4. Розрахунок

1.Вихідні дані (варіант 45):

S_оз = 20 км², h = 5 м, Т = один міс., один рік.

Біля озера розташовані підприємства, які використовують воду озера для технічних цілей і скидають стічні води в озеро.

Розрахувати: як буде забруднене озеро через один місяць, один рік.

Витрата стічної води V_св = 375 л/с.

Концентрація сполук металів у стічній воді, мг/л:

С_м. - миш'як = 0,5;

С_рт - ртуть = 0,3;

С_св - свинець = 1,25;

Гранично-допустима концентрація (ГДК) у поверхневій водоймі, мг/л:

- миш'як = 0,006

- ртуть = 0,005;

- свинець = 0,05.

2.Фонд робочого часу:

Ф_міс = 30*24 = 720 година/міс

Ф_рік = 365*24 = 8760 година/рік

3.Скидання стічної води протягом одного місяця:

V_{св міс} = 375*30*24 = (375 л/с*3600/1000)*720 година/міс = 972 000 м³/міс

Скидання стічної води протягом одного року:

V_{св рік} = 375*365*24= (375 л/с*3600/1000)*8760 година/міс =11826000 м³/рік

4.Маса важких металів, що надходять в озеро протягом одного місяця:

G_{i вм міс} = С_{i вм *}V_{св міс}

G_{м міс} = 0,5 мг/л * 972000 м³/міс * 10^-6 = 0,486 тонн/міс;

G_{pт міс} = 0,3 мг/л * 972000 м³/міс * 10^-6 = 0,2916 тонн/міс;

G_{св міс} = 0,25 мг/л * 972000 м³/міс * 10^-6 = 0,243 тонн/міс.

5.Визначимо масу важких металів, що надходять в озеро протягом одного року:

G_{i вм рік} = С_{i вм *}V _{св рік}

G_{м рік} = 0,5 мг/л * 11826000 м³/рік * 10^-6 = 5,913 тонн/рік;

G_{pт рік} = 0,3 мг/л * 11826000 м³/рік * 10^-6 = 3,5478 тонн/рік;

G_{св рік} = 0,25 мг/л * 11826000 м³/рік * 10^-6 = 2,9565 тонн/рік.

6.Концентрація важких металів в озері через один місяць:

С_{оз вм міс} = G_{i вм міс} / V_оз

V_оз = S*h = 30 км² *5м*10⁹ = 150*10⁹л

Відповідність реальної концентрації важких металів гранично-допустимій концентрації:

Ψ_вм = С_{i вм} / ГДК_вм

С_{м міс} = (0,486 тонн/міс*10⁹)/(150* 10⁹л) = 0,00324 мг/л < ГДК_м = 0,006 мг/л

ψ_{м міс} = 0,54 ГДК_м

С_{pт міс} = (0,2916 тонн/міс*10⁹)/(150* 10⁹л) = 0,001944 мг/л< ГДК_рт =0,005мг/л

ψ_{рт міс} = 0,3888 ГДК_рт

С_{св міс} = (0,243 тонн/міс*10⁹)/(150* 10⁹л) = 0,00162 мг/л < ГДКсв = 0,05мг/л

ψ_{св міс} = 0,0324 ГДК_св

Оскільки реальна концентрація по сполуках миш'яку, ртуті й свинцю не перевищує ГДК, то протягом місяця немає екологічної небезпеки по цих речовинах.

7.Концентрація важких металів в озері через один рік:

С_{оз вм рік} = G_{i вм рік} / V_оз

С_{м рік} = (5,913 тонн/міс*10⁹)/(150 * 10⁹л) = 0,03942 мг/л > ГДК_м = 0,006 мг/л

ψ_{м рік} = 6,57 ГДК_м

С_{рт рік} = (3,5478 тонн/міс*10⁹)/(150* 10⁹л) = 0,023652 мг/л> ГДК_рт =0,005мг/л

ψ_{рт рік} = 4,7304 ГДК_рт

С_{св рік} = (2,9565 тонн/міс*10⁹)/(150* 10⁹л) = 0,01971 мг/л > ГДКсв. = 0,05мг/л

ψ_{св рік} = 0,3942 ГДКсв

Оскільки реальна концентрація по сполуках миш'яку, ртуті, свинцю перевищує ГДК на них, то через рік в озері створюється екологічна небезпека, вода непридатна для питних і рекреаційних цілей.

8.Критерії екологічного стану озера через один місяць і рік. Суммаційний вплив металів, що надходять в озеро зі стічними водами:

φ_міс = (С_{м міс}/ГДК_м)+(С_{рт міс}/ГДК_рт)+(С_{св міс}/ГДК_св)

φ_міс=(0,00324 мг/л/0,006мг/л)+(0,001944мг/л/0,005мг/л)+(0,00162мг/л/0,05мг/л)= = 0,9612<1

Оскільки < 1 не має місце екологічний ризик для біосфери й людини, воду озера можна використовувати для питних, рекреаційних цілей і розведення риб.

φ_рік = (С_{м рік}/ГДК_м)+(С_{рт рік}/ГДК_рт)+(С_{св рік}/ГДК_св)

φ_рік=(0,03942мг/л/0,006мг/л)+(0,023652мг/л/0,005мг/л)+(0,01971мг/л/0,05мг/л)==11,6946> 1

Суммаційний вплив важких металів, що надходять в озеро через місяць і рік, є небезпечним для здоров'я людини, біосфери й навколишнього середовища. Тому для зниження рівня екологічної безпеки необхідно встановлювати комплексну систему очищення промислових стічних вод.