Расчет экономического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха

Под загрязнением окружающей среды понимают антропогенно обусловленные поступления в нее вещества, энергии, приводящие к ухудшению ее состояния с точки зрения социально-экономических интересов общества. Любому загрязнению сопутствует экономический ущерб - это выражение фактических и возможных убытков в стоимостной форме. Поэтому целью моей работы является определение границ санитарно-защитной зоны предприятия (СЗЗ), графическое изображение контуров зоны в зависимости от розы ветров и расчёт экономического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов.

Под загрязнением окружающей среды понимают антропогенно обусловленные поступления в неё вещества и энергии, приводящие к ухудшению её состояния с точки зрения социально-экономических интересов общества.

Под экономическим ущербом, наносимым окружающей среде, понимают выраженные в стоимостной форме фактические и возможные убытки, причиняемые народному хозяйству загрязнением окружающей среды, и дополнительные затраты на компенсацию этих убытков. Экономический ущерб от загрязнения среды является комплексной величиной и слагается из ущербов, наносимых отдельным видам реципиентов в пределах зоны активного загрязнения. В качестве основных реципиентов рассматриваются: 1) население, 2)объекты жилищно-комунального хозяйства, 3) сельскохозяйственные угодья, 4) лесные ресурсы, 5) рыбные ресурсы, 6) основные фонды. Для определения ущерба используют как метод прямого счёта, который требует множества исходных данных, получаемых путём инженерно-экономического обследования предприятия и зоны его влияния, так и метод укрупненного счёта.

Экономическая оценка методом укрупнённого счёта удельного ущерба точечными источниками выбросов (котельной) определяется по формулам.

Один из крупных источников загрязнения атмосферы представляет отопительная система жилищ, которая, потребляя 25% топлива, выделяет в атмосферу более 30% вредных веществ. Мелкие отопительные и технологические установки дают мало окислов азота, но могут выбрасывать довольно большое количество продуктов неполного сгорания, особенно сажи, поэтому точечные источники загрязнения в нашем посёлке привносят в воздушный бассейн огромную массу выбросов, и будут наносить экономический ущерб населению посёлка. Источники загрязнения возводились здесь без учёта таких важных факторов как: роза ветров, географическое положение, расстояние до жилых объектов. На наш посёлок, где проживает всего 4635 жителей, приходится 6 котельных. Цель моей работы: определение границ санитарно-защитной зоны предприятия (СЗЗ), графическое изображение контуров зоны в зависимости от розы ветров и расчёт экономического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов.

2. Главные источники загрязнения атмосфер.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в индустриальных странах являются автомобили и другие виды транспорта, промышленные предприятия, тепловые электростанции. Ежегодно в атмосферу выбрасывается 200 – 250 млн. тонн золы, до 60 млн. тонн сернистого газа. В США в результате сжигания на тепловых электростанциях угля и нефти в воздушный бассейн страны выбрасывается 74% всех поступающих в атмосферу сернокислых окислов, около половины окислов азота.

Тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали, котельные установки. Они выделяют в атмосферный воздух дым, который образуется в процессе сжигания твёрдого или жидкого топлива.

Степень загрязнения атмосферы продуктами сгорания топлива зависит от качества топлива и от характера топливоиспользующей установки. Основными загрязнителями являются продукты полного (окислы серы и зола) и неполного (главным образом окись углерода, сажа и углеводороды) сгорания. Важную роль играют окислы азота, образующиеся преимущественно из азота воздуха при высоких температурах горения. Объём всех выбросов очень велик.

Второй крупный источник загрязнения атмосферы – отопительная система жилищ, которая, потребляя 25% топлива, выделяет в атмосферу более 30% вредных веществ. Мелкие отопительные и технологические установки дают мало окислов азота, но могут выбрасывать довольно большое количество продуктов неполного сгорания, особенно сажи.

А) Влияние атмосферных загрязнений на окружающую среду.

Быстрое загрязнение атмосферы началось в XIX в. в связи с ростом, как уже отмечалось выше, потребления всех видов топлива. Воздух в промышленных городах становится всё хуже, и в начале XIX в об этом заговорили, как о требующей решения гигиенической проблеме. Выяснилось, что загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное воздействие не только на человека, но и на флору и фауну, на различного рода сооружения, транспортные средства и др.

Размеры воздушного океана нашей планеты огромны, и может показаться, что сотни миллионов тонн загрязнения, поступающих ежегодно в атмосферу и составляющих менее одной десятитысячной доли процента от массы атмосферы, являются лишь каплей в море. Однако это далеко не так, потому что с течением времени количество загрязняющих атмосферу веществ накапливается. Загрязняющие атмосферу вещества распределены неравномерно, и в некоторых местах их концентрация уже теперь является недопустимо высокой. И, наконец, даже весьма малые концентрации некоторых веществ являются опасными.

Задымление воздуха ведёт к ухудшению микроклимата города: увеличению числа туманных дней, уменьшению прозрачности атмосферы и обусловленному им снижению видимости, освещённости, ультрафиолетовой радиации.

Б) Экономический ущерб предприятия.

Загрязнение атмосферного воздуха таит в себе не только угрозу здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб. Так, ядовитые вещества воздуха отравляют домашний скот во Флориде, обесцвечивают краску на стенах домов и корпусах автомашин в Линкольне (штат Мэн), под их влиянием гибнут сосны, растущие в 60 милях от Лос-Анджелеса, а также фруктовые сады в Техасе и Иллинойсе, шпинат на юге Калифорнии. За загрязнением воздуха американцы ежегодно расплачиваются миллиардами долларов.

Согласно оценкам Агентства по охране окружающей среды, экономические потери от смертности и заболеваний в связи с загрязнением воздушной среды в США составляют ежегодно 6 млрд. долларов. Эта цифра включает и ущерб от утраты трудоспособности, а также расходы на соответствующее медицинское обслуживание. Расчёты показывают, что сокращение загрязнения воздуха в городах США на 50% по сравнению с уровнем 1963 г. позволило бы уменьшить заболеваемость и получить экономию в размере 2,08 млрд. долларов. Ущерб, наносимый ежегодно экономике страны в результате коррозии и разрушения материалов, гибели растений и сокращения урожайности сельскохозяйственных культур, оценивается в 4,9 млрд. долларов.

По данным американского исследователя Р. Тафта, ежегодные дополнительные затраты на ремонт зданий, восстановление металлических конструкций и изделий и т. п. , связанные с загрязнением воздуха в Чикаго, оцениваются в 50 млн. долларов. Для Питтсбурга эта сумма составляет 10 млн. долларов, для Кливленда – 6 млн. Согласно данным Совета по охране стальных конструкций (Питтсбург), в США тратится ежегодно около 500 млн. долларов на антикоррозионные покрытия металлов. Ожидается, что эти расходы будут расти. Общий экономический ущерб от загрязнения атмосферы США составляет, по расчётам Агентства по охране окружающей среды, 16 млрд. долларов в год, т. е. Около 80 долларов на одного жителя.

3. Методика работы.

А) Определение границ санитарно-защитной зоны предприятия

Размеры СЗЗ в зависимости от розы ветров определяются по формуле: L=x*P/P0, где L – расстояние от источников выбросов до границы СЗЗ в рассчитываемом румбе (направлении ветра) розы ветров, м (значения L, как правило, различаются для ветров разных направлений); х – расстояние до участка местности в данном направлении, где концентрация загрязняющего вещества равна 1 ПДКс. с. (рассчитывается при 1

P – среднегодовая повторяемость направлений ветров рассматриваемого румба, %;

P0 – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров, %, (например, при восьмирумбовой розе ветров P0=12,5%).

При расчётах следует определить границу зоны, на которой уровень концентрации равен 1ПДКс. с. для каждого из загрязняющих веществ, выбрасываемых точечными источниками данного предприятия.

Из полученных оценок выбрать наибольшую, приняв её за границу санитарно-защитной зоны предприятия.

Предприятие котельная «Школьная»

Определяем значение величины x для каждого из загрязняющих веществ.

Примечание: если в выражении для вычисления x результат в круглых скобках оказывается отрицательным или равным нулю, то это означает, что для данного загрязняющего вещества на любом расстоянии от источника выбросов (трубы предприятия) не достигается концентрация, превышающая ПДКс. с. , и, следовательно, устанавливать санитарно-защитную зону по этому загрязнению не требуется. x=2,77xmax(1,13Cmax/C* - 1)1/2, где С*=1ПДКс. с.

x (SO2)=2,77*78,1584*(1,13*0,0001916/0,05-1)1/2=-216,02952м; x (NO)= 2,77*78,1584*(1,13*0,0153582/0,04-1)1/2=-162,8975м; x (NO2)= 2,77*78,1584*(1,13*0,0945122/0,04-1)1/2=279,77533м; x (бензапирен)= 2,77*78,1584*(1,13*0,00000008528/0,000001-1)1/2=-205,80294м; x (CO)= 2,77*78,1584*(1,13*0,18585/1-1)1/2=-192,42702м;

Из сравнения численных значений величины x для загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием котельная «Школьная», следует, что наибольшее значение величины x относится к диоксиду азота. Следовательно, окончательные размеры санитарно-защитной зоны предприятия котельная «Школьная» будут определяться выбросами диоксида азота.

Рассчитываем соотношение P/P0 для каждого из восьми румбов:

РЮ/Р0=12/12,5=0,96; РС/Р0=23/12,5=1,84; РЮ-В/Р0=10/12,5=0,8; РС-В/Р0=9/12,5=0,72; РС-З/Р0=9/12,5=0,72; РВ/Р0=13/12,5=1,04; РЗ/Р0=2/12,5=0,16; РЮ-З/Р0=22/12,5=1,76;

5 Значения величины L определяются в соответствии с расчётной формулой, помещённой в описании настоящей работы:

LЮ=279,77533*0,96=268,58431м; LЮ-В=279,77533*0,8=223,82026м;

LВ=279,77533*1,04=290,96634м; LС-В=279,77533*0,72=201,43823м;

LС=279,77533*1,84=514,7866м; LС-З=279,77533*0,72=201,43823м;

LЗ=279,77533*0,16=44,764052м; LЮ-З=279,77533*1,76=492,40458м.

Б) Расчёт экономического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов (метод укрупнённого счёта).

Полный годовой экономический ущерб У(руб. ) от загрязнения определяется по формуле:

У=Ууд *b*Q, где Ууд – удельный ущерб от загрязнения окружающей среды на единицу выбросов, руб. /г; b – масса выбросов на единицу продукции, т/т;

Q – годовой выпуск продукции, т (например, металла – Qм).

Для отдельного предприятия экономический ущерб рассчитывается по формуле:

Упр=Уатм*k1+Ув*k2+Узем*k3+Ун*k4, где Упр – экономический ущерб от всех видов загрязнения, поступающих в природную среду от предприятия (или отдельного источника), руб. /год;

Уатм – удельный экономический ущерб, причиняемый годовым выбросом загрязняющих веществ в атмосферный воздух, руб. /год;

Ув – удельный экономический ущерб, причиняемый годовым сбросом загрязняющих веществ в водоёмы, руб. /год;

Узем – удельный экономический ущерб от годового нарушения и загрязнения земельных ресурсов, руб. /год;

Ун – удельный экономический ущерб от годового нарушения и загрязнения недр, руб. /год; k1, k2, k3, k4 – поправочные коэффициенты на степень достоверности укрупнённого метода; определяются в каждой из сфер природоохранной деятельности как соотношение между показателем ущерба, определённого методом укрупнённого счёта, и показателем ущерба, определённого методом прямого счёта.

Экономическая оценка методом укрупнённого счёта удельного ущерба Уатм (руб. /год), причиняемого выбросом загрязняющих веществ в атмосферный воздух, для всякого источника определяется по формуле: Уатм=(*( ( (fi*Mi*), где ( – константа, численное значение которой равно 0,24 руб. /условная т (эта константа может меняться в зависимости от изменения цен);

( – коэффициент относительной опасности, зависящий от типа загрязняемой территории;

6 fi – безразмерный множитель, учитывающий характер рассеивания загрязняющего вещества i-го вида в атмосфере;

Mi* – приведённая масса годового выброса загрязняющего вещества i-го вида, условная т/год;

N – количество выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ.

Определение (

Величина ( определяется по таблице и зависит от размеров и типа зоны активного загрязнения (ЗАЗ). Если ЗАЗ неоднородна и состоит из территорий различного типа, которым по таблице соответствуют разные значения (, то фактическое (полное) ( вычисляется по формуле:

(=(1/WЗАЗ) ( (Wj*(j), где WЗАЗ – общая площадь ЗАЗ, га;

Wj – площадь j-той части ЗАЗ, га;

L – количество типов территорий, попавших в ЗАЗ.

Размеры площадей, занимаемых различными типами территорий посёлка, и значение (j: населённые места – W1=4,305 км2, n = 4635/430,5га=10,766 чел. /га и (1=0,1*10,766=1,0766; территория промышленного предприятия – W2=0,000235 км2, (2=4; дороги – W3=0,09042 км2, (3=0,25; леса 1-й группы – W4=0,764 км2, (4=0,2.

(= (1/5,16)*(4,305*1,0766+0,000235*4+0,09042*0,25+0,764*0,2)=0,934.

Определение fi fi – поправка, учитывающая характер рассеяния загрязняющего вещества i-го вида в атмосфере. Её величина зависит от скорости оседания частиц, высоты их выбросов от поверхности земли, температуры выбрасываемой газоаэрозольной смеси.

а) Для газообразных загрязняющих веществ и легких мелкодисперсных веществ со скоростью оседания менее 1см/с (акролеин, аммиак, диоксид серы, окислы азота, окислы углерода, фенол, формальдегид и др. ) fi=4(1+u)-1100(100+z*H)-1, где H – геометрическая высота источника выбросов, м; u – скорость ветра, м/с (если значение u неизвестно, то принимают u=3 м/с); z – поправка на тепловой подъём факела выброса в атмосфере, которая рассчитывается по формуле: z=1+(T/75, где (T – разность между температурой в устье источника и средней температурой атмосферного воздуха в самое жаркое время года (для п. Горноправдинска Tсредн. =25 0C); б) Для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 см/с (ацетон, металлы, их окислы и др. ) fi=4(1+u)-1[1000/(60+z*H)]1/2.

в) Для частиц, оседающих со скоростью выше 20 см/с (зола, пыль, сажа и др. )

7 f1(SO2)=f2(NO)=f3(NO2)=f4(бензапирен)=f5(CO)=4(1+3)-1*100*(100+1,3*16)-=0,82781.

Определение Mi*

Приведённая масса годового выброса загрязняющего вещества i-го вида в атмосферу Mi* определяется по формуле: Mi*=ai*mi,

Где ai – безразмерный показатель относительной агрессивности загрязняющего вещества i-го вида рассчитывается по формуле: ai=ПДК(CO2)/ПДКi; mi – масса годового выброса загрязняющего вещества i-го вида в атмосферу, т/год;

ПДК(CO2) – предельно допустимая среднесуточная концентрация CO2 в атмосфере, принимаемая за эталон и равная 3 мг/м3;

ПДКi – предельно допустимая среднесуточная концентрация загрязняющего вещества i-го вида в атмосфере.

Рассчитываем показатели ai: a1(SO2)=3/0,05=60; a2(NO)=3/0,04=75; a3(NO2)=3/0,04=75; a4(бензапирен)=3/0,000001=3000000; a5(CO)=3/1=3.

Рассчитываем значения mi (1 год = 31536000с): m1(SO2)=0,0009212*31536000 г/с = 0,029 т/г; m2(NO)=0,738377*31536000 г/с = 23,285 т/г; m3(NO2)=0,45433858*31536000 г/с = 14,328 т/г; m4(бензапирен)=0,000000041*31536000 г/с = 1,292976 т/г; m5(CO)=0,93515*31536000 г/с = 29,49089 т/г.

Рассчитываем значение Mi*

M1*(SO2)=60*0,029=1,74 усл. т/год;

M2*(NO)=75*23,285=1746,4 усл. т/год; M3*(NO2)=75*14,328=1074,6 усл. т/год;

M4*(бензапирен)=3000000*1,292976=3878928 усл. т/год; M5*(CO)=3*29,49089=88,472 усл. т/год.

Величина экономического ущерба:

Уатм=0,24*0,934*(0,82781*1,74+0,82781*1746,4+0,82781*1074,6+0,82781*3878928+0,82781*88,472) = 720321,34 руб.

Выводы:

1. Отклонение от ПДК диоксида азота превышает нормы на 0,05 мг/м (в 2 раза), это способствует загрязнению атмосферного бассейна поселка и как следствие обострения хронических заболеваний и увеличения острых респираторных заболеваний. Так же это влияет на внутриутробное развитие плода (эмбриотоксичен), репродуктивную функцию (гонадотоксичен), развитие новообразований (бластомогенная), расстройства функции ЦНС и является аллергеном.

2. Превышение нормы диоксида азота приводит к увеличению числа больных детей с бронхиальной астмой, которые обучаются возле этого источника загрязнения, подтверждением этого являются факты, указанные в диаграммах: начальная школа в период с 2002-2004 год число больных увеличилось на 6,9%, на среднее число учеников равное 216.

3. Экономический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов предприятием котельная «Школьная» составляет ежегодно семьсот двадцать тысяч триста двадцать один рубль тридцать четыре копейки.

4. Экономические потери сказываются не только на нарушении здоровья и утрате трудоспособности, но и на демографических показателях: в период с 2002-2004 год смертность увеличилась на 1,1промиле, а рождаемость осталась прежней. При подсчёте экономических затрат на медицинское обслуживание населения выявлено, что за период с 2002 – 2004 год израсходовано 7 500 500 рублей. Из них на инвалидов 5 605 008 рублей и на больных, состоящих на учёте с бронхиальной астмой, 580 553 рубля.

5. Определяя границы СЗЗ, предприятия котельная «Школьная» выяснили, что ближайший объект должен находится на расстоянии 515 метров от источника загрязнения, а ближайший объект начальная школа находится на расстоянии 30 метров.