б) социальная экология (экология личности, семьи, социальных групп, экология рас и наций, демографическая экология).

Глобальная экология (биосферология) -- изучает взаимоотношения всего человечества в процессе его развития с биосферой.

Законы Б. Коммонера в большей степени могут быть названы аксиомами -- поговорками, чем законами, но сам ученый назвал их законами экологии. Они носят системный характер и звучат так:

1) все связано со всем,

2) все должно куда-то деваться,

3) ничто не дается даром,

4) природа знает лучше (иногда последний закон излагают в такой редакции: “Природа знает лучше человека, что лучше человеку.”).

Экологический фактор - любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм, хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития, называют экологическим фактором.

Экологические факторы многообразны, при этом каждый фактор является совокупностью соответствующего условия среды и его ресурса (запаса в среде).

Экологические факторы среды принято делить на две группы:

* факторы косной (неживой) природы - абиотические или абиогенные;

* факторы живой природы - биотические или биогенные.

С другой стороны, по происхождению и те и другие бывают как природными, так и антропогенными, т. е. прямо или косвенно связанными с деятельностью человека, который не только меняет режимы природных экологических факторов, но и создает новые, синтезируя ядохимикаты, удобрения, строительные материалы, лекарства и т. п.

Известно, что в основу построения системы терминов должна быть положена достаточно емкая классификация, охватывающая все понятия в их взаимосвязи и развитии. Исключительная сложность, взаимосвязанность и взаимозависимость явлений в природе затрудняет классификацию в экологии. Наряду с приведенной классификацией экологических факторов существует много других (менее распространенных), в которых используют иные отличительные признаки. Так, выделяют факторы, зависящие и не зависящие от численности и плотности организмов. Например, на действие макроклиматических факторов не сказывается количество животных или растений, а эпидемии (массовые заболевания), вызываемые патогенными микроорганизмами, зависят от их количества на данной территории. Известны классификации, в которых все антропогенные факторы относят к биотическим.

Экологические факторы среды воздействуют на организм одновременно и совместно. Совокупное воздействие факторов (констелляция) в той или иной мере взаимозаменяет характер воздействия каждого отдельного фактора.

Хорошо изучено влияние влажности воздуха на восприятие животными температуры. С повышением влажности уменьшается интенсивность испарения влаги с поверхности кожи, что затрудняет работу одного из наиболее эффективных механизмов приспособления к высокой температуре. Низкие температуры также легче переносятся в сухой атмосфере, имеющей меньшую теплопроводность (лучшие теплоизоляционные свойства). Таким образом, влажность среды меняет субъективное восприятие температуры у теплокровных животных, в том числе у человека.

В комплексном действии экологических факторов среды значение отдельных экологических факторов неравноценно. Среди них выделяют ведущие (главные) и второстепенные факторы.

Ведущими являются те факторы, которые необходимы для жизнедеятельности, второстепенными - существующие или фоновые факторы. Обычно у разных организмов различные ведущие факторы, даже если организмы живут в одном месте. Кроме того, смену ведущих факторов наблюдают при переходе организма в другой период своей жизни. Так, в период цветения ведущим фактором для растения может быть свет, а в период формирования семян - влага и питательные вещества.

Иногда недостаток одного фактора частично компенсируется усилением другого. Например, в Арктике продолжительный световой день компенсирует недостаток тепла.

Экологическая ниша -- место, которое занимает вид в сложной системе экологических взаимоотношений с другими организмами и факторами неживой природы. В понятие экологической ниши входит ареал, зависимость от источников пищи, от врагов и конкурентов, способ размножения (сроки, условия) и др.

Экологическая ниша возникает и исчезает вместе с приобретением каких-то адаптации данным видом. Вне вида экологическая ниша не существует. Экологическая ниша не «адрес» организма, а его «профессия». Двух одинаковых экологических ниш в природе не существует, поскольку нет двух абсолютно одинаковых видов: каждый вид чем-нибудь, каким-то специальным приспособлением (адаптацией) отличается от любого другого.

Экологическая устойчивость - это способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних и внутренних факторов. Распространённым синонимом данного понятия является понятие экологической стабильности. Количественно, уровень экологической устойчивости стран принято оценивать «индексом экологической устойчивости» (ИЭУ) Йельского центра по экологическому законодательству и политике (Йельский университет, США) и Колумбийского центра международной информационной сети наук о земле (Колумбийский университет, США). Индекс основан на расчёте 76 параметров, включая показатели состояния экосистем, экологического стресса, экологических аспектов здоровья населения, социальных и институциональных возможностей и международной активности государства.

Стабильность - это способность экосистем сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии внешних факторов. Устойчивость - это способность экосистемы возвращаться в исходное состоянию после воздействия факторов, выводящих ее из равновесия.

Экология раскрывает структуру и закономерности эволюции биосферы в целом, изучая взаимосвязи по цепочке: особь - популяция - вид - биоценоз - биогеоценоз - биосфера. Особь в этой системе играет роль лаборатории новообразований, популяция представляет первичную ячейку деятельности естественного отбора, элементарную эволюционную единицу, биогеоценоз содержит все основные компоненты биотического круговорота; биосфера - сама жизнь во всем ее многообразии и целостном эволюционном процессе. Новое появляется в особи, а его конечная судьба и значение определяются биосферой.

Экологическое равновесие - количественное и качественное соотношение естественных и измененных человеком экологических компонентов и природных процессов, приводящий к длительному существованию экосистемы определенного вида.

Экологическое равновесие характеризуется относительной устойчивостью видового состава живых организмов, их численности, продуктивности, распределения в пространстве, а также устойчивостью сезонных изменений, круговорота веществ и других биологических процессов в экологической системе.

Экологический кризис - нарушение равновесия в экосистеме, неравновесное, нестационарное преобразование окружающей среды, следствием которого является потеря устойчивости (потеря равновесия) в результате изменения собственных параметров и/или быстрого изменения внешних переменных. Таким образом, экологический кризис является стационарным, относительно постепенным, обратимым или необратимым ухудшением состояния окружающей среды.

Экологическая катастрофа - неуправляемая ситуация, возникающая вследствие экологического кризиса, приводящая к непредотвратимым тяжелым последствиям, вплоть до возникновения на Земле условий, непригодным для жизни людей.

Задача

Исходные данные

m1=3100 т/год

m2=100 т/год

m3=9500т/год

m4=1005т/год

m5=3040т/год m6=390т/год S1=15%

S2=15%

S3=20%

S4=15%

S5=35% =150

y=1м/с

h=260 м

С=15 млн.руб

К=140 млн.руб

1.1.В районе действует тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле.

1.2.В процессе эксплуатации ТЭС в атмосферный воздух попадают примеси в виде аэрозолей и газообразных веществ. Массы годового поступления выбросов (m _j ) по видам составляют:

а) группа аэрозолей: m ₁ -зола угля, m ₂ -пыль угля;

б) группа газообразных веществ: m ₃ -сернистый ангидрид, m ₄ - серный ангидрит, m ₅ - оксиды азота (по NO₂ ), m ₆ - оксид углерода.

1.3.Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:

а) примеси из группы аэрозолей имеют скорость оседания частиц от 1 до 20 см/с;

б) примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания менее 1 см/с.

1.4.Зона активного загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из разных типов территорий (табл.1).

Таблица 1 - Структура ЗАЗ

№ типа территории	Тип территории	S i	? i
1.	Территория населённых мест с плотностью населения (?), равной 3 чел/га	S1	? ? 0.1
2.	Территория промышленных предприятий	S2	4
3.	Леса 2-ой группы	S3	0.1
4.	Пашни	S4	0.25
5.	Территории садовых и дачных участков	S5	8

1.5.Среднегодовое значение разности температур в устье источника выброса (трубы) и в окружающей среде составляет величину ?Т. Среднегодовой модуль скорости ветра - у.

1.6.По всем загрязняющим веществам (ЗВ) объем выбросов в рассматриваемом году не превышал установленных лимитов. При этом 80% массы каждого из ЗВ находилось в пределах установленного допустимого норматива выброса (m_ПДВ) и 20% массы - в пределах установленного лимита (m_ВСВ).

1.7.В планируемом году на ТЭС предполагается установка дополнительных газо- и пылеуловителей. Капитальные затраты (К) и годовые эксплуатационные затраты (С) данного мероприятия см. в таблице 4. Расчетный период окупаемости капитальных затрат (t) - 4 года.

1.8.В результате проведения природоохранных мероприятий (в планируемом году) ожидается снижение ущерба от загрязнения атмосферного воздуха на 75%; при этом величина поступающих в атмосферный воздух всех видов ЗВ не будет превышать пределов установленных допустимых нормативов (ПДВ_j).

Задание

Определить:

1.1. Зону активного загрязнения ТЭС.

1.2. Величину ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС до проведения природоохранного мероприятия.

1.3. Сумму платежей за загрязнения атмосферы в текущем году.

1.4. Суммарный эффект запланированных природоохранных мероприятий.

Методика расчетов

1. Определение ЗАЗ

Источником загрязнения является труба ТЭС (согласно классификации - организованный источник). Для подобных источников ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:

? h;=2*3*260=1560м

20 ? h;=20*3*260=15600м

где h - высота источника, м (см. № варианта, табл.4),

? - безразмерная поправка, вычисляемая по формуле

=1+150/75=3

?Т - разность температур в устье трубы и в ОС, град. (см. табл.4).

Вычислив радиусы, находим площадь ЗАЗ по формуле:

;=3,14*(15600+1560)=771791904=77179,19га

Площадь ЗАЗ выразить в гектарах (1 га = 10000 м ² ).

Ответ: 77179,19 га

2. Определение ущерба от загрязнения атмосферы (f M).

Показатель удельного ущерба атмосферному воздуху (?), наносимого выбросом единицы массы ЗВ, для Уральского экономического района принимается равным 67,4 руб/усл.т (Методика определения предотвращенного экологического ущерба. М., 1999. - 71С.).

Показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над ЗАЗ () следует рассчитать, поскольку ЗАЗ неоднородна и состоит из пяти типов территорий (пункт 1.4.). Каждому типу территории (S i) соответствует табличное значение константы . Усредненное значение для всей ЗАЗ определяют по формуле:

=15*0,1+15*4+20*0,1+15*0,25+35*8/100=347,25/100=3,5

где - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над всей зоной активного загрязнения;

i - номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий (всего по задаче их 5);

S _i - площадь одного из типов территорий (табл. 4);

S _ЗАЗ - общая площадь ЗАЗ (поскольку в условии задачи S_i выражается в %, S _ЗАЗ = 100%);

_i - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над i-тым типом территории (см. пункт 1.4.)

Приведенная масса годового выброса ЗВ (М = М общ.) рассчитывается как сумма газообразных и аэрозольных примесей:

М = М _газ. + М _аэр. =383579+265200=648779т/год

а) значение приведенной массы годового выброса газообразных примесей определяется по формуле:

М _газ. = =22*9500+49*1005+41,1*3040+1*390=383579т/год

б) годовая масса аэрозольных примесей рассчитывается аналогично:

М _аэр. ==84*3100+48*100=265200т/год

где j - вид загрязняющего вещества (по условию задачи вещества j₁ и j₂ - аэрозольные, а j₃, j₄, j₅, j₆ - газообразные),

А_j - показатель относительной агрессивности примеси j - ого вида (табл.2).

Таблица 2 - Значение показателя относительной агрессивности вещества (А j)

Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу	Значение параметра А j (усл.т/т)
1. Зола угля	84
2.Пыль угля (недожог)	48
3. Сернистый ангидрид (SO2)	22
4. Серный ангидрит (SO3)	49
5. Оксиды азота (по NO2)	41.1
6. Оксид углерода (СО)	1

Значение множителя f - поправки, учитывающей характер рассеивания примесей в атмосфере, определяется следующим образом:

а) для газообразных примесей с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) принимается, что

f ₁ = f _газ. = =(100/100+3*260)*4/1+1=0,23

б) для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 м/с (в данной задаче - группа аэрозольных примесей), принимается, что

f ₂ = f _аэр. = =()*4/1+1=2,18

где у - среднегодовое значение модуля скорости ветра (табл.1);

- безразмерная поправка (пункт 3.1.);

h - высота трубы (табл.4).

Определение ущерба от загрязнения атмосферы. Общий ущерб слагается из суммы ущербов от двух видов примесей - газообразных и аэрозольных, с двумя различными параметрами f (пункт 3.2.4.), поэтому

U _общ. = U _газ. + U _аэр. = ()+ () = =(= 67,4*3,5(0,23*383579+2,18*265200)=157194128,203

Ответ:157,2млн.руб

3. Расчет платежа за загрязнение атмосферы

Общая сумма платежа определяется по формуле:

П _общ. = П ₁ + П ₂ + П ₃;

где П ₁ - плата за допустимый выброс (в пределах ПДВ);

П ₂ - плата за выброс ЗВ сверх ПДВ, но в пределах установленного лимита (ВСВ);

П ₃ - плата за выброс ЗВ сверх лимита (сверх ВСВ).

По условию задачи (пункт 1.6.) объем выбросов по всем загрязняющим веществам не превышает установленных лимитов, значит П_общ.= П₁ +П₂ .

П₁ = =3100*14+100*27,4+9500*80+

1005*42+3040*70+390*1,2=1061618

П₂ = =3100*70+100*137+9500*400+

1005*210+3040*350+390*6=5308090

где П₁ и П₂ - плата за выбросы ЗВ в пределах установленных допустимых нормативов (ПДВ) и установленных лимитов (ВСВ), руб/год;

и - массы j-ого вида ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, т;

и - нормативы платы за выброс 1тонны j-ого ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, руб/т. (табл.3).

П_общ.= П₁ +П₂₌ 1061618+5308090=6369708

Ответ:6369708

загрязнение атмосфера природоохранный

Таблица 3 - Нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными источниками на территории Уральского экономического района (руб/т)

№ п/п	Наименование ЗВ	Нормативы платы за выброс одной тонны ЗВ в атмосферный воздух (вне городов)
		В пределах установленных допустимых нормативов выбросов (ПДВ)	В пределах установленных лимитов выбросов (ВСВ)
1	Зола угля	14	70
2	Пыль угля	27,4	137
3	Сернистый ангидрит	80	400
4	Серный ангидрит	42	210
5	Оксиды азота	70	350
6	Оксид углерода	1,2	6

4. Определение суммарного годового эколого-экономического эффекта запланированного природоохранного мероприятия

Годовой суммарный эффект рассчитывается по формуле:

R = Р - З;

где R - годовой эколого-экономический эффект, руб;

Р - положительный суммарный результат, полученный благодаря проведенным мероприятиям.

Положительными результатами по условию задачи являются: а) предотвращенный ущерб и б) снижение платежей за загрязнение в результате уменьшения массы выбросов (пункт 1.8); таким образом:

Р = 0,75 U + П₂,=0,75*157194128,203+5308090=123,2млн.руб.

З - годовые суммарные затраты, вычисляются по формуле

З = С + Е_Р ? К;=15+0,25*140=50,0млн.руб.

где С - эксплуатационные затраты (табл.4),

К - капитальные затраты (табл.4),

Е_Р - расчетный коэффициент окупаемости капитальных затрат;

Е_Р = =1/4=0,25

где t - период окупаемости капитальных затрат (см. пункт 1.7.)

R = Р - З;=123,2-50,0=73,2млн.руб

Ответ:73,2млн.руб.

Вывод: Зона активного загрязнения ТЭС 77179,19 га, приводит к большой величине ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС до проведения природоохранного мероприятия( 157,2 млн.руб.), и соответственно к огромному суммарному эффекту запланированных природоохранных мероприятий в размере 73,2 млн.руб.

Размещено на Allbest.ru

...