Рымашевская, пизда

УДК 502.2

НИ

К 65

К 65

Л.Ф. Корепанова, И.М. Ильина, И.Н. Рымашевская

А

Г

Экология: Методические

указания к

выполнению практических

занятий по дисциплине «Экология» для студентов всех специальностей и

форм обучения и студентов АЗЦ. – Альметьевск: Альметьевский

государственной нефтяной институт, 2009. – 52 с.

е

В

методических указаниях

рассмотрены

вопросы

т оретическиека

нормирования качества атмосферного воздуха и воды, пути снижения уровня

загрязнения атмосферного воздуха и водных объек ов. Даны методики расчетов

и

экологических задач, связанных с охраной атм сферногот

воздуха и водных

объектов.

л

.

Рекомендуется для студентов всех спец альностейо

и

б

Печатается по решению учебно-методического совета АГНИ.

Рецензенты:

ая

бБудкевич Р.Л.

К.т.н., доцент кафедры ПХ

К.т.н., доцент кафедры ПМ

Шляхова А.Г.

о

н

н

т

р

к

е

л

2

Э

© Альметьевский государственный

нефтяной институт, 2009

СОДЕРЖАНИЕ

I. «Контроль и управление качеством атмосферного воздуха»………………4

1.

Г

Теоретическая часть…………………………………………………………..4

2.

Практическая часть. Расчет ПДВ…………………………………………….7

3.

Расчет максимально допустимой концентрации

НИ

химических веществ в выбросах……………………………………………11

4.

Контрольные вопросы.……………………………………………………...12

II. «Пути снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха»…………...13

1.

Теоретическая часть…………………………………………………............А

13

2.

Практическая часть. Расчет степени очистки

газов от вредных примесей и определение необходимой

высоты трубы для улучшения условий рассеивания

т

3.

вредных примесей…………………………………………………………...ка 16

Расчет требуемого воздухообмена и его кра нос и………………………18

4.

Оценка размеров санитарно-защитных зон………………………………..е

19

5. Контрольные вопросы………………………………………………………19

III. «Контроль и управление качеством воды в в дных объектах»…………20

л

1. Теоретическая часть…………………………………………………………20о

2.

Практическая часть. Расчёт концентрации вредного вещества перед

б

…………………………..24

расчётным пунктом водопользования…………и

3. Расчёт максимальной предельной концентрации вещества,

и

которую предприятие может допустить в стоках………………………...26

4. Определение необходимой степени очистки или разбавления

б

сточных вод перед их отведен ем в водный объект……………………...28

5. Расчет нефтеловушки для очистки производственных

сточных вод, содержащих нефтепродукты………………………………..29

ая

6. Контрольные вопросы……………………………………………… ……..31

IV.Тесты по экологии…………………………………………………………...31

V. Варианты контрольных работ………………………………………………42

н

VI Вопросы к экз мену по экологии ………………………………………….43

VII. Экологический словарь…………………………………………… ……...45

н

VIII. Рефераты по экологии……………………………………………………51

IX. Литература…………………………………………………………………..52

к

т

р

о

е

л

Э

3

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ

НИ

АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Г

Цель занятия: ознакомиться с методиками расчета:

I.

предельно допустимых выбросов;

А

II.

максимально допустимой концентрации вредных веществ в устье

источников образования.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Предельно допустимая концентрация (ПДК) и предельно допустимые

е

выбросы (ПДВ) вредных (токсичных) химических веществ.

Полностью отказаться от выведения промышленных отходов в

природную

среду

человек

не может.

Но

поскольку камногие

примеси

неблагоприятно воздействуют на организм человека, животных, растений и

биогеоценозы в целом, совершенно необходимо ограничение поступления этих

и

примесей в природную среду,

в частности в атм сферут. Эта задача и решается в

условиях

производства за

счет

усовершенствования

технологических

л

о

процессов, внедрения систем газопылеочистки.

В ряде стран и на международном уровне (в рамках международных

б

организаций) разрабатываются стандарты, ограничивающие содержание

наиболее опасных загрязняющих веществ как в атмосферном воздухе, так и в

источниках загрязнения.

и

Комитет

экспертов

Всем рной

организации

здравоохранения

опубликовал сводку допустимых уровней загрязнения, т.е. осредненного

предельного содержания в воздухе тех или иных примесей – среднегодовых,

среднесуточных, среднепериодических. Например, среднегодовой допустимый

ая

оксида углерода среднепериодический (за

уровень оксидов серы 60 мкг/м3. Дляб

8 часов) уровень содержания равен 10 мкг/м3 при условии, что максимальный

за этот

же

срок

времени не

превышает

40

мкг/м3. Загрязнение

воздуха

веществами

н

в

промышленных выбросах,

должно

содерж щимися

контролироваться.

Но основным показателем, используемым для контроля качества воздуха

в нашей стра е, являются ПДК вредных веществ. В 1971 г. впервые был

утвержден

перече ь ПДК для 120 веществ в воздухе населенных пунктов,

р

позднее не дн кратнон

дополнявшийся. С позиции экологии,

ПДК конкретного

вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов

среды, п и котоо

ых их содержание не выходит за пределы экологической ниши

человека.

к

е

Реальная ситуация, связанная с временной невозможностью полностью

пре ратитьт

выброс вредных соединений в воздушную среду, выражается в том,

что сущ ствует раздельное нормирование содержания примесей в воздухе, т.е.

л

4

используется два типа ПДК: в воздухе рабочей зоны (ПДК р.з.) и в

Э

атмосферном воздухе населенного пункта (ПДВ а.в.).

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ПДК а.в. – это максимальная концентрация примеси в атмосфере,

отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом

воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и на

окружающую среду в целом вредного влияния, включая отдаленные

последствия.

НИ

ПДК р.з. – это концентрация ЗВ, которая при ежедневной (кроме

выходных дней) работе в течение 8 ч. или при другой продолжительности, но

Г

не более 41 ч. в неделю всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний

или отклонений

в состоянии

здоровья,

обнаруживаемых

современными

А

методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни

настоящего и последующего поколений. Под рабочей зоной понимается

пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площад и, на которых

находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

Раздельное нормирование содержания примес й пр дусматриваетка

также

разделение ПДК на максимальные разовые (ПДК м.р.) и среднесуточные (ПДК

е

сс). Причем все концентрации примесей в воздухе рабочей зоны сравниваются

только с максимальными разовыми, определяемымитв течении 30 мин., а в

воздухе населенного пункта и со среднесуточными, определяемыми в течение

24 ч. Необходимость раздельного нормирован я про

месей в воздушной среде

определяется

условиями

восприятия

вредных

веществ

людьми:

на

и

предприятиях в течение рабочего дня загрязненным воздухом дышат здоровые,

прошедшие медицинское освидетельствование люди, а в населенных пунктах

л

круглосуточно дышат как взрослые, так и дети, пожилые и больные люди.

Поэтому ПДК р.з.> ПДК м.р,т.е. факт чески ПДК р.з >ПДК а.в. Например,

для

б

диоксида серы ПДК р.з. = 10 мг/м3, а ПДК м.р. = 0,5 мг/м3.

Нормы,

действующие

в

нашей

стране,

учитывают возможность

и

воздействия на организм не одного какого-либо вещества, а нескольких

одновременно, поскольку различныеб

вещества могут оказывать сходное

неблагоприятное воздействие на организм. В этом случае говорят об эффекте

суммации вредного действия. Предусмотрен учет эффекта суммации вредного

действия, например, учет эффекта суммации фенола и ацетона: валериановой,

капроновой и масляной кислот; озона, диоксида азота и формальдегида.

ая

Если в воздухе присутствует несколько веществ, обладающих эффектом

суммации, то

качество

воздуха

будет

соответствовать

установленным

н

нормативам при условии, что

о

н

C1

+

C2

+ ... +

Сn

≤ 1,

ПДК1

ПДК2

ПДКn

– вредные вещества, обладающие эффектом суммации. Это

где С1, С2, …, Сn

означает, ч о в воздухе населенного пункта сумма отношений концентрации к

р

ПДК вещес в, обладающих эффектом суммации, не должна превышать

единицыт.

Научно обоснованные нормы ПДК в приземном слое атмосферы должны

к

об сп чиваться контролем нормативов для всех источников выбросов – от

стационарных до передвижных (транспортных). Такими нормативами являются

е

предельно допустимые выбросы ПДВ. Это – максимальные выбросы в единицу

Э

л

5

НИ

времени для данного природопользователя по данному компоненту, которые

создают в приземном слое атмосферы концентрацию этого вещества Сi, не

превышающую ПДК, с учетом фонового (существующего) загрязнения Сфi, и

эффекта суммации веществ однонаправленного действия.

Г

Поскольку критерием для установления ПДВ является ПДК, необходимо

А

пользоваться специальными формулами для определения ПДВ с учетом ПДК, а

также возможной максимальной концентрации вредного вещества в

атмосферном воздухе. Порядок расчета ПДВ приводится в практической части.

В случаях когда установление ПДВ по объективным причинам

невозможно, предусматривается поэтапное снижение выбросов и определения

временно согласованных выбросов (ВСВ).

е

Кроме выше перечисленных нормативов качества атмосферного воздуха

для характеристики уровня загрязнения атмосферы применяют следующие

показатели:

ка

- ОБУВ – временный гигиенический норма ив содержания вредных

веществ в воздухе атмосферы и рабочей зоны. Обосновывается путем расчета

и

по

параметрам

токсикометрии

и

физико-тхимическим

свойствам

воздействующего

вещества

на

основе

корреляционно-регрессионной

л

в рядах, близких по

зависимости или путем интерполяций и экстрополяцийо

строению

соединений.

Утверждается органами

государственного

санитарно-

б

3

эпидемиологического надзора на 2-3 года. Выражается в мг/м . Установлены

для 1457 вредных веществ.

и

- Среднемесячная концентрация примеси (qмес) – среднее арифметическое

значение разовых или среднесуточных концентраций, измеренных в течении

месяца, а также полученное по специальной месячной программе. Выражается

в мг/м3. Определяется по формуле:

ая

−

Σ qi

qмес =

б

n

n – число разовых или среднесуточных концентраций, полученных в течении

месяца (n ³ 20 в месяц для разовых).

н

−

- Среднегодовая

ко центрация

примеси

( qг ) –

среднеарифметическое

н

измеренных в течение

значение разовых или среднесуточных концентраций,

−

3

−

Σ qi

года. Выражается в мг/м . Определяется по формуле: qг

=

n

р

n – число раз вых или среднесуточных концентраций за год (n ³ 200 в год для

т

о

разовых).

- Максимальная из разовых концентраций примеси (qм) – наибольшее

к

из разовых

концентраций

примеси из всех

данных измерений в

значение

е

отдельной точке или в различных точках города за рассматриваемый период: в

т ч ние суток, месяца, года, ряда лет. Выражается в мг/м3. Применяется для

л

6

Э

сравн ния с санитарно-гигиеническими нормативами.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

−

Г

НИ

1

× exp(1,65

1n(1+ V 2 ))

cф = qмн

×

1

+V 2

qмн – среднемноголетняя концентрация примеси.

- Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА, Ji) – количественная

характеристика уровня загрязнения атмосферы отдельной Апримесью,

учитывающая различие в скорости возрастания степени вредности веществ,

приведенной к вредности диоксида серы (SO2) по мере увеличения превышения

ПДК. Применяется для сравнения степени загрязнения атмосферы различными

веществами. Определяется по

т

е

ка

формуле:

о

öCi

æ

Q

ö

Ci

æ

−

г

или Ji

ç

q

г

÷

ç

÷

=

ç

÷

Ji = ç

÷

è ПДКс.с. øi

ç

ПДКс.с.

÷

i – примесь;

è

øi

0,9 соответственно для 1,

Сi – константа, принимающая значение 1,7; 1,3; 1,0

2, 3, 4 классов опасности веществ, позволяющихипривести степень вредности i –

го вещества к степени вредности диоксида серы.

л

- Комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА, Jn) –

количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы создаваемого h

б

веществами, присутствующими в атмосфере города (района, населенного

пункта).

и

Jn = å Ji

- Среднесуточная концентрацияб

примеси для города (района, населенного

пункта) – Qс – среднее арифметическое значение среднесуточных концентраций

примеси по данным ст цион рных и маршрутных постов.

н

ая

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

I. РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ

н

Задача 1. На основе исходных данных, представленных в табл.1,

необходимо (п ои наличии в атмосфере химического предприятия примесей, для

которых

ус ановлена

необходимость

совмещенного

учета

их вредного

дейс вия) сделатьр

вывод, превышает или нет такая совместная концентрация

вредных веществ в приземном слое атмосферы нормативные требования.

т

четных

номеров

вариантов

(варианты

1.2;

1.4; 1.6)

принять, что

Для