Раздел 11. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды

Международно-правовая охрана окружающей среды опирается на общепринятые принципы и нормы международного права. В обобщен­ном виде данные принципы сформулированы в ст. 92 Закона РФ об ох­ране окружающей природной среды:

- приоритетность экологических прав человека;

- суверенитет государства на природные ресурсы своей территории:

- недопустимость экологического благополучия одного государства за счет экологического вреда другого:

- экологический контроль на всех уровнях;

- свободный обмен международной экологической информацией;

- взаимопомощь государств в чрезвычайных обстоятельствах;

- разрешение эколого-правовых споров мирными средствами.

В России законодательно закреплен принцип примата международ­ного права над внутренним правом в области охраны окружающей сре­ды и использования ее ресурсов.

Использование водных ресурсов - важное направление международ­ного сотрудничества. В 1948 г. создан Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП). В 1972 г. Стокгольмская кон­ференция ООН определила принципы международного сотрудничества по охране природы. Генеральная Ассамблея ООН учредила «Программу

32

ООН по окружающей среде (ЮНЕП)». С 1972 г. ЮНЕСКО осуществля­ет программу «Человек и биосфера». Дальнейшее развитие междуна­родного сотрудничества в области охраны природы получает в решени­ях Генеральной Ассамблеи ООН 1980 г. Всемирной Хартии охраны природы 1982 г.. решениях Международных конференций ООН по ок­ружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.).

Самостоятельную группу образуют конвенции, соглашения и дого­воры об охране Мирового океана от загрязнения и истощения. Договор о запрещении испытания атомного оружия в трех сферах (1963) не до­пускает производства любого взрыва в территориальных водах, откры­том море, под водой, если он приводит к выпадению радиоактивных осадков. Международные конвенции, заключенные в 1954 г. (с поправ­ками 1972 - 1973 гг.) и дополненной в 1978 г., установлены жесткие требования относительно загрязнения не только нефтью, но и другими токсичными веществами. В рамках ЮНЕП действуют 10 региональных программ по охране от загрязнения Балтийского, Средиземного и др. морей.

Вторая проблема защиты морского океана - охрана его биологиче­ских ресурсов, осуществляется на трех уровнях: глобальном, регио­нальном, национальном. На глобальном уровне действует ряд конвен­ций, запрещающих, либо ограничивающих промысел на отдельные ви­ды животных с целью их охраны от исчезновения: китов, котиков, тю­леней, белых медведей и др.

На национальном уровне Женевская конвенция по континентально­му шельфу (1958) установила суверенные права прибрежного государ­ства на естественные ресурсы морского дна и организмы сидячих видов. Создана и действует Межведомственная комиссия по делам Арктики и Антарктики.

Для управления международным объектом создается на паритетных началах постоянно действующий орган - комиссия, комитет. Так меж­дународным органом по Дунаю - Дунайская комиссия, по Балтийскому морю - Балтийский совет, по Черному морю - комитет.

Для координации экологической деятельности стран СНГ образован МЭС (Межгосударственный экологический совет) и секретариат в каче­стве постоянно действующего органа. Создан Международный Эколо­гический фонд (г. Минск).

33

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ

ЗАДАНИЙ

В методических указаниях приводятся практические расчеты различных воздействий промышленных объектов на воздушную и водную среды и земельные ресурсы, а также рекомендуются соответ­ствующие природоохранные мероприятия по сохранению и улучше­нию окружающей среды.

Техногенная нагрузка на компоненты окружающей среды (воз­дух, вода, почва и др.) регулируется соответствующими нормами и нормативами. Важнейшим понятием, связанным с охраной природной среды, является предельно-допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего вещества. Под ПДК понимается такая кон­центрация загрязняющих веществ в единице объема природной среды, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не снижает его работоспособности и не влияет на самочувствие. ПДК измеряется в мг/м³, г/м³, мг/л и мг/кг почвы. В табл. 1-3 приведены ПДК загрязняющих веществ в различных компонентах окружающей среды. Величины ПДК всех загрязняющих веществ устанавливаются Министерством здравоохранения и медицинской промышленности РФ.

Под фоновой концентрацией загрязняющего вещества Сф понима­ют количество вещества, содержащегося в единице объема природной среды, подверженной антропогенному воздействию (ГОСТ 27593-88). Фоновая концентрация измеряется в мг/м³, г/м³, мг/л и мг/кг почвы. Фоновые концентрации определяются как среднегодовые (среднемесячные) для данного региона и контролируются органами Минэкологии, Госкомгидромета, СЭС. .

Охрана различных компонентов природной среды предусматривает установление нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу и предельно-допустимых сбросов (ПДС) в поверхностные водоемы. ПДВ - это выбросы такого количества вредных веществ в атмосферу в единицу времени, который не созда­дут их приземную концентрацию большую, чем ПДК. Величина ПДВ

34

определяется с учетом ПДК и фоновой концентрации загрязняющего вещества при условии:

С_х* ПДК_Х или —^ 1,

где С _х - концентрация любого загрязняющего вещества в воздухе.

Величина ПДВ позволяет ограничить разовый выброс вредных веществ предприятия. Она определяется расчетом и утверждается органами санэпидемнадзора. ПДВ измеряется в г/с, т/год.

В соответствии с ГОСТ 17.1.01-77 (п. 39) под ПДС вещества в водный объект понимается масса вещества в сточных водах, макси­мально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе. ПДС устанавливается с учетом ПДК и Сф загрязняющих веществ в местах водопользования, а также разбавляющей способности водного объекта. ПДС измеряется в г/ч, кг/ч.

Ниже приведены условия задания и примеры решений по разделам курса "Охрана окружающей среды", а также перечень рефератов по природоохранной тематике для студентов инженерно-строительных специальностей института, изучающих данную дисциплину.

Студент готовит реферат на тему, номер которой по перечню тем контрольных заданий соответствует двум последним цифрам его учебного шифра, либо на тему, согласованную с преподавателем. Каждый реферат должен содержать разделы: введение (с обосновани­ем значимости темы), основную часть, где должно быть раскрыто современное состояние проблемы и описаны соответствующие мероприятия по предупреждению (профилактике) или ликвидации негативного воздействия на окружающую среду, и заключение. Объ­ем реферата должен составлять не менее 24 машинописных страниц, оформление его - соответствовать принятому в институте стандарту (согласно ЕСКД).

35

Таблица 1

Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест [8]

Вещества	ПДК. мг/м^3		Класс опасности
	максимальная разовая	среднесуточ нал
Азота двуокись	0,085	0,04	2
Аммиак	0,2	0,04	1
Ангидрид сернистый	0,5	0,05	3
Ацетон	0,35	0,35	4
5енз(а)пирен	-	0,00001 или _ 0,1 мкг/ЮОм-^5	1
Бензол	1,5	0,1	2
Ванадия плтиокись	-	0,002	1
Водород хлористый	0,2	0,2	2
Дихлорэтан	3	1	2
Кислота азотная	0,4	0,15	2
Кислота сорная	0.3	0,1	2
Марганец и его соединения	0,1	0,001	2
Сапсе (зола)	0,15(0,5)	0,05	3
Свинец и его соединения	-	0,0003	1
Сероводород	0,008	-	2
Хлор	0,1	0,03	2
Хром шестивалентный	0,002	0.002	1
Окись /тлерода	5	3	4

Таблица2

Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в воде водных объектов [9]

Наименование	ПДК, г/м^3
	Водоемы коммунально-бытового, хозяйственно-питьевого назначения	Водоем рыбохозяйственного назначения
Взвешенные вещества	+0,75+0,25 к фону	+0,25 к фону
Растворенный кислород	4	6
(не менее)
БШСП0ЛН	6/3	3
хпк	30/15	15
	36

Окончание табл. 2

Наименование	ПДК	Ум^3
	Водоемы коммунально-бытового, хозяйственно-питьевого назначения	Водоем рыбохозяйственного назначения
Общая минерализация	1000	1000
Азот аммонийный	2,0	0.39
Нитриты	1,0	0,02
Нитраты	10,2	9.1
Нефтепродукты	0,3	0,05
Фенолы	0,001	0.001
Хлориды Сульфаты	350 500	300 100 0.001
Хром	0,05
Никель	0,1	0,01
Цинк	1.0	0,01
Железо	0,3	0,1
Свинец	0,03	0,01
СПАВ	0,5	0,2

Предельно-допустимые концентрации основных загрязняющих веществ в почве [10]

Наименование ингредиента	__ПДК, мг/кг почвы_
Ацетальдегид	10.0
Бензол	0,3
Ванадий	150
Кобальт	5.0
Марганец	1000
Медь	3,0
Никель	4.0
Нитраты	130
Ртуть	2.1
Свинец	32,0
Толуол	0,3
Фтор	10,0
Хром (+3)	6,0
Хром (+6)	0,05
Цинк	+50 к фону

37

ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Задание 1

Определить ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника (котельной). Определить максимальную приземную (на высоте 1,5 м от земли) концентрацию загрязняющих веществ и расстояние, на котором она может наблюдаться, при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), то есть при скорости ветра «s 0,5 м/с.

Построить кривую распределения приземных концентраций :• гзнения по оси факела (для случая НМУ).

точнить размеры санитарно-защитиой зоны (СЗЗ) в соответст­вии с розой ветров данного района.

Определение ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника проводится по методике, принятой в ОНД-86 [11 ] (в г/с).

1. Величина ПДВ (г/с) по каждому из вредных веществ рассчитывается по формуле

(ПДК-С_ф)Н² з " А • F ■ т ■ n ■ rj ¹

где ПДК - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг м , Сф -фоновая концентрация вредного вещества, мг/м³; Я - высота источника выброса, м; W\ - расход газовоздушной смеси, м³/с:

ш₀ - скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; D - диаметр устья трубы, м.

За величину дГ принимается разница температур выбрасываемого газовоздушного потока Т_г и окружающего воздуха Т_в °С:

д г = т_г - Т₃.

38

За Т_в принимается средняя температура самого жаркого месяца, а для котельных, работающих только для отопления, за Т_д принимается средняя температура самого холодного месяца года;

А - коэффициент стратификации, учитывающий вертикальные перемещения воздуха в зависимости от степени расчлененности рельефа. Коэффициент А изменяется от 120 до 250, а для Московской области А - 140; F - безразмерный коэффициент, учитываю­щий скорость оседания вредных веществ.

Для легких газов, у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна О, F- \. а для мелкодисперсных аэрозолей и тяжелых газов:

/■"—2 при степени очистки 90%;

F-2,5 " - " 75-90%; .

F-3,0 " " " <75%.

Для любых загрязняющих веществ в присутствии паров воды F - 3,0; m и л -безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси и зависящие от соотношения высоты источника выброса, его диаметра, скорости и температуры отходящих газов.

Для круглых источников тип рассчитываются по формулам

1

0,67 + 0,1 V? + 0,34 ³VJ ' при параметре f< 100 (а это почти всегда в стандартных источниках)

/= 1000

<о₀ ■ D

Я² -дг'

п = 0,532 v\ - 2,13 • V_m + 3,13 ;

= 0,65-³V——- щ

^vm ~ ^u,&5 ' ^v Л- ^ПР^И скорости ветра, изменяющейся в пределах

0-5 < У ветра * ² м/с;

7 - коэффициент, учитывающий влияние рельефа. При перепаде высот менее 50 м 7 - 1, при перепаде высот более 50 м tj > 1 и зависит от соотношения высоты трубы и высоты препятствия (H/h₀), а также от соотношения ширины и высоты препятствия (a₀/h₀).

2. Максимальная концентрация загрязняющего вещества при фиксированных выбросах из источника Ш_х, г/с) рассчитывается по формуле

А ■ м ■ F ■ т ■ п ■ 7 С = -±---

^шах я² • ³\П^~д~Т '

39

При этом замеренная (фиксированная) масса загрязняющего ве­щества М_х может быть любая: больше или меньше величины ПДВ.

Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация вреднего вещества, определяется по формуле

5 - F

Anax ⁼ 4 • d - Н,

где d - аэродинамический коэффициент.

При холодных выбросах, когда д т » 0°С, d - 5,7; при горячих выбросах, то есть л Т » 5°С, коэффициент d определяется по формуле

d = 2,48-[1 + 0,28 V800 (U3^ZSJ¹-)* 1

ш ■ D

3. Построение кривой распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела проводится следующим образом. Находим С_х по формуле

где С_х - концентрация загрязнения в любой точке по оси факела, мг/м-3; So—!_x~

коэффициент пересчета от максимальной концентрации к концентрации

загрязнения в любой точке на расстоянии /_хот источника выброса.

Коэффициент 5₀_/ определяется:

при

< 1 s₀__L = 3

- 8

+ 6

f <х X

при 1

max

0,13 •

1,13

V Апах

+ 1

40

Кривая распределения приземных концентраций по оси факела строится по величине максимальной концентрации и как минимум четырем точкам на различных расстояниях от источника выброса.

4. Размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ) определяется по Сани­тарным нормам (СН-245-71) в соответствии с классом предприятия. Корректировка размера СЗЗ с учетом розы ветров, преобладающих в данном районе, выполняется по формуле:

* о

где / - длина румба по СЗЗ; L_Q - размер СЗЗ по СН-245-71; Р - среднегодовая по­вторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров, %; Р₀ - среднегодовая повторяемость (в %) направления ветров одного румба при круговой розе ветров; при восьмирумбовой розе ветров Р₀ - 12,5%.

Пример выполнения задания i

Рассмотрим котельную с одиночным источником выбросов.

Котельная, работающая на мазуте, производит вредные выбросы, представленные окислами углерода СО, азота N0₂, серы S0₂, ванадия V₂0₅ и золой. Котельная имеет одну дымовую трубу с диаметром D ее устья - 1,4 м и высотой Fj ~ 35 м. Скорость зыхода газовоздушной смеси а> о составляет 7 м/с, ее температура Т, - !25°С. Средняя температура самого жаркого месяца года Т_в равна +25°С.

Фоновые концентрации Сл вредных веществ по данным сани­тарно-эпидемиологической службы составляют: СО - 2 мг/м³; N0₂ -0,03 мг/м³; S0₂ - 0,2 мг/м³; V₂0₅ - 0,005 мг/м³ и золы - 0,1 мг/м³. ПДК вредных веществ (разовые) приведены в табл. 1

Котельная расположена в Московской области, местность ровная, с перепадом высот менее 25 м. Степень очистки пылегазоочистного оборудования - 80%. В районе расположения котельной среднегодовая повторяемость направления ветров (при вось­мирумбовой розе ветров) составляете - 17%,СВ-17%,В-16%,ЮВ - 12%, Ю - 10%, ЮЗ-7%, 3-9%, СЗ- 12%.

I. Определение величины ПДВ для окиси углерода СО:

41

F =» 1, т.к. СО - легкий газ, у которого скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0;

«7 = 1, т.к. местность ровная, с перепадом высот менее 50 м, А = 140 (для Московской области)

Г=125-25=100°С;

_m_JLf.„_o,M±^._{1=m м}з_/с.

7 14 7-14 35² • 100 1225

__1__

^{Ш Я} 0,67+ОД /ЩЩ + 0,34 ³ЛШ "

¹ = 1.18;

К

0,67 + 0,1 0,28 + 0,34 • 0,43 0,85

_{= 0>65}эЖЖ.'₀₎₆₅ г^Ш

= 0.65 УЗОЖ = 0,65 • 3,14 = 2,04;

я = 0,532-2,04² - 2,13-2,04 + 3,13 = 0,532-4,16 -

- 2,13 • 2,04 + 3,13 - 2,21 - 4,34 + 3,13 т 1,0;

"№со - Ho.bo'isSi.Q ^ЗЛШ " Щ ■ ¹⁰'²⁵ "

= 227,86 = 227,9 г/с.

2. Определение максимальной концентрации СО. Примем, что замеренное количество выбрасываемой окиси уг­лерода М_х составило 60% от величины ПДВ, т.е.

42

Л/* = 0,6 • 227,9 =136,7 г/с.

С = НО-136,7-1,0-1,18-1,0-1,0 _ 19138 -1,18

35² • ³/Т1Ж) 1225 -1,02 "

= 1,85 мг/м³.

Проверим, соблюдается ли основное законодательное требование по охране воздуха: С_х «s ПДК:

Стя*⁴-^ 1.85+ 2,0 = 3,85 мг/м³ < ПДК (5 мг/м³).

Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация окиси углерода, равна:

'max ⁼ 2 ■ d ■ Ъ5;

d - 2,48 [1 + 0,28-9,23 • (1,3—^) ] =

- 2,48 [I + 2,58 | ^1,3₃₅⁹'⁸-)] - 2,48-[1 + 2,58-0,Зб] = = 2,48 • 1,92 = 4,72;

'max ⁼ ~~4--⁴'⁷² • ³⁵ " ^{(>5 M.

3. Построение кривой распределения концентрации СО по оси факела. Для упрощения расчетов величину 1_Х принимаем равной 1/3, 2/3, 1,33 и 1,66 от /_тдх. Таким образом, определим концентрацию окиси углерода на расстоянии 55, ПО, 220 и 275 м от источника загрязнения (котельной) (рис. 1):

43

= 3

1_\ 4

3.

1\ з

1\ 2

- 0,41;

С₁ = 1,85X6,41 - 0,76 мг/м³;

⁵о-по ~ 3'

пои	С1101
Щ) " ^8	[16}
(2\з ,{	21 2
(з) ^+б(	з)

+ 6

= 0,89;

С₂ = 1,85 • 0,89 = 1,65 мг/м³;

i

1,13

5п_

^0-220 " л 1^220 \ 2 .

^0ЛЗ[165) ^{+ 1}

= 0,96;

С-х = 1,85 - 0,96 - 1,78 мг/м³;

■So-

ma

0-275

°'¹³(T65J ^{+ 1}

1,13 1,36

= 0,83;

С₄ = 1,85 • 0,83 = 1,54 мг/м³.

№

pu_P/_u3i, Зова переброса ^ Ml /М Lt— ф^.,

0,925

Зона

— максимального . загрязнения

'Зона снижения — загрязнения

г-, /

3

/пах

С*

Й ид Ш Й0 2т7

Рис. 1. Кривая распределения концентраций югрюнеиия СО по оси факс.

44

4. Определение размеров СЗЗ и ее корректировка с учетом розы ветров. Для котельной, относящейся по СН-245-71 к V классу предприятий, нормативный размер СЗЗ равен 50 м от центра дымовой трубы. В том случае, когда расчет показывает, что С_тлх + Сф> ГТДК, за размер СЗЗ принимается расстояние от источника выброса до даль­ней границы зоны максимального задымления, где величина загрязнения равняется 0,8 от

В данном случае + С<р < ПДК.

Размеры СЗЗ по различным румбам составляют:

С

/ = 50

СВ - / - 50 В - / = 50 • ■

юв

Юн

юз

3 ->

17 1 2,5 17

/ = 50

/ = 50

/ = 50

12,5 16 12.5 12 12,5 10 12,5 7

12,5

= 68 м;

- 68 м; 64 м;

- 48 м; - 40 м;

- 28 м;

/ = 50

С3- I = 50

2,5 1 2

= 36 м;

12,5

48 М.

Если расчетная величина L₀ СЗЗ оказалась менее 50 м, то L_Q принимается равной минималь­ному значению по СЗЗ, т.е. 50 м (рис. 2).

Ниже в табл. 4 приведены различные варианты задания.

Рис. 2. Рашер СЗЗ с учетом розы ветров района расположения котельной^-

45

Таблица 4

Исходные данные

0\

Перечень данных				Последняя цифра шиф]			5а
	1	2	3	4		6	7	8	9	10
Высота трубы Н, м	35	35	35	40	40	40	40	45	45	45
Диаметр устья трубы D, м	1,5	1,5	1,4	1,4	1,3	1,3	1,2	1,2	1,1	1,1
Скорость выхода газовоздушной смеси a>Q> м/с	8	8	8	7	7	7	6	6	6	5
Температура газовоздушной сме­си тг °С	120	120	110	ПО	100	100	95	95	90	90
	Предпоследняя цифра шифра
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Температура окружающего воз­духа Тв, °С	25	25	25	25	25	20	20	20	20	20
Загрязняющее вещество *	Зола	СО	N02	S02	V2O5	Зола	СО	N02	S02	V2O5
Фоновые концентрации Сф, мг/м»* * .	0,01	2,0	0,03	0,02	0,0005	0,01	2,0	0,03 '	0,02	0,0005

46 Окончание табл. 4

Перечень данных	Предпоследняя цифра шифра
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Эффективность очистки Э, %	90	90	80	80	75	75	60	60	60	60
Повторяемоеть ветров, %	С-17	С-10	С-9	С-1.2	С-12	С-5	С-12	С-15	С-8	С-16
	СВ-17 В-16	СВ-15	СВ-10	СВ-10	СВ-12	СВ-10	СВ-12	СВ-16	СВ-10	СВ-12
		В-17	В-11	В-12	В-12	В-8	В-12	В-15	В-12	В-10
	10В-12	ЮВ-17	10В-14	ЮВ-12	ЮВ-12	ЮВ-10	ЮВ-12	ЮВ-12	ЮВ-15	ЮВ-9
	Ю-10	Ю-14	10-16	Ю-И	Ю-12	Ю-16	Ю-10	Ю-10	Ю-16	10-7
	103-7	103-12	ЮЗ-16	103-14	ЮЗ-12	103-17	ЮЗ-12	ЮЗ-8	103-15	103-11
	3-9	3-7	3-15	3-15	3:16	3-17	3-16	з-п	3-13	3-18
	СЗ-12	СЗ-8	СЗ-9	СЗ-14	СЗ-12	СЗ-17	СЗ-14	СЗ-13	сз-п	СЗ-17

* Значения 11ДК для загрязняющих веществ приведены в табл. 1.

47

ОХРАНА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД

Определить ПДС сточных вод в реку, которая используется в ка­честве источника централизованного водоснабжения.

Определение ПДС сточных вод проводится согласно методике, изложенной в работе [12 ].

1. Для расчета ПДС сточных вод предварительно необходимо определить коэффициент смешения сточных и речных вод у и кратность разбавления п.

Согласно методу В.А.Фролова-И.Д.Родзиллера [13 ] коэффициент смешения стоков с водой реки определяется по формуле

у =

1 - е-«-³^ 1 ₊ £- е-°^'

где е - основание натурального логарифма, е - 2,7; а - коэффициент, учитывающий влияние гидрологических факторов смешения сточных вод:

а ш Ё ■ <р ■ ³V-,

q

£ - коэффициент, зависящий от вида выпуска: при береговом сосредоточенном выпуске £ - 1,0, прирусловом " £-1,5;

<р - коэффициент извилистости русла, равный отношению длины русла по фарватеру (середине реки) к длине по прямой, соединяющей точки выпуска и контрольного створа (при прямом русле <р - 1); Е - коэффициент турбулентной . диффузии, равный отно­шению:

^Vcp • ^Кср 200 '

V_Cp - средняя скорость течения реки на всем участке смешения, м/с; Я_Ср - средняя глубина реки на этом участке, м; L - расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м; Q - расход воды в створе реки у места выпуска, м³/с; q - расход сточных вод, м³/с.

48

Краткость разбавления стоков в расчетном створе составляет:

2. Величина ПДС определяется для всех категорий водопользова­ния как произведение расхода сточных вод д^}', м³/ч на допустимую концентрацию загрязняющего вещества С/тдс, г/м³ в сбрасываемых стоках:

ПДС = д^]-С_Пдс.

При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение Сддо, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольном (расчетном) створе. Величина С_Пд_С определяется по разным формулам для консервативных, взвешенных веществ и не­консервативных преимущественно органических веществ, в том чис­ле по биохимической потребности в кислороде (БПК^^.

Для определения С_Пд_С консервативных веществ составляем

у • Q ■ с'¹_ф + д-0_пдс = (у Q+ о) • с¹_см,

учитывая, что

_{т и п=} ? ■ Q + 4

^слдк ⁴

где С¹_СН - концентрация /-вещества в контрольном створе; С'ид^- предельно-допусти­мая концентрация /-вещества.

Вышеприведенное уравнение может быть преобразовано в следу­ющем виде:

'ЯДС ~ ^п ' (^спдк - ^Сф) ^{+ С}ф-

49

Это и есть основная расчетная формула для определения Сддс консервативных веществ.

Величина С_ПДс для взвешенных веществ согласно "Правилам охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами" определяется исходя из условия, что содержание взвешенных веществ по сравнению с природным Сф не должно увеличиваться более, чем на

д С = 0.25 мг/л, при условии, что 7;-- 1 или С_сч - С_пдк,

^пдк

т.е. « п ■ (С_см - С_ф) + с_ф = п-д С₊ С_ф.

При установлении Сддс ^с учетом неконсервативности загрязняющего вещества расчетная формула,имеет вид:

/

^Сядс - « • (Саде • - С_ф) + С_ф,

где К| - коэффициент⁷ нсконсерватмвности для нефтепродуктов; К| = 0,006 I/сут. (для всех вариантов).

Определение С_пдс стоков по БПК_тлн

Биохимическая потребность в кислороде <МПК_полю мг/л или г/м³) - показатель, характеризующий степень загрязненности сточных вод органическими веществами, БПК_ТЮЛН определяется количеством кис­лорода, потребляемого на биохимическое окисление органических веществ в процессе жизнедеятельности аэробных бактерий.

При установлении С_пдс по БПК^^ расчетная формула имеет вид:

с_Ядс - п ■ [(с_пдк-с_п__в) ■ А<- с_ф] + с

где - БПКподн - концентрация, обусловленная органическими веществами, смы­ваемыми в водоток атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега.

Величина С^_в принимается для горных рек равной 0,6-^-0,8 г/м³; для равнинных рек, протекающих по территории, почва которых содержит небольшое количество органики, - 1,7+2,0 r/м^для рек болотного питания или протекающих по территории, с которой смывается повышенное количество органических веществ, _в изменяется в пределах от 2,3 до 2,5 г/м³. Если расстояние от выпуска сточных вод до

50

контрольною створа меньше 0.5 сугочного пробега, го величина С„„ принимается равном нулю;

1с,, - осредненное 'значение коэффициента неконсервативности органических ве­ществ. k„= 0.065 1/сут.

Время добегания /, с от места выпуска сточных вод до расчетного створа определяется по формуле

Для расчета по формуле, определяющей величину Спдс, время /

переводится в сутки. Коэффициент перевода составляет —!—

86400

Полученные значения Сддс для каждого типа загрязняющего вещества подставляются в вышеприведенную формулу ШДС = Q¹' Слдс^ откуда и определяется величина ПДС.

3. Необходимая степень очистки для очистных сооружений нахо­дится по формуле:

э - (^Споет - ^Спдс^ • 100%,

С пост

где С_пост - концентрация вещества, поступающая на очистные сооружения; Сг/дс -концентрация вещества в спускаемых в водоем очищенных сточных водах, обеспечи­вающая нормативное качество воды в контрольном створе.

Пример выполнения задания 2

Сброс сточных вод осуществляется в реку, среднемесячный расход Q которой при 95% обеспеченности составляет по данным гидрометеорологической службы 30 м³/с. Средняя скорость течения реки V_cp на участке от выпуска до расчетного створа равна 0,64 м/с.

51

Средняя глубина реки Н_ср равна i ,2 м. Участок реки прямой, изви­листость выражена слабо.

Выпуск сточных вод производится с расходом q 0,6 м³/с. Выпуск береговой. Расстояние от места выпуска до расчетного створа по фарватеру Ьф равна 3,5 км.

Река используется в качестве источника централизованного водо­снабжения и содержит фоновые концентрации взвешенных веществ Сф^в-^в = 5 мг/л, БПКф = 1,8 мг/л, железа Cfjf - 0,01 г/м³, хлоридов

Сф¹~ 100 г/м³. Концентрация взвешенных веществ С в сточных водах,

поступающих на очистную станцию, равна 200 мг/л, содержание органических веществ, выраженных БПК^^раъно 250 мг/л. Требуется определить (рис. 3):

1. Коэффициент смешения сточных вод с водой реки и кратность разбавления стоков в расчетном створе.

2. ПДС веществ, поступающих в водный объект со сточными вода­ми.

3. Необходимую степень очистки по взвешенным веществам и БПК для проектируемых очистных сооружений.

1. Определение коэффициента смешения сточных вод с водой реки и кратности разбавления стоков в расчетном створе:

Е ■■ °^,6i'i^>2 = 0,00384;

200

очистные соорушейия города. А¹

Q ^н%; C_f

МП

/л

Рис. 3. Схема сброса сточных вод в реку

52

3/0,00384 = 11- v-~y- - 0,185;

_e-a-'VZ ₌ 2,7-°^Л85 V3500 = 0,061; 1 - 0.061

зо

I + —- • 0,061 0,6

= 0,232;

0,232-30 + 0,6 , n =~-j—?- = 12,6.

2. Определение ПДС веществ, поступающих в водный объект со сточными водами.

Величина ПДС для железа при Сщ(_К = 0,3 г/м³ равна:

^сядс ^{= 12}'^{6 (0}'³-~ 0,01) +0,01 = 3,664 г/м³; ПДС^Ге -0,6- 3600-3,664 = 7914 г/ч = 7,9 кг/ч.

if

Величина ПДС для хлоридов при Сяде ~ 350 г/м³ равна: ^спдс = ¹²'⁶ <³⁵⁰ " ¹⁰⁰> ⁺ 100-3250 г/м³; ЯДС^с/ = 0,6 • 3600 - 3250 = 7020000 г/ч = 7020 кг/ч. Величина ПДС для взвешенных веществ составит Сддс" ¹²>⁶ • 0,25+ 5 = 8,15 мг/л = 8,15 г/м³. ЯДС^-8,15- 0,6- 3600= 17604 г/ч- 17,6 кг/ч. Время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа равно:

3500

t = |Щ| = 5468,75 с = 0,06 сут. <0,5сут.

Поскольку время добегания меньше 0,5 сут, С_гив — 0. Величина ПДС для органических веществ (по БПК_ГЮЛ1) составля­ет:

СШ~ п-\(ъ- о\ Ш~ + С.

53

= 12,6-(з-Л⁰⁶⁰⁰-⁰⁶ ~ 1,8) + 1,8 = 12,6 (3-1,005 - 1,8) + + 1,8 = 17,1 г/м³,

Б17.

где С[]дс "17,1 мг/л - предельно-допускаемое содержание органических веществ (по 5Я/С_полн) в спускаемых в водоем сточных водах.

ПДС ^Б!7К- 0,6 • 3600 • 17,1 -36936 г/ч-36,9 кг/ч.

3. Необходимая степень очистки по БПК составляет: 2 SO - 17 1

Э = ^25$— ■ 100 = 93,16% - 93,2%.

Необходимая степень очистки по взвешенным веществам соста­вит:

ПДС поступающих в водный объект со сточными водами загрязняющих веществ и необходимая степень очистки по взвешен­ным веществам и БПК представлены в табл. 5.

Данные расчета ПДС			Таблица 5
Показатели состава сточных вод	Концентрация» вещества, г/м	ПДС. кг/ч	Необходимая сте­пень очистки, %
Взвешенные вещества	8,15	17,6	96,0
Органические вещества ^^пкполн)	17,1	36,9	93,2
Железо Fe	3,65	7,9
Хлориды С1	3250	7020	-

Ниже в табл. 6 приведены исходные данные для задания 2.

54

Исходные данные

Таблица 6

Перечень данных	Последняя цифра шифра
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Расход воды в	30	32	34	36	38	40	42	44	46	48
реке,м/с
Расход сточных	0,5	0,54	0,6	0,62	0,64	0,66	0,7	0,75	0.8	0,85
вод, m^j/c
Скорость потока	0,5	0,52	0.54	0.56	0,58	0.64	0,62	0.64	0,66	0,68
воды в реке, м/с
Глубина реки при	1.2	1,25	1,30	1,32	1,34	1.36	1,38	1,40	1.42	1,44
min расходе, м
Расстояние от вы-	1,0	1,2	1.4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2.6	2,8
пуска до
расчетного створа,
L, км
Вид выпуска		береговой					Р	у еловой
Расстояние по	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8
фарватеру до
расчетного створа.
км
				Предпоследня?		цифра	шифра
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Количество	1.2	1,4	1,6	1,8	2,0	1,2	1,4	2,6	1.8	2,0
загрязнений в воде
водоема по БПК5,
Сф, мг/л ,
Количество взве-	0,8	1,0	1,2	1,4	1.6	0,8	1,0	1,2	1.4	1,6
шенных веществ в
воде водоема С^,.
мг/л ^J
Фоновые кон-
центра ц и и
загрязняющих ве-
ществ* в воде водо-
ема, мг/л: '
сГ	300	150	200	300	15,0	200	300	150	200	300
, so4.	500	200	300	500	200	300	500	200	300	500
нефтепро-	0,02	0,05	0,01	0,08	0,04	0,02	0,05	0,01	0,08	0,005
дукты		."

s

55

Окончание табл. 6

Перечень данных				Предпоследняя цифра				шифра
	1	2	3	4	5	б	7		8		9	10
Концентрация взвешенных ве­ществ в сточных водах, поступаю­щих на очистную станцию, мг/л	200	250	240	300	200	250	240		300		250	300
Концентрация загрязнений в сточных водах, по­ступающих на очистную стан­цию, по БПК5, мг/л	250	300	280	350	250	300	300		350		300	350

♦Значения ПДК для загрязняющих веществ приведены в табл. 2.

ОХРАНА ПОЧВ

Задание 3

Определить массу и объем осадка, образовавшегося после очистки бытовых сточных вод, который допустимо использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственного объекта.

Расчет количества осадка, который возможно использовать в ка­честве удобрения, проводится по методике, разработанной авторами.

i. Составляем уравнение материального баланса, исходя из усло­вия равномерного смешивания осадка с плодородным слоем почвы

^Сф- ^М+ Сое' « ^{в С}см(^М + «)•

где Сф - фоновая концентрация /-вещества в почве, мг/кг почвы; М - масса пло­дородного стоя почвы, кг; C_QC - концентрация i-вещества в осадке, мг/кг осадка; т -масса осадка, кг; С_сн - концентрация г-вещества в почве после смешивания ее с осадком, мг/кг почвы.

56

Для того, чтобы осадок можно было использовать в качестве удобрения, необходимо соблюдение следующего основного условия:

С_см < ПДК,

где ПДК - предельно-допустимая концентрация /-вещества в почве, мг/кг почвы.

2. Определение объема W и массы М плодородного слоя почвы на участке проводится по формулам

W.^.H ■ S,

где Я - мощность почвенного слоя, м; S - площадь с/х объекта (участка). м , М= W ■ р_п,

р_п - плотность почвы, т/м .

3. Масса осадка т, подлежащего размещению на участке, определяется по вышеприведенной формуле материального баланса:

М- (с_сн - С_Л) ^с ос ^см

4. Максимальный объем осадка V, предназначенного для размещения на участке, составит:

у я Ж.

Рос

-1

где р_пг - плотность осадка, т/м .

Высота осадка будет равна: h = -Ц-

57

Пример решения задания 3

Осадок, образовавшийся при очистке бытовых сточных вод, со­держит медь в концентрации 13,2 г/м³. Плотность осадка равна 1,2т/м³л

Плодородный слой участка представлен серыми лесными почвами суглинистого механического состава мощностью 0,2 м и плотностью 1,5 т/м³. Фоновая концентрация меди в почве поданным санитарно-эпидемиологической службы (СЭС) равна 0,3 мг/кг почвы. Предельно-допустимая концентрация меди в почве приведена в табл. 3.

Требуется определить массу и объем осадка, который допустимо использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственного объек­та на площади 0,5 га (рис. 4).

1. Для того, чтобы осадок сточных вод допустимо использовать в качестве удобрения, концентрация меди в почве после смешивания ее с осадком должна быть равна: С_см ■ 3 мг/кг почвы.

2. Объем и масса плодородного слоя почвы на участке площадью 0,5 га составят:

W~0,2 5000- 1000 м³; . М- 1000 ■ 1,5= 1500т.

3. Определение массы осадка, подлежащего размещению на участ­ке. Для определения массы осадка по вышеприведенному уравнению материального баланса сначала необходимо найти концентрацию ме­ди из расчета на кг осадка:

Рис. 4. Схема размещения осадка на почвенном слое

58

С_п.: р_пс - 13200 : 1200 - 11 мг/кг осадка;

т

1500000- (Ъ- 0,3\ 1500000-2,7

= - \ -ч- = -х- - 006250 кг=" 000,2 т.

/11-3^ 3

4. Максимальный объем осадка, который может быть размещен на площади 0,5 га, составит:

У = Щ£-421,8 м³,

при этом высота осадка будет равна

^Л - 0.084 м = 8,4 см.

h ■

V

5

Ниже в табл. 7 приведены исходные данные для задания 3.

Таблица 7

Исходные данные

Перечень данных				Последняя цифра шифра
	1	2	3	4	5	б	7-	s		9		10
Площадь участка S, га	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	1.0	1.0	1.0		1.0		1,0
Мощность почвен-	0,2	0.2	0.3	0,3	0.3	0,25	0,25	0,3		0.3		0,2
ного слоя Н, м
Плотность почвен-	1,51	1,52	1,53	1,55	1,60	1.62	1.63	1,65		1.60		1.55
ного слоя рп, т/м'
Фоновое со-	0,3	0,2	0,4	0,3	0.2	0,6	0,8	0,6		0,8		0,5
держание меди в
почвенном слое
Сф^и, мг/кг почвы*
Фоновое со-	300	200	250	300	250	500	400	370		450		400
.-держание
марганца в по-
чвенном слое
С'^.мг/кг почвы*

59

Окончание табл. 7

Перечень данных	Последняя цифра шифра
	1	2	3	4	5	6	7			8		9		10
Фоновое со-	50	35	30	40	45	70	95			80		70		90
держание
нитратов в почвен-
ном слое С%°^3
мг/кг ПОЧВЫ*
				Предпоследняя цифра					шифра
	1	2	3	4	5 1 б			7		8			9	10
Фоновое со-	60	50	.55	60	30	100	120			140		100		120
держание ванадия
в почвенном слое
Сф^1, мг/кг почвы*
Плотность осадка ,уос,т/м^3 Содержание меди в осадке С^,", г/м^3	1,20 14	1,22 15	1.25 18	1,30 14	1.35 20	1,40 30	1,42 35			1,30 40		1,25 35		1,35 30
Содержание	1800	1600	2000	1800	1600	3000	2800			3200		3000		2800
марганца в осадке С^«,г/м^3
С$держание	500	400	300	450	400	1200	1400			1500		1400		1200
нитратов в осадке
Содержание вана-	700	650	600	500	550	1300	1400			1500		1600		1400
дия в осадке С^£,
г/м^3

♦Значения ПДК загрязняющих веществ приведены в габл. 3.

ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ РЕФЕРАТОВ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ

1. Понятие об экологии. Учение акад. В.И.Вернадского.

2. Современные проблемы экологии.

3. Основные черты научно-технической революции (НТР) на современном этапе.

60

4. Экологические и социальные аспекты НТР.

5. НТР и социальные аспекты охраны окружающей среды (ООО.

6. Глобальные экологические изменения на Земле на современном этапе.

7. Международное сотрудничество в области охраны окружающей природной среды. Международные организации, задачи их деятель­ности.

8. Виды природных ресурсов, их распределение на планете, сте­пень их использования.

9. Масштабы использования природных ресурсов на современном этапе.

10. Водные ресурсы планеты. Проблемы водопользования.

11. Загрязнение Мирового океана. Источники загрязнения.

12. Мероприятия по сохранению чистоты Мирового океана.

13. Проблема пресной воды на планете.

14. Водные ресурсы РФ. Водопотребление народного хозяйства в настоящем и будущем.

15. Использование поверхностных вод в народном хозяйстве.

16. Водохранилища, их влияние на окружающую среду.

17. Подземные воды, их рациональное использование и меры по их охране от истощения и загрязнения.

18. Санитарно-гигиеническое нормирование содержания загрязняющих веществ в биосфере.

19. Требования к качеству воды на хозяйственно-питьевые цели (ГОСТ 2874-82. Вода питьевая).

20. Очистка природных вод для хозяйственно-питьевых и промышленных целей.

21. Нестандартные методы получения питьевой воды.

22. Загрязнение водоисточников и пути их предотвращения.

23. Очистка сточных вод промышленности и коммунального хо­зяйства, условия сброса очищенных сточных вод в природные водо­емы и водотоки.

24. Промышленные и бытовые отходы, их утилизация. Малоотход­ное производство.

25. Загрязнение атмосферы, основные источники и глобальные последствия этих процессов.

26. Характеристика загрязняющих атмосферу веществ.

61

27. Гигиеническое нормирование атмосферных загрязнений. . Контроль за уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

28. Глобальные изменения состояния атмосферы в современных условиях.

29. Технические средства борьбы с промышленными загрязнениями атмосферы (очистка газопылевидных выбросов промпредприятий).

30. Мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортом.

31. Влияние атмосферных загрязнений на окружающую среду.

32. Влияние атмосферных загрязнений на население.

33. Теплоэнергетика и окружающая среда.

34. Гидроэнергетика и окружающая среда.

35. Геотермальная энергетика и окружающая среда.

36. Атомная энергетика и окружающая среда.

37. Использование энергии Солнца.

38. Использование энергии воздушных потоков.

39. Использование энергии океана.

40. Значение почвы в жизни человека. Охрана почв.

41. Мелиоративные работы в РФ, их назначение и влияние на окружающую среду.

42. Применение минеральных удобрений и ядохимикатов в сель­ском хозяйстве, их влияние на окружающую среду.

43. Разработка полезных ископаемых открытым способом, ее вли­яние на окружающую среду.

44. Разработка полезных ископаемых подземным способом, ее влияние на окружающую среду.

45. Разработка полезных ископаемых на континентальном шель­фе, ее влияние на окружающую среду.

46. Разрушительные природные процессы, обусловленные дейст­вием поверхностных вод (наводнения, селевые потоки, заболачива­ние). Причины их возникновения и меры борьбы с ними.

47. Разрушительные природные процессы, обусловленные текто­нической деятельностью (землетрясения, вулканизм и т.д.).

48. Негативные процессы, обусловленные техногенной деятельно­стью, их влияние на окружающую среду.

49. Рекультивация нарушенных земель.

62

50. Лесные ресурсы РФ. Промышленное и рекреационное исполь­зование лесов.

51. Рациональное использование и охрана лесных ресурсов.

52. Заповедники, заказники, национальные парки, биосферные заповедники; их роль в охране окружающей среды.

53. Охрана лесов от пожаров. Защита лесов от биологических вредителей.

54. Охрана и репродукция животного мира.

55. Использование, охрана и восстановление рыбных запасов.

56. Урбанизация и ее воздействие на окружающую среду.

57. Урбанизация как фактор экологии.

58. Градостроительные решения населенных мест, обеспечение комфортности селитебной зоны.

59. Функциональное зонирование территории города. Санитарно-защитные зоны.

60. Зеленые насаждения в черте города, их влияние и значение.

61. Основные источники шума в городе. Влияние шума на организм человека и животных. Допустимые уровни шума.

62. Градостроительные мероприятия по защите от шума.

63. Влияние окружающей среды на здоровье человека.

64. Влияние коммунального хозяйства на окружающую среду.

65. Санитарная очистка городов. Утилизация твердых бытовых отходов (ТБО).

66. Инженерное использование подземного пространства города.

67. Биологическое загрязнение окружающей среды, мероприятия по его предотвращению.

68. Биологическое воздействие электромагнитных излучений (ЭМИ) на здоровье человека.

69. Радиационное загрязнение биосферы, основные источники загрязнения.

70. Окружающая природная^ среда - общественное достояние и предмет современного научного изучения.

71. Современные методы охраны природы и достигнутые результаты.

72. Мониторинг окружающей среды.

73. Природоохранное законодательство РФ.

63

74. Структура и функции государственных природоохранных органов РФ.

75. Правовые аспекты природоохранной деятельности фе­деральных и местных органов власти.

76. Экологическая экспертиза, структура органов и их функции.

77. Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Требования, содержание и методика составления природоохранных разделов проектных и предпроектных материалов.

78. Современная методика контроля общей токсичности сум­марного загрязнения природной среды.

79. Современное приборное и методическое обеспечение контроля загрязнения природной среды.

80. Экономика природопользования в промышленности.

81. Экономика охраны окружающей природной среды.

ЛИТЕРАТУРА

1. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. - М.: Высшая школа, 1986.

2. Охрана окружающей среды /Под ред. С.В.Белова. - М.: Высшая школа. 1991.

3. Ананьев В.И., Коробкин В.И. Инженерная геология. - М.: Высшая школа, 1973.

4. Воронцов А.И., Щетинский Е.А., Никодимов И.Д. Охрана природы. - М.: Агропромиздат, 1989.

5. Почвоведение: Учебное пособие для университетов /Под ред. В.А.Ковды, Б.Г.Рязанова.—VI.: Высшая школа, 1988.

6. Реймерс Н.Д. Природопользование: Словарь-справочник. - М.: Мысль, 1990.

7. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов в СССР. Статистический сборник. - М.: Финансы и I гатистика, 1989.

8. Санитарные правила по охране атмосферного воздуха населенных ... г (СанПиН № 4946-89). - Утв. Минздравом СССР, 1989.

9. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные ь.юнасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воде водных Объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, '.' 2932-83. - Утв. Минздравом СССР, 1986.

10. Предельные и ориентировочно-допустимые концентрации 1Гря ноющих веществ в почве, № 4433-87. - Утв. Минздравом СССР, 1987.

I I. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе ipi пи.1.ч веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л.: ¹ и ipoMi гсоиздат, 1987.

| ' Методика расчета предельно-допустимых сбросов (ПДС) веществ НОДНЬК объекты со сточными водами. - Харьков: ВНИИВО Госкомприроды • '('( Г, 1990.

| I Родзиллер И.Д. Прогноз качества воды водоемов-приемников сточ­им, юд м Стройиздат, 1984.

65

14. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. - М.: Гранд. 1998.

15. Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. - СПб.: Деан. 1997.

16. Экология / Цветкова Л.И.. Алексеев М.И.. Усанов Б.П. и др. - СПб.: АСВ. 1989.

17. Коровкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов-на-Дону: Фе­никс. 2000.

18. Экология. Охрана природы, экологическая безопасность: Учебное посо­бие / Под общей ред. проф. А.Т. Никитина и проф. С.А. Степанова. - М.: Новь, 2000.