Определение размера вероятного вреда в результате аварии на гидротехнических сооружениях, страница 4

 – ущерб лесному хозяйству, тыс. руб, Для гидродинамических аварий ущерб лесному хозяйству определяется как

, тыс. руб,

где  – ущерб от потери леса как сырья,

 тыс. руб,

где Р – стоимость 1 м³ корневого запаса леса, тыс. руб. [14];  – площадь лесов в зоне затопления, га; М – корневой запас товарной древесины, м³/га (для прочих районов М=50 м³/га);  – ущерб от затопления лесов

, тыс. руб,

где  – доля утраченных лесных земель из подверженных затоплению (); – площадь лесов в зоне катастрофического затопления, м²;
 – нормативная величина платы 1 га за перевод лесных земель в нелесные, тыс. руб;  – доля повреждённых лесных земель в зоне затопления ().

Ущерб от сбросов и выбросов  опасных веществ (отходов) в окружающую природную среду, тыс. руб.

При аварии на ГТС 1-го вида ущерб от сбросов и выбросов составит:

, тыс. руб,

где  – ущерб, нанесённый поверхностным и грунтовым водам (водотокам, водоёмам), тыс. руб.

Расчёт массы сбросов (бытовых и технических отходов) и их учёт в экономических расчётах производится с учётом качественного анализа по правилам гидролиза соединений. В результате гидролиза хлорида свинца и сульфида натрия (химические соединения загрязнения) образуется соответственно кислая (при гидролизе ) или щелочная среда (при гидролизе ), так как данные соли образованы ионами электролитов разной силы (результаты подтверждены величиной рН сбросов, (см. условие задания).

Хлорид свинца  – соль образована слабым основанием  
(К_д1= 9,60 10^-4 < 1; К_д2 = 3 10^-8 < 1) и сильной кислотой  (К_д = 1,0 10⁷ > 1,). Сульфид натрия  – соль образована сильным основанием  
(К_д = 5,9 > 1), и слабой кислотой  (К_д1 =5,7×10^-8 < 1, К_д2 = 1,2×10^-15 < 1,
К_д(общ) = 6,7×10^-1 1,2×10^-15 = 8,4×10^-15 < 1). Наличие ионов слабого электролита  и  является причиной образования, при взаимодействии с ионами воды, недиссоциируемых и слабодиссоциируемых молекул  и .

В ионно-молекулярной форме процессы гидролиза можно представить так.

Соль . Катион свинца , по которому гидролизуется соль, двухзарядный, поэтому гидролиз протекает по двум ступеням.

1-я ступень:   ,

или в сокращённой форме .

Наличие в водном растворе водородных ионов  (рН< 7) придаёт ему кислую реакцию (анализ пробы воды и водной вытяжки грунтов).

Гидролиз – процесс обратимый и зависит от концентрации соли в воде (и температуры). Количественной характеристикой обратимого процесса гидролиза является константа гидролиза – К_г, которая показывает, какая часть растворённых молекул соли, подверглась гидролизу.

Так как, константа диссоциации Pb(ОН)₂ по первой ступени больше чем по второй (К_д1 = 9,60 10^-4 > К_д2 = 3 10^-8), то можно предположить, что в основном гидролиз хлорида свинца протекает по первой ступени. А накопление большого числа ионов водорода (Н⁺) смещает равновесие в сторону образования ионов , что практически подавляет гидролиз по второй ступени.

Одной из количественных характеристик гидролиза является константа гидролиза – К_г , показывающая какая часть растворённых молекул подверглась гидролизу. Константа гидролиза процесса  по первой ступени рассчитывается по формуле

,

где  – концентрация гидроксид-ионов свинца,  – концентрация ионов водорода, К_в – ионное произведение воды ([Н⁺]×[ОН^–] = 10^-14),  – концентрация ионов свинца,  – концентрация воды – постоянная величина, (число молей воды в литре имеет наибольшую величину, которая мало меняется при изменении концентрации соли); К_д2(PbOH+) – константа диссоциации иона  по второй ступени, протекающая по схеме ().

При рН= 6,24 (рН= – lg[H⁺]) сточных вод 1-ой ГТС (данные анализа пробы воды), концентрация ионов водорода равна , моль/литр. Число молей воды в литре практически мало изменяется и данную величину можно считать величиной постоянной (const). При наступлении состояния равновесия выполняется следующее соотношение . Тогда концентрация ионов  в сточных водах равна:

.

Масса сбросов хлорида свинца при аварии ГТС 1-го вида будет равна:

,

где  – число молей в литре воды сбросов,  – молярная масса свинца,  – коэффициенты перевода граммы в тонны и литры, в кубические метры, соответственно, V_(сбр) – общий объём сбросов (определяется как сумма бытовых и технических сбросов.

Расчёты по определению массы сбросов хлорида свинца возможно также произвести по формуле:

Нормативная величина сбросов хлорида свинца будет равна:

,

где  – предельно допустимая концентрация соединений свинца в водоемах,  – объём сбросов,  – коэффициенты перевода: мг в тонны, литры в м³, соответственно. (ПДК в водоёмах в местах пользования приняты по нормам № 105/АА от 212 01 92 и Правилам охраны поверхностных вод, № 04-19-16/805 от 03-04 91, М. Для соединений свинца ПДК=0,03 мг/л).

Величина лимита по сбросам определена как М_iл(сбр)=5 М_iн(сбр), т, сверх лимитные сбросы – М_{iсл(сбр)}=5 М_iл(сбр), т:

,

.

С учётом того, что реальные сбросы хлорида свинца при аварии на ГТС 1-го вида составят 10,29 тонн, то разница между реальными сбросами и нормативной величиной будет равна 10,29 –1,5= 8,79 т, что превышает величину лимита (7,5). Тогда масса сверх лимитной величины соединений свинца в растворённом виде составит 10,29 –1,5 –7,5 = 1,298 т.

Следовательно, ущерб, который может быть нанесён поверхностным и грунтовым водам (водотокам, водоёмам) при аварии на ГТС 1-го вида составит:

При определении ущерба  нанесённого почвам, земле, недрам, рассчитывается масса вещества, которое может находится в поверхностном слое.

Соль . Анион серы , по которому гидролизуется соль, двухзарядный, поэтому гидролиз протекает по двум ступеням.