Оценка воздействия на компоненты природной среды. Лабораторный практикум. Учебное пособие

Задача 3. По значениям концентраций химических элементов в атмосферном воздухе (табл. 1.2.4) различных территорий рассчитать КИЗА, определить уровень загрязненности воздуха и оценить степень концентрации в атмосферном воздухе элементов различных классов опасности.

Таблица 1.2.4

Концентрация химических элементов в атмосферном воздухе различных территорий, мкг/м3 (Геохимия…, 1990)

11

Задача 4. Сопоставьте уровень загрязненности атмосферного воздуха в городах Иркутской области в зависимости от значения результирующего загрязнения атмосферы (Р) и выделите приоритетные загрязнители, используя данные табл. 1.2.5.

Таблица 1.2.5

Концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе промышленных центров Иркутской области, в долях ПДК (Чабаенко и др., 2002)

Задача 5. Определите коэффициент для выражения концентраций примесей в единицах предельно допустимой концентрации в атмосферном воздухе на территории нефтяного месторождения (табл. 1.2.6).

Таблица 1.2.6

Концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на территории нефтяного месторождения, мг/м3

12

1.3. Содержание и оформление отчета

После выполнения лабораторной работы представляется отчет на стандартных листах А4 (297 × 210 мм). Объем текста – 5–10 страниц.

Работа включает следующие разделы: Введение.

1.Основные источники загрязнения атмосферного воздуха урбанизированных территорий.

2.Показатели загрязненности атмосферного воздуха.

3.Результаты расчета показателей загрязненности атмосферно воздуха. Заключение Литература

Во введении необходимо указать цель работы, основные задачи исследования и исходный материал.

Впервом разделе на базе изучения литературных материалов приводится характеристика основных источников загрязнения атмосферы на урбанизированных территориях. Указываются основные виды загрязняющих веществ, поступающих с выбросами от антропогенных источников. Необходимо кратко описать систему наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на территории России или в определенном месте (городе).

Во втором разделе описываются критерии и показатели оценки загрязненности атмосферного воздуха.

Втретьем разделе предоставляются результаты решения задач по определению уровня загрязнения атмосферного воздуха. Приводятся выводы после решения каждой задачи.

Взаключении даются выводы по выполненной работе.

Вконце работы приводится список литературы, использованной в процессе выполнения задач.

Образец оформления титульного листа стандартный. Выполненная работа сдается для проверки преподавателю в срок,

указанный в рейтинг-плане. После проверки работы студент защищает выполненную работу в опросно-ответной форме.

1.4.Список рекомендуемой литературы

1.Внуков А.К. Защита атмосферы от выбросов энергообъектов: справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 176 с.

2.Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает и др. – М.: Недра, 1990. – 335 с.

13

3.Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. – СанПиН 2.1.6.983–00. – Москва, 2000.

4.Гигиенические требования к обеспечению качества охраны атмосферного воздуха населенных мест. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. – СанПиН 2.1.6.1032–01. – Москва, 2001.

5.Методические рекомендации по определению реальной нагрузки на человека химических веществ, поступающих с атмосферным воздухом, водой и пищевыми продуктами. (Утв. нач. ГСЭУ Мин-

здрава СССР, № 2983-84 от 30.03.84). – М., 1986. – 41 с.

6.Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон от

04.05.1999, № 96-ФЗ (ред. от 23.07.2013).

7.Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. (Утв. Главным государственным санитарным врачом 19.12.2007 г., ред. от

09.10.2013 г. Зарегистрировано в МинюстеРФ21.01.2008 г. №10996). –

Гигиеническиенормативы. – ГН2.1.6.2309–07. – Москва, 2008.

8.Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы. – ГН 2.1.6.1338-03. – Москва, 2003. – 54 с.

9.Природопользование, охрана окружающей среды и экономика: Теория и практикум: учеб. пособие / под ред. А.П. Хаустова. – М.:

РУДН, 2009. – 613 с.

10.Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Госкомгидромет

СССР, МЗ СССР. (Утв. зам. предс. Госкомгидромета СССР

01.06.1989, Главным гос. сан. врачом СССР 16.05.1989). – РД 52.04.186-89. – Москва, 1991. – 683 с.

11.Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 22 с.

12.Чебаенко Б.Б. Байкальский регион. Пределы устойчивости. / Б.Б. Чебвенко, Е.П. Майсюк. – Новосибирск: Наука, 2002.

13.Экологический мониторинг: доклад о состоянии и охране окружающей среды Томской области / глав. ред. A.M. Адам, редкол.: В.А. Коняшкин, О.И. Кобзарь; Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области, ОГБУ «Облкомприрода». – Томск: Дельтаплан, 2013. – 172 с.

14.Dara S.S. A Textbook of Environmental Chemistry and Pollution Control / S.S. Dara. – 4-th ed. – Delhi: S. Chand & Company LTD, 2001. – 329 p.

14

15.Elsom D.M. Atmospheric Pollution: A Global Problem (2nd edition). – Oxford: Blackwell Publishers, 1995. – 422 p.

16.Environmental Geology [Электронный ресурс]. – 374 Items. – Berlin: Springer Berlin Heidelberg: Springer Netherlands, 1999. – (Encyclopedia of Earth Science). – Электронная версия печатной публикации. – До-

ступ из корпоративной сети ТПУ. – <URL:http://www.springerlink.de/ reference-works/>.

17. Sharma B.K. An introduction to Environmental Pollution / B.K. Sharma. – India: Krishna Prakashan Media LTD, 2001.

18.Katyal Timy. Environmental Pollution / T. Katyal, P. M. Satake, R. Kumar. – India: Anmol Publications PVT.LTD, 2001. – 302 p.

Контрольные вопросы

1.Назовите показатели, характеризующие загрязненность атмосферного воздуха.

2.Перечислите известные вам интегральные показатели оценки загрязненности воздуха.

3.Приведите нормативные документы по охране атмосферного воздуха и определению уровня его загрязненности.

4.Какие способы выражения концентраций примеси в атмосфере вы знаете?

5.Определение «загрязнение атмосферного воздуха».

6.Как вы понимаете определение «качество атмосферного воздуха»?

7.Объясните, что понимается под предельно допустимой концентрацией загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных мест.

15

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 «ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ»

2.1. Цель и задачи

Цель – закрепление теоретических знаний по курсу «Оценка воздействия на окружающую среду» и получение практических навыков обработки аналитических данных для оценки уровня загрязнения водных объектов.

Задачи работы:

1.Проработка теоретического материала об источниках загрязнения водных объектов и видов загрязняющих веществ; критериях оценки качества водных объектов.

2.Изучение методов расчета показателей оценки качества воды и загрязненности донных отложений.

Материал по данной теме предлагается для решения в виде задач, составленных на основе реальных данных по объемам сбросов загрязняющих веществ в водные объекты России из различных литературных источников, а также результатов исследований кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ.

2.2.Схема выполнения работы

1.Изучить литературные источники для получения информации о методах расчета показателей качества водных объектов.

2.На основе экспериментальных данных о содержании загрязняющих веществ в водных объектах определить уровень загрязнения поверхностных вод и донных отложений.

На первом этапе проводится знакомство с методами расчета показателей качества водных объектов.

Понятие качества воды включает совокупность показателей ее состава и свойств, определяющих пригодность для конкретных видов водопользования. Оценка качества производится по таким параметрам, как содержание взвешенных веществ и плавающих примесей, температура, окраска, запахи и привкусы, величина рН, БПК, ХПК, содержание растворенного кислорода, содержание химических веществ и микроорганизмов.

Чаще всего оценки качества воды основаны на сопоставлении фактических значений с нормативными и относятся к единичным. Однако отдельные данные не дают представлений о суммарном загрязнении водных объектов и не позволяют однозначно относить степень качества

ктой или иной категории. В этом случае используют числовые характеристики качества воды по ряду основных показателей и видам водо-

16

пользования. Эти характеристики называются индексами загрязнения воды (ИЗВ) и широко применяются в практике оценки качества вод. Наибольшее распространение получил метод оценки качества вод, разработанный в Гидрохимическом институте (г. Ростов-на-Дону). Достоинство метода состоит в том, что наряду с возможностью проведения оценок по комплексу показателей загрязняющих веществ он позволяет учитывать частоты их нормативных превышений.

При использовании данного метода сперва для каждого ингредиента на основе фактических концентраций рассчитывают баллы кратности превышений ПДК (Кi) и повторяемости случаев превышения Hi, а также общий оценочный балл Bi:

где Сi – концентрация в воде i-го ингредиента; ПДКi – нормативное значение концентрации ингредиента i-го ингредиента для водоемов рыбохозяйственного назначения; NПДКi – число случаев превышения ПДК по i-му ингредиенту; Ni – общее число измерений i-го ингредиента.

Вещества, для которых величина общего оценочного балла (Bi) больше или равна 11, выделяются как лимитирующие показатели за-

грязненности (ЛПЗ).

Комбинаторный индекс загрязненности (КИЗ) рассчитывается как

По величине комбинаторного индекса загрязненности устанавливается принадлежность к тому или иному классу загрязненности воды

(табл. 2.2.1).

Таблица 2.2.1

Классификация загрязненности воды водных объектов

17

Для сравнительной оценки загрязнения водной среды используются различные индексы, которые позволяют учесть присутствие нескольких загрязняющих веществ.

К категории наиболее часто используемых показателей для оценки качества водных объектов относят комплексный гидрохимический ин-

декс загрязнения воды (ИЗВ).

Индекс загрязнения воды, как правило, рассчитывается по шестисеми показателям, которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН, биологическое потребление кислорода – БПК5) является обязательной.

где Сi – концентрация i-го компонента (в ряде случаев – значение параметра); ПДКi – установленная нормативная величина для i-го компонента соответствующего типа водного объекта; N – число показателей, используемых для расчета индекса.

В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы (табл. 2.2.2).

Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов одной биогеохимической провинции и сходного типа, для одного и того же водотока (по течению, во времени, и т. д.).

Таблица 2.2.2

Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды

Помимо приведенных выше способов нормирования качества водных объектов по гидрохимическим показателям существует и другой подход, основанный на применении биоиндикационных методов исследования. При этом анализируются присутствие и численность организмов определенных видов, обитающих в исследуемой среде, в качестве

18

показателей естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. В России для оценки качества воды на основе гидробиологических показателей наибольшее применение нашел так называемый индекс сапробности водных объектов (S), а также индексы Вудивисса и Майера.

Индекс сапробности относится к интегральным характеристикам состояния водоемов и рассчитывается, исходя из индивидуальных характеристик сапробности видов, представленных в различных водных сообществах (фитопланктоне, перифитоне). По результатам расчетов в соответствии с численным значением S нормируется качество воды.

Следует отметить, что сами по себе интегральные показатели еще не характеризуют уровень антропогенной нагрузки. Высокие значения ИЗВ могут быть обусловлены также и природными особенностями водосбора, например, наличием подзолистых почв и торфяников, которые обуславливают высокое содержание в воде органических веществ, а также высокое природное содержание меди, железа, марганца и низкие значения концентрации растворенного кислорода. В данном случае даже реки с весьма незначительной антропогенной нагрузкой будут отнесены к категориям по индексам загрязнения воды «чрезвычайно грязные» и «грязные». Таким образом, оценку состояния водоема необходимо осуществлять с привязкой к естественному историческому фону.

При оценке качества водных объектов следует также учитывать состояние донных отложений.

В связи с отсутствием нормативов для донных отложений при комплексной оценке загрязненности вод и донных отложений используют показатели превышения концентрации элементов относительно фона (Сфi) или коэффициенты концентрации Kс:

где Сi – концентрация i-го компонента в донных отложениях.

В связи с тем что загрязнение вод и донных отложений происходит несколькими элементами, для них рассчитывается суммарный показатель загрязнения (Zc), отражающий эффект воздействия группы элементов:

где n – число учитываемых в расчете элементов.

Далее по значению показателя Zc и превышению нормативов химического состава воды в расчетном пункте по отношению к фону производится отнесение воды и донных отложений к одному из уровней загрязненности (табл. 2.2.3).

19

В целях определения степени загрязнения донных отложений тяжелыми металлами в Германии и др. странах используют игео-классы, или индексы геоаккумуляции, по Г. Мюллеру (табл. 2.2.4), которые определяются на основании уравнения:

где Сn – измеренная концентрация элемента N в донных отложениях (наиболее часто используют фракции менее 0,02 мм как обладающие наибольшей сорбционной емкостью); ВN – фоновая концентрация элемента N, определяется по данным специальных исследований с учетом региональных особенностей рассеивания элемента; 1,5 – коэффициент учета вариаций природных концентраций элемента.

Таблица 2.2.4

Значения концентраций основных тяжелых металлов по игео-классам (по Г. Мюллеру)

20