Вступ

Розрахункова робота "Визначення розмірів плати за забруднення атмосферного повітря та розробки заходів щодо очистки шкідливих викидів" виконується студентом  при вивченні курсу"Основи екології" з метою:
·          навчитися оцінювати вплив промислових підприємств енергетичних установок тощо,на стан атмосферного повітря;
·          визначення класу шкідливих підприємств,класу небезпеки забруднюючих речовин,розмірів санітарно-захисних зон;
·          вивчення дії основних забруднюючих речовин на організм людини;
·          розрахунки фактичних об’ємів викидів забруднюючих речовин в атмосферу;
·          визначення необхідного ступеня очистки газоповітряної  суміші;
·          розрахунки розмірів плати за шкоду , заподіяну атмосферному повітрю внаслідок його забруднення.

Основні поняття

Під забрудненням атмосфери розуміють таку зміну стану, яка повністю або частково є результатом життєдіяльності людини,прямо або опосередковано змінює  приходящу енергію,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 зустрічається дуже рідко.
Всі джерела забруднення поділяються на:
·       природні;
·       штучні (антропогенні).
Домішки природного походження надходять в атмосферу в результаті вулканічної діяльності,а потім пил,вуглеводні тощо,вивітрювання ґрунтів та гірських порід,лісових та степових пожеж,розкладу рослин,згоряння метеоритів. Багато шкідливих речовин утворюються в результаті вторинних природних процесів.
Так, хвойні дерева виділяють ефірні масла, які окислюючись утворюють нові хімічні елементи. Встановлено,що джерелом синьої димки над лісом є терпени та інші. В лісах утворюється близько 1000 млн.т. реакційно-здатних вуглеводнів: етилен , ізопрен , а також ненасичені вуглеводні, альдегідні ,кислі та лужні речовини .
Антропогенні джерела забруднення в свою чергу поділяються на :
·       стаціонарні(енергетичні установки , що мають викопне паливо промислові та комунально-побутові підприємства);
·       пересування (всі види транспорту).
Промислові джерела атмосферного повітря поділяються на : джерела виділення та джерела викидів . До перших відносяться технологічні пристрої (апарати,установи тощо), в процесі ексомутації в 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 турбіни , що дозволяють застосовувати  для очистки від забруднюючих речовин відповідні установки. Неорганізований промисловий викид надходить в атмосферу у вигляді не спрямованих потоків газів у результаті порушень герметичності обладнання. Неорганізовані викиди характерні для очисних споруд, заловідвалів ділянок вантажної розвантажувальних робіт та інших об'єктів. До основних  джерел промислового забруднення атмосферного повітря відносять підприємства енергетики, металургії, будматеріалів, хімічної та нафтопереробної промисловості виробництва добрив.
Рівень забруднення повітря залежить не лише від обсягу викидів промислових підприємств і автотранспорту та 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 конструкції шкідливих домішок утворення смог в зонах транспортних зв’язків і на вулицях з напруженим  автомобільним рухом.
Наслідки забруднення атмосфери носять, як регіонального так і глобального характеру,при цьому шкідливо впливають на здоров’я людини,викликають різні захворювання. Тому з метою запобігання негативного впливу на довкілля та організм людини шкідливих речовин,що потрапляють в атмосферу їх кількість нумерується.
В основу нормування покладемо визначення граничнодопустимих концентрацій(ГДК).У відповідності з ГОСТ 17.2.1.04-77.
ГДК - це максимальна концентрація домішок в атмосфері віднесена до певного відрізку часу, а й при періодичному впливові або на протязі всього життя людини не впливає  негативно,як на людину так і на довкілля.
Для кожної забрудненої речовини встановлюють два напрямки нормативної:максимальна разова та середньодобова ГДК.
Максимальна разова ГДК – це основна характеристика небезпечності шкідливої речовини. Вона встановлена для попередження рефлекторних реакцій у людині(відчуття запаху,світлова чутливість, зміни активності головного мозку)при короткочасному впливі атмосферних домішок .
Середньодобова ГДК – встановлюється для попередження загально-токсичного мутагенного канцерогенного  та іншого впливу речовини на організм людини.
З метою екологічного стимулювання атмосферо охоронних заходів упорядкування джерел їх фінансування , відшкодування народногосподарських  збитків зумовлених забрудненням атмосферного повітря впроваджується плата за викиди забруднюючих речовин в атмосферу стаціонарними джерелами. Платежі за викиди в атмосферне повітря забруднюючих речовин комплексують економічні збитки від негативного впливу забруднення атмосфери на здоров’я людей  сільськогосподарського угіддя,лісові,рибні реакції, ресурси тощо.
Вихідні дані

№	Назва підприємства	Назва забруднюючих речовин	С факт,  Мг/куб.м	Висота труби (H)	Об‘єм викиду куб. м/с	Область	Температура
							Повітря (t), ◦c	Викиду (t), ◦c
1	Хімічний комбінат	Ацетальдигід	0,1	50	9	Рівнен- ська	20	150
		Вінілацетат	0,5
		Сірковуглець	0,08
		Акролеїн	0,2
		Діоксид азоту	0,13
		Сірчаний газ	0,7

Санітарно-захисні зони-це територія, яка законодавчо встановлена навколо кожного підприємства з метою недопущення забруднення санітарних територій. Їх розташовують з підвітряного боку підприємств і засаджують деревами й чагарниками. Вони мають вигляд парків чи лісопарків. У цих зонах можна розташовувати адміністративно-службові приміщення, склади, гаражі,
депо, лазні, торгові центри.
Залежно від шкідливості забруднювачів , що викликаються й можливості їх очистки кожне підприємство відносять до того чи іншого класу шкідливості.
Відповідно до цього за розмірами розрізняють 5 класів санітарних зон.
Визначення класу шкідливості підприємств та розмірів санітарно-захисних зон

Промислове підприємство	Клас шкідливості	Розміри санітарно-захисних зон, м
Хімічний комбінат	І	1000

Сірчаний газ – безбарвний газ, що виділяється при згорянні палива, яке містить домішки сірки, при переробці сірчаних руд, частково – при горінні, виплавці металів тощо.
Надмірна кількість сірчаного газу призводить до:
·       Підвищення смертності серед людей похилого віку та хронічно хворих;
·       Погіршення стану в людей з респіраторними захворюваннями;
·       Підвищення частоти респіраторних захворювань у дітей;
Двоокис азоту – це бурий газ з чадним запахом δ  = 3,3 г/л. У зниженому стані світла жовта рідина, замерзає в безколірні кристали. Температура плавлення 11,2 ^◦С, кипіння 20,7 ^◦С. Відносна токсичність NO₂  залежить від його концентрації і довготривалості дії. При його довготривалій дії негативно впливає на дихальні шляхи людини та тварин. З‘єднуючись з водою в наших дихальних, вона утворює азотисті кислоти, що спричиняє сильні подразнення слизових оболонок, тяжкі захворювання.
Сірковуглець у техніці одержують пропусканням пари сірки крізь шар розпеченого вугілля. Чистий сірковуглець являє собою досить летучу безбарвну рідину з досить приємним запахом, але звичайно він містить незначні домішки продуктів часткового розкладання, про що нагадують жовтий колір і огидний запах. Пори його отруєні і дуже легко загоряються.
Вдихання повітря зі вмістом 0,3 % СS₂  і вище може швидко привести до важкого захворювання. При хронічному отруєнні малими дозами сірковуглецю поступово розвиваються шлункові захворювання (гастрит) і різні розлади нервової системи. Гранично припустимою концентрацією СS₂  у повітрі промислових підприємств вважається 0,01 мг/л. Хронічна дія малих концентрацій призводить до захворювань центральної вегетативної, периферичної нервової системи, ендокринних і внутрішніх органів, систем крові, впливає на специфічну функцію жіночого організму, сприяє розвитку сердечно-судинних захворювань.
Ацетальдегід – безбарвна рідина з різким запахом, добре розчинна у воді; температура кипіння 21 ^◦С.
Оцтовий альдегід застосовують головним чином, для добування оцтової кислоти, а також у деяких органічних синтезах. Широко застосовують у парфумерії, тому що мають приємний запах. Альдегіди подразнюють оболонку очей, носоглотки, впливають на органи кровообігу навіть у зовсім малих концентраціях.
ГДК забруднюючих речовин в атмосферному повітрі, мг/куб. м
                                (CH 245-71)

Речовина	Максимальна разова	Середньодобова	Клас шкідливості речовин
Ацетальдегід (пара)	0,01	0,01	3
Вінілацетат (пара)	0,15	0,15	3
Сірковуглець (газ)	0,03	0,005	2
Акролеїн (пара)	0,03	0,03	2
Сірчаний газ (газ)	0,008	0,003	2
Двоокис азоту (газ)	0,085	0,085	2

Визначення фактичної маси викиду і-тої домішки забруднюючої речовини в атмосферу за формулою:
,    (т/рік),
де С_факт. – фактична концентрація забруднюючої речовини, г/куб. м;
Н – висота труби; В₁ – об’єм викиду, м.куб./с; t₁ – температура викиду, ◦ С; t₂ – 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.
 m_факт  для ацетальдегіду:
   
m_факт  для вінілацетату:

m_факт для сірковуглецю:       
m_факт  для акролеїну:

m_факт для діоксид азоту:

m_факт для сірчаного газу:

№ п/п	Назва забруднюючої речовини	mфакт  (т/рік)
1	Ацетальдегід	0,165
2	Вінілацетат	0,827
3	Сірковуглець	0,2646
4	Акролеїн	0,331
5	Діоксид азоту	0,43
6	Сірчаний газ	2,315

Маса максимально допустимого викиду знаходиться за формулою:
,           (т/рік),
де С_м – максимальна разова ГДК забруднюючої речовини, г/м.куб.
m_ГДК  для ацетальдегіду:    
m_ГДК  для вінілацетату:           
 m_ГДК  для сірковуглецю:           
 m_ГДК  для акролеїну:           
  m_ГДК  для сірчаного газу:              
m_ГДК  для діоксид азоту:      
       

№ п/п	Назва забруднюючої речовини	mГДК  (т/рік)
1	Ацетальдегід	0,0165
2	Вінілацетат	0,248
3	Сірковуглець	0,099
4	Акролеїн	0,0496
5	Діоксид азоту	0,281
6	Сірчаний газ	0,026

            
Знаходження маси надлімітних викидів забруднюючих речовин в атмосферу:
m_НЛ  =  m_факт  - m_ГДК ,                          (т/рік) _,
де   m_НЛ -  маса надлімітних викидів забруднюючих речовин в атмосферу, (т/рік);
     
m_НЛ  для ацетальдегіду:  0,165 – 0,0165 = 0,1485
m_НЛ  для вінілацетату:  0,827 – 0,248 = 0,579
m_НЛ  для сірковуглецю:  0,2646 – 0,099 = 0,1656
m_НЛ  для акролеїну:  0,331 – 0,0496 = 0,2814
m_НЛ  для діоксиду азоту:  0,43 – 0,281 = 0,149
m_НЛ  для сірчаного газу:  2,315 – 0,026 = 2,289

№ п/п	Назва забруднюючої речовини	mНД  (т/рік)
1	Ацетальдегід	0,1485
2	Вінілацетат	0,579
3	Сірковуглець	0,1656
4	Акролеїн	0,2814
5	Діоксид азоту	0,149
6	Сірчаний газ	2,289

Визначення ефективності необхідної для збереження санітарних норм очистки:
%
Е для  ацетальдегіду: ((0,165-0,0165)/0,165)*100% = 90 %
Е для  вінілацетату: ((0,827-0,248)/0,827)*100% = 70 %
Е для  сірковуглець: ((0,2646-0,099)/0,2646)*100% = 63 %
Е для  акролеїну: ((0,331-0,0496)/0,331)*100% = 85 %
Е для  діоксид азоту: ((0,43-0,281)/0,43)*100% = 35 %
Е для  сірчаного газу: ((2,315-0,026)/2,315)*100% = 99 %

№ п/п	Назва забруднюючої речовини	Е (%)
1	Ацетальдегід	90
2	Вінілацетат	70
3	Сірковуглець	63
4	Акролеїн	85
5	Діоксид азоту	35
6	Сірчаний газ	99

Результати розрахунків зводять в таблицю

Назва підприємства	Назва забруднюючих речовин	Сфакт, мг/м.куб	Сгдк, мг/м.куб	mфакт , т/рік	mгдк , т/рік	mнд , т/рік	Необхідний ступінь очистки (%)
Хімічний комбінат	Ацетальдегід	0,1	0,01	0,165	0,0165	0,1485	90
	Вінілацетат	0,5	0,15	0,827	0,248	0,579	70
	Сірковуглець	0,08	0,03	0,2646	0,099	0,1656	63
	Акролеїн	0,2	0,03	0,331	0,0496	0,2814	85
	Діоксид азоту	0,13	0,085	0,43	0,281	0,149	35
	Сірчаний газ	0,7	0,008	2,315	0,026	2,289	99

Плата за викиди і-тої забруднюючої речовини визначаються за формулою:
,          (грн./т),
де Н_бі – базовий норматив плати за викиди в атмосферу однієї тони і-тої забруднюючої речовини в межах ліміту з врахуванням класу небезпечності;
М_лі – маса річного викиду в межах ліміту і-тої забруднюючої речовини, т/рік;
М_п – коефіцієнт кратності плати за над лімітний викид в атмосферу забруднюючих речовин (приймається  залежно від екологічного стану місцевості); М_пі – маса надлишкового викиду в атмосферу і – тої забруднюючої речовини; К_інд – коефіцієнт індексації; К_т – коефіцієнт, що враховує територіальні соціально-екологічні особливості, залежить від чисельності жителів населеного пункту, його народногосподарського забезпечення і розраховується за формулою: К_т = К_{нас  *} К _ф , де К_нас. – коефіцієнт, що залежить чисельності жителів населеного пункту; К_ф. – коефіцієнт, що враховує народногосподарське значення населеного пункту;
К_т  = 1,2*1,25 = 1,5
П для ацетальдегіду: [190*0,0165+2*190*0,0165]*1.5*10 = 846
П для вінілацетату: [2,0*0,248+2*2,0*0,248]*1.5*10 = 34,74
П для сірковуглецю: [111*0,099+2*111*0,099]*1.5*10 = 551
П для акролеїну: [53*0,0496+2*53*0,0496]*1.5*10 = 447
П для діоксид азоту: [53*0,281+2*53*0,281]*1.5*10 = 237

П для сірчаного газу: [2*0,026+2*2*0,026]*1.5*10 = 137,34
- Результати розрахунків розмірів плати за викиди забруднюючих речовин в атмосфері повітря подають у вигляді таблиці

Назва забруднюючих речовин	Маса річного викиду в межах ліміту т/рік	Над- лімітна маса викидів т/рік	Базовий норматив плати грн./т	Сума в межах ліміту грн./рік	Коефіцієнт кратності	Сума плати за над- лімітні викиди грн./рік	Кф	Загальна сума плати грн./рік
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ацетальдегід	0,0165	0,1485	190	28,5	2	846	1,25	875
Вінілацетат	0,248	0,579	2,0	4,5		34,74		39,24
Сірковуглець	0,099	0,1656	111,0	49,95		551		601
Акролеїн	0,0496	0,2814	53,0	23,85		447		471
Діоксид азоту	0,281	0,149	53,0	67,6		237		260
Сірчаний газ	0,026	2,289	2,0	0,24		137,34		138
Всього								2384,24

Зробивши розрахункову роботу на тему:"Визначення розміру плати за забруднення атмосферного повітря та розробка заходів щодо очистки шкідливих викидів". Ми можемо сказати що показники є досить великими, наприклад коли потрібно було зробити висновок на основі розрахунків “Е, Пі, П". Візьмемо таку забруднюючу речовину яке ацетальдегід Е = 90 %, вінілацетат Е = 70 %, сірковуглець Е = 63 %, акролеїн  Е =  85 %, діоксид азоту Е = 35 %, сірчаний газ Е = 99%.
Також можна побачити, що сума плати за викиди забруднюючих речовин є малою.
Наприклад для ацетальдегіду П = 875 грн/т, для вінілацетату П = 39,24 грн/т, для сірковуглецю П = 601 грн/т, для акролеїну 471 грн/т, діоксиду азоту П = 260 грн/т, для сірчаного газу П = 138 грн/т, а для всіх речовин становить П = 2384,24 грн/т.
Побачивши, ці цифри можна сказати, що підприємства вкидають чимало різних забруднюючих речовин в навколишнє середовище, які шкодять здоров‘ю людини, адже саме від цього більшість людей хворіють на різні захворювання.
На кінець я хочу сказати, що зробивши цю розрахункову, я багато дізнався  про економічні методи управління природокористуванням, а саме про стягнення плати за забруднення атмосферного повітря.