Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Экология» для студентов по строительному направлению всех форм обучения
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
U |
|
|
|
U |
|
5 |
|
|
|
При |
0,25 |
|
1 |
p 8.43 1 |
|
|
|
|
|
1 |
(31) |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
U m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U m |
|
|
||||
|
U |
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
||
При |
|
1 |
|
p 0.32 |
|
|
|
0.68 |
(32) |
|||
|
|
|
|
|||||||||
|
U m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U m |
|
|
|
|
||||
5 Определение приземных концентраций загрязняющих веществ по оси факела выброса
Определим значение приземных концентраций вредных веществ С, мг/м3 в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X от источника определяется по формуле:
C S1 Cm |
(33) |
где S1 – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от
отношения X X m
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
3 |
|
|
|
|
X |
2 |
||||||||
При |
|
|
1, |
|
|
|
S1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
X m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|||||||||||||||
При 1 |
|
X |
8 , |
S |
|
|
|
|
|
1.13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
X m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.13 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При F 1.5и |
|
X |
|
8 , |
S1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
X m |
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.58 |
|
|
|
|
|
|
35.2 |
|
|
|
|
|
120 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|
|
|
||||||||||
При F 1.5и |
X |
|
8 , |
S1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
X m |
|
|
|
|
X |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
2.47 |
|
|
|
|
|
|
17.8 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
(34)
(35)
(36)
(37)
12
Значениями расстояний от источника выброса задаются с равным шагом.
Результаты расчета заносят в таблицу 1.
Таблица 1 – Концентрация загрязняющего вещества для точечного источника по оси факела выброса (пример заполнения)
Х, м |
Х/Хм |
S1 |
C, мг/м3 |
100 |
0,17 |
0,1335 |
0,00008 |
200 |
0,35 |
0,437 |
0,0026 |
300 |
0,52 |
0,72 |
0,0043 |
500 |
0.87 |
0.95 |
0,0057 |
Хm = 575 |
1 |
1 |
Cm = 0,006 |
700 |
1,21 |
0,949 |
0,00569 |
1000 |
1,74 |
0,813 |
0,004878 |
1200 |
2,08 |
0,724 |
0,00434 |
1500 |
2,60 |
0,601 |
0,0036 |
По данным таблиц строим графики зависимости |
концентрации |
||||||||
загрязняющего вещества от расстояния до источника по оси факела |
|||||||||
выброса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,007 |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
Cm = 0,006 |
|
|
|
|
|
вещества |
|
|
|
|
|
|
|
||
0,006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,005 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
загрязняющего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,004 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,003 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мгм3/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Концентрация |
0,002 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,001 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
1600 |
|
|
|
Расстояние от источника, м |
|
|
||||
Рисунок 1 – Зависимость концентрации загрязняющего вещества для точечного источника по оси факела выброса (пример)
13
6 Определение приземных концентраций загрязняющих веществ по направлению, перпендикулярному к оси факела выброса
Определим значение приземных концентраций вредных веществ в атмосферу Сy (мг/м3) на расстоянии Y (м) по направлению, перпендикулярному к оси факела выброса.
Cy S2 Cm |
(38) |
где S2 – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости
Y
от скорости ветра Um (м/с) и отношения по значению
X m
промежуточного коэффициента.
при Um ≤ 5 |
|
tY |
|
U |
m |
|
Y 2 |
|
|
|
(39) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
X |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
||
при Um > 5 |
|
tY |
|
5 Y 2 |
|
|
|
(40) |
||||||||
|
X |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
S2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
(41) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 5 t |
Y |
12.8 t |
Y |
2 |
17 t 3 |
45.1 t |
4 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
|
Y |
|
|
|||
Данные расчета сводим в таблицу 2.
Таблица 2 – Концентрация загрязняющего вещества для точечного источника по направлению, перпендикулярному к оси факела выброса (пример заполнения)
Y, м |
ty |
S2 |
Cy, мг/м3 |
0 |
- |
- |
Cm = 0,006 |
20 |
0,0019 |
0,98 |
0,00588 |
40 |
0,00776 |
0,9253 |
0,00555 |
60 |
0,0174 |
0,84 |
0,00504 |
80 |
0,031 |
0,733 |
0,004398 |
100 |
0,0484 |
0,6159 |
0,00369 |
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,007 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Концентрация загрязняющего |
|
0,006 |
См = 0,006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
вещества, мг/м3 |
0,005 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,004 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,003 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,002 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,001 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расстояние от источника, м |
||||
Рисунок 2 - Зависимость концентрации загрязняющего вещества для точечного источника по направлению, перпендикулярному к оси факела выброса (пример)
7 Построение изолиний концентраций загрязняющих веществ
Изолинии соединяют точки пространства с одинаковыми концентрациями загрязняющих веществ (в долях ПДК или мг/м3).
Построение ведут для каждого загрязняющего вещества в отдельности по каждому источнику выброса. Задаемся тремя значениями концентраций загрязняющего вещества (в долях ПДК или в мг/м3). Для загрязняющего вещества значения концентраций загрязняющих веществ выбирают РАВНЫЕ, как по оси факела выброса, так и по направлению, перпендикулярному оси факела выброса для всех источников.
Например, построим изолинии для вещества, распределение концентраций которого для источника представлены на рисунках 1 и 2. Выберем концентрации 0,0055 мг/м3; 0,005 мг/м3; 0,0045 мг/м3. Для этих
15
значений определяем по графикам расстояния от источника по оси факела выброса и по направлению, перпендикулярному оси факела выброса. Результаты расчета заносят в таблицу 3.
Таблица 3 – Координаты точек изолиний (пример)
Значение |
|
Координаты, м |
|
|
концентраций, С |
Точки |
|
||
|
|
|
||
Х |
|
Y |
||
3 |
|
|
||
мг/м |
|
|
|
|
|
1 |
475 |
|
0 |
0,0055 |
2 |
780 |
|
0 |
3 |
Xm = 575 |
|
40 |
|
|
|
|||
|
4 |
Xm = 575 |
|
-40 |
|
5 |
400 |
|
0 |
0,005 |
6 |
955 |
|
0 |
7 |
Xm = 575 |
|
60 |
|
|
|
|||
|
8 |
Xm = 575 |
|
-60 |
|
9 |
330 |
|
0 |
0,0045 |
10 |
1190 |
|
0 |
11 |
Xm = 575 |
|
80 |
|
|
|
|||
|
12 |
Xm = 575 |
|
-80 |
По данным координатам на миллиметровой бумаге необходимо построить изолинии концентраций загрязняющего вещества. Пример построения представлен на рисунке 3.
Y, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,005 мг/м3 |
0,0045 мг/м3 |
|
|
|
|
|
3 |
0,0055 мг/м3 |
|
|||
|
|
|
10 |
X, м |
||||
0 |
9 5 |
1 |
Хm=575 |
2 |
6 |
|||
100 |
200 |
|
|
|
1300 |
|
||
|
48 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-100 |
12 |
|
|
-200 |
Рисунок .3 – Изолинии рассеивания загрязняющего вещества от |
|
|
точечного источника выброса (пример) |
|
-300 |
|
-400 |
|
-500
16
8 Расчет предельно допустимого выброса (ПДВ)
В общем случае целесообразность расчетов проверяется соотношением:
|
М |
|
|
|
|
Ф , |
(43) |
|
ПДК |
||
где Ф коэффициент, находимый по формулам: |
|
||
Ф = 0,01Н, при Н 10м; |
(44) |
||
Ф = 0,1Н, при Н≤10м |
(45) |
||
Предельно допустимый нагретый выброс вредного вещества (г/с) в атмосферу, при котором обеспечивается не превышающая ПДК концентрация его в приземном слое воздуха определяется по формуле
46:
|
ПДК С |
Н 2 3 |
|
|
ПДВ |
Q T |
(46) |
||
ф |
|
|
||
|
|
|
|
A F m n
ПДВ для холодных выбросов определяется по формуле 47:
ПДВ |
ПДК С |
ф |
Н |
43 8Q |
(47) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
A F n D
По результатам расчетов загрязнения атмосферы выявляются вредные вещества, по которым отмечается превышение действующих критериев качества атмосферного воздуха. Для снижения существующих уровней загрязнения атмосферы этими веществами до допустимых формируются планы мероприятий по снижению негативного воздействия выбросов предприятий.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 «Расчет нормативов допустимых сбросов (НДС или ПДС)
загрязняющих веществ в водный объект»
Предельно-допустимый сброс веществ в водный объект – это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к
17
отведению в установленном режиме в данном пункте в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе.
Нормативы допустимых сбросов (НДС или ПДС) загрязняющих веществ в водные объекты представляют собой нормативы, разрабатываемые для всех предприятий, сбрасывающих сточные воды в водные объекты. Расчеты данных нормативов оформляются в виде «Тома НДС», а их результаты используются при: составлении экологического паспорта предприятий, обосновании необходимости водоохранных мероприятий и контроля за их проведением.
Том НДС содержит сведения о предприятии, сточных водах, их загрязненности, канализационных системах и приемнике сточных вод. В данном нормативном документе проводятся расчеты превышений сбросов загрязняющих веществ над ПДС, и в виде календарного графика разрабатывается поэтапность проведения водоохранных мероприятий по снижению объемов фактических сбросов загрязнений до нормативов ПДС. Все расчеты утверждаются руководителем предприятия и, в обязательном порядке, согласовываются.
Для расчета ПДС требуется:
1.схема выпусков сточных вод (включая канализацию и ливнесток);
2.утвержденный список загрязняющих веществ по каждому выпуску сточных вод;
3.наличие утвержденного графика отбора и проведения анализов сточных вод;
4.наличие данных химического анализа сточных вод, проведенного
химической лаборатории, прошедшей государственную аттестацию.
Предприятие имеет два одиночных водовыпуска канализационных и ливневых вод. Сброс осуществляется в водный объект второй
|
|
|
|
|
18 |
|
рыбохозяйственной категории водопользования. Схема водовыпусков |
||||||
приведена на рисунке 1. |
|
|
|
|||
1600 |
|
|
|
|
|
|
Выпуск №1 |
|
|
|
|
2 |
|
(канализация) |
|
|
|
|
||
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
Выпуск №2 |
|
|
|
|
|
(ливнесток) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
600 |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
600 |
1100 |
|
|
|
|
|
||
Рисунок 1 – Схема расположения выпусков сточных вод |
||||||
Сведенья о составе и качестве речных и сточных вод |
||||||
выписываются из задания и представляют в виде таблицы 1. |
||||||
ПДС г/час, т/год рассчитывается для каждого i-гo загрязнителя по |
||||||
всем выпускам сточных вод по канализационной и ливневой системам |
||||||
(отдельно), по формуле 1: |
|
|
||||
|
|
|
|
ПДСi |
= qл Сдопi , |
(1) |
19
где qл - расчетный расход сточных вод, м3/час (при проведении расчетов ПДС в качестве расчетного расхода сточных вод принимается величина лимита водоотведения);
Сдопi – допустимая концентрация i-гo загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л.
Величина ПДС дается в двух размерностях: г/час - для контроля качества сточных вод и т/год - для расчета штрафных платежей.
Таблица 1 – Состав и качество речных и сточных вод
|
Фоновое |
Содержание |
Содержание |
|
Вещества |
содержание |
веществ в |
веществ в |
|
веществ в реке |
сточных водах |
ливнестоках, |
||
|
||||
|
Ср, мг/л |
канализации, мг/л |
мг/л |
|
БПК |
|
|
|
|
ХПК |
|
|
|
|
Взвешенные |
|
|
|
|
вещества |
|
|
|
|
Нефтепродукты |
|
|
|
|
Сульфаты |
|
|
|
|
Хлориды |
|
|
|
|
Железо |
|
|
|
|
Фенолы |
|
|
|
|
Цинк |
|
|
|
|
Нитраты |
|
|
|
|
Медь |
|
|
|
|
Алюминий |
|
|
|
1 Определение загруженности фона реки |
|
|||
Допустимая |
концентрация |
загрязняющего |
вещества должна |
|
удовлетворять условию 2: |
|
|
|
|
|
n |
ПДКi |
1 |
(2) |
|
i |
|||
|
|
Cдопi |
|
|
где n- количество рассматриваемых веществ, входящих в одну группу по показателям лимитирующего признака вредности (ЛПВ), для водных объектов рыбохозяйственного водопользования.
20
Помимо этого, для водных объектов коммунально-бытового и хозяйственно-питьевого водопользования, значение n включает вещества, относящиеся только к первому и второму классам опасности. Для веществ относящихся к третьему и четвертому классам опасности
Cдопi ПДКi .
Условие 2 позволяет определить допустимую концентрацию для
объектов рыбохозяйственного водопользования Cдопi ПДКi |
n |
. |
|
|
Расчеты ПДС проводятся с учетом ассимилирующей способности водного объекта - приемником сточных вод.
Ассимилирующая способность водного объекта - способность водного объекта принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования.
Она учитывается в том случае, если фон реки не загружен, т.е. вода в реке, выше места сброса сточных вод, не загрязнена и способна разбавить определенный объем поступающих в нее загрязнений, до допустимых пределов.
Загрязненность (загруженность) фона реки проверяется по условию 3:
n |
C рi |
|
|
i |
ПДКi |
1 |
(3) |
где CPi - фоновая концентрация i-гo вещества в реке выше места сброса сточных вод, мг/л.
Если данное условие для конкретной группы ЛПВ не выполняется, следовательно, река загрязнена веществами, относящимися к данной группе, и ее ассимилирующая способность не учитывается. В этом случае контрольный створ, в котором требуется выполнить условия соблюдения нормативов качества воды, назначается в месте сброса сточных вод.
