Главная Коллекция "Revolution" Экология и охрана природы Расчет и оценка эколого-значимых параметров

Расчет и оценка эколого-значимых параметров

Характеристика приоритетного списка вредных примесей, подлежащих контролю в атмосфере. Интегральная оценка экологического состояния природных вод конкретной территории. Расчет и оценка уровня загрязнения природных почв свинцом вдоль автомобильных дорог.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 28.04.2016
Размер файла 204,9 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ»

Курсовая работа по дисциплине

«Эколого-экономический анализ в инвестиционном проектирование»

РАСЧЕТ И ОЦЕНКА ЭКОЛОГО-ЗНАЧИМЫХ ПАРАМЕТРОВ

Выполнила: Мохова Н.В.

Студентка 4 курса

Группа: 8-ОУ

Шифр: 412013

МОСКВА 2016

Содержание

1.Расчетная работа № 1

СОСТАВЛЕНИЕ ПРИОРИТЕТНОГО СПИСКА ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ, ПОДЛЕЖАЩИХ КОНТРОЛЮ В АТМОСФЕРЕ

2.Расчетная работа № 2

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД

3.Расчетная работа № 3

РАСЧЕТ И ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ СВИНЦОМ ВДОЛЬ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Расчетная работа № 1

СОСТАВЛЕНИЕ ПРИОРИТЕТНОГО СПИСКА ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ, ПОДЛЕЖАЩИХ КОНТРОЛЮ В АТМОСФЕРЕ

Цель работы

Определить комплексные показатели состояния загрязнения атмосферы для определенного предприятия и конкретной территории (ТПВ1 и ТПВ2, РПВ1 и РПВ2)

Составить вариант приоритетного списка вредных примесей, подлежащих контролю в атмосфере, используя заданный массив данных по выбросам анализируемого объекта.

Введение

почва атмосфера загрязнение примесь

Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» (№ 96-ФЗ от 04 мая 1999 г.) является законодательной базой снижения выбросов вредных веществ в атмосферу за счет планирования и осуществления государственных программ и мероприятий путем введения высокоэффективных методов очистки и перехода на малоотходные и безотходные технологии.

Вклад основных видов деятельности в суммарные выбросы вредных веществ, отходящих от стационарных источников, на промышленных предприятиях в России в 2003 г. выглядела следующим образом:

добыча полезных ископаемых - 27,7%;

обрабатывающие производства - 34,0%;

производство и распределение электроэнергии, газа и воды - 22,2%;

транспорт и связь - 12,3%;

прочие виды экономической деятельности - 3,8%;

В России в 2008 году выбросы в атмосферу составляли 20,1 млн. т. По объемам выбросов в атмосферный воздух от стационарных источников на первом месте располагаются обрабатывающие производства (третья часть суммарного объема по России) за счет металлургического производства. Другой крупный блок источников загрязнения атмосферы образуют производства по добыче полезных ископаемых (27,7%), в первую очередь предприятия, занимающиеся добычей сырой нефти и нефтяного попутного газа. Значительные объемы выбросов в атмосферу характерны для предприятий электроэнергетики и трубопроводного транспорта.

Вместе с тем уловлено или обезврежено в 2008 г. было 16,6 млн.т. (82,7% от общего числа отходящих загрязняющих веществ от стационарных источников).

Итак, промышленные предприятия и автотранспорт выбрасывают в атмосферу тысячи наименований вредных веществ. Наиболее сложными и трудоемкими являются операции инвентаризации источников вредных воздействий, выбросов, а также расчеты норм ПДВ.

Инвентаризацию проводят с целью учета неблагоприятных воздействий поступления вредных веществ в окружающую среду, их обезвреживания и улавливания, разработки мер по снижению и ликвидации воздействий от поступления вредных веществ.

Периодичность плановых инвентаризаций - обычно 1 раз в 5 лет, но при необходимости инвентаризацию проводят чаще.

Инвентаризацию осуществляют расчетно-аналитическими методами и прямыми методами инструментальных измерений и контроля при работе оборудования в нормальном режиме.

Фактические показатели (качественные и количественные) поступления в окружающую среду вредных веществ и неблагоприятных факторов сопоставляются (расчетным путем) с нормами ПДВ. На этом основании делаются выводы о приемлемости или неприемлемости деятельности предприятия по природоохранным показателям для данных экологических и природно-климатических условий:

разрешающее деятельность предприятия;

разрешающее деятельность предприятия при условии проведения неотложных мероприятий;

запрещающее деятельность предприятия.

На рис.1.1 приведена блок-схема инвентаризации поступления загрязняющих веществ в окружающую среду.

Согласно этой схеме, на основании расчетов и прямых измерений на первом этапе определяется номенклатура вредных веществ, поступающих в окружающую среду в нормальном режиме функционирования.

Далее проводится расчет концентрации этих вредных веществ в соответствующих компонентах окружающей среды, при этом учитывается воздействие климатических факторов, как правило, снижающих концентрацию за счет ветропереноса, атмосферных осадков, течений и т.п.

Полученные суммарные значения концентраций сопоставляют с действующими нормами ПДК и по результатам сравнения принимают соответствующее решение о дальнейшем функционировании источников.

Анализ природно-климатических факторов проводится с целью определения тенденций повышения или понижения концентраций для данной территории. Для этого используется база данных многолетних климатических наблюдений и характеристик исследуемой территории. Размеры учитываемой территории (зоны влияния) зависят от того, каков характер анализируемых выбросов.

Сопоставляя фоновые концентрации, ПДК и климатические характеристики, рассчитывают ПДВ для данной территории по списку приоритетных вредных веществ.

При превышении уровня ПДК, ПДВ ставится вопрос о мероприятиях, которые способны привести к нормам выбросы загрязняющих веществ, в том числе - о выделении необходимых ресурсов для замены или ремонта очистных сооружений, замены технологии очистных сооружений либо основной технологии производства.

Контролировать содержание всех веществ в атмосфере невозможно по экономическим причинам и целесообразности. Существуют критерии выбора вредных веществ, подлежащих контролю, и правила определения очередности организации контроля, которые основываются на составлении приоритетного списка контроля вредных веществ.

Принцип выбора веществ, включаемых в приоритетный список, основан на использовании двух комплексных показателей состояния загрязнения атмосферы Временные Рекомендации для составления приоритетного списка примесей, подлежащих контролю в атмосфере.

Первый параметр - требуемое потребление воздуха (ТПВ, тыс.т/год/мг/м3). Это объем воздуха, необходимый для разбавления i-того вещества в количестве Мi (тыс.т/год) до уровня концентрации, равной ПДКнм Предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест ПДКнм (ПДКав) - максимальная концентрация, отнесенная к определенному периоду осреднения (30 мин., 24 ч, 1 мес., 1 год) и не оказывающая при регламентированной вероятности появления вредного вещества ни прямого, ни косвенного отрицательного воздействия на организм человека, включая отдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающая работоспособности человека и не ухудшающая его самочувствия. Среди ПДКнм различают среднесуточную - ПДКсс и максимально разовую - ПДКмр.

Предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест ПДКсс (мг/м3) - средняя из концентраций, выявленных в течение суток или отбираемая непрерывно в течение 24 часов, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

Предельно допустимая максимальная разовая (кратковременная) концентрация химического вещества в воздухе населенных мест ПДКмр (мг/м3) - наиболее высокая из числа 30-минутных концентраций, зарегистрированных в данной точке за определенный период наблюдения, которая при вдыхании в течение 30 мин. не должна вызывать рефлекторных (в том числе, субсенсорных) реакций в организме человека..

В связи с наличием двух нормативов качества атмосферного воздуха населенных мест (ПДКсс и ПДКмр) в Рекомендациях указаны две величины ТПВ: ТПВ1 - среднесуточный норматив и ТПВ2 - максимально разовый. Определяются они следующими выражениями:

ТПВ1 = Мi / ПДКсс(1.1)

ТПВ2 = Мi / ПДКмр(1.2)

Второй параметр - величина реального потребления воздуха (РПВ). Она характеризует объем воздуха, который обеспечивает разбавление выбросов i-того вещества в количестве Мi (тыс. т/год) до уровня концентрации qi, наблюдаемой в данном месте. Используют также две величины показателя РПВ: РПВ1, рассчитываемый с учетом среднего уровня концентрации примеси, и РПВ2, рассчитываемый с учетом максимального уровня концентрации примеси:

РПВ1 = Мi / qср(1.3)

РПВ2 = Мi / qмакс(1.4)

Установлено, что показатель РПВ зависит от рассеивающей способности атмосферы (характеризуется специальным параметром загрязнения атмосферы (ПЗА) Величина ПЗА меньше 2,5 соответствует чистой атмосфере; 2,5-7,5 - слабозагрязненной атмосфере; 7,5-12,5 - загрязненной атмосфере; 12,5-22,5 - сильнозагрязненной атмосфере; 22,5-32,5 - высоко загрязненной атмосфере более 52,5 - экстремально загрязненной атмосфере.

4 Предельно допустимый выброс (ПДВ, г/с) - масса вредного вещества в газовых выбросах, максимально допустимая к поступлению в атмосферу в единицу времени при условии, что приземная концентрация вредного вещества не будет превышать ПДК., от территории города или анализируемой зоны (L) и параметров источников выбросов в городе (анализируемой зоне).

Способ выбора примесей для контроля их содержания в атмосфере данного населенного пункта основан на сравнении соответствующих значений ТПВ и РПВ. При этом определяется, будет ли оцениваемая средняя или максимальная концентрация вредного вещества при заданных выбросах превышать соответствующие значения ПДКсс или ПДКмр.

Если ТПВ РПВ,(1.5)

т.е. Мi / ПДКнм i Мi / qi,(1.6)

тогда qi ПДКнм i,(1.7)

т.е. оцениваемая концентрация примеси будет равна или превысит ПДКнм, и i-тую примесь следует включить в список веществ, которые необходимо контролировать.

Из приведенного выше ясно, что необходимо провести сравнение ТПВ1 с РПВ1 и ТПВ2 с РПВ2.

1.1 Определение вредных примесей, подлежащих контролю

1.1.1 С учетом среднесуточного уровня загрязнения атмосферы

Существует два приема предварительного определения целесообразности контроля избыточных количеств вредных веществ в воздухе по ТПВ1.

Первый - графический метод, использующий номограммы М (тыс.т/год) - L (км) с семейством прямых, построенных для qi = ПДКсс с учетом параметра ПЗА для определения очередности их ревизии.

Второй - теоретический метод: упрощенный способ, используемый в случае наличия в анализируемой зоне (городе) одного или нескольких источников выброса, расположенных локально.

Для решаемой в этой работе задачи L, т.е. расстояние, на котором можно ожидать наибольшего значения qi, принимается равным 2 км. Поскольку выбрано одно значение L = 2 км, применим теоретический метод.

Вместо номограмм для определения целесообразности контроля можно пользоваться следующими зависимостями:

при значении ПЗА = 2,1-3,0 (для Европейской части России и Западной Сибири) - Мi 200 ПДКссi, т.е. Мi/ПДКссi 200, и следовательно, можно принять РПВ1 = 200;

при значении ПЗА = 3,0 (для Восточной Сибири) - Мi 100 ПДКссi, т.е. Мi/ПДКссi 100, и следовательно, можно принять РПВ1 = 100.

Таким образом, для каждой примеси рассчитывается величина ТПВ1 по формуле (1.1) и сравнивается с РПВ1 для заданного региона. В случае выполнения неравенства (1.5) примесь подлежит контролю и в графе 8 (табл.1.2) ставят знак «+», если не выполняется, то ставят знак «-».

1.1.2 С учетом максимально возможного уровня загрязнения атмосферы

При выборе специфических примесей для контроля их содержания в воздухе учитывается также соотношение между ожидаемой максимально разовой концентрацией i-той примеси qмр и ее ПДКмр.

Значения параметра РПВ2 для наиболее часто встречающихся неблагоприятных метеорологических условий рассеяния выбираются по табл.1.1 с учетом Н, Т, А.

Н - высота источника выброса, м. Если примесь поступает в атмосферу от многих мелких источников и автотранспорта, то принимается Н = 20 м; если примеси выбрасываются из нескольких промышленных источников разной высоты, то принимается Н = 50 м, что соответствует примерно средней высоте труб; для промышленных предприятий с высокими трубами (ТЭЦ, ГРЭС и т.п.) Н принимается не ниже 100 м.

Т - разность температур выбрасываемой газовоздушной смеси и окружающего воздуха, С.

А - коэффициент рассеивания, индивидуальный для каждой местности и соответствующий неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна:

А = 250 - для районов Средней Азии южнее 40с.ш., Бурятии и Читинской области;

А = 200 - для Центральной Европейской части России и Дальнего Востока;

А = 160 - для Европейской части России и Урала севернее 52с.ш.;

А = 140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

Таблица 1.1 - Параметр РПВ2 (тыс.т/год/мг/м3) при различных значениях Н, Т, А

Высота выброса Н, м

А = 140

А = 160

А = 200

А = 250

Т, С

50

50

50

50

50

50

50

50

100

6,65

4,10

5,00

3,10

4,00

2,40

3,30

2,00

50

2,10

1,00

1,60

0,80

1,20

0,60

1,00

0,50

20

0,25

-

0,90

-

0,15

-

0,12

-

Результаты сравнений, просчитанных по формуле (1.2) величин ТПВ2 и выбранных по табл.1.1 значений РПВ2, с учетом неравенства (1.5), заносятся в табл.1.2 (графа 9), руководствуясь рассуждениями, аналогичными рассуждениям по среднесуточным выбросам.

1.2 Составление приоритетного списка с одновременным учетом среднесуточного и максимально возможного уровней загрязнения атмосферы

Вещества, имеющие в графе 8 или 9 (табл.1.2) хотя бы один знак «+», подлежат контролю и учитываются в распределении мест по ТПВ1 и ТПВ2 (т.е. вещества имеющие два минуса не превышают нормативных уровней и, следовательно, не подлежат контролю и не входят в приоритетный список).

Примеси, подлежащие контролю, сначала распределяются по ранжиру в соответствии с числовым значением ТПВ1 (табл.1.2, графа 10). Номер «1» присваивается примеси с наибольшим значением ТПВ1, далее значения ТПВ1 ставят в ряд по убывающей. Если несколько примесей имеют одинаковые значения ТПВ1, то вначале записывается примесь класса опасности «1», затем «2» и т.д. Аналогично распределяются места по значениям ТПВ2 (табл.1.2, графа 11).

Затем определяется сумма мест (табл.1.2, графа 12). При этом, примеси, для которых нет значения ПДКмр, следовательно, нет значения ТПВ2 и номера места по величине ТПВ2, включаются в список по удвоенному номеру места, полученного по значению ТПВ1.

Окончательный приоритетный список составляется по сумме мест, составленных по значениям ТПВ1 и ТПВ2, начиная с меньших чисел, в порядке их увеличения, т.е. номер «1» присваивается минимальной сумме мест ТПВ1 и ТПВ2. Если несколько примесей имеют одинаковые значения суммы номеров мест в окончательном списке, то очередность этих примесей устанавливается по классу опасности веществ или по величинам ПДКсс (ПДКмр) Существуют четыре класса опасности (токсичности) веществ: I - чрезвычайно опасные, II - высоко опасные, III - умеренно опасные, IV - малоопасные, т.е. более опасные вещества должны контролироваться в первую очередь и находиться в приоритетном списке на более высоком месте.

Таблица 1.2 - Данные для построения приоритетного списка

Наименование примеси

Мi,

тыс.т/год

ПДКсс,

мг/м3

ПДКмр,

мг/м3

Класс опасности

ТПВ1

ТПВ2

Контроль

Номера мест

мест по ТПВ1 и ТПВ2

№ места

в списке

по ТПВ1

по ТПВ2

по ТПВ1

по ТПВ2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

2,88

1,02

46,29

18,26

9,16

2,05

30,27

2,03

0,85

3,45

0,09

15,18

0,04

0,003

100

0,01

1,00

3,00

0,15

0,008

0,001

0,03

0,0003

0,20

0,20

3,00

5,00

0,50

0,008

0,01

0,10

0,20

4

2

4

2

4

3

2

1

2

1

2

72

340

0,4629

0,1826

9,16

0,6833

201,8

253,75

850

115

300

75,9

14,4

3,053

0,41

60,54

253,75

85

34,5

75,9

-

+

-

+

-

-

+

+

+

-

+

-

+

-

+

-

+

+

+

+

+

9

3

12

1

10

11

6

5

2

7

4

8

6

7

8

4

1

2

5

3

15

6

2

17

10

6

4

12

8

11

9

3

1

10

6

4

2

8

5

7

Порядок выполнения работы

Выбрать РПВ1 (п.1.1.1).

Определить коэффициент рассеивания А, индивидуальный для каждой местности (п.1.1.2).

Выбрать РПВ2 (табл.1.1).

Рассчитать ТПВ1 и ТПВ2 по формулам (1.1) и (1.2). Результаты расчетов внести в табл.1.2 (графы 6 и 7).

Сравнить ТПВ1 с РПВ1 и ТПВ2 с РПВ2 (формула (1.5), п.п.1.1.1, 1.1.2). Результаты внести в табл.1.2 (графы 8 и 9).

Распределить места в списке по значениям ТПВ1 и ТПВ2 (п.1.1.3). Результаты внести в табл.1.2 (графы 10 и 11).

Распределить места в списке по сумме ТПВ1 и ТПВ2 (п.1.1.3). Результаты внести в табл.1.2 (графа 12).

Определить номера мест вредных веществ в порядке приоритетности, начиная с №1 и до последнего (п.1.1.3). Результаты внести в табл.1.2 (графа 13).

Составить приоритетный список примесей, рекомендуемых для контроля в атмосфере и представить его в форме табл.1.3.

Таблица 1.3 - Приоритетный список подлежащих контролю примесей

№

Наименование примеси

1

Винилхлорид

2

Фосфин

3

4

5

6

7

8

Арсин9

Аммиак

Сероводород10

Дихлорэтан 1,2

Хлорид ртути

Промышленная пыль

Хлороводород

Хлор

Задание к работе

Анализируемая ситуация

Имеется градообразующее предприятие, которое выбрасывает в атмосферу вредные примеси. Контролировать содержание всех веществ в атмосфере невозможно по экономическим причинам и целесообразности, поэтому необходимо составить приоритетный список примесей, подлежащих контролю.

Исходные данные для выполнения работы приведены в табл.1.4; перечень веществ, содержащихся в воздухе жилой застройки, и градообразующее предприятие приведены в вариантах исходного списка вредных примесей.

Вариант задания соответствует номеру студента по рабочему журналу кафедры ПЭ и БТ.

Таблица 1.4 - Исходные данные

№ по журналу

№ варианта исходного списка

Месторасположение предприятия

T, °С

Высота Н, м

1

1

Владимирская обл.

г. Ковров

50

50

2

2

50

50

3

3

50

20

4

1

Урал

г. Нижний Тагил

50

100

5

2

50

50

6

3

50

50

7

1

Дальний Восток

г. Хабаровск

50

20

8

2

50

50

9

3

50

50

10

1

Бурятия

Поселок городского типа Майский

50

20

11

2

50

50

12

3

50

50

13

1

Тульская обл.

г. Ефремов

50

100

14

2

50

50

15

3

50

50

16

1

Урал

г. Первоуральск

50

20

17

2

50

50

18

3

50

100

19

1

г. Вологда

50

100

20

2

50

50

21

3

50

50

22

1

г. Чита

50

100

23

2

50

50

24

3

50

20

25

1

Тульская обл.

г. Новомосковск

50

20

26

2

50

50

27

3

50

50

28

1

г. Санкт-Петербург

50

100

29

2

50

50

30

3

50

50

Вариант исходного списка вредных примесей № 1

Градообразующее предприятие - сернокислотный комбинат

Наименование примеси

Масса выброса, тыс.т/год

ПДКсс, мг/м3

ПДКмр,мг/м3

Класс опасности

Азотная кислота

68,25

0,15

0,40

2

Акролеин

0,34

0,03

0,03

2

Арсин

0,87

0,003

Нет

2

Диоксид азота

5,16

0,04

0,085

2

Диоксид серы

6,32

0,05

0,50

2

Оксид углерода (II)

34,73

3,00

5,00

4

Промышленная пыль

22,52

0,15

0,50

3

Селеноводород

0,034

0,00005

0,0001

1

Серная кислота

1,28

0,10

0,30

2

Сероводород

1,16

0,008

0,008

2

Фенол

2,76

0,003

0,01

2

Формальдегид

0,74

0,003

0,035

2

Фтороводород

1,13

0,005

0,02

2

Вариант исходного списка вредных примесей № 2

Градообразующее предприятие - химический комбинат с производством винилхлорида

Наименование примеси

Масса выброса, тыс.т/год

ПДКсс, мг/м3

ПДКмр, мг/м3

Класс опасности

Аммиак

2,88

0,04

0,20

4

Арсин

1,02

0,003

Нет

2

Ацетилен

46,29

100

Нет

---

Винилхлорид

18,26

0,01

Нет

4

1, 2 - дихлорэтан

9,16

1,00

3,00

2

Оксид углерода (II)

2,05

3,00

5,00

4

Промышленная пыль

30,27

0,15

0,50

3

Сероводород

2,03

0,008

0,008

2

Фосфин

0,85

0,001

0,01

1

Хлор

3,45

0,03

0,10

2

Хлорид ртути

0,09

0,0003

Нет

1

Хлороводород

15,18

0,20

0,20

2

Вариант исходного списка вредных примесей № 3

Градообразующее предприятие - завод по производству минеральных удобрений

Наименование примеси

Масса выброса, тыс.т/год

ПДКсс, мг/м3

ПДКмр, мг/м3

Класс опасности

Азотная кислота

16,53

0,15

0,40

2

Аммиак

39,51

0,04

0,20

4

Аммофос

19,74

0,20

2,00

4

Арсин

1,87

0,003

Нет

2

Диоксид азота

8,54

0,04

0,085

2

Мочевина

16,51

0,20

Нет

4

Оксид азота (II)

3,54

0,04

0,06

3

Оксид углерода (II)

0,36

3,00

5,00

4

Промышленная пыль

35,43

0,15

0,50

3

Серная кислота

1,41

0,10

0,30

2

Сероводород

2,62

0,008

0,008

2

Фосфин

0,96

0,001

0,01

1

Фосфорная кислота

0,43

1,00

Нет

---

Расчетная работа № 2

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД

Цель работы

Определить общесанитарный индекс качества воды (ИКВ).

Определить гидрохимический показатель загрязнения воды (ИЗВ) токсичными металлами.

Определить экологическое состояние водоема с помощью интегрального индекса экологического состояния (ИИЭС).

Введение

Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств. К одной группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся в ней в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли металлов (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Другая группа примесей - те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых минеральных веществ, взвеси - из биологических объектов: бактерий, вирусов, водорослей, простейших организмов и т.п.

Основными источниками антропогенного загрязнения водоемов являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм и ливневые воды.

Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, в первую очередь человека.

Биогены, поступающие в воду со сточными водами и смываемыми с полей удобрениями, стимулируют рост фитопланктона, водорослей. Данный процесс называют эвтрофикацией. Водоросли окрашивают воду в различные цвета, под их влиянием изменяется вкус воды, при отмирании водорослей развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей, потребляют кислород, приводя к его дефициту в водоеме.

Сбрасываемые стоки часто имеют кислую или щелочную реакцию, что в любом случае связано с изменением естественного рН водоема. У пресноводных рек и озер рН воды обычно 6-7. Изменение рН на единицу от оптимума приводит в большинстве случаев к стрессу и даже к гибели обитателей вод. Все «нормальные» формы жизни прекращаются при рН ниже 5 и выше 8,5. Подкисление озер и рек влияет и на сухопутных животных, так как многие птицы и звери входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах.

К одному из видов загрязнений относится тепловое загрязнение (сбросы ТЭС, АЭС, промышленных предприятий). В водоемах с повышением температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, наблюдается бурное размножение болезнетворных микробов и вирусов.

Между тем, вода обладает свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочищения. Факторы самоочищения водоемов можно условно разделить на три группы:

физические (разбавление, растворение, перемешивание),

химические (окисление неорганических и органических веществ - для этого количество растворенного кислорода должно быть не менее 4 мг/л в любое время года),

биологические (размножение в воде водорослей, плесневых и дрожжевых грибков, моллюсков, некоторых видов амеб).

При небольшом загрязнении вода в основном самоочищается за 3-4 суток. Отрицательное влияние на процесс самоочищения оказывает загрязнение водоема биогенными веществами (азот, фосфор), ароматическими углеводородами и нефтепродуктами. Самоочищение воды от нефти затягивается на длительное время - месяцы, а на реках с малым током - на годы.

Качество воды водных объектов оценивается по физико-химическим, биологическим и микробиологическим показателям, анализ которых позволяет установить соответствие или несоответствие рассматриваемого водоема или водотока требованиям, предъявляемым водопользователями, согласно действующим законодательным актам.

Согласно ГОСТ 17.1.1.01-77 «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения», под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования; при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.

Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного объекта Водный объект - сосредоточение вод на поверхности суши в формах ее рельефа либо в недрах, имеющее границы, объем и черты водного режима совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.

Правила охраны поверхностных вод устанавливают нормы качества воды водоемов и водотоков в зависимости от видов водопользования. Виды водопользования на водных объектах определяются органами Министерства природных ресурсов РФ и Государственного комитета РФ по охране окружающей среды. В данной работе рассматриваются хозяйственно-питьевой и культурно-бытовой виды водопользования.

Хозяйственно-питьевое водопользование предусматривает использование воды в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжения предприятий пищевой промышленности. В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.559-96, питьевая вода должна быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства.

К культурно-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. Согласно действующим нормативам требования к качеству поверхностных вод, установленные для культурно-бытового водопользования, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест.

Классификация качества и состояние водных ресурсов отражены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Классификация качества и возможности использования воды в водоемах различного вида водопользования

Классы

качества вод

Качественное

состояние воды

Водопользование

хозяйственно-питьевое

культурно-бытовое

1

Очень чистые

Пригодна с обеззараживанием

Вполне пригодна

2

Чистые

Пригодна с хлорированием

Вполне пригодна

3

Умеренно

загрязненные

Пригодна со стандартной очисткой

Пригодна

4

Загрязненные

Пригодна только со специальной очисткой в случае технико-экономической целесообразности

Использование сомнительно

5

Грязные

Непригодна

Непригодна

6

Очень грязные

Непригодна

Непригодна

7

Чрезвычайно грязные

Непригодна

Непригодна

Примечание - Подробный перечень методов улучшения качества и очистки воды приведен в приложении Б

В соответствии с законодательством Российской Федерации Закон Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 19 апреля 1991 года гигиенические нормативы предназначены для охраны всех видов вод, используемых населением, в том числе поверхностных, подземных водоисточников и водопроводной воды. Предусматриваются следующие виды нормативов:

предельно допустимые концентрации (ПДК); различают ПДК для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв Предельно допустимая концентрация вещества в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв, мг/л) - максимальная концентрация вещества в воде, в которой вещество при поступлении в организм в течение всей жизни не оказывает прямого или опосредованного влияния на здоровье населения в настоящем и последующих поколениях, а также не ухудшает гигиенические условия водопользования. При превышении ПДКв вода становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования) и рыбохозяйственного назначения (ПДКвр Предельно допустимая концентрация вещества в воде водных объектов рыбохозяйственного назначения (ПДКвр, мг/л) - экспериментально установленное максимально допустимое содержание в водном объекте вредного вещества, при котором не возникают последствия, снижающие его рыбохозяйственную ценность или затрудняющие его рыбохозяйственное использование);

ориентировочные допустимые уровни (ОДУ Ориентировочный допустимый уровень химического вещества в воде (ОДУ) - временный гигиенический норматив, разрабатываемый на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности и применяемый только на стадии предупредительного санитарного надзора за проектируемыми или строящимися предприятиями, реконструируемыми очистными сооружениями).

Значимость ПДК и ОДУ в системе водно-санитарного законодательства определяется тем, что:

соблюдение этих нормативов создает благоприятные условия водопользования, обеспечивая безопасность воды для здоровья населения;

наличие нормативов позволяет рассчитать нормы ПДС Предельно допустимый сброс (ПДС, г/с) - масса вредного вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в единицу времени в данном месте при условии, что концентрация вредного вещества в месте водопользования не превысит ПДК и использовать их при предупредительном и текущем санитарном надзоре;

сопоставление реальных уровней содержания веществ в воде с их ПДК или ОДУ дает возможность судить, в какой мере вредны и при каких условиях могут быть безвредными промышленные и другие загрязнения, а также оценить эффективность водоохранных мероприятий;

гигиенические нормативы необходимы при выборе приоритетных показателей загрязнения воды;

сертификация материалов, реагентов, оборудования, технологий, используемых в системах водоснабжения и очистке сточных вод, проводится с использованием гигиенических нормативов мигрирующих в воду веществ.

ПДК вещества в воде устанавливается:

для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) с учетом трех показателей вредности: органолептического; общесанитарного; санитарно-токсикологического;

для рыбохозяйственного водопользования (ПДКвр) с учетом пяти показателей вредности: органолептического; санитарного; санитарно-токсикологического; токсикологического; рыбохозяйственного.

Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменять органолептические свойства (цвет, запах и др.) воды, т.е. воспринимаемые органами чувств человека. Соли алюминия подслащивают воду; соли магния делают воду горькой; сульфаты кальция и магния придают воде горьковато-солевой вкус; хлорид натрия, морские соли делают воду соленой; силикат натрия и железо придают неприятный вкус; глинистые вещества делают воду коричневой, желтой; органические вещества могут сделать воду затхлой, безвкусной, она может пахнуть болотом, землей, рыбой, гнилью. Общесанитарный - определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры. Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие загрязняющих веществ на организм человека, а токсикологический - показывает токсичность вещества для живых организмов, населяющих водные объект (водную биоту). Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качеств промысловых рыб.

Водоем считается загрязненным в результате сброса сточных вод, если происходит изменение качества воды (выше пункта водопользования на расстоянии 1 км), которое не соответствует санитарным правилам и нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» и ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества».

Согласно новым стандартам экологической безопасности в природной и питьевой воде нормируются около 100 параметров, на основании которых строится гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязненности. Наиболее часто используемыми параметрами являются:

Органолептические показатели: цветность; запах; мутность;

Микробиологические характеристики: общее микробиологическое число; бактерии и группы кишечной палочки;

Гидрохимические характеристики:

карбонатная система: величина рН; растворенный кислород; щелочность; суммарная жесткость;

основной солевой состав воды: хлориды; сульфаты; фториды; натрий; калий;

характеристики присутствия органического вещества: окисляемость перманганатная; бихроматная окисляемость (ХПК); биохимическое потребление кислорода (БПК);

биогенные элементы: азот (аммоний, нитраты, нитриты); фосфаты;

Токсичные металлы: железо, марганец, цинк, медь, свинец, кадмий, мышьяк, никель, хром, кобальт, стронций, литий;

Синтетические органические соединения: СПАВ, нефтепродукты.

Для характеристики содержания органического вещества используются такие количественные параметры, как величины химического и биологического потребления кислорода (ХПК и БПК), а так же содержания растворенного кислорода. Кроме того, дополнительную информацию о загрязнении природных вод органическими веществами дают такие органолептические показатели, как цветность, запах и мутность. Искусственное органическое вещество характеризуется концентрациями синтетических поверхностно активных веществ (СПАВ) и нефтяных углеводородов. Микробиологическое заражение вод оценивается по двум параметрам: общее микробиологическое число и бактериологический показатель.

Часть сточных вод предприятий сбрасывается в поверхностные водоемы после предварительной обработки, поэтому для них оценивается величина предельно допустимого сброса (ПДС) массы вещества, присутствующего в сточной жидкости. Величина ПДС должна гарантировать достижение установленных норм качества вод на расстоянии не далее, чем за 500 м от места сброса.

В последние годы для выявления экологического состояния поверхностных водоемов широко используют гидробиологические индикаторы. Поскольку единый гидробиологический показатель отсутствует, качество воды определяется набором характеристик, отражающих состояние зообентоса Зообентос - совокупность животных, обитающих на грунте и в грунте морских и материковых водоемов; составляющая часть бентоса, перифитона Перифитон - организмы, поселяющиеся на подводных частях речных судов, бакенов, свай и т.п., зоопланктона, фитопланктона, высших водных растений. Конкретный набор характеристик обусловлен эколого-зональным типом водного объекта, составом и объемом сточных вод, их токсичностью и требованиями, предъявляемыми к качеству воды.

Однако, в связи с развитием отраслей промышленности, использующих химические технологии (нефтепереработка, машиностроение, собственно химия, большая и малая и т.д.), и ростом использования синтетических (часто токсичных) веществ, для оценки качества воды водоемов все чаще требуются комплексные (групповые) показатели.

В данной работе рассматриваются следующие комплексные показатели для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования:

общесанитарный индекс качества воды (ИКВ), учитывающий органолептические показатели и некоторые гидрохимические характеристики;

гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ), учитывающий содержание токсичных металлов.

Законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» Раздел VIII «Чрезвычайные экологические ситуации» установлено, что «участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной и иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных», объявляются зонами чрезвычайной экологической ситуации (статья 58) и «участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной либо иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны», объявляются зонами экологического бедствия (статья 59).

Экологическая обстановка может классифицироваться по возрастанию степени экологического неблагополучия следующим образом: относительно удовлетворительная; напряженная; кризисная (или зона чрезвычайной экологической ситуации); катастрофическая (или зона экологического бедствия).

Согласно ст.58 и ст.59 закона «Об охране окружающей среды», оценка степени экологического неблагополучия территорий (акваторий) проводится по признакам, приведенным в табл.2.2.

Таблица 2.2 - Признаки территорий крайних степеней экологического неблагополучия

Обозначение эколого-геологического состояния

Классы состояния биомов

Удовлетворительное (благоприятное) состояние среды

Условно удовлетворительное (неблагоприятное) состояние среды

Неудовлетворительное (весьма неблагоприятное) состояние среды

Катастрофическое состояние среды

Зоны нарушения биомов

Зона экологической нормы

Зона экологического риска

Зона экологического кризиса

Зона экологического бедствия

Уровни нарушения

Н

Р

К

Б

Показатели нарушения состояния экосистем по глубине их необратимости

Продуктивность и устойчивость территорий

Территории без заметного снижения продуктивности и устойчивости экосистем, её относительной стабильности

Территории с заметным снижением продуктивности и устойчивости экосистем, их нестабильным состоянием, ведущим в дальнейшем к спонтанной деградации экосистем, но ещё с обратимыми нарушениями. Требуется разумное хозяйственное использование территорий и планирование мероприятий по улучшению

Территории с сильным снижением продуктивности, потерей устойчивости и трудно обратимыми нарушениями. Необходимо выборочное хозяйственное использование территорий и планирование их глубокого улучшения

Территории с полной потерей продуктивности, практически необратимыми нарушениями экосистем, исключающими территорию из хозяйственного использования

Соответствие прямых количественных оценок эколого-геологического состояния нормативным уровням

Значение прямых критериев оценки ниже ПДК или фоновых

Значения прямых критериев оценки незначительно превышают ПДК или фон

Значения прямых критериев оценки значительно превышают ПДК или фон

Значения прямых критериев оценки в десятки раз превышают ПДК или фон

Примечание - Фоновые значения - средние естественные значения для определенных территорий

Качество среды обитания человека, в том числе окружающей природной среды, оценивается системой совокупных требований: санитарно-гигиенических, рыбохозяйственных и общеэкологических. Показателем, с помощью которого можно оценить экологическое состояние природных вод, является интегральный индекс экологического состояния (ИИЭС), учитывающий наибольшее количество аспектов экологического состояния водоемов. Взаимодействие различных критериев оценки качества вод должно основываться на приоритете требований того водопользования, чьи критерии жестче. Например, если водный объект одновременно используется для питьевого и рыбохозяйственного назначения, то к оценке качества вод могут предъявляться более строгие требования (рыбохозяйственные и экологические).

2.1 Определение общесанитарного индекса качества воды (ИКВ)

В соответствии с ГОСТ 17.1.1.01-77 «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения» для характеристики воды используется комплексный показатель индекс качества воды (ИКВ) - обобщенная числовая оценка качества воды по совокупности основных показателей и видам водопользования. Общесанитарный индекс качества воды является наиболее разработанным, строится на основании экспертных процедур и рассчитывается по формуле:

при условии ?i = 1(2.1)

где i - вес показателя, входящего в общесанитарный ИКВ; i - баллы (от 1 до 5), присваиваемые каждому показателю, входящему в общесанитарный ИКВ; р - показатели, входящие в общесанитарный ИКВ

Для определения общесанитарного ИКВ сначала проводится анализ проб воды, в котором устанавливаются величины показателей, затем проводится их балльная оценка с помощью табл.2.3, после чего определяется величина ИКВ по формуле (2.1).

Таблица 2.3 - Общесанитарный индекс качества воды

Показатели

Вес ()

Балл ()

5

4

3

2

1

Коли-индекс

0,18

0 - 100

101 - 1000

103 - 105

105 - 107

> 107

Запах, баллы

0,13

0

1 - 2

3

4

5

БПК5, мг О2/л

0,12

< 1

1,0 - 2,0

2,1 - 4,0

4,1 - 10,0

> 10

рН

0,10

6,5 рН 8,0

6,0 рН 6,5

8,0 рН 8,5

5,0 рН 6,0

8,5 рН 9,5

4,0 рН 5,0

9,5 рН 10

рН < 4,0

рН > 10

Растворенный кислород, мг О2/л

0,09

> 8

8 - 6

6 - 4

4 - 2

< 2

Цветность, град

0,09

< 20

21 - 30

31 - 40

41 - 50

> 50

Взвешенные вещества, мг/л

0,08

< 10

10 - 20

21 - 50

51 - 100

> 100

Общая минерализация, мг/л

0,08

< 500

500 - 1000

1001 - 1500

1501 - 2000

> 2000

Хлориды, мг/л

0,07

< 200

200 - 350

351 - 500

501 - 700

> 700

Сульфаты, мг/л

0,06

< 250

250 - 500

501 - 700

701 - 1000

> 1000

Примечание - Подробное описание показателей, входящих в состав общесанитарного ИКВ, приведено в приложении Б

Качественное состояние воды водных объектов в зависимости от величины ИКВ определяют по табл.2.4.

Таблица 2.4 - Классификация качества воды водоемов в зависимости от общесанитарного ИКВ

<...

Качественное состояние воды

Значения ИКВ

Класс качества воды

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены