Шоба В.А. Экология. Задачи и упражнения

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

________________________________________________________

В.А. Шоба

ЭКОЛОГИЯ.

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

НОВОСИБИРСК

2003

УДК 502(075.8)

Ш 78

Рецензент И.А. Соболева, канд. тех. наук, доц.

Работа подготовлена на кафедре организации производства

для студентов ФБ специальностей экономики и управления

Шоба В.А.

Ш 78 Экология. Задачи и упражнения. – Новосибирск: Изд-

во НГТУ, 2003. – 64 с.

Задачи и упражнения разработаны на основе реальных данных по за-

грязнению окружающей среды промышленными предприятиями и тема-

тически соответствуют основным разделам общей и инженерной эколо-

гии.

Используются в процессе обучения для закрепления теоретических

знаний и формирования практических умений по оценке воздействия на

окружающую среду и управлению ее качеством.

Рекомендуется студентам и преподавателям вузов.

УДК 502(075.8)

технический университет, 2003

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ...............................................................................5

Вариант 1 ...................................................................................6

Задача. Определение показателя относительной

агрессивности некоторых загрязняющих

веществ (A

), выбрасываемых промышленными

предприятиями ...........................................................................6

Упражнение ..............................................................................14

Вариант 2 .................................................................................15

Задача. Определение категории опасности предприятия .......15

Упражнение ..............................................................................20

Вариант 3 .................................................................................21

Задача. Расчет выбросов вредных веществ с выхлопом

двигателей автотранспорта ......................................................21

Упражнение ..............................................................................22

Вариант 4 .................................................................................23

Задача. Расчет выбросов загрязняющих веществ

от автозаправочной станции (АЗС) .........................................23

Упражнение ..............................................................................27

Вариант 5 .................................................................................28

Задача. Расчет выбросов загрязняющих веществ

от котлов ...................................................................................28

Упражнение ..............................................................................31

Вариант 6 .................................................................................32

Задача. Оценка воздействия загрязнения воздуха

на состояние здоровья ..............................................................32

Упражнение ..............................................................................36

Вариант 7 .................................................................................37

Задача. Расчет и оценка уровня загрязнения почв

вдоль автодорог ........................................................................37

Упражнение ..............................................................................44

Вариант 8 .................................................................................45

Задача. Приходно-расходная модель организма .....................45

Упражнение ..............................................................................52

Вариант 9 .................................................................................53

Задача. Определение демографической емкости

района застройки ......................................................................53

Упражнение ..............................................................................57

Вариант 10 ...............................................................................58

Задача. Расчет выбросов систем складирования угля .............58

Упражнение ..............................................................................61

Литература ...............................................................................61

ВВЕДЕНИЕ

Практический курс разработан в соответствии с требованиями

Государственного образовательного стандарта, учебными плана-

ми НГТУ и рекомендациями Научно-методического центра

НГТУ. Все виды заданий, представленные в пособии, отвечают

конкретным целям и задачам курса.

Цель выполнения задания – оценка реальных ситуаций по воз-

действию предприятий на окружающую природную среду, что

послужит практической основой при разработке управленческих

решений, связанных с природопользованием.

Выполнение контрольной работы требует от студента знаний

основных теоретических положений экологии, а также умений

анализировать и обобщать конкретные фактические материалы. С

целью изучения региональных аспектов часть заданий выполня-

ется на основе данных по загрязнению промышленными пред-

приятиями региона. Номер выбранного варианта соответствует

последней цифре номера зачетной книжки.

Контрольные работы защищаются индивидуально (для сту-

дентов заочной формы обучения) в установленные сроки или об-

суждаются в группе (для студентов дневной формы обучения).

Студенты, осуществляющие практическую деятельность на

предприятиях, оказывающих воздействие на окружающую при-

родную среду, использующих природные ресурсы, могут пред-

ложить собственные варианты контрольных работ. Источником

информации может быть экологический паспорт предприятия,

материалы бухгалтерской отчетности. Темы работ, предложен-

ные студентами, должны быть предварительно согласованы с

преподавателем.

ВАРИАНТ 1

Задача. Определение показателя относительной агрессив-

ности некоторых загрязняющих веществ (A

), выбрасывае-

мых промышленными предприятиями

1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Определение значений показателей относительной агрессив-

ности веществ, выбрасываемых в атмосферу и сбрасываемых в

водоемы необходимо для определения ущерба, наносимого ок-

ружающей природной среде и определения размеров платежей

предприятий за загрязнение окружающей природной среды.

Содержание химических веществ в окружающей природной

среде на территории РФ контролируется с 1925 г., когда были

введены нормативы качества окружающей природной среды.

ПДКрз (рабочей зоны) – предельно допустимая концентрация

вредного вещества в воздухе рабочей зоны, которая не вызывает

у работающих при ежедневном вдыхании в пределах 8 ч в тече-

ние всего рабочего стажа заболеваний или отклонений здоровья,

обнаруживаемых современными методами. ПДК для токсичных

элементов утверждены Минздравом РФ, в настоящее время дей-

ствуют для более чем 1300 веществ в воздухе и более чем 1100 –

в воде.

ПДКсс – среднесуточная концентрация вредного (загрязняю-

щего) вещества в воздухе, которая не оказывает прямого или кос-

венного вредного действия в условиях неопределенно долгого

круглосуточного вдыхания.

ПДКмр – максимальная разовая концентрация вредного (за-

грязняющего) вещества в воздухе, которая не вызывает рефлек-

торных (субсенсорных) реакций в организме человека. ПДКсс и

ПДКмр известны для 298 веществ. Общее количество веществ,

отнесенных к токсичным, близко к 3000, большинство из них ор-

ганические соединения. ПДКсс и ПДКмр были введены в 1949 г.

ПДК для воды была введена в 1950 г. ПДК – предельно допус-

тимая концентрация химического вещества, которая при еже-

дневном воздействии на организм человека в течение длительно-

го времени не вызывает каких-либо патологических изменений

или заболеваний, обнаруживаемых современными методами, а

также не нарушает биологического оптимума для человека.

Позднее были введены следующие нормативы:

– ПДВ – предельно допустимый выброс в атмосферу, устанав-

ливаемый для каждого источника загрязнения атмосферы при

условии, что приземная концентрация этих веществ не превысит

ПДК, или ПДВ – это объем загрязняющего вещества, выбрасы-

ваемого отдельным источником за единицу времени, превышение

которого ведет к неблагоприятным последствиям в окружающей

природной среде или опасно для здоровья человека.

– ВСВ – временно согласованные выбросы – предельно до-

пустимая масса загрязняющих веществ, разрешенная к сбросу в

течение определенного периода времени (как правило, календар-

ного года). Устанавливается органами государственного экологи-

ческого контроля в целях воздействия (управления воздействием)

на окружающую природную среду.

– ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействия

химических веществ на организм человека. Устанавливается при

отсутствии показателей ПДКсс и ПДКмр.

В 1972 г. ООН был принят список наиболее опасных для чело-

века веществ, среди которых: сернистый газ, оксид и диокид уг-

лерода, оксид азота, углеводороды, хлорорганические соедине-

ния, микотоксины, нитраты, нитриты, нитроамины, аммиак,

ртуть, свинец, кадмий, взвешенные в воздухе пылевые частицы,

концентрирующие различные металлы.

Выделяют высокотоксичные элементы, имеющие I и II классы

опасности и общетоксичные, к этой группе относятся вещества

III и IV классов опасности, а также слабо изученные вещества с

неясной токсичностью.

1.2. МЕТОДИКА РАСЧЕТОВ

1.2.1. Определение значения показателя (А

)

относительной агрессивности различных примесей,

выбрасываемых в атмосферу

Значение А

определяется по формуле

iiii

=αδ

(1.1)

где

– показатель относительной опасности присутствия при-

меси в воздухе, вдыхаемом человеком;

– поправка, учитывающая вероятность накопления исход-

ной примеси или вторичных загрязнителей в компонентах окру-

жающей среды и в цепях питания, а также поступления примеси

в организм человека неингаляционным путем;

– поправка, учитывающая действие на различные реципиен-

ты, помимо человека

В ряде случаев, указанных ниже, в формулу (1.1) вводятся два

дополнительных множителя:

– поправка на вероятность вторичного заброса примесей в

атмосферу после их оседания на поверхностях (вводится для пы-

ли);

– поправка на вероятность образования при участии исход-

ных примесей, выброшенных в атмосферу, других (вторичных)

загрязнителей, более опасных, чем исходные (вводятся для лег-

ких углеводородов).

Показатель

и поправки α

, δ

, λ

, β

безразмерны; показате-

лю А

при его вычислении по формуле (1.1) присваивается раз-

мерность усл. т/т.

Численное значение показателя

определяется по формуле:

СОСО

ПДКсутПДКрз 60 мг /м

ПДКсутПДКрз. ПДКсутПДКрз

iiii

⋅

⋅⋅

(1.2)

где ПДКсут

– «среднесуточная» предельно допустимая концен-

трация i-й примеси в атмосферном воздухе;

ПДКрз

– предельно допустимое значение концентрации i-й

примеси в воздухе рабочей зоны;

ПДКсут

СО

– «среднесуточная» предельно допустимая концен-

трация окиси углерода (СО) в атмосферном воздухе населенных

мест, равная 3 мг/м

;

ПДКрз

СО

– предельно допустимое значение концентрации СО

в воздухе рабочей зоны, равное 20 мг/м

При отсутствии данных по ПДКсут

выбрасываемых веществ

или примесей при расчете

по формуле (1.2) используются зна-

чения «разовой» ПДК для атмосферного воздуха населенных

мест. При отсутствии утвержденного значения «разовой» ПДК

следует определять значение величины, подставляемой в форму-

лу (1.2) вместо ПДКсут

по имеющимся гигиеническим данным

при условии согласования с Минздравом РФ.

При отсутствии утвержденного значения ПДКрз

в формуле

(1.2) допускается использование значения «ориентировочного

безопасного уровня воздействия» в воздухе рабочей зоны (ОБУВ)

для данной примеси, а при отсутствии утвержденного значения

ОБУВ – величины, значение которой устанавливается по имею-

щимся токсикологическим данным.

Значение поправки α

равным:

= 5 – для токсичных металлов и металлоидов, а также их ок-

сидов – ванадия, марганца, кобальта, никеля, хрома, цинка,

мышьяка, серебра, кадмия, сурьмы, олова, платины, ртути, свин-

ца, урана;

= 2 – для прочих металлов и их оксидов натрия, магния, ка-

лия, кальция железа, стронция, молибдена, бария, вольфрама,

висмута, кремния, бериллия, а также для других компонентов

твердых азрозолей, для полициклических ароматических углево-

дородов (ПАУ), в том числе 3,4 – бенз(а)пирена;

= 1 – для всех прочих выбрасываемых в атмосферу загряз-

няющих веществ (газов, кислот и щелочей в аэрозолях и др.)

Поправка на вредное воздействие выбрасываемых в атмосфе-

ру веществ на прочих реципиентов δ

равняется:

= 2 – для выбрасываемых и испаряющихся в атмосферный

воздух легко диссоциирующих кислот и щелочей (фтористого

водорода, соляной и серной кислот и др.), молекулярного фтора,

хлора, сернистого газа, сероводорода;

= 1,5 – для окислов азота, сероуглерода, озона, хорошо рас-

творимых неорганических соединений фтора;

= 1,2 – для органических пылей, не содержащих ПАУ и дру-

гие опасные соединения (древесной пыли и др.), для нетоксичных

металлов и их окислов (натрия, магния, калия, кальция, железа,

стронция, молибдена, бария, вольфрама, висмута), а также для

реактивной органики (альдегидов и т.п.), аммиака, неорганиче-

ских соединений кремния, плохо растворимых соединений фтора;

= 1 – для прочих соединений и примесей (для оксида угле-

рода, легких углеводородов; ПАУ, токсичных металлов и их оки-

слов и др.)

Поправка на вторичный выброс λ

принимает значения;

= 1,2 – для твердых аэрозолей (пылей), выбрасываемых на

территориях со среднегодовым количеством осадков менее

400мм в год;

= 1 – для твердых аэрозолей, выбрасываемых на прочих тер-

риториях, а также для всех прочих примесей независимо от места

выброса.

Поправка на образование вторичных загрязняющих веществ β

принимается равной:

= 5 – для содержащихся в парах бензинов и других топлив

нетоксичных летучих углеводородов (низкомолекулярных пара-

финов и олефинов, которые имеют значение величины

ме-

нее 3) при их поступлении в атмосферу южнее 45° с.ш.;

= 2 – для тех же веществ при их поступлении в атмосферу

севернее 45° с.ш.;

= 1 для прочих веществ.

Для нетоксичных органических и неорганических пылей, не

содержащих соединений с большим значением коэффициентов

таких, как ПАУ, токсичные металлы (двуокись кремния и др.),

и состоящих из веществ, для которых ПДКсут не установлены,

допускается впредь до установления индивидуальных ПДКсут

для компонентов пыли принимать ПДКсут, равную 0,15 мг/м

Величину коэффициента

для хорошо растворимых (легко

диссоциирующих) в воде соединений следует рассчитывать по

значениям коэффициента

для ионов, на которые диссоциирует

молекула исходного вещества, суммируя эти коэффициенты с

«весами», равными отношению суммарной массы ионов каждого

к массе всей молекулы (с учетом числа ионов каждого вида в со-

ставе молекулы).

Если такой расчет затруднителен из-за отсутствия значений

ПДК для ионов или по другим причинам, расчет ведется по наи-

более токсичному компоненту молекулы (металлу и проч.). Так-

же определяется значение

для плохо растворимых соедине-

ний.