Содержание
Задача 1. 2
Задача 2. 5
Список литературы.. 11
Задача 1
Дайте санитарно-гигиеническую оценку загрязнения атмосферы исходя из данных варианта задания
Исходные данные:
Таблица 1
Ингредиенты |
Приземные концентрации |
Углерода оксид |
1 ppm |
Аммиак |
15 ppb |
Ангидрид сернистый (диоксид серы) |
0,058 мг/м3 |
Диоксид азота |
0,002 мг/м3 |
Фенол |
0,0007 мг/м3 |
Ацетон |
0,06 мг/м3 |
Фтористый водород |
10-6 % |
Взвешенные вещества |
0,11 мг/м3 |
Таблица 2
Ингредиенты |
Фоновые концентрации, мг/м3 |
Углерода оксид |
0,11 |
Диоксид азота |
0,002 |
Ксилол |
0,0045 |
Бензин |
0,1 |
Анилин |
0,002 |
Ангидрид сернистый |
0,0078 |
Территория |
Населенные места |
Решение:
1. Установим, с какой ПДК (максимально разовой – ПДКм.р. или рабочей зоны – ПДКр.з.) будут сравниваться фактические концентрации.
Для населенных мест нормирование примесей атмосферы при экспозиции не более 20 мин ведется по ПДК максимально разовой (ПДКм.р.), которая устанавливается при температуре 0 С.
2. Приведем концентрации всех вредных веществ в атмосферном воздухе в размерности мг/м3, используя соотношения:
мг/м3 = ppm * ММ/V0,
где ppm – концентрация примеси в млн-4 (объемных частях примеси на 106 объемных частей воздуха); ММ – молекулярная масса загрязняющего вещества, кг/кмоль, V0 – мольный объем, м3, равен 22,4 м3.
При сравнении с ПДК м.р. V0 = 22,4 м3.
мг/м3 = ppb * ММ * 10-3/V0,
где ppb – концентрация в объемных частях примеси на 109 объемных частей воздуха, 1 ppm = 103 ppb.
мг/м3 = % об. * ММ * 104/V0,
где % об. – концентрация объемных частей примеси на 102 объемных частей воздуха, 1%об = 104 ppm
3. Составим таблицу
Ингредиент |
Сi |
Сф |
ПДК1 |
Углерода оксид |
1,25 мг/м3 |
0,11 мг/м3 |
5 мг/м3 |
Аммиак |
0.011 мг/м3 |
0 мг/м3 |
0.2 мг/м3 |
Ангидрид сернистый (диоксид серы) |
0,058 мг/м3 |
0,0078 мг/м3 |
0.5 мг/м3 |
Диоксид азота |
0,002 мг/м3 |
0,002 мг/м3 |
0.085 мг/м3 |
Фенол |
0,0007 мг/м3 |
0 мг/м3 |
0.01 мг/м3 |
Ацетон |
0,06 мг/м3 |
0 мг/м3 |
0.35 мг/м3 |
Фтористый водород |
0,0089 мг/м3 |
0 мг/м3 |
0,02 мг/м3 |
Взвешенные вещества |
0,11 мг/м3 |
0 мг/м3 |
0,5 мг/м3 |
Ксилол |
0 мг/м3 |
0,0045 мг/м3 |
0,2 мг/м3 |
Бензин |
0 мг/м3 |
0,10 мг/м3 |
5 мг/м3 |
Анилин |
0 мг/м3 |
0,0020 мг/м3 |
0,050 мг/м3 |
С1 (СО) = 1* 28 / 22,4 = 1,25 мг/м3
С1 (NH3 ) = 15* 17 * 10-3/ 22,4 = 0,11 мг/м3
C1 (HF) = 10-6 * 20 * 104 / 22,4 = 0,0089 мг/м3
4. Установим и перечислим вещества, обладающие суммацией действия.
№ группы суммации |
Вещества, образующие группу суммации |
10 |
Диоксид азота, ангидрид сернистый (диоксид серы), углерода оксид, фенол |
5. В соответствии с условиями нормирования оценим загрязнение атмосферы.
Σ (Сi + Cф i ) / ПДКм.р.i ≤ 1
(0,002 мг/м3 + 0,002 мг/м3 ) / 0.085 мг/м3 + (0,058 мг/м3 + 0,0078 мг/м3) / 0.5 мг/м3 + (1,25 мг/м3 + 0,11 мг/м3) / 5 мг/м3 + (0,0007 мг/м3 + 0 мг/м3) / 0.01 мг/м3 = 0.47 + 0.13 + 0.27 + 0.07 = 0.94 ≤ 1
Условия нормирования соблюдаются, следовательно, загрязнение атмосферы в пределах допустимого.
Сi + Cф i ≤ ПДКм.р.i
Аммиак: 0.011 мг/м3 + 0 мг/м3 ≤ 0.2 мг/м3
Условия нормирования соблюдаются, следовательно, загрязнение атмосферы в пределах допустимого.
Ацетон: 0,06 мг/м3 + 0 мг/м3 ≤ 0.35 мг/м3
Условия нормирования соблюдаются, следовательно, загрязнение атмосферы в пределах допустимого.
Фтористый водород: 0,0089 мг/м3 + 0 мг/м3 ≤ 0,02 мг/м3
Условия нормирования соблюдаются, следовательно, загрязнение атмосферы в пределах допустимого.
Ксилол: 0 мг/м3 + 0,0045 мг/м3 ≤ 0,2 мг/м3
Условия нормирования соблюдаются, следовательно, загрязнение атмосферы в пределах допустимого.
Бензин: 0 мг/м3 + 0,10 мг/м3 ≤5 мг/м3
Условия нормирования соблюдаются, следовательно, загрязнение атмосферы в пределах допустимого.
Анилин: 0 мг/м3 + 0,0020 мг/м3 ≤0,050 мг/м3
Условия нормирования соблюдаются, следовательно, загрязнение атмосферы в пределах допустимого.
Ответ: проведя расчет по всем примесям в атмосфере, можно сделать вывод, что загрязнение атмосферы в пределах допустимого.
Задача 2
Дайте прогноз качества воды в контрольном створе.
Исходные данные:
Объект, расположенный на участке водотока |
Отметка сброса СВ, км |
Отметка расположения объекта, км |
Коэффициент извилистости |
Рыбоводный завод |
11 |
13 |
1,02 |
Гидрологические параметры
Скорость течения, м/с |
Средняя глубина, м |
Расход реки, м3 / с |
Расход СВ, м3 / с |
0,2 |
1,8 |
8,6 |
0,1 |
Гидрохимические параметры
Концентрация в СВ, г/м3 |
Фоновые концентрации, г/м3 |
||||||||
Ацетон |
фенол |
нитриты |
нитраты |
нефтепродукты |
Медь |
Ртуть |
нитраты |
нитриты |
ацетон |
0,3 |
0,01 |
0,7 |
20 |
3,2 |
0,02 |
0,0002 |
0,6 |
0,01 |
0,001 |
Решение:
1. Установим вид и категорию водопользования.
Устанавливаем рыбохозяйственное водопользование высшей категории.
2. Устанавливаем контрольный створ и расстояние до него от сброса сточных вод.
Контрольный створ устанавливаем на расстоянии не далее 500 м от сброса сточных вод.
3.Составляем схему с указанием сброса сточных вод и контрольного створа (рис. 1).
Рисунок 1 - Схема сброса сточных вод и контрольного створа
4. Рассчитаем разбавление сточных вод и коэффициент смешения
γ = L – e-α 3 √ L / L + Q/q * e-α 3 √ L
где γ – коэффициент смешения;
L – расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до контрольного створа, м;
α – коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения;
Q – расход воды в реке, м3 / с;
q – расход сточных вод, м3 / с;
Коэффициент α рассчитывается по формуле:
α = ξ * φ 3√E/q
где ξ – коэффициент извилистости реки – отношение длины реки по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа L к длине реки по прямой на том же участке lnp
ξ = L / lnp
φ - коэффициент, зависящий от места выпуска, при выпуске у берега φ = 1, при выпуске в фарватер φ = 1,5
Е – коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек Е = v * H/200
Где v – средняя скорость реки на расчетном участке, м/с
H – средняя глубина на том же участке.
Е = v * H/200 = 0,2 * 1,8 / 200 = 0,0018
α = ξ * φ 3√E/q = 1,02 * 1,5 3√0,0018 / 0,1 = 0,4
γ = L – e-α 3 √ L / L + Q/q * e-α 3 √ L = 500 – 2,72 -0,4 3 √ 500 / 500 + 8,6/0,1 * 2,72 -0,4 3 √ 500 = 500 – 0,042 / 500 + 86*0,042 = 0,99
5. Для всех компонентов сточных вод рассчитаем концентрацию примесей в контрольном створе (Скс):
Скс = (q * Сcm + γ * Q * Cp) / (γ * Q + q)
Где q – расход сточных вод, м3 / с
Q – расход реки, м3 / с
Сcm и Cp – соответственно концентрации примесей в сточных водах и воде реки (фоновая), м3 / с
γ – коэффициент смешения
Скс = (q * Сcm + γ * Q * Cp) / (γ * Q + q)
Ацетон:
Скс = (0,1* 0,3+ 0,99* 8,6 * 0,001) / (0,99 * 8,6 + 0,1) = 0,0385/8,614 = 0,0044
Фенол:
Скс = (0,1* 0,01+ 0,99* 8,6 * 0) / (0,99 * 8,6 + 0,1) = 0,001/8,614 = 1,16*10-4
Нитриты:
Скс = (0,1* 0,7+ 0,99* 8,6 * 0,01) / (0,99 * 8,6 + 0,1) = 0,155/8,614 = 0,018
Нитраты:
Скс = (0,1* 20+ 0,99* 8,6 * 0,6) / (0,99 * 8,6 + 0,1) = 7,11/8,614 = 0,825
Нефтепродукты:
Скс = (0,1* 3,2+ 0,99* 8,6 * 0) / (0,99 * 8,6 + 0,1) = 0,32/8,614 = 0,037
Медь:
Скс = (0,1* 0,02+ 0,99* 8,6 * 0) / (0,99 * 8,6 + 0,1) = 0,002/8,614 = 2,32 * 10-4
Ртуть:
Скс = (0,1* 0,0002+ 0,99* 8,6 * 0) / (0,99 * 8,6 + 0,1) = 0,0002/8,614 = 2,32 * 10-6
6. Дадим оценку загрязнения водного объекта.
6.1.Составим таблицу:
Вещество |
Концентрация, г/м3 |
ПДК мг/м3 |
Лимитирующий признак вредности (ЛПВ) |
Класс опасности |
|
В контрольном створе Скс |
Фоновая Сф |
||||
Ацетон: |
0,0044 |
0,001 |
0,05 |
Токсикол. |
3 |
Фенол: |
1,16*10-4 |
0 |
0,001 |
Рыб.хоз |
4 |
Нитриты: |
0,018 |
0,7 |
0,08 |
Токсикол. |
2 |
Нитраты: |
0,825 |
0,6 |
40 |
Сан.- токс |
3 |
Нефтепродукты |
0,037 |
0 |
0,005 |
Рыб.хоз |
4 |
Медь: |
2,32 * 10-4 |
0,02 |
0,001 |
Токсикол. |
3 |
Ртуть: |
2,32 * 10-6 |
0,0002 |
0,00001 |
Токсикол. |
1 |
6.2. Установим вещества, обладающие суммацией действия. При рыбохозяйственном пользовании в суммацию входят все вещества с одинаковым лимитирующим признаковом вредности.
1. Вещества, обладающие суммацией действия (токсикол.): ацетон, нитриты, медь, ртуть.
2. Вещества, обладающие суммацией действия (Рыб.хоз): фенол, нефтепродукты
Для каждой суммации проверяем выполнение условия:
С1 / ПДК1 + С2/ ПДК2 + …. + Сn / ПДКn ≤ 1
Токсикол.: 0,0044 / 0,05 + 0,018 / 0,08 + 2,32 * 10-4 / 0,001 + 2,32 * 10-6 /0,00001 = 0,088 + 0,225 + 0,234 + 0,232 = 0,779 ≤ 1
Условие выполнено, следовательно, загрязнение объекта не превышает допустимого.
Рыб.хоз: 1,16*10-4 / 0,001 + 0,037/0,005 = 7,5 ≥1
Условие не выполнено, следовательно, загрязнение объекта выше допустимого.
Для веществ, не вошедших в суммации, проверим выполнение условие:
Сi / ПДКi ≤ 1
Нитраты: 0,825 / 40 = 0,02 ≤ 1
Условие выполнено, следовательно, загрязнение объекта не превышает допустимого.
Вывод: загрязнение водоема выше допустимого, т.к. выше допустимого содержание нефтепродуктов и фенола.
Список литературы
1. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984. 560 с.
2. Золотов Ю.А. Окружающая среда - вызов аналитической химии // Вестн. РАН. 1997. Т. 67, № 11. С. 1040-1041.
3. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. Введение в экологическую химию. М.: Высш. шк., 1994. 398 с.
4. Богдановский Г.А. Химическая экология. М.: Изд-во МГУ, 1994. 237 с.
5. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде: Справочник. Л.: Химия, 1985. 528 с.
6. Основы аналитической химии. М.: Высш. шк., 1996. Кн. 2: Методы химического анализа / Под ред. Ю.А. Золотова. 462 с.