Охрана окружающей среды.-1
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга (РЭТЭМ)
М. В. Минина
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Методические указания по практическим и семинарским занятиям
для студентов направления подготовки 022000.62 – Экология и природопользование
Томск - 2012
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга (РЭТЭМ)
УТВЕРЖДАЮ: Зав. кафедрой РЭТЭМ
__________В.И. Туев
«23» июля 2012
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Методические указания по практическим и семинарским занятиям
для студентов направления подготовки 022000.62 – Экология и природопользование
Разработчик:
Ассистент каф. РЭТЭМ
___________ М.В. Минина
Томск – 2012
3
Занятие 1. Классификация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и предприятий (2 часа, самостоятельная работа – 1 час)
Практическое занятие
Цель занятия: получение и закрепление навыков определения класса источников выбросов и предприятия по степени воздействия
на атмосферный воздух
Краткие теоретические сведения
По степени воздействия на атмосферный воздух источники выбросов подразделяются на 6 классов: 1А-5 (по степени убывания). Отнесение того или иного источника выброса к определенному классу производится через расчет параметров R и ТПВ.
Параметр разбавления R приближенно показывает, во сколько раз для заданного отношения D/H (где D — диаметр устья источника, Н — высота, м) нужно разбавить чистым воздухом выбрасываемую газовоздушную смесь для того, чтобы концентрация примеси в ней стала равной ПДКм.р..
Rji |
Dj |
|
cij |
|
, (1) |
|
ПДКi |
|
|||
|
H j Dj |
м.р. |
|||
где i – вещество; j - источник.
Параметр требуемого потребления воздуха (ТПВ) показывает расход чистого воздуха, который требуется для разбавления выбросов до концентраций, соответствующих предельно допустимым.
ТПВji 103 |
М ji |
|
|
, (2) |
|
|
||
|
ПДКi м.р. |
|
где Мji – количество i-го вещества, выбрасываемого j-м источником, г/с; ПДКiм.р. – максимально разовая ПДК, мг/м3 (по справочнику), в случае отсутствия ПДКм.р. вместо нее принимается ПДКс.с. или ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ); Dj – диаметр устья источника, м; Нj – высота источника над уровнем земли, м; Cji – концентрация i-го вещества в устье источника, мг/м3.
сji |
М ji |
, (3) |
Vj |
где Vj — объем выбрасываемой из источника газовоздушной смеси, м3/с.
4
Расчетные параметры Rji и ТПВji сравнивают с таблицей 1 и определяют класс источника выброса. В случае, когда из источника выбрасывается несколько ЗВ, класс источника определяется по наименьшему значению.
Таблица 1 Классификация источников выбросов ЗВ по степени воздействия на загрязнение воздушного бассейна
R |
|
|
ТПВ, м3/сек |
|
|
|
|
>102 |
104 – 105 |
103 – 104 |
|
102 – 103 |
<102 |
>1000 |
IA |
I |
II |
|
III |
III |
100-1000 |
I |
II |
II |
|
III |
III |
|
|
|
|
|
|
|
50-100 |
II |
II |
III |
|
III |
IV |
5-50 |
II |
III |
III |
|
IV |
IV |
|
|
|
|
|
|
|
<5 |
III |
III |
IV |
|
IV |
V |
|
|
|
|
|
|
|
Определение класса предприятия по степени его воздействия на атмосферный воздух производится через расчет параметра П (м3/с):
n
Пi ТПВji Rji . (4) j 1
Расчетный параметр Пi сравнивается с табличным (таблица 2) и устанавливается класс предприятия. В случае, когда предприятием выбрасывается несколько загрязняющих веществ (ЗВ), класс предприятия определяется по веществу, имеющему максимальное значение Пi.
Таблица 2 Классификация предприятий по степени воздействия на загрязнение воздушного бассейна
Значение параметра П, м3/с
>108 |
108 … 106 |
106 … 5.104 |
<5.104 |
|
Класс предприятия |
|
|
|
|
|
|
I |
II |
III |
IV |
|
|
|
|
Пример решения
Определить:
1.К какому классу по степени воздействия на атмосферный воздух относятся источники (таблица 3).
2.К какому классу по степени воздействия на атмосферный воздух относится предприятие, имеющее источники загрязнения с параметрами согласно таблице 3.
5
Таблица 3 Исходные данные для примера
№ ист. |
Н, м |
D, м |
Масса М, г/с |
V, м3/с в устье ист. |
Выбрасываемые ЗВ |
|
|
|
|
|
|
1. |
25 |
1,3 |
17,5 |
7,1 |
SO2 |
2. |
120 |
4,2 |
12,02 |
101,7 |
SO2 |
|
|
|
25,3 |
NO2 |
|
|
|
|
|
||
3. |
12 |
0,5 |
0,6 |
0,072 |
Пыль (ТВЧ) |
|
|
|
|
|
|
Решение:
1. Определяем параметры Rji и ТПВji для всех источников выбросов веществ.
По источнику № 1.
ТПВ |
|
103 |
|
М1SO2 |
103 |
|
17,5 |
|
35000 3,5 10 |
4 м3 /с |
, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
1SO2 |
|
|
ПДК1SO2 |
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
R1SO2 |
|
|
D1SO2 |
|
|
|
c1SO2 |
|
|
|
|
1,3 17,5 103 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
243,7 |
|
|||
H |
1SO2 |
D |
|
ПДК |
|
|
|
1,3 25 |
7,1 0,5 |
|
||||||||||
|
|
|
|
1SO2 |
|
м.р.1SO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
По таблице 1 находим: источник относится ко II классу.
По источнику № 2.
ТПВ2SO2 103 |
|
12,02 |
24040 2,4 104 м3 /с, |
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
R2SO |
4,2 |
103 |
12,02/101,7 |
4,2 |
|
118,2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
0,5 |
124,2 |
0,5 |
||||||||
2 |
|
4,2 120 |
|
|
|
|||||||||
ТПВNO2 103 |
|
25,3 |
126500м3 /с |
, |
||
|
||||||
|
|
0,2 |
|
|
|
|
RNO2 0,03 |
25,3 103 /101,7 |
37,32. |
||||
|
0,2 |
|||||
|
|
|
|
|||
По таблице 1 находим: источник № 2 относится: по сернистому ангидриду — к III классу, по двуокиси азота - ко II классу.
Класс источника определяется по наиболее жесткому значению – II класс.
По источнику № 3.
ТПВТВЧ 103 |
|
0,6 |
1200 м3 /с, |
||||
|
|||||||
|
|
|
0,5 |
|
|
||
RТВЧ |
0,5 |
|
0,6 103 /0,072 |
||||
|
|
|
|
|
666,7. |
||
0,5 12 |
|
0,5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
6
Источник относится ко II классу.
2. Находим класс предприятия через расчет параметра П
n
Пi ТПВji Rji j 1
П |
SO2 |
П |
П |
3,5 104 |
243,7 2,4 104 |
8 8,5 106 |
0,19 106 |
8,7 106 м3 /с |
|
1SO2 |
|
2SO2 |
|
|
|
|
|
ПNO2 |
1,27 105 |
37,32 4,7 106 м3 /с, |
|
|
|
|||
ПТВЧ 1,2 103 666,7 8,0 105 м3 /с.
Класс предприятия определяется на наибольшему значению Пi – II класс. Загрязняющее вещество, определяющее класс предприятия, – двуокись
серы.
Задание:
1.Определить к какому классу по степени воздействия на атмосферу относятся источники выбросов?
2.Определить к какому классу по степени воздействия на атмосферу относятся предприятия?
Исходные данные по вариантам даны в таблицах 4 и 5.
3.Оформите полученные результаты в виде отчета.
4.Ответить на контрольные вопросы.
Таблица 4 Варианты задач
Исходные данные
№вар. |
№ист. |
Нм |
Dм |
V, м3/с |
М, г/с |
Вещество |
1 |
1 |
120 |
4,2 |
101,6 |
12,02 |
Сернистый ангидрид |
|
|
|
|
|
25,3 |
Двуокись азота |
2 |
1 |
18 |
0,2 |
8,0 |
10,0 |
Толуол |
|
|
|
|
|
7,5 |
Ксилол |
|
|
|
|
|
1,25 |
Бутилацетат |
3 |
1 |
10 |
0,5 |
9,2 |
12,0 |
Аммиак |
|
|
|
|
|
5,5 |
Сероводород |
4 |
1 |
7 |
0,3 |
8,0 |
7,0 |
Толуол |
|
|
|
|
|
3,2 |
Ксилол |
|
|
|
|
|
4,5 |
Бутилацетат |
5 |
1 |
11 |
0,7 |
6,0 |
3,5 |
Марганец и его соединения |
|
|
|
|
|
2,25 |
Оксид железа |
|
|
|
|
|
1,87 |
Хром шестивалентный |
6 |
1 |
20 |
0,5 |
11,0 |
4,8 |
Оксид углерода |
|
|
|
|
|
3,9 |
Диоксид азота |
|
|
|
|
|
5,8 |
Сажа |
7 |
1 |
12 |
0,3 |
6,1 |
2,8 |
Оксид углерода |
|
|
|
|
|
1,7 |
Диоксид азота |
7
|
|
|
|
|
3,0 |
Сажа |
|
8 |
1 |
8 |
1,0 |
6,0 |
6,0 |
Аммиак |
|
|
|
|
|
|
5,48 |
Сероводород |
|
9 |
1 |
80 |
3,0 |
80 |
10,0 |
Сернистый ангидрид |
|
|
|
|
|
|
22,0 |
Двуокись азота |
|
10 |
1 |
15 |
0,45 |
4,0 |
0,55 |
Марганец и его соединения |
|
|
|
|
|
|
0,48 |
Оксид железа |
|
|
|
|
|
|
0,12 |
Хром шестивалентный |
|
11 |
1 |
27 |
1,5 |
11,0 |
5,48 |
Оксид углерода |
|
|
|
|
|
|
4,97 |
Сернистый ангидрид |
|
|
|
|
|
|
2,3 |
Диоксид азота |
|
|
|
|
|
|
3,48 |
Взвешенные вещества |
|
|
1 |
12 |
0,6 |
9,0 |
7,5 |
Толуол |
|
12 |
|
|
|
9,48 |
|
Ксилол |
|
|
|
|
|
5,3 |
|
Бутилацетат |
|
|
|
|
|
6,7 |
|
Уайт-спирит |
|
13 |
1 |
10 |
0,4 |
6,0 |
4,8 |
Уксусная кислота |
|
|
2 |
22 |
0,9 |
8,0 |
6,7 |
Сернистый ангидрид |
|
|
|
|
|
- |
4,5 |
Двуокись азота |
|
|
3 |
17 |
0,3 |
5,0 |
3,8 |
Древесная пыль |
|
|
1 |
18 |
0,7 |
11,0 |
2,7 |
Толуол |
|
14 |
|
|
|
- |
6,5 |
Ксилол |
|
|
|
|
|
- |
4,9 |
Бутилацетат |
|
|
2 |
22 |
0,3 |
15,0 |
9,0 |
Азотная кислота |
|
|
1 |
6 |
0,2 |
4,0 |
1,18 |
Пыль абразивная |
|
15 |
2 |
22 |
0,4 |
12,0 |
7,98 |
Серная кислота |
|
|
3 |
12 |
0,5 |
8,2 |
0,99 |
Марганец и его соединения |
|
|
|
|
|
- |
0,76 |
Хром шестивалентный |
|
16 |
1 |
30 |
0,45 |
100,0 |
98,0 |
Серная кислота |
|
2 |
17 |
0,3 |
11,5 |
16,0 |
Серная кислота |
||
|
|||||||
|
|
|
|
- |
0,7 |
Азотная кислота |
|
17 |
1 |
8 |
0,1 |
4,0 |
0,9 |
Натрия гидроокись |
|
2 |
24 |
0,5 |
11,0 |
1,2 |
Натрия гидроокись |
||
|
|||||||
|
|
|
|
- |
3,2 |
Кислота уксусная |
|
|
1 |
50 |
3,0 |
20,0 |
15,5 |
Оксид углерода |
|
18 |
|
|
|
- |
18,2 |
Двуокись азота |
|
2 |
20 |
1,2 |
11,0 |
8,7 |
Двуокись азота |
||
|
|||||||
|
|
|
|
- |
3,5 |
Сажа |
|
|
3 |
8 |
0,4 |
6,0 |
1,8 |
Взвешенные вещества |
|
|
1 |
10 |
0,8 |
7,0 |
3,4 |
Взвешенные вещества |
|
|
2 |
29 |
0,5 |
12,0 |
5,2 |
Взвешенные вещества |
|
19 |
|
|
|
- |
3,0 |
Двуокись азота |
|
|
|
|
|
- |
7,2 |
Оксид углерода |
|
|
3 |
8 |
0,5 |
9,0 |
1,5 |
Взвешенные вещества |
|
|
1 |
30 |
0,6 |
19,0 |
10,2 |
Серная кислота |
|
20 |
2 |
22 |
0,5 |
10,0 |
7,5 |
Сернистый ангидрид |
|
|
|
|
|
- |
0,9 |
Серная кислота |
|
|
1 |
10 |
0,8 |
7,0 |
3,5 |
Древесная пыль |
|
21 |
2 |
15 |
0,4 |
9,0 |
7,2 |
Взвешенные вещества |
|
|
3 |
15 |
0,5 |
7,5 |
1,5 |
Древесная пыль |
|
|
|
|
|
|
|
|
8
|
1 |
26 |
0,4 |
9,0 |
7,2 |
Оксид углерода |
22 |
|
|
0,45 |
- |
8,5 |
Диоксид азота |
2 |
18 |
|
6,0 |
5,0 |
Взвешенные вещества |
|
|
|
|||||
|
3 |
7 |
1,2 |
5,0 |
1,3 |
Взвешенные вещества |
|
1 |
32 |
0,8 |
15,2 |
3,5 |
Уксусная кислота |
23 |
2 |
12 |
0,4 |
10,9 |
1,5 |
Ксилол |
|
|
|
|
- |
2,8 |
Толуол |
|
1 |
18 |
0,6 |
9,1 |
6,8 |
Ксилол |
|
|
|
|
- |
5,2 |
Толуол |
24 |
2 |
15 |
0,5 |
7,0 |
3,5 |
Ксилол |
|
|
|
|
- |
2,8 |
Толуол |
|
3 |
10 |
0,8 |
8,2 |
7,2 |
Взвешенные вещества |
|
1 |
16 |
0,5 |
10,5 |
3,2 |
Оксид углерода |
25 |
|
|
|
- |
5,0 |
Диоксид азота |
|
|
|
- |
0,9 |
Сажа |
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
10 |
0,4 |
5,0 |
1,5 |
Сажа |
Таблица 5 Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух
№ |
Наименование |
Код |
ПДКм..р., |
ПДКс.с, |
ОБУВ, |
Класс |
|
вещества |
мг/м3 |
мг/м3 |
мг/м3 |
опасности |
|
1. |
Азота диоксид |
0301 |
0,2 |
0,040 |
|
2 |
2. |
Аммиак |
0303 |
0,2 |
0,04 |
|
4 |
3. |
Ангидрид сернистый |
0330 |
0,5 |
0,05 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Ацетон |
1401 |
0,35 |
|
|
4 |
5. |
Бензин (нефтяной, |
2704 |
5,0 |
1,5 |
|
4 |
|
малосернистый в |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
пересчете на углерод) |
|
|
|
|
|
6. |
Бутилацетат |
1210 |
0,1 |
|
|
4 |
7. |
Ванадия пятиокись |
0110 |
|
0,002 |
|
1 |
8. |
Взвешенные вещества |
2902 |
0,5 |
0,15 |
|
3 |
9. |
Дибутилфталат |
1215 |
|
|
0,1 |
|
10. |
Железа оксид |
0123 |
|
0,04 |
|
3 |
11. |
Зола сланцевая |
2903 |
0,3 |
0,1 |
|
3 |
12. |
Кальция хлорид |
3123 |
|
|
0,05 |
|
13. |
Керосин |
2732 |
|
|
1,2 |
|
14. |
Кислота уксусная |
1555 |
0,2 |
0,06 |
|
3 |
15. |
Кислота щавелевая |
1591 |
|
|
0,015 |
|
16. |
Ксилол |
0616 |
0,2 |
|
|
3 |
17. |
Мазутная зола электро- |
2904 |
|
0,002 |
|
2 |
|
станций (в пересчете на |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
ванадий) |
|
|
|
|
|
18. |
Марганец и его соедине- |
0143 |
0,01 |
0,001 |
|
2 |
|
ния (в пересчете на |
|
|
|
|
|
|
диоксид марганца) |
|
|
|
|
|
19. |
Меди оксид (в пересчете |
0146 |
|
0,002 |
|
2 |
|
на медь) |
|
|
|
|
|
20. |
Метилмеркаптан |
1715 |
0,0001 |
|
|
4 |
9
21. |
Натрия гидроокись (натр |
0150 |
|
|
0,01 |
|
|
едкий, сода каусти- |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ческая) |
|
|
|
|
|
22. |
Полиэтилен |
0406 |
|
|
0,01 |
|
23. |
Пропилен |
0521 |
0,5 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
24. |
Пыль абразивная |
2930 |
|
|
0,04 |
|
|
(корунд белый, |
|
|
|
|
|
|
монокорунд) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25. |
Пыль бумаги |
2962 |
|
|
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
26. |
Пыль древесная |
2936 |
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
27. |
Пыль зерновая |
2937 |
0,5 |
0,15 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
28. |
Пыль меховая |
2920 |
|
|
0,03 |
|
|
(шерстяная, пуховая) |
|
|
|
|
|
29. |
Ртуть металлическая |
0183 |
0,5 |
0,0003 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
30. |
Сажа |
0328 |
0,15 |
0,05 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
31. |
Свинец и его |
0184 |
0,001 |
0,0003 |
|
1 |
|
неорганические |
|
|
|
|
|
|
соединения (в пересчете |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32. |
Сероводород |
0333 |
0,008 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
33. |
Скипидар |
2748 |
2,0 |
1,0 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
34. |
Стирол |
0620 |
0,04 |
0,002 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
35. |
Тетраэтилсвинец |
0192 |
0,0001 |
4.10-5 |
|
1 |
36. |
Толуол |
0621 |
0,6 |
|
|
1 |
37 |
Уайт-спирит |
2752 |
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
38. |
Углерода сажа |
0337 |
5,0 |
3,0 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
39. |
Фенол |
1071 |
0,01 |
0,003 |
|
2 |
40. |
Фурфурол |
2425 |
0,08 |
0,04 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
41. |
Хром шестивалентный |
0203 |
|
0,0015 |
|
1 |
|
(в пересчета на |
|
|
|
|
|
|
трехокись хрома) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
42. |
Кислота серная (по |
0322 |
0,3 |
0,1 |
|
2 |
|
молекуле H2SO4) |
|
|
|
|
|
43. |
Кислота азотная (по |
0302 |
0,4 |
0.15 |
|
2 |
|
молекуле HNO3) |
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1.На сколько классов подразделяются источники выбросов по степени воздействия на атмосферный воздух? Перечислите эти классы.
2.Как рассчитываются параметры R и ТПВ? Что определяют с их помощью?
3.Как проводят классификацию предприятий по степени воздействия на загрязнение воздушного бассейна?
10
Занятие 2. Качество природной среды (2 часа, самостоятельная работа – 1 час)
Семинарское занятие
Цель занятия: обсуждение особенностей загрязнителей окружающей среды
Предмет и содержание занятия
Окружающая среда. Загрязнение окружающей среды. Классификация загрязнений.
1.Назовите функции окружающей среды.
2.Дайте определение загрязнению окружающей среды.
3.Назовите источники антропогенного загрязнения.
4.Что является природными загрязнителями?
5.Что является объектами загрязнения?
6.Какое происхождение может иметь загрязнение.
7.Какие выделяют типы воздействия человека на окружающую природную среду? Охарактеризуйте каждый тип.
8.Как классифицируются загрязнения по масштабам распространения?
9.Какие загрязняющие вещества ученые ставят на первое место?
10.Классификация по средам загрязнения, по степени участия
человека.
11.Взаимосвязаны ли все виды загрязнений? Если да, то каким
образом?
12.Назовите источники загрязнений.
13.Формы воздействия человека на биосферу.
14.Какие выделяют загрязнители по степени разрушаемости биологическими процессами?
15.Какие загрязняющие вещества представляют наибольшую опасность для человеческой популяции и природных биотических сообществ?