Экология

	№	Присутствующие	qi, 3	ПДК3,	Коэффициент,
					соответствующий классу
	варианта	вещества	мг/м	мг/м	опасности Ci
	5	Ацетон	0,35	0,35	0,85
		Фенол	0,01	0,01	1,25
		Ацетон	0,5	0,35	0,85
	6	Фурфурол	0,05	0,05	1,05
		Формальдегид	0,001	0,035	1,25
		Озон	0,001	0,16	1,4
	7	Оксид азота (IV)	0,5	0,085	1,25
		Формальдегид	0,05	0,035	1,25
		Оксид углерода	10	5	0,85
	8	Оксид азота (IV)	0,08	0,085	1,25
		Формальдегид	0,04	0,035	1,25
		Оксид серы (IV)	0,5	0,5	1,25
	9	Оксид углерода	7	5	0,85
		Фенол	0,02	0,01	1,25
		Циклогексан	0,5	1,4	0,85
	10	Бензол	0,5	1,5	1,25
		Оксид углерода	10	5	0,85
	11	Фенол	0,05	0,01	1,25
		Ацетон	0,001	0,35	0,35
	12	Фурфурол	0,01	0,05	1,05
		Оксид азота (IV)	1,5	0,085	1,25
	13	Этилен	1,0	0,3	1,05
		Пропилен	5	0,08	1,4
	14	Сероводород	0,5	0,008	1,25
		Оксид углерода	0,05	5	0,85
	15	Оксид азота (IV)	0,02;	0,085	1,25
		Оксид хрома (VI)	0,003	0,0015	1,4
		Бензол	0,1	1,5	1,25
	16	Оксид азота (IV)	0,06	0,085	1,25
		Формальдегид	0,05	0,035	1,25
		Оксид азота (IV)	0,04	0,085	1,25
	17	Оксид серы (IV)	1,0	0,5	1,25
		Аммиак	0,5	0,1	1,25
	18	Оксид серы (IV) Фтале-	0,5	0,5	1,25
		вый ангидрид	0,002	0,1	1,25
	19	Бутилен	5	3	0,85
		Амилен	0,5	1,5	0,85
	20	Оксид азота (IV)	10	0,085	1,25
		Формальдегид	0,05	0,035	1,25

61

Решение.

Индекс суммарного загрязнения вычисляем по формуле

где Сi					= ∑		( ∙		)		; Ai = 1/ПДКi,
		– коэффициент, соответствующий классу опасности;
	qi – концентрации вредных веществ в атмосфере.
.
	№		Присутствующие						qi,			ПДК,		Коэффициент, соот-
														ветствующий классу
	варианта		вещества						мг/м3			мг/м3
														опасности Ci
			Ацетон						0,4			0,35			0,85
	1		Акролеин						0,01			0,03			1,25
				Фенол					0,01			0,01			1,25
		=	(0,4 ∙ 1	0,35	) ,	+(0,01			0,03	)	, +(0,01		) ,		= 2,371.
													0,01

ТЕМА 5. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОДНОГО БАССЕЙНА

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК СБРОСОВ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ В ВОДОЕМЫ

Технологический цикл одного из предприятий требует потребления значительных количеств воды. Источником является расположенная недалеко от предприятия река. Пройдя технологический цикл, вода почти полностью возвращается в реку в виде сточных вод промышленного предприятия. В зависимости от профиля предприятия сточные воды могут содержать самые различные вредные по санитарно-токсикологическому признаку химические компоненты. Их концентрация, как правило, во много раз превышает концентрацию этих компонентов в реке. На некотором расстоянии от места сброса сточных вод вода реки берется для нужд местного водопользования самого разного характера (например, бытового, сельскохозяйственного). В задаче необходимо вычислить концентрацию наиболее вредного компонента после разбавления водой реки сточной воды предприятия в месте водопользования и проследить изменение этой концентрации по фарватеру реки, а также определить предельно допустимый сток (ПДС) по заданному компоненту в стоке.

Характеристика реки: скорость течения – V, средняя глубина на участке – H, расстояние до места водопользования – L, расход воды водотока в месте водозабора – Q, шаг, с которым необходимо проследить изменение концентрации токсичного компонента по фарватеру реки – LS. Характеристика стока: вредный компонент, расход воды предприятием (объем сточной воды) – q, концентрация вредного компонента – C, предельно допустимая концентрация – ПДК (табл. 14).

62

				Варианты для выполнения задания										Таблица 14
	Параметр						№ варианта
		1	2		3	4	5		6		7	8	9	10
	Вредный компонент	Керосин		Cu	Cr	Фенол	Pb		Zn		Cl	NaOH	Hg	H2PO3
	ПДК, мг/л	0,7	0,02		0,01	0,35	0,01		0,02		1	0,5	0,01	1
63	Q, м3/с	20	30		40	50	60		70		80	10	50	30
	q, м3/с	1	0,5		0,7	1,2	1		0,8		1,1	0,4	1	0,8
	V, м3/с	1,2	1,1		1,0	0,9	0,8		0,7		0,6	1,5	1	0,7
	H, м	0,5	0,7		0,9	1,1	1,3		1,5		2	0,5	2	1,5
	L, м	500	1000		1500	2000	1000		3000		1500	500	1000	1500
	LS, м								LS = L / 5
	C, мг/л	1,5		0,1	0,06	2,0	0,04		0,18		5,5	1,5	0,06	6,0
	Для всех вариантов						ε = 1;		Lф / Lпр = 1

Методика расчета

Состояние реки, берегов и сточных вод влияет на быстроту перемещения водных масс и определяет расстояние от места выпуска сточных вод (СВ) до пункта полного смешивания. Выпуск в водоемы сточных вод должен, как правило, осуществляться таким образом, чтобы была обеспечена возможность полного смешивания сточных вод с водой водоема в месте их спуска (специальные выпуски, режимы, конструкции). Однако приходится считаться с тем фактом, что на некотором расстоянии ниже спуска СВ смешивание будет неполным. В связи с этим реальную кратность разбавления в общем случае следует определять по формуле (табл. 14)

=∙ + ,

где γ – коэффициент, степень разбавления сточных вод в водоеме.

Условия спуска сточных вод в водоем принято оценивать с учетом их влияния у ближайшего пункта водопользования, где следует определять кратность разбавления. Расчет ведется по формулам:

= ∙ ; = (− ∙ √ ),

где α – коэффициент, учитывающий гидрологические факторы смешивания; L – расстояние до места водозабора.

= ∙	ф	∙		,
	пр

где ε – коэффициент, зависящий от места стока воды в реку: при выпуске у берега ε = 1, при выпуске в стержень реки (место наибольших скоростей)

ε= 1,5;

ф– коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния

пр

по фарватеру полной длины русла от выпуска СВ до места ближайшего водозабора к расстоянию между этими двумя пунктами по прямой;

D– коэффициент турбулентной диффузии:

∙∙

=2∙ ∙ ,

где V – средняя скорость течения, м/с; H – средняя глубина, м;

64

g – ускорение свободного падения, м/с2; m – коэффициент Буссинского, равный 24;

с – коэффициент Шези, который выбирают по таблицам.

Однако в данной задаче предполагается, что исследуемые реки являются равнинными, поэтому справедливо приближение:

∙

= 200 .

Реальная концентрация вредного компонента в водоеме в месте ближайшего водозабора вычисляется по формуле

Св = С / К.

Эта величина не должна превышать ПДК.

Необходимо также определить, какое количество загрязняющих веществ может быть сброшено предприятием, чтобы не превышать нормативы. Расчеты проводятся только для консервативных веществ, концентрация которых в воде изменяется только путем разбавления, по санитарно-токсиколо- гическому показателю вредности. Расчет ведется по формуле

Сст.пред = К · ПДК,

где Сст.пред – максимальная (предельная) концентрация, которая может быть допущена в СВ, или тот уровень очистки СВ, при котором после их смешивания с водой у первого (расчетного) пункта водопользования степень загрязнения не превышает ПДК.

Предельно допустимый сток рассчитывается по формуле

ПДС = Сст.пред · q / C.

Форма отчета о выполненной работе

Содержание отчета включает исходное задание, формулы и результаты расчетов.

Результаты включают:

1)расчет кратности разбавления сточных вод К;

2)расчет концентрации в месте водозабора Св, мг/л;

3)расчет предельной концентрации загрязняющих веществ в стоке

Сст.пред, мг/л;

4) расчет количества предельно допустимого стока ПДС, мг/с;

65

5)график функции распределения концентрации вредного компонента

взависимости от расстояния до места сброса СВ по руслу реки с шагом LS, указанным в варианте: F = C(L).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

Для выполнения практических работ № 5–7(тема 4) студентам необходимо заранее ознакомиться с нормативно-правовыми документами, перечень которых представлен ниже.

Нормативные документы:

СанПиН 2.1.4.1074–01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качествуцентрализованного питьевого водоснабжения. Контролькачества»; СанПиН 2.1.4.1175–02 «Гигиенические требования к качеству воды не-

централизованного водоснабжения. Санитарная охрана источников»; СанПиН 2.1.4.1116–02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к ка-

честву воды, расфасованной в емкости. Контроль качества»; СП 2.1.5.1059–01 «Гигиенические требования к охране подземных вод от

загрязнения»; СанПиН 2.1.4.1110–02 «Зоны санитарной охраны источников водо-

снабжения».

Задача

Сельский населенный пункт, численностью 750 человек, не имеет водопровода. Для питья и хозяйственных нужд используется вода из шахтного либо из трубчатого колодца. В селе имеется животноводческая молочная ферма и в частном пользовании отдельных хозяйств – коровы, овцы, козы и птица. Твердый мусор не вывозится: утилизируется сжиганием на месте либо используются выгребные ямы.

Результаты анализа воды из колодцев следующие:

	Показатели	Единица	Вид колодца		Требования
		измерения	шахтный	трубчатый	СанПиН
	Запах	балл	нет	нет	не > 2–3
	Привкус	балл	нет	нет	не > 2–3
	Цветность	градус	> 30	> 30	> 30
	Мутность	мг/л	1,3	0,5	1,5
	Окисляемость	мг О2 /л	5,2	2,8	5
	(перманганатная)

66

	Показатели	Единица	Вид колодца		Требования
		измерения	шахтный	трубчатый	СанПиН
	Жесткость	мг-экв/л	6,2	8,2	7 (до 10)
	Сухой остаток	мг/л	480	62	1000 (до 1500)
	Сульфаты	мг/л	210	280	500
	Хлориды	мг/л	198	115	350
	Железо	мг/л	0,4	1,2	0,3(до 10)
	Фториды	мг/л	1,2	2,0	1,5
	Аммиак	мг/л	0,02	нет	0,01
	Нитраты (NO3)	мг/л	48	28	45
	Микробное число	число	360	86	Не >100
		колоний
	Коли-индекс	число	18	6	10
		Е.coli/л

Задание

А. Дайте гигиеническое заключение по приведенной ситуации. Б. Ответьте на следующие вопросы:

1.Какими правилами необходимо руководствоваться при выборе источника водоснабжения в сельской местности?

2.По каким группам показателей следует оценивать воду хозяйственнопитьевого водоснабжения?

3.Какие виды водоснабжения называют централизованными и какие – местными (децентрализованными)?

4.В чем различия подходов к оценке качества воды централизованного и местного водоснабжения?

5.Биогеохимические эндемические провинции, причины их возникновения. Профилактика эндемических заболеваний.

6.О чем свидетельствует присутствие в воде аммиака, нитритов и нитра-

тов?

7.По какому принципу проводится нормирование железа в воде?

8.Какие методы обеззараживания воды могут быть применены в данной ситуации?

Формой отчета в практических работах № 5–7 (тема 4) будут служить ответы на вопросы предложенных заданий.

67

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ ФЕРМЫ

Задача

Работники животноводческой фермы используют для питья воду из шахтного колодца, расположенного непосредственно на ферме. Колодец имеет крышку. Воду поднимают электронасосом. Рядом с колодцем организован водопой скота. Анализ воды показал следующие результаты: цвет – бесцветная, запах – нет, мутность – 1,8 мг/л, окисляемость – 6,8 мг/л, железо – 0,8 мг/л, фтор – 1,0 мг/л, аммиак – 0,5 мг/л, нитриты – 0,02 мг/л, нитраты (NO3) – 75 мг/л. Коли-индекс – 250 мг/л. Для целей обеззараживания может быть использована хлорная известь с содержанием активного хлора 30 %. Для обеззараживания можно использовать бочку из нержавеющей стали, емкостью 200 л.

Задание

А. Дайте гигиеническое заключение по приведенной задаче. Б. Ответьте на следующие вопросы:

1.Что собой представляет нецентрализованное водоснабжение?

2.Какие заболевания могут передаваться через воду?

3.Какие методы обеззараживания можно использовать (в полевых условиях) при нецентрализованном водоснабжении?

4.Как выбирать дозу хлора при гиперхлорировании?

5.Методы дехлорирования воды.

6.Какой метод дехлорирования наиболее применим в полевых условиях?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №7. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЁННОСТИ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РАДИОАКТИВНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Задача

В1999 году в сельских населённых пунктах Гордеевского района Брянской области, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие аварии на Чернобыльской АЭС, была изучена загрязнённость объектов окружающей среды радиоактивным изотопом стронцием-90.

Впищевых продуктах местного производства обнаружено содержание Sr-90: в животных продуктах – 25 Бк/кг; в растительных продуктах – 60 Бк/кг;

впитьевой воде – 10 Бк/л. Поступление Sr-90 с атмосферным воздухом не превышало 1% и могло не учитываться. Эквивалентом годового потребления взрослым человеком животных продуктов является 300 кг молока, растительных продуктов – 300 кг картофеля. Величина суточного потребления воды равна 2 кг (л).

Для решения предложенной задачи необходимо ознакомиться со следующими нормативными документами:

1.Нормы радиационной безопасности – 99 СП 2.6.1.758–9;

68

2.Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности

–СП 2.6.1.799–99, МУ 2.6.1.1868–04 «Внедрение показателей радиационной безопасности о состоянии объектов окружающей среды, в т. ч. продовольственного сырья и пищевых продуктов, в систему социально-гигиенического мониторинга»).

Задание

А. Оцените уровень загрязнения стронцием данной территории с позиций возможного годового поступления его в организм людей с питьевой водой и продуктами питания.

Б. Ответьте на следующие вопросы:

1. Можно ли считать исчерпывающими для оценки внутреннего облучения людей данные о содержании в природных объектах и поступлении

ворганизм изотопа стронция-90?

2.Какие ещё естественные и искусственные (в результате техногенного загрязнения) радиоактивные изотопы могут поступать в организм человека с пищей растительного и животного происхождения?

3.Назовите пищевые продукты, накапливающие в себе наибольшие концентрации радиоактивных изотопов.

4.Перечислите искусственные радиоактивные изотопы, которые нормируются в пищевых продуктах.

5.Дайте определение явлению естественной радиоактивности. Назовите 17 единиц измерения радиоактивности.

6.При каком характере воздействия на организм ионизирующего излучения возможно развитие хронической лучевой болезни?

7.Назовите клинические формы хронической лучевой болезни в зависимости от характера облучения.

8.Перечислите степени тяжести хронической лучевой болезни.

9.Изложите характерную динамику изменения картины крови при хронической лучевой болезни.

ЗАДАЧИ

Задача 1. Для очистки сточных вод от нефтепродуктов используется установка с определенной производительностью. По разнице концентраций до и после очистки рассчитайте, какое количество нефтепродуктов удаляется за год.

69

	№	Производительность		Концентрация нефтепродуктов, мг/л
	варианта	установки, м3/ч
				начальная	конечная
	1	300		7000	70
	2	250		5500	25
	3	240		2600	30
	4	310		8500	85
	5	160		6560	45
	6	230		4500	50
	7	190		3650	30
	8	290		6980	45
	9	320		2500	15
	10	140		3600	30
	11	160		1700	10
	12	270		6900	65
	13	230		5200	45
	14	290		3650	25
	15	150		7520	60
	16	160		2560	20
	17	280		4550	50
	18	170		8600	90
	19	260		2500	65
	20	140		3400	25
	Решение.
	№	Производитель-		Концентрация нефтепродуктов, мг/л
		ность установки,
	варианта			начальная	конечная
		м3/ч
	1	300		7000	70

Определяем объем очищаемой сточной воды за сутки:

υ1 = 300 м3/ч · 24 ч = 7200 м3.

Тогда объем очищаемой воды за год будет равен:

υ2 = 7200 м3 · 365 = 2628000 м3.

Количествонефтепродуктов, извлекаемыхиз1 лсточнойводы, составляет: m1 = 7000 – 70 = 6930 мг.

70