Условия задач (зелепукина) / №5 Загрязнения в почве
.pdfРабота №5 Нормирование загрязняющих веществ в почве
Возможность использования осадка, образовавшегося при очистке бытовых сточных вод, в качестве удобрения на сельскохозяйственных объектах определяется как
характеристиками собственно осадка (плотность, наличие опасных веществ, концентрация веществ), так и характеристиками участка (мощность и плотность плодородного слоя, механический состав почвы, фоновая концентрация веществ в почве ).
Задание:.
Определить массу, объем и высоту осадка, а также концентрацию всех компонентов в осадке, образовавшемся после очистки бытовых сточных вод, который допустимо использовать в качестве удобрения для селькохозяйственного объекта заданной площади при условии равномерного смешивания осадка с плодородным слоем почвы суглинистого механического состава (при приведенных по данным санитарно-эпидемиологической службы значениях фоновой концентрации веществ в почве).
Требования к оформлению работы:
-ФИО, номер группы, номер варианта,
-исходные данные варианта,
-расчетная часть (масса m, объем V и высота h осадка, концентрация компонентов после смешивания с почвой Ссм(Cu), Ссм(NO3ˉ), Ссм(Мn), Cсм (V)),
-Ответ : на участке площадью….допустимо в качестве удобрения разместить … кг
(….объема, слоем… ) осадка с заданными характеристиками. После перемешивания осадка с почвой концентрация веществ составит….
Методические рекомендации по выполнению работы :
Для того чтобы осадок можно было использовать в качестве удобрения, необходимо соблюдение следующего основного условия для каждого вещества:
Ссм ≤ ПДК,
где Ссм–концентрация i-го вещества в почве после смешивания ее с осадком, мг/кг почвы. ПДК–предельно-допустимая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг почвы.
Исходя из условия равномерного смешивания осадка с плодородным слоем почвы, уравнение материального баланса можно записать в следующем виде:
Сф · М + Сос · m = Ссм (М + m) ,
где Сф – фоновая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг почвы; М –масса плодородного слоя почвы, кг;
Сос–концентрация i-го вещества в осадке, мг/кг осадка; m - масса осадка, кг.
Следовательно масса осадка, подлежащего размещению на участке:
В связи с тем, что для разных веществ максимально допустимая масса осадка различна, для размещения осадка следует выбирать минимальное значение размещаемой массы осадка (см.далее).
Максимальный объем осадка V, предназначенного для размещения на участке, составит:
V= m /ρос, где
ρос–плотность осадка, т/м3,
Высота осадка будет равна: h = V/S , где S - площадь участка, м2.
Порядок выполнения работы :
1. Т.к. по условию задачи содержание веществ в осадке дано в г/м3, а сравнивать будем с ПДК, измеряемыми в мг/кг, то сначала рассчитаем концентрацию i-го вещества из расчета на 1 кг осадка:
(аналогично считаем Сос для марганца и ванадия) где ρос– плотность осадка, т/м3.
2. Рассчитайте массу плодородного слоя почвы М на участке:
M = H· S · ρп,
где H– мощность почвенного слоя, м;
S– площадь с/х объекта (участка), м2, ρп– плотность почвы, т/м3.
3. Для определения максимально допустимой массы осадка для меди, нитратов, ванадия и марганца принимаем концентрацию каждого из них после смешивания равной ПДК. Так, например, для меди в нижеприведенной формуле Ссм =3,0 мг/кг (см.таблицу ПДК). Фоновые концентрации веществ (по данным санитарно-эпидемиологической службы) даны в условии для каждого варианта.
4. Из полученных расчетных значений максимально допустимой массы осадка для разных веществ следует выбрать минимальное значение размещаемой массы осадка, т.е.
mос = min {m(Cu), m(NO3-), m (V), m (Mn) }
5.Максимальный объем осадка V, предназначенного для размещения на участке, составит: где
ρос – плотность осадка, т/м3.
6.При расчете высоты осадка h не забудьте перевести площадь участка (га) в м2.
7.Осталось рассчитать концентрации веществ после смешивания полученной допустимой массы осадка с почвой.
Если массу осадка Вы рассчитывали, например, по меди, то для расчета концентраций нитратов, ванадия и марганца в уравнения материального баланса подставляем приведенные к 1кг осадка концентрации каждого вещества. Так, для нитратов:
Ссм(NO3ˉ) =
Сравнить полученные концентрации с соответствующими ПДК.
Ответ: на участке площадью….допустимо в качестве удобрения разместить … кг (….объема, слоем… ) осадка с заданными характеристиками. После перемешивания осадка с почвой концентрация веществ составит: Ссм(Cu)=…, Ссм(NO3ˉ)=…, Ссм(Мn)=…,
Cсм (V)=….