5706

концентрации по фарватеру реки. А также определить нормативно допустимый сброс (НДС) по заданному компоненту.

Характеристика реки: скорость течения – V, средняя глубина на участке – H,

расстояние до места водопользования – L, расход воды водотока в месте водозабора – Q, шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки – LS.

Характеристика стока: вредный компонент, расход воды предприятием

(объем сточной воды) – q, концентрация вредного компонента – C, предельно допустимая концентрация – ПДК.

Многие факторы: состояние реки, берегов и сточных вод влияют на быстроту перемещения водных масс и определяют расстояние от места выпуска сточных вод (СВ) до пункта полного смешивания. Выпуск в водоемы сточных вод должен, как правило, осуществляться таким образом, чтобы была обеспечена возможность полного смешивания сточных вод с водой водоема в месте их спуска (специальные выпуски, режимы, конструкции).

Однако приходится считаться с тем фактом, что на некотором расстоянии ниже спуска СВ смешивание будет неполным. В связи с этим реальную кратность разбавления в общем случае следует определять по формуле:

К =Q q

q

где γ – коэффициент, степень разбавления сточных вод в водоеме.

Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления.

Lф/Lпр – коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой;

D –коэффициент турбулентной диффузии,

где V – средняя скорость течения, м/с; H – средняя глубина, м; g – ускорение свободного падения, м/с2; m – коэффициент Буссинского, равный 24; с –

21

коэффициент Шези, который выбирают по таблицам. Однако в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, поэтому справедливо приближение Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте

ближайшего водозабора вычисляется по формуле:

Св = С / К.

Эта величина не должна превышать ПДК (предельно допустимая концентрация).

Необходимо также определить, какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы.

Расчеты проводятся только для консервативных веществ, концентрация которых в воде изменяется только путем разбавления, по санитарно-

токсилогическому показателю вредности. Расчет ведется по формуле:

Сст.пред. = К · ПДК,

где Сст.пред. – максимальная (предельная) концентрация, которая может быть допущена в СВ или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешивания с водой у первого (расчетного) пункта водопользования степень загрязнения не превышает ПДК.

Предельно допустимый сток рассчитывается по формуле:

ПДС = Сст.пред. · q / C.

В результате вычислений должны быть получены следующие характеристики СВ

-кратность разбавления К;

-концентрация в месте водозабора – Св, мг/л;

-предельная концентрация в стоке – Сст.пред., мг/л;·

-предельно допустимый сброс – НДС, мг/с;

Третья лабораторная работа по дисциплине "Экологический контроль"

посвящена нормирование загрязняющих веществ в почве. Работа выполняется в течении четырех занятиях в компьютерном классе.

22

Вопрос установления ПДК загрязняющих веществ в почвах весьма сложен. С одной стороны, почвенный покров - среда, гораздо менее подвижная, чем поверхностные воды и атмосфера, и аккумуляция поступающих в почву химических соединений может происходить в течение долгого времени, постепенно приближаясь к предельно допустимым концентрациям. Поэтому основным фактором определения предельно допустимых выбросов (ПДВ) для какого-либопредприятия или группы предприятий должно быть предполагаемое время работы, в течение которого

впочве прилегающих территорий накопится количество выбрасываемого загрязняющего вещества, достигающее ПДК. С другой стороны, активная микробиологическая жизнь почвы и протекающие в ней физико-химические процессы способствуют трансформации посторонних веществ, поступающих

впочву, причем направление и глубина этого процесса определяются многими факторами. В ряде случаев разрушение загрязняющих веществ и их миграция так малы, что ими можно пренебречь; в других случаях результаты протекания процессов деградации и миграции посторонних химических соединений в почве сопоставимы с темпами их поступления, и предел их накопления в почве обусловливается равновесием между процессом поступления загрязняющих веществ и их удалением в результате разрушения или миграции.

Таким образом, ПДК загрязняющих веществ в почвах определяются не только их химической природой и токсичностью, но и особенностями самих почв. В отличие от воздуха и воды почвы зонально-генетическогоряда настолько разнятся друг от друга по химическому составу и свойствам, что для них не могут быть установлены унифицированные уровни ПДК. Эти уровни неизбежно должны варьировать в зависимости от конкретной обстановки: биоклиматических особенностей природной зоны, свойств почвы, возделываемых культур, системы удобрений, агротехники и т.п.

От других компонентов биосферы почва отличается еще и тем, что загрязняющие вещества поступают в нее не только с атмосферными

23

выпадениями, поливными водами, в составе балластных веществ и различных отходов, но и вносятся преднамеренно как удобрения и ядохимикаты. При этом в почвах сложно проследить тенденции изменения уровней загрязнения, так как для этого требуются длительные наблюдения. Исключение составляют лишь некоторые виды пестицидов, способные быстро разлагаться под воздействием внешних факторов.

Много внимания уделяется разработке нормативов содержания в почве тяжелых металлов (ТМ), негативно влияющих на почвенные процессы, плодородие почв и качество сельскохозяйственной продукции.

Восстановление биологической продуктивности почв, загрязненных тяжелыми металлами, - одна из наиболее сложных проблем охраны биоценозов. Основными показателями, влияющими на накопление ТМ в почвах, являются кислотно-основные свойства и содержание гумуса. Учесть все разнообразие почвенно-геохимических условий при установлении ПДК ТМ практически невозможно. В настоящее время для ряда тяжелых металлов установлено ориентировочно-допустимое количество (ОДК) их содержания

впочвах, утвержденное приказами органов здравоохранения № 1968 - 79, 25546 - 82, 3210 - 85 и 4433 - 87, которые используются вместо ПДК При превышении допустимых значений содержания ТМ в почвах эти

элементы накапливаются в растениях в количествах, превышающих их ПДК

вкормах и продуктах питания.

Принципы нормирования химических загрязнений почвы несколько отличаются от принятых для атмосферного воздуха и природных вод, поскольку поступление вредных веществ в организмы человека и животных непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях и в незначительных количествах. В основном химические соединения, находящиеся в почве, поступают в организм через другие субстраты, контактирующие с почвой: воду, воздух, растения. Поэтому при определении ПДК загрязняющих веществ в почве особое внимание уделяется тем соединениям, которые могут мигрировать в атмосферу, грунтовые или

24

поверхностные воды или накапливаться в растениях, снижая качество сельскохозяйственной продукции.

Лабораторная работа №3

Нормирование загрязняющих веществ в почве

Определить массу и объем осадка, образовавшегося после очистки бытовых сточных вод, который допустимо использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственного объекта.

Расчет количества осадка, который возможно использовать в качестве удобрения, проводится по следующей методике:

1. Составляется уравнение материального баланса, исходя из условия равномерного смешивания осадка с плодородным слоем почвы

Сф · М + Сос · m = Ссм (М + m) ,

где Сф – фоновая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг почвы; М – масса плодородного слоя почвы, кг; Сос – концентрация i-го вещества в осадке,

мг/кг осадка; m = масса осадка, кг; Ссм – концентрация i-го вещества в почве после смешивания ее с осадком, мг/кг почвы.

Для того чтобы осадок можно было использовать в качестве удобрения,

необходимо соблюдение следующего основного условия для каждого вещества: Ссм ≤ ПДК,

где ПДК – предельно-допустимая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг почвы.

2. Определяется объем W и масса М плодородного слоя почвы на участке по формулам:

W = H · S , M = W · pп ,

где H – мощность почвенного слоя, м; S – площадь с/х объекта (участка), м2, pп – плотность почвы, т/м3.

Четвертая лабораторная работа посвящена оценке эффективности улавливания промышленных выбросов в атмосферный воздух.

Работа выполняется в течении четырех занятиях в компьютерном классе.

25

Лабораторная работа №4

Оценка эффективности улавливания промышленных выбросов

Основной задачей является ознакомление обучающихся с количеством и составом загрязнений атмосферного воздуха различными производствами,

возможными путями их отделения и очистки от них воздуха, с методами контроля загрязнений. Овладение навыками экспериментальной очистки атмосферного воздуха различными методами.

Наибольший удельный вес загрязнений атмосферного воздуха приходится на долю оксидов углерода, серы и азота, углеводородов и промышленной пыли. В атмосферу Земли ежегодно выбрасывается 250 млн т пыли, 200 млн т оксида углерода, 150 млн т диоксида серы, 50 млн т оксидов азота, более 50 млн т различных углеводородов и 20 млрд т диоксида углерода.

Загрязнения в атмосферу могут поступать непрерывно или периодически,

залпами или мгновенно. В случае залповых выбросов за короткое время в воздух выделяется большое количество вредных веществ. Залповые выбросы возможны при авариях или сжигании быстро горящих отходов производства на специальных площадках уничтожения. При мгновенных выбросах загрязнения выбрасываются в доли секунды иногда на значительную высоту,

что происходит при взрывных работах и авариях.

Организованный промышленный выброс - это выброс, поступавший в атмосферу через специально сооруженные газоотводы, воздуховоды, трубы.

Неорганизованный– промышленный выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушений герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки и хранения продукта.

Организованные выбросы на предприятиях могут быть технологическими и вентиляционными. К технологическим относятся выбросы при технологических процессах, выбросы при продувке оборудования, труб ТЭС,

26

котельных. К вентиляционным относятся выбросы общеобменной и местной вытяжной вентиляции.

В атмосферу с отходящими газами поступают твердые, жидкие, паро- и

газообразные неорганические и органические вещества, поэтому по агрегатному состоянию загрязнения подразделяют на твердые, жидкие,

газообразные и смешанные.

Отходящие газы промышленности, содержащие взвешенные твердые или жидкие частицы, представляют собой двухфазные системы. Сплошной фазой в системе являются газы, а дисперсионной - твердые частицы или капельки жидкости. Промышленное производство - источник различного вида загрязнений окружающей среды. Вид, количество и состав загрязнений определяются производственным процессом, используемым сырьем,

материалами и масштабами производства. Основными производствами машиностроительного и авиационного комплексов являются литейное,

сварочное, прокатное, электрохимическая и механическая обработка металлов. В литейном производстве атмосферный воздух загрязняется,

главным образом, пылью, оксидом углерода и сероуглеродом. Кроме того, в

состав вентиляционных выбросов могут входить аммиак, формальдегид,

фенол, углеводороды и др. Применение в термических цехах химических веществ (СО, СO2, NH3, Рb, масла, горючие газы, цианиды) создает возможность поступления в воздух как самих перечисленных веществ, так и продуктов их термической деструкции. Почти все технологические процессы в цехах металлопокрытий являются источниками выделения в воздушную среду вредных веществ. Нагретые травильные и гальванические растворы интенсивно испаряются, выделяя цианиды, оксиды азота, серный ангидрид

(SО3), хлористый водород, хромовый ангидрид (СгO3), пары кислот и щелочей.

Для очистки воздуха от твердых взвешенных частиц на промышленных предприятиях широко используются циклоны. Циклон представляет собой

27

цилиндрический резервуар с конусом внизу. Неочищенный воздух поступает внутрь цилиндра в его верхней части, где воздушный поток закручивается вокруг центральной трубы. Под действием центробежной силы твердые пылевые частицы ударяются о стенки, и, теряя свою энергию, падают в нижнюю половину конусообразной части циклона, где располагается пылесборник. Хотя воздушный (газовый) поток и теряет свою мощность, его давление остается постоянным за счет сужения поперечного сечения в нижней части циклона. Очищенный воздух по центральной трубе удаляется в атмосферу или поступает в другое устройство, предназначенное для более тонкой очистки.

Под очисткой газа понимают отделение от газа и превращение в безвредное загрязняющего вещества, поступающего из промышленного источника.

Классификация методов очистки газов в настоящее время не вполне устоялась; их различают по типу процесса (абсорбционные,

хемосорбционные, адсорбционные, каталитические), по характеру процесса

(регенерационные и нерегенерационные), по типу получаемого продукта, по виду загрязнений (пыль, аэрозоли, туманы, газы) и т. д.

Условная классификация методов и аппаратов для обезвреживания газовых выбросов от различных примесей .

Выбор метода и аппарата очистки зависит:

1)от концентрации извлекаемого компонента в отходящих газах;

2)дисперсного состава;

3)объема газа;

4)температуры газа;

5)наличия в газе других примесей;

6)от требуемой степени очистки;

7)возможности использования продуктов рекуперации.

В данной работе рассмотрены основные виды методов очистки газов:

абсорбционные, хемосорбционные, адсорбционные, каталитические,

28

термические, способы очистки от пыли и характерных для авиационной промышленности загрязнений, а также их действие на организм,

нормирование, методы контроля загрязнений.

Многие современные технологические процессы связаны с дроблением и измельчением веществ, транспортированием сыпучих материалов. При этом часть материалов переходит в пыль, которая вредна для здоровья и наносит значительный материальный ущерб народному хозяйству вследствие потери ценных продуктов. Пылевые частицы имеют большую суммарную поверхность, поэтому химическая и биологическая активность пыли значительно выше, чем у исходных материалов. Улавливание пыли возможно сухим и мокрым способом с помощью различных пылеулавливающих аппаратов. В зависимости от дисперсного состава загрязнений используют следующие аппараты для очистки газов. Эффективность работы циклона зависит от размеров частиц пыли: при 4-5мкм она составляет 60 %, при 10

мкм – 80 % и при30-40мкм до 95 %. Ротационные пылеуловители обеспечивают сравнительно высокую эффективность очистки: для частиц пыли от 10 до 20 мкм – 80 %, для более крупных - до 95 %.

Гидравлические очистные устройства основаны на процессе мокрого пылеулавливания за счет контакта запыленного газового потока с жидкостью. В результате этого контакта частички увлажняются,

утяжеляются и уносятся жидкостью из аппарата в виде шлама.

6. Указания к самостоятельной работе обучающихся

При организации самостоятельной работы необходимо разобраться в взаимосвязи дисциплины с различными науками, следует уяснить имеющиеся методы исследования, их содержание и особенности использования.

Опираясь на лекционный курс задачей самостоятельной работы студентов является освоение теоретических основ и закрепление практических навыков, а также и развитие самостоятельного мышления студентов в области природоохранной деятельности на предприятии.

29

Анализируются основные понятия и определения используемые в дисциплине, изучаются нормативно-правовые основы природоохранной деятельность на предприятии.

Подробно рассматриваются основные этапы организации деятельности природоохранной службы на предприятии, формы и виды природопользования на предприятии.

Отдельное внимание должно быть уделено участникам порядку оформления договоров на право потребления природных ресурсов и лимитов на природопользование.

Рассматривается планирование использования природных ресурсов,

исследуется воздействия производственной деятельности предприятия на состояние окружающей среды.

Особое место занимает расчет предельно-допустимых выбросов (ПДВ) и

сбросов (НДС), основные принципы создания малоотходных и экологически-

безопасных, ресурсосберегающих технологий.

Рассматриваются примеры внедрения на предприятиях ресурсосберегающих, технологий и различных схем водопользования

(оборотные, замкнутые). Изучаются методы м технологии водоподготовки,

обезвреживание выбросов газо-воздушной смеси и очистки сточных вод.

В процессе самостоятельной подготовки подробно разбираются методологические положения и принципы экономического регулирования и стимулирования природоохранной деятельности предприятия, платежи за использование природных ресурсов и платежи за негативное воздействие.

Важной задачей является рассмотрение экономического ущерба от загрязнения окружающей среды предприятием и экономической эффективности от реализации природоохранных мероприятий на предприятии. Также внимание должно быть уделено нарушениям предприятиями законодательства по охране окружающей среды и виды ответственности за экологические правонарушения, взаимодействию с органами контроля и надзора в сфере охраны окружающей среды.

30