Оценка воздействия отходов на окружающую среду

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗЛВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Факультет промышленной технологии лекарств

Кафедра промышленной экологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

Оценка воздействия отходов на окружающую среду

Санкт-Петербург, 2015



Введение

Экология -- наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.

Окружающая среда -- обобщённое понятие, характеризующее природные условия некоторой местности и её экологическое состояние.

В ходе данной работы мы должны произвести инженерно-экологический расчет, позволяющий оценить воздействие конкретной технологии на состояние окружающей среды.

Действия, выполняемые в курсовой работе, позволяют оценить ущерб, наносимый окружающей среде и предложить готовые решения по снижению этого ущерба.

Отходы -- вещества (или смеси веществ), признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий, или после бытового использования продукции.

Класс опасности вредных веществ -- условная величина, предназначенная для упрощённой классификации потенциально опасных веществ. Класс опасности устанавливается в соответствии с нормативными отраслевыми документами. Для разных объектов -- для химических веществ, для отходов, для загрязнителей воздуха и др. -- установлены различные нормативы и показатели.

В Российской Федерации выделяют следующие классы опасности для окружающей природной среды:

I -- чрезвычайно опасные;

II -- высоко опасные;

III -- умеренно опасные;

IV -- малоопасные;

V -- практически неопасные.



1.Характеристика компонентов отхода растительных материалов

Данный вид отхода можно отнести к отходам гидролизной промышленности, а именно - к отходам получения целлюлозы. Это подтверждает присутствие в нем лигнина и отработанной воды.

Лигнин--сложный (сетчатый) ароматический природный полимер, входящий в состав наземных растений, продукт биосинтеза. Является негидролизуемым компонентом древесины.

Гидролизный лигнин может содержать примеси различных органических и неорганических веществ. Содержание компонентов примесей колеблется в широких пределах и зависит от вида исходного сырья и технологических режимов процесса гидролиза.

Fe2O3 - образуется при сгорании железа на воздухе, вызывает механическое раздражение легочной ткани, хронический бронхит, дерматоз. Термически устойчив до высоких температур. Является основным компонентом железного сурика, применяется в качестве пищевого красителя (Е172).

CuO --широко применяется для изготовления труб круглого сечения для транспортировки жидкостей и газов во внутренних системах водоснабжения, отопления и др. Некоторые соединения меди могут быть токсичны при превышении ПДК в пище и воде. Ионы меди придают излишку меди в воде отчётливый «металлический вкус».

P2O5 - твердое вещество, очень гигроскопичное, на воздухе расплывается. Сам по себе не токсичен, но для организма представляет опасность как мощный осушающий агент, способный отщеплять от разных веществ даже химически связанную воду. Применяют как осушитель газов и жидкостей. Широко используется в органическом синтезе в реакциях дегидратации и конденсации.

Код вида отхода по ФККО: 3 06 110 00 00 0[3].

Наименование вида отхода по ФККО: Отходы производства целлюлозы и древесной массы.

Отход многотоннажный (более 2000 т/г)

2.Методика расчета класса опасности отхода

Для полного описания любого компонента отхода необходимо и достаточно 16 показателей. Число первичных показателей, включаемых в систему, может быть любым из 16, приведенных в табл. 1; при этом приоритетными являются показатели с меньшим порядковым номером.

Таблица 1

Перечень и значения первичных показателей

№п/п	Показтели	Значения первичных показателей
1	ПДКп (ОДК), мг/кг	<1	1ч10	10,1ч100	>100
2	Класс опасности в почве	1	2	3	-
3	ПДКв (ОДУ, ОБУВ), мг/л	<0,01	0,01ч0,1	0,11ч1	>1
4	Класс опасности в воде хп	1	2	3	4
5	ПДКр.х. (ОБУВ), мг/л	<0,001	0,001ч0,01	0,011ч0,1	>0,1
6	Класс опасности в воде рх	1	2	3	4
7	ПДКс.с. (ПДКм.р.,ОБУВ), мг/м3	<0,01	0,01ч0,1	0,11ч1	>1
8	Класс опасности в воздухе	1	2	3	4
9	ПДКп.п. (МДУ, МДС), мг/кг	<0,01	0,01ч1	1,1ч10	>10
10	lg(S, мг/л или ПДКв, мг/л)	>5	5ч2	1,9ч1	<1
11	lg(Снас, мг/м3 или ПДКв, мг/л)	>5	5ч2	1,9ч1	<1
12	lg(Cнас, мг/м3/ ПДКс.с(м.р.))	>7	7ч3,9	3,8ч1,6	<1,6
13	LD50, мг/кг	<15	15ч150	151ч5000	>5000
14	LC50, мг/м3	<500	500ч5000	До 50000	>50000
15	LC50водн,мг/л/96ч	<1	1ч5	5,1ч100	>100
16	БД=БПК5/ХПК	<0,1	0,1ч0,6	0,61ч0,9	>0,91
БАЛЛ (степень опасности отхода)	1	2	3	4



В систему в качестве обязательного показателя должен быть включен дополнительный показатель -- показатель информационного обеспечения. Показатель информационного обеспечения определяется путем деления числа включенных в систему первичных показателей опасности п, по которым имеется информация в соответствующих нормативных документах и официальных справочниках, на число показателей для полной системы (N=16). Показатель информационного обеспечения учитывает опасность, обусловленную дефицитом данных по первичным показателям опасности для того или иного компонента отхода.

Для каждого первичного показателя опасности компонента отхода установлены значения, которые отвечают четырем уровням опасности компонента отхода. Каждому уровню опасности компонента отхода соответствует определенный балл.

Значения первичных показателей опасности отдельных компонентов отхода выбираются по справочным данным из научно-технической официально изданной литературы. По каждому показателю, в соответствии с его значением, выставляют балл от 1 до 4, соответствующий уровню опасности компонента отхода.

Соответствующий балл выставляют также уровню информационного обеспечения системы показателей (таблица 2).

Таблица 2

Определение информационного показателя

Диапазон изменения показателя информационного обеспечения (n/N)	Балл
<0,5 (n<6) 0,50,7 (n=68) 0,710.9 (n=910) 0,9 (n11)	1 2 3 4

Значение относительного параметра опасности компонента отхода (X) определяют путем деления суммы баллов по всем показателям на число этих показателей. Общее число показателей в системе равно количеству первичных показателей опасности компонента отхода плюс 1 (показатель информационного обеспечения). Относительный параметр опасности компонента отхода для i-гo компонента отхода (Хi) связан с унифицированным относительным параметром экологической опасности (Z ) следующим соотношением:

Зависимость между коэффициентом степени экологической опасности i-го компонента отхода (Wi) с унифицированным относительным параметром экологической опасности (Zi) устанавливается следующей функцией:

lgWi=4- Zi для 1Zi2

lgWi= Zi для 2Zi4

lgWi=2+4/(6- Zi) для 4Zi5

По найденному значению lgWi определяют Wi. Показатели степени опасности отдельных компонентов отхода рассчитывают по формулам:

где W1, W2, ... Wn-- коэффициент степени экологической опасности i-ro компонента отхода, мг/кг; определяется расчетным путем с учетом первичных показателей;С1, С2, .....Сn -- концентрация i-гo компонента в отходе, мг/кг.

Показатель степени опасности отхода (К) определяют как сумму показателей степени опасности отдельных компонентов отхода:

К = К1 + К2 + ... + Кn

Класс опасности отхода определяется на основе значений показателя степени опасности отхода (К) в соответствии с данными табл. 3

Таблица 3

Определение класса опасности отхода

Класс опасностиотхода	Степень опасности отхода для ОПС (К)
I	106 K104
II	104K103
III	103K102
IV	102K10
V	K10

Если анализ химического состава отхода показал, что он целиком состоит из природного растительного или животного органического вещества, не содержит опасных компонентов, то его относят к практически неопасным отходам с относительным параметром опасности X = 4. Следовательно, коэффициент степени опасности такого отхода для окружающей природной среды W = 106.

Если отход помимо природной растительной или животной органической составляющей содержит вещество, придающее ему определенные опасные свойства, то расчет следует вести в следующем порядке: определяется показатель степени опасности для части отхода, состоящей только из растительной или животной органики (W = 106) и рассчитывается показатель К для других опасных компонентов с последующим суммированием.

3.Расчет класса опасности отхода растительных материалов

Из справочной литературы находим первичные показатели опасности и составляем соответствующую таблицу 4.

Таблица 4.

Первичные показатели опасности компонентов отхода

№ п/п	Показатели	Fe2O3	CuO	P2O5
		Значение	Балл	Значение	Балл	Значение	Балл
1	ПДКп(ОДК) мг/кг	>100[5]	4	33 [1]	3	200[5]	4
2	Класс опасности в почве	4 [5]	4	2 [1]	2	-	-
3	ПДКв(ОДУ,ОБУВ), мг/л	0,3 [5]	3	1,0 [1]	3	3,5 [5]	4
4	Класс опасности в воде хоз-пит польз-я	3 [5]	3	3 [1]	3	-	-
5	ПДКр.х. (ОБУВ), мг/л	0,1 [5]	2	0,001 [1]	2	0,2 [5]	4
6	Класс опасности	4 [5]	4	3 [1]	3	-	-
7	ПДКс.с. (ПДКм.р., ОБУВ)мг/м3	0,04[4]	2	0,002 [1]	1	0,005 [5]	1
8	Класс опасности в атм. воздухе	3[4]	3	2 [1]	2	2 [5]	2
9	ПДКп.п (МДУ,МДС) мг/кг	15 [5]	4	0,5 [1]	2	-	-
10	Lg(S мг/л /ПДКв, мг/л)	-	-	<1 [1]	4	-	-
11	Lg(Cнас, мг/м3;/ ПДКр.з.)	<1 [5]	4	<1 [1]	4	0,58 [5]	4
12	Lg(Cнас, мг/м3;/ ПДКс.с(м.р.))	<1 [5]	3	<1 [1]	4	2,87 [5]	3
13	LD50, мг/кг	98 [5]	2	140 [1]	2	25,5 [5]	2
14	LC50, мг/кг	-	-	-	-
15	Показатель информ. обеспечения	0,78 (n=11)	3	0, 93 (n=12)	4	0,57 (n=8)	2
Относит.парам опасности	X=41/12=3,417	X=39/13=3,000	X=26/9=2,889

Рассчитываем относительные параметры опасности компонента отхода для окружающей природной среды (Х) и определяем коэффициенты степени опасности W. Данные записываем в табл. №5.

Компонентлигнин в соответствии «Критериями по отнесению опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» для отходов органического природного происхождения может быть отнесен к неопасным веществам. Соответственно, его относительный параметр опасности X = 4; показатель степени опасности равен 106.

Вода также является неопасным компонентом отхода.



Таблица 5.

Определение коэффициента степени опасности

№ п/п	Компоненты отхода	Xi	Zi	LgWi	Wi мг/кг
1	Fe2O3	3,417	4,223	4,251	17824
2	CuO	3	3,667	3,667	4645
3	P2O5	2,889	3,519	3,559	3622

Определяем показатель степени опасности (К) и их сумму. Данные записываем в табл. №6.

Таблица 6.

Определение показателя степени опасности

№ п/п	Компоненты отхода	Wi, мг/кг	Сiмг/кг	Ki
1	Fe2O3	17824	246000	13,8
2	CuO	4645	131000	28,2
3	P2O5	3622	185000	51,08
4	лигнин	1000000	208000	0,208
5	вода	1000000	230000	0,23

Показатель степени опасности отхода

По табл. 3 определяем класс опасности отхода - IV(102 K 10).

Вывод: данный отход - малоопасный. Установлена низкая степень вредного воздействия на природную среду. Критерии отнесения данного отхода к классу опасности для окружающей природной среды:экологическая система нарушена, период ее самовосстановления не менее 3-х лет

4.Методика расчета платы за отход

Оплата за размещение отходов в пределах установленного лимита (Пн, руб/год), когда Miф ? Мiлим, рассчитывается следующим образом:

,[1]

где i - вид отхода;

Нiлим - базовый норматив платы за 1 т i-ro размещаемого отхода в пределах установленных лимитов в зависимости от класса опасности отхода, руб;

МiЛИМ- лимит на размещение i-ro вида отхода, т/год;

Мiф - фактическое количество i-ro вида отхода, подлежащего размещению, т/год;

Кэк - коэффициент экологической ситуации. Для Северо-Западного экономического региона при размещении отходов в почве равен 1,3 в соответствии постановлением Правительства РФ от 12 июня 2003 года № 344

Кинд - коэффициент индексации

Коэффициент индексации - это коэффициент, учитывающий инфляцию.

К нормативам платы, установленным постановлением Правительства РФ от 12 июня 2003 года № 344, применяется коэффициент индексации 2.45, к нормативам платы, установленным постановлением Правительства РФ от 1 июля 2005 года № 410, 1,98[9]

Т.к. в нормативы платы за размещение отходов в вышеуказанных документах одинаковые, то в данной работе коэффициент индексации можно принять равным 1,98.

Плата за размещение отходов сверх установленного лимита (П*, руб/год), когда Мiф>МiЛИМ, рассчитывается по формуле

[1]

Общая плата за размещение отходов (П, руб/год) составляет:

Нормативы платы за размещение отходов:

Iкласс опасности - 1739руб/т;

IIкласс опасности - 745,4руб/т;

IIIкласс опасности - 497руб/т;

IVкласс опасности - 248,4руб/т;

Vкласс опасности - 15руб/т;

Плата за размещение отходов, которые не содержатся в разрешении, рассчитывается по формуле за сверхлимитное размещение за все количество размещаемого отхода, т.е. по формуле пункта 4.2, но вместо величины подставляеется все количество i-го размещаемого отхода

В этом случае общая плата равна плате за сверхлимитное размещение.

П=П*

5.Расчет платы за отход растительных материалов

Мф =4000 т/год -количество отхода

Hлим=248,4 руб/т- базовый норматив платы за 1 т размещаемого отхода в пределах установленных лимитов для IV класса опасности.

Для данного отхода отсутствует лимит на размещение. Так как данный отход является малоопасным, можно приравнять его фактическую массу к лимиту на размещение: . В этом случае плату за отход рассчитываем в соответствии с пунктом 4.1

.

В этом случае общая плата равна плате за размещение в пределах установленного лимита:

П=ПН =

6.Обращение с отходами

Данный отход является многотоннажным, поэтому с целью снижения платы за его размещение необходима очистка и дальнейшая переработка растительного материала (лигнина). После выделения из смеси, его можно использовать как в исходной форме, так и после соответствующей переработки.

В исходной форме лигнин используется

как топливо в процессе регенерации отработанных химикатов,

как бездымное бытовое топливо,

как качественным восстановитель в черной и цветной металлургии, способным заменить кокс, полукокс и древесный уголь,

как порообразующая добавка в производстве теплоизоляционных и легких конструкционных керамических изделий и др.

в качестве компонента удобрений, так как улучшает физические свойства почвы и условий развития сапрофитовых грибов, создает рыхлоый поверхностный слой, обеспечивающий нормальный водно-воздушный обмен.

как наполнитель в производстве пластмасс

при производстве строительных материалов (теплоизоляционных, кровельных и облицовочных материалов, кирпича, цемента, керамзита и др.)

Химическая модификация лигнина позволяет получать новые продукты для различных областей применения (нитролигнин - в нефтегазовой промышленности, хлорлигнин - в металлургии и т.д.). Кроме того, лигнин может быть переработан в низкомолекулярные химические продукты, такие как ванилин, диметилсульфид (ДМС) и диметилсульфоксид (ДМСО).

Из лигнина могут быть изготовлены различные сорбенты (в том числе пригодные для очистки сточных вод) и активированные угли. Разработана технология получения коллактивита -- активного адсорбента, аналогичного по своим свойствам активному углю марки Б.

На основе модифицированного гидролизного лигнина разработаны и производятся преобразователи ржавчины - антикоррозионные препараты.

Исследуются различные методы переработки лигнина в жидкие топлива.

7.Предложения по обращению с отходами

Для сокращения количества отходов, которое сжигается или вывозится в отвал, целесообразны следующие меры:

брикетирование влажного лигнина при воздействии высокого давления -- порядка 100 Мпа.

сушка и измельчение гидролизного лигнина с дальнейшей отправкой на производство пластмасс, резины, удобрений и др.

производства шихтовых лигнобрикетов для выплавки ферросплавов: в качестве специальных добавок можно использовать железную руду (Fe2O3), которая также является компонентом данного отхода.

полное удаление воды из отхода (отжим, сушка), что позволит снизить количество отхода, следовательно - снизить плату за его размещение.



Заключение

Используя значение первичных показателей класса опасности компонентов отхода и их процентное содержание в отходе, произведены необходимые расчеты. С их помощью смогли материально оценить ущерб наносимый окружающей среде.

В ходе данной работы были определены класс опасности отхода (IV) и размер платы за отход. отходы растительный опасность

Годовой экономический ущерб, наносимый окружающей среде, составил рубля. По возможности утилизации этот отход относится к используемым, поэтому с целью уменьшения платы за размещение необходимо произвести переработку отхода одним из указанных способов.



Перечень сокращений

ЗВ	загрязняющее вещество
ФККО	Федеральный Классификационный Каталог Отходов
ПДК	предельно допустимая концентрация
п	почва
в	вода хозпитьевого и культурно-бытового назначения;
р.х.	вода рыбохозяйственных водоемов
м.р, с.с.	максимально разовая и среднесуточная концентрации в атмосферном воздухе
рз	рабочая зона
пп	продукты питания
ОБУВ	ориентировочно безопасный уровень воздействия
S	растворимость в воде
Снас	концентрация насыщенного пара
LD50	среднесмертельная доза
LC50	среднесмертельная концентрация
БПК	биологическое потребление кислорода
ХПК	химическое потребление кислорода



Список литературы

1. Григорьев Л.Н., Веренцова Л.Г. Экология. Учебное пособие. Спб,СПХФА 2013, стр.39-50

2. Григорьев Л.Н., Веренцова Л.Г. . Учебно-методическое пособие для выполнения курсовой работы по дисциплине «Экология» для студентов факультета промышленной технологии лекарств -Спб, СПГХФА 2014, стр.49-62

3.Федеральный классификационный каталог отходов. Приказ Федеральной службы по надзору в сфере природопользования № 445 от 18.07.2014 г. Москва, МПР России , 2014, стр.17

4.ГН 2.2.5.686-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (2259 наименований веществ),М., ГСЭН России, 1998

5.Методическое пособие по применению «Критериев отнесения опасных отходов к классам опасности для окружающей природной среды»M., Министерство природных ресурсов Российской Федерации, 2003, стр. 19, 25, 29.

6.ГН 2.1.5.1315-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. (1343 наименований ) М., Минздрав России, 1998 г.

7.ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве М., Минздрав СССР, 1991

8.Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия(ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение (1204 величин ПДК и 2 ОБУВ), М., Изд. ВНИРО,1999

9. Постановление Правительства РФ от 19.11.2014 № 1219

10.Равич Б.М., Окладников В.П. и др. Комплексное использование сырья и отходов.,М.: Химия, 1988, стр. 6-47.

11.Симонова В.В., Шендрик Т.Г. Методы утилизации технических лигнинов JournalofSiberianFederalUniversity. Chemistry 4 (2010 3) стр. 340-354

12. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Справочник химика» т.1, Л.-М.: Химия, 1976, стр.63, 108

13. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Том 2.Неорганические вещества. 1976, стр. 78-79, 115-118.

Размещено на Allbest.ru