Дайте санитарно-гигиеническую оценку загрязнения атмосферы исходя из данных варианта задания

Исходные данные:

Таблица 1

Таблица 2

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

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.

5. В соответствии с условиями нормирования оценим загрязнение атмосферы.

Σ (С_i + C_{ф 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.

С_i + C_{ф 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:

Гидрологические параметры

Гидрохимические параметры

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:

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:

С_i / ПДК_i ≤ 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.