Методы контроля окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

1. Существенной особенностью загрязнения воздушной среды городов, особенно крупных, являются выхлопные газы автотранспорта и составляют 60-80% от общих выбросов. В России принимают различные меры по снижению токсичности выбросов путем более улучшеной очистки бензина, замены его на более чистые источники энергии (газовое топливо, этанол, электричество), снижение свинца в добавках к бензину, более экономичные двигатели, более полное сгорание горючего, кроме того создаются в городах зоны с ограниченным движением автомобилей.

Несмотря на все применяемые меры, с каждым годом растет количество автомобилей и загрязнение воздуха не снижается. Автотранспорт выбрасывает в воздушную среду более 200 компонентов, из них угарный газ, углекислый газ, окислы азота и серы, альдегиды, свинец, кадмий, и канцерогенная группа углеводородов (бензопирен и бензоантроцен). При этом наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автотранспортом в воздух на малом ходу, на перекрестках, остановках перед светофорами. Так, на небольшой скорости бензиновый двигатель выбрасывает в атмосферу 0,05% углеводородов (от общего выброса), на малом ходу - 0,98%, окиси углерода соответственно - 5,1% и 13,8%.

Цель практической работы №1 - оценить загруженность участка улицы автотранспортом, рассчитать и оценить по нормативам ПДК качество атмосферного воздуха.

2. При хозяйственной деятельности любого объекта необходимо учитывать правила и меры по соблюдению технологического режима и выполнения требований по охране природы, рационального использования природных ресурсов, оздоровления окружающей среды, которое обеспечивает установленные нормативы качества природной среды.

Обострение экологических проблем связанных с повышенной нагрузкой на окружающую среду связано в первую очередь с отсутствием экологических стратегий многих предприятий хозяйственной деятельности. В большинстве случаев это наблюдается из-за недостаточного финансирования, необходимого для внедрения экологически безопасных технологий и производств, обеспечения надёжной, эффективной работы очистных сооружений, установок средств контроля за окружающей средой.

Оценка ассимилирующей способности экосистем, т. е. способности экосистем к самоочищению, указывает на снижение этой способности под действием антропогенной нагрузки, вызванной хозяйственной деятельностью человека. Таким образом, на сегодняшний день очень актуальными являются проблемы снижения воздействия на окружающую среду, рационального использования природных ресурсов, внедрения безотходных технологий.

Решение экологических проблем требует комплексного подхода к работе каждого субъекта хозяйственной деятельности, поиска новых рациональных решений по разработки и внедрения природоохранных мероприятий в соответствии с экологическим прогнозом предполагаемых последствий.

Цель практической работы №2 - Анализ воздействия предприятия (учреждения) на окружающую среду, его оценка и поиск путей снижения негативной нагрузки.

атмосферный воздух транспорт предприятие



РАСЧЕТНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта по концентрации оксида углерода (СО)

- Место наблюдения: г. Санкт-Петербург, проспект Обуховской обороны, 269 к2.

- Тип местности: магистральная развязка съезд с КАД, Вантовый мост.

- Погодные условия:

· температура воздуха: -4⁰…+4⁰С

· влажность: средняя 84%

· скорость ветра: ЗЮЗ, 2…3 м/с

- Имеется защитная полоса из деревьев.

Табл. 1. Результаты наблюдений.

Время наблюдения	Легковой транспорт	Легкий грузовой транспорт	Средний грузовой транспорт	Тяжелый грузовой транспорт	Автобусы	Трамваи	Всего
9:00-9:10	62	4	7	4	2	3	82
9:30-9:40	64	5	9	4	2	3	87
9:50-10:00	64	3	5	2	2	3	79
13:00-13:10	68	3	4	1	1	2	80
13:30-13:40	60	0	1	1	1	3	66
13:50-14:00	68	0	2	2	1	3	76
18:00-18:10	62	1	1	3	1	2	70
18:30-18:40	64	2	2	4	1	2	75
18:50-19:00	80	4	2	7	3	2	98

Обработка результатов

1. Оценка доли видов транспорта в %:



Вывод: Движение транспорта по улице является достаточно оживленным. Преобладающий транспорт - легковые автомобили (83%). Это объясняется доступностью частного транспорта. В наше время считается обычным делом иметь в каждой семье автомобиль, и даже не один. Наибольший вред окружающей среде наносит частный, или легковой транспорт.

2. Оценка интенсивности движения автотранспорта:



Определим интенсивность, или среднее количество транспорта в сутки:

N=22752 - высокая интенсивность движения.

Вывод: Максимальная интенсивность движения приходится на вечерние часы: 18.50-19.00 (98 шт.). Это объясняется концом рабочего дня, люди возвращаются домой.

3. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха по концентрации СО

Формула оценки концентрации окиси углерода (Kco) рассчитывается по следующей формуле:

К_СО=(0,5+0,01N•K_T)•K_A•K_C•K_B•K_П•K_У,

где 0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха оксидом углерода нетранспортного происхождения, мг/м³;

N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, авто/час;

K_T - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода,

K_T= УP_i•Ki

P_i - доля отдельного вида транспорта от всей совокупности, принимаемой за 1.

K_i - коэффициент токсичности отдельного вида транспорта (табл.2.1);

K_T=0,83•1+0,03•2,3+0,0462•2,9+0,042•0,2+0,0197•3,7= 1,11427;

K_A - коэффициент, учитывающий аэрацию местности;

K_C - коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра;

K_B - коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от влежности воздуха.

К_СО=(0,5+0,01• 948 • 1,11427)•0,4• 1,75 •1,15 •2,1•1,07=19,9 мг/м³.

ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м³.

Вывод: ПДК выбросов значительно превышено (почти в четыре раза). Автотранспорт наносит большой урон экологии, окружающей среде.

Заключение по расчетно-практической работе №1

Атмосферный воздух является одним из наиболее значимых факторов, влияющих на здоровье населения. По данным мониторинга проведены расчеты канцерогенного риска здоровью населения, которые показали, что индивидуальный канцерогенный риск от воздействия окиси углерода (Kco) не соответствует предельно-допустимому (ПДК) и составляет Kco=19,9 мг/м³. Что почти в 4 раза выше нормы.

Даже при принятии различные мер по снижению токсичности выбросов путем более лучшей очистки бензина, замены его на более чистые источники энергии (газовое топливо, этанол, электричество), снижение свинца в добавках к бензину, более экономичные двигатели, более полное сгорание горючего, создание в городах зон с ограниченным движением автомобилей, из года в год растет количество автомобилей и загрязнение воздуха не снижается.

Санкт-Петербург входит в ряд городов Российской Федерации с предельно высоким загрязнением атмосферного воздуха, и вопросы выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду являются актуальными для города. Качество атмосферного воздуха зависит от интенсивности загрязнения его выбросами от стационарных и передвижных источников загрязнения.

Приложения

Таблица 2.1

Тип автомобиля	Коэффициент Ki
Легкий грузовой	2,3
Средний грузовой	2,9
Тяжелый грузовой (дизельный)	0,2
Автобус	3,7
Легковой	1,0

K_A - коэффициент, учитывающий аэрацию местности (табл.2.2);

Таблица 2.2

Тип местности по степени аэрации	Коэффициент Kа
Транспортные тоннели	2,7
Транспортные галереи	1,5
Магистральные улицы/дороги, Улицы/дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон	1,0
Жилые улицы/дороги с одноэтажной застройкой	0,6
Улицы/дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи	0,4
Пешеходные тоннели	0,3

K_C - коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра (табл. 2.3);

Таблица 2.3

Скорость ветра, м/с	Коэффициент КС
1	2,7
2	2,0
3	1,5
4	1,2
5	1,05
6 и более	1,00

K_B - коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха (табл. 2.4);

Таблица 2.4

Относительная влажность, %	Коэффициент КВ
100	1,45
90	1,30
80	1,15
70	1,00
60	0,85
50	0,75
40	0,60

К_П - коэффициент, увеличения загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода у пересечений улиц (табл 2.5);

Таблица 2.5

Тип пересечения	Коэффициент КП
Регулируемое пересечение: - светофорами обычное, - светофорами управляемое, - саморегулируемое	1,8 2,1 2,0
Нерегулируемое: - со снижением скорости - кольцевое - с обязательной остановкой	1,9 2,2 3,0

К_У - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода в зависимости от величины продольного уклона (табл. 2.6).

Таблица 2.6

Продольный уклон 0	Коэффициент КУ
0	1,00
2	1,06
4	1,07
6	1,18
8	1,55



РАСЧЕТНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

Анализ воздействия предприятия (учреждения) на окружающую среду

Коммунальное автотранспортное предприятие,крупное предприятие по оказанию транспортных услуг - обеспечению автотранспортом. Создано с целью активизации деятельности и совершенствования развития инфраструктуры автосервиса по оказанию услуг по ремонту и техническому обслуживанию автотранспортных средств, подвижных составов и другой техники, а также предприятий, учреждений, организаций, находящихся в подчинении или являющихся партнерскими организациями.

Реставрация и изготовление изношенных запчастей осуществляется как собственными силами, так и путем договорных отношений с другими государственными, кооперативными и предпринимательскими организациями.

Занимается обслуживанием, текущим ремонтом и эксплуатацией автотранспорта. Подвижной состав подвергается туалетной мойке, а автомобили, которые должны пройти техническое обслуживание, дополнительно подвергаются углубленной мойке.

Предприятие занимает одну промплощадку, на которой размещаются:

Участок ремонта топливной аппаратуры;

Участок технического обслуживания и ремонта автомобилей;

Участок вулканизации;

Моечный участок;

Участок окраски;

Медницкий цех;

Аккумуляторная;

Столярный участок;

Посты электро и газосварки;

Склад ГСМ;

Автозаправочная станция;

Открытая стоянка автотранспорта;

Административно-бытовые помещения.

Парк автомобилей составляет:

- с двигателям на газе - 32 ед.

- с двигателем на бензине - 20 ед.

- с двигателем на дизтопливе - 33 ед.

На предприятии присутствует 11 источников выбросов один из которых не организованный.

Максимальные концентрации загрязняющих веществ на границе СЗЗ составляют (в долях ПДК): оксид железа - 0,021; марганец и его соединения - 0,0022; оксид углерода - 0,49; диоксид азота - 0,30; ацетилен - 0,13; Ангидрид сернистый - 0,014; Бенз(а)пирен - 0,0042; сажа - 0,11; углеводороды предельные - 0,012; группа суммации 31 - 0,31.

Максимальные концентрации загрязняющих веществ в точках жилой застройки составляют (в долях ПДК): оксид железа - 0,00089; марганец и его соединения - 0,000095; оксид углерода -0,49; диоксид азота - 0,17; ацетилен - 0,055; Ангидрид сернистый - 0,0064; Бенз(а)пирен - 0,0017; сажа - 0,098; углеводороды предельные - 0,0051; группа суммации 31 - 0,17.

Парк автотранспорта состоит из автомобилей работающих на газе, бензине, дизтопливе.

Автомобилей:

- с карбюраторным двигателем - 20 ед.

- с дизельным двигателем - 33 ед

- с газовым двигателем - 32 ед.

Годовой расход топлива:

Бензина - 115 т.

Дизтоплива - 133 т.

Газа - 432 т.

Собственный автотранспорт предприятия хранится на открытой стоянке. Выделения загрязняющих атмосферу веществ при прогреве двигателей и разъезде автомобилей учитываются как неорганизованный.

Образующиеся отходы:

отработанные кислотные батареи;

шины;

отработанное моторное масло;

электролит;

- фильтры масляные переносят в контейнер для сбора мусора и вывозят на полигон.

При работе двигателей внутреннего сгорании при прогреве или перемещении транспорта по территории предприятия образуются следующие загрязняющие вещества: углерода окись, ангидрид сернистый, углеводороды предельные, сажа, оксиды азота, бенз(а)перен, гексан.

Ежегодно с отработавшими газами в атмосферу поступают сотни миллионов тонн вредных веществ; автомобиль - один из главных факторов шумового загрязнения. Под влиянием вредного воздействия автомобильного транспорта ухудшается здоровье людей, отравляются почвы и водоемы, страдает растительный и животный мир.

В составе отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания содержатся сотни вредных компонентов, однако наиболее существенными являются: оксид углерода (СО), углеводороды (СН), оксиды азота (NOx), твердые частицы (ТЧ), соединения свинца (Pb) и серы (SO2), альдегиды, а также канцерогенные вещества. Важное значение начинает приобретать загрязнение атмосферы диоксидом углерода (СО2), в больших количествах содержатся в отработавших газах автомобилей. Загрязнение вод транспортными отходами проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов. Загрязняющие и ядовитые вещества переносятся на большие расстояния, попадают с осадками в почву, поверхностные и подземные воды, в океаны, отравляют окружающую среду, отрицательно сказывается на получении растительной биомассы, и включаются в круговороты многих элементов биосферы.

Загрязнение водоемов - это снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ. Загрязнение вод транспортными отходами проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов. Установлено, что более 400 видов веществ, выделяемых при работе автотранспорта, могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическим, общесанитарным или органолептическим, вода считается загрязненной.

Оценка воздействия на почвы.Наиболее загрязненными являются участки вдоль автомагистралей и на крупных перекрестках, где наблюдается превышение ПДК двуокиси азота, бенз(а)пирена, свинца и других веществ. Вследствие роста автомобильного транспорта экологическая ситуация с каждым годом значительно ухудшается, только за последние 10 лет его количество возросло в 2,5 раза.

В результате использования транспортных средств с отработавшими газами выделяются токсичные вещества, повышается уровень шума, происходит загрязнение почв и водоемов вследствие протечек горюче-смазочных материалов, стекание воды с содержанием нефтепродуктов, извести и других компонентов после мытья машин, из-за испарения топлива из бака и карбюратора, тяжелыми углеводородами при истирании шин, а также образуется пыль и другие вредные вещества. Окружающей среде наносятся существенные убытки вследствие негативной экологической ситуации в транспортной системе. По разным данным, загрязнение тяжелыми металлами (свинцом, хромом, никелем и др.) характерно для прилегающих территорий вдоль дорог от 50 до 200 метров. На этих землях содержание тяжелых металлов превышает ПДК в несколько раз, и поэтому такие земли непригодны для выпаса скота, заготовки сена и для выращивания сельскохозяйственной продукции.

При прохождении 15 тыс. км один автомобиль выбрасывает 3 250 кг углекислого газа, 530 кг - СО, 93 кг углеводородов, 27 кг оксидов азота и около 1кг свинца. В составе отработавших газов содержится более 170 вредных элементов.

Токсичные выбросы, придорожная пыль, вещества, используемые для зимнего содержания дорог, и другие факторы вместе образуют комплекс соединений, которые загрязняют воздух и биологические объекты придорожных полос. Часть их образует более сложные частицы с компонентами атмосферы или распадается, попадает к растениям и сорбируется почвой, другие - с турбулентными массами воздуха переносятся на большие расстояния.

В результате большого количества выбросов в атмосферный воздух существует проблема кислотных дождей, которые загрязняют значительные площади земель, леса и водоемов. В отличие от точечных объектов загрязнений промышленными выбросами и пространственно-распределенных загрязнений, для транспорта характерным является линейное и сетевое загрязнения, которое является нефиксированным утечкой загрязнения с параметрами, переменными во времени и пространстве. Распределение выпада токсичных веществ зависит от метеорологических условий, топографии местности, наличия защитных насаждений и другой растительности в придорожной полосе, интенсивности движения транспорта и других факторов.

Также существуют такие параметры, как климатические условия, доли опасных веществ в составе топлива, время эксплуатации и техническое состояние автомобиля, давление, влажность и другие физические факторы.

Определим предельно допустимый выброс (ПДВ)- значение приземной концентрации (Смах); расстояние от источника, на котором достигается максимальная концентрация вредных веществ (Хмах), зону влияния предприятия при исследовании данных:

загрязняющее вещество - пыль; фоновая концентрация Сф= 0,05 мг/м3; высота трубы Н = 7 м; диаметр отверстия источника выброса - D = 0,85 м; коэффициент температурной стратификации А = 140; коэффициент, учитывающий вредность осадок вредных веществ в атмосфере - F = 3; коэффициент, учитывающий влияние рельефа на рассеивание газовоздушной смеси з = 1,2; средняя скорость выброса загрязняющего вещества - We = 7 м/с; разность между температурой загрязняющего вещества, выбрасываемого и окружающим воздухом ДТ = 160°С.

Решения

1) находим значении параметра f

f =

При значении параметра f < 100 расчет проводим для нагретой газовоздушной смеси.

2) безразмерный параметр m равен

m =

3) для определения коэффициента n определяем Vmax

V_mах = 0,65 *

n рассчитываем по формуле:

n = 3 -

4) предельно допустимый выброс, г/с:

ГДВ = = 27,9

5) значение максимальной приземной концентрации, мг/м3:

С_mах =

6) расстояние, на котором ожидается наибольшая концентрация веществ Хмах равна:

при V_mах ? 2 = 2,76

D = 4,95 * V_mах (1 + 0,28 * = 4,95 * 2,76 * (1 + 0,28 * = 20,3

7) зона влияния предприятия определяет расстояние L. которую находим:

Lп=10*Хmах= 10*20,3 = 203м;

В результате выполненных расчетов получены следующие значения:

для пыли. ГДВ = 27,9 г/с; Смах = 3,14 мг/м3; Хмах = 20,3 м; L = 203 м

Заключение по расчетно-практической работе №2

Приземные концентрации загрязняющих веществ, присутствующих в выбросах автотранспортного предприятия с учетом фона на границе нормативной санитарно-защитной зоны и в отдельных точка жилой застройки не превышают предельно допустимых концентраций.

Таким образом, граница расчетной санитарно-защитной зоны расположена по границе предприятия.

Концентрация загрязняющих веществ в сточной воде предприятия превышает допустимую концентрацию загрязняющих веществ, подлежащих сбросу в канализацию по следующим показателям: взвешенные вещества - 8,1 раза; нефтепродукты - 7,15 раза; сухой остаток - 1,14 раза; ХПК - 1,19 раза.

Очистные сооружения, функционирующие на предприятии, не дают желаемого результата очистки. Сточные воды, образующиеся на предприятии, не соответствуют требованиям правил приема сточных вод в городскую систему канализации.

Суммарная нагрузка на почвы по сере и азоту на границе санитарно-защитной зоны предприятия не превышает критическую.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Горшков М.В. Экологический мониторинг: Учебное пособие. - Владивосток: Изд-во ТГЭУ, 2010. - 313 с.

2. Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг: Учебное пособие. - М.: РГОТУПС, 2003. - 222 с.

3. Экологический мониторинг: Учебное пособие. Под ред. Т.Я. Ашихминой. М.: Академпроект, 2008. - 416 с.

4. Якунина И.В., Попов Н.С. Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг: Учебное пособие. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2009. - 188 с.

Размещено на Allbest.ru

...