Экологические последствия пожаров нефти и нефтепродуктов.

Уравнение материального  баланса в данном случае имеет  вид

М_топл + М_О2 = М_СО2 + М_H2О .

Решение:

1. Рассчитаем необходимое количество кислорода

М_О2 = (4·80/100 + 3,64·17/100)∙217 = (3,2 + 0,6188)∙217000 = 828679,6 т;

2. Рассчитаем количества веществ, выделяющихся при сжигании газообразного топлива

М_СО2 = (2,75·80/100 + 3·17/100 + 3/100)217000 =

= (2,2 + 0,51 + 0,03)217000 = 594580 т;

М_H2О = (2,25·80/100 + 1,64·17/100)∙217000 = (1,8 + 0,2788)∙217000 = 451099,6 т.

3. Баланс веществ равен

М_топл + М_О2 = 217000 + 828679,6 = 1045679,6 т;

М_СО2 + М_H2О = 594580 + 451099,6 = 1045679,6 т.

 

4 Расчет газовых балансов урбанизированных территорий.

Определить количество расходуемого кислорода  и СО₂, образующегося при сжигании топлива. Период времени Т=1 год. Какая площадь древесных насаждений (или годовой прирост древесины) необходима для поддержания баланса в биотехноценозе?

Таблица 5.1

Вар.	Количество топлива  и характеристики древесины
	320 тыс. т сланцев  с элементным составом, %: С – 68, Н – 9, О – 16.5, N – 1.5, S – 5.0. состав древесины березы, %: С – 50.2, Н – 6.3, О – 43.0, плотность  -  600 кг/м3, годовой прирост 10.5 м3/га

 

 

 

Масса органического  вещества, которая должна быть создана  для поглощения выделившегося СО₂, может быть рассчитана по формуле

где М_СО2 – суммарное количество СО₂, выделившегося при сжигании топлива;

х – коэффициент уравнения фотосинтеза для древостоев.

 

Масса органического  вещества, которая должна быть создана  для компенсации количества О₂, пошедшего на горение топлива

где М_О2 – суммарное количество кислорода, поглощаемое при сжигании топлива;

w – коэффициент уравнения фотосинтеза для древостоев (см. задание 3).

Для поддержания баланса  в биотехноценозе из двух величин  массы вещества древесины нужно выбрать наибольшую, обеспечивающую оба газовых баланса одновременно:

М _{орг. др. в-ва} = mах (М _{орг. в-ва для погл.со2} ; М _{орг. в-ва для выд.о2} ).

Для дальнейшего анализа  необходимо пересчитать величину абсолютно  сухой массы вещества древесины  в объем:

,

где ρ – базисная плотность древесины соответствующей породы, кг/м³;

V – общий объем древесины, м³.

На основе величины V и среднего годового прироста древесины на одном гектаре – V_год (м³/га∙год) рассчитывается необходимая площадь лесов:

,

где Т – период времени (лет) за который должна быть осуществлена компенсация техногенного воздействия.

 

Пример.

Определить количество расходуемого кислорода  и СО₂, образующегося при сжигании 5000 т природного газа состава, %: метан – 70, пропан – 15, бутан – 10 и углекислый газ – 5. Какая площадь березовых насаждений необходима для поддержания баланса в биотехноценозе, если содержание углерода в древесине – 48 %, водорода – 7  %, кислорода – 44%, плотность – 590 кг/м³ и годовой прирост – 6,5 м³/га?

 

Решение.

1. Рассчитаем необходимое количество кислорода

М_О2 = (2,67·68/100 + 8·9/100 + 1,14·1,5/100+5/100-16,5/100)∙320000 = (1,82 + 0,72 + 0,0171+0,005-0,165)∙320000 = 816320 т;

2. Рассчитаем количество СО₂, образующегося при сжигании газообразного топлива

М_СО2 = (3,67·68/100)320000 = 798592 т.

3. Для расчета массы древесины необходимо определить коэффициенты х, y, z, w в уравнении фотосинтеза для древесины:

х = 50,2/12 = 4,18

у = 6,3/1 = 6,3

z = 43/ 16 = 2,69

w = 4,18 + 6,3/4 – 2,69/2 = 4,41

4. Определим массу древесины, которая должна быть создана для поглощения выделившегося при сжигании газообразного топлива углекислого газа:

М _{орг. в-ва погл.СО2} = 798592 /(0,44 ∙ 4,18) = 434206,2 т.

 

5. Масса органического вещества, которая должна быть создана для компенсации количества О₂, пошедшего на горение топлива

 

М _{выделО2} = 816320/(0,32 ∙ 4,41) = 578458,04 т.

 

6.  Для поддержания баланса в биотехноценозе из двух величин массы вещества древесины нужно выбрать наибольшую, обеспечивающую оба газовых баланса одновременно:

М _{орг. др. в-ва} = mах (434206,2 т ; 578458,04 т) =578458,04 т.

 

7. Пересчитаем величину массы абсолютно сухой древесины в объем:

V  =578458,04 ∙10³ / 600 = 964097 м³.

8. Определим необходимую площадь березовых насаждений:

 

S = 964097 / (10,5∙1)  = 91818,8 га

 

5 Определение размера вреда, причиненного окружающей среде загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров

 

Определить  размер вреда, причиненного загрязнением атмосферного воздуха в результате сгорания горючего вещества без учета затрат на проведение оценки вреда.

Вар.	Горючее вещество	Плотность горючего вещества ρ, т/м3	Коэффициент полноты  горения β	Площадь пожара S, м2	Глубина выгорания h, м	Время пожара t	Исходная масса горючего М0, т
5	административное здание	-	-	105	-	45мин	-

 

 

 

1. Определение массы выгоревших  веществ и материалов при пожаре.

 Если известна  площадь пожара S, массовая скорость  выгорания материала v_i и время пожара t, то количество сгоревшего вещества или материала находят по формуле:

M_i = S × v_i × t,                                                               (2)

где M_i - количество сгоревшего вещества или материала, т;

S - площадь пожара, м²;

v_i - массовая скорость выгорания материала, т×м^-2×сек^-1;

t - время пожара,с.

Значение v_i определяется по таблице 6.1.

Значение времени  пожара t определяется промежутком  времени между временем ликвидации пожара t_л и временем обнаружения пожара t₀ (t = t_л - t₀).

 

Таблица 6.1

Средняя скорость выгорания некоторых веществ  и материалов

Горючий материал (вещество)	Скорость потери массы v, т×м-2×с-1 ×10-6
Пожарная нагрузка в жилых и административных зданиях	14,0

 

2. Определение приведенного удельного  вреда.

2.1. Приведенный  удельный вред B_i рассчитывается по формуле:

                                                          (6)

где B_i - приведенный удельный вред, который определяется размером вреда, обусловленным сгоранием единицы массы горючего материала с учетом состава выброса соответствующих загрязняющих веществ (продуктов горения) при пожаре, руб./т_гор;

i - наименование  горючего материала или вещества, сгоревшего при пожаре, безразмерный;

j - наименование  загрязняющего вещества (продукта  горения), безразмерный;

Z - количество  загрязняющих веществ (продуктов  горения), выделяющихся в атмосферу  при сгорании горючих веществ и материалов во время пожара;

H_j - такса для исчисления размера вреда и убытков от загрязнения атмосферного воздуха j-м загрязняющим веществом (продуктом горения), определяется по таблице 6.3, руб./т;

m_ij - удельная масса j-го загрязняющего вещества (продукта горения), поступившего в атмосферный воздух при горении i-го горючего материала, участвующего в горении при пожаре, определяется по таблице 6.2, т/т_гор.

Таблица 6.2

Состав  выбросов продуктов горения при  пожарах

Объект пожара (вещество, материал)	Удельный выход  продуктов горения mij, т/тгор
	Взвешен-ные вещества	SO2	СО	NOx	Углево- дороды	Вещества 1 класса опасности	Другие вещества×
Жилые и административные здания	55,7×10-3	5,8×10-3	127,6×10-3	1,74×10-3	47,58×10-3	2,9×10-3	2,9×10-3

Таблица6.3

Таксы для исчисления размера вреда, причиненного окружающей среде

загрязнением  атмосферного воздуха в результате пожаров

 

Пожар	Группы загрязняющих веществ
	Взвешенные вещества	SO2	СО	NOx	Углеводороды	Вещества 1 класса опасности	Другие вещества*
Таксы, руб./тонна	96000,0	94000,0	62000,0	92000,0	92000,0	656000,0	61000,0

_______________

* к группе "Другие  вещества" относятся остальные  загрязняющие вещества, для которых  установлены предельно допустимые  концентрации или ориентировочные  безопасные уровни воздействий (ОБУВ) в атмосферном воздухе населенных мест

 

3. Определение размера вреда  окружающей среде, причиненного  загрязнением атмосферного воздуха  в результате пожаров.

3.1. Вред окружающей  среде, причиненный загрязнением  атмосферного воздуха в результате пожаров, рассчитывается по формуле:

                                              (7)

где В_э-э - вред окружающей среде, причиненный загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров;

N - количество  горючих веществ и материалов, участвующих в горении при пожаре, т;

i - наименование  горючего материала или вещества, сгоревшего при пожаре, безразмерный;

M_i - масса i-го горючего материала или вещества, сгоревшего при пожаре, т_гор;

К_ин - коэффициент индексации, определяемый уровнем инфляции, установленный Правительством Российской Федерации по отношению к году, предшествующему году оценки, безразмерный;

B_i - приведенный удельный вред, который определяется размером вреда, обусловленным сгоранием единицы массы горючего материала с учетом состава выброса соответствующих загрязняющих веществ (продуктов горения) при пожаре, руб./т_гор;

З₀ - затраты на проведение оценки причиненного вреда, определяются по фактическим затратам, включая затраты на проведение лабораторных анализов, руб.

 

Данные Министерства экономического развития Российской Федерации об индексах-дефляторах за 2006-12 гг. приведены в таблице 6.4.

Т а б л  и ц а 6.4 – Индексы-дефляторы  за 2006-12 годы

Год	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012
Индекс-дефлятор, %	112,2	115,7	119,0	107,7	108,4	108,2	108,0

 

Коэффициент индексации в 2012г. по отношению к 2005г. равен:

3.3. Определение  размера затрат З₀ на проведение оценки вреда, причиненного загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров, производится по формуле:

З₀ = З₁ + З₂ + З₃ + З₄ + З₅,                                                    (8)