05 МУ No.1 (7-5) Практикум --Экология--
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Утверждено на заседании кафедры инженерной защиты окружающей среды
«24» мая 2011 г.
ПРАКТИКУМ
по дисциплине «Экология»
(для бакалавров всех профилей очной и заочной форм обучения)
Ростов - на - Дону
2011 год
2
УДК 504.75
Практикум по дисциплине «Экология» для бакалавров всех профилей очной и заочной форм обучения. – Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2011. – 48 с.
Предназначен для бакалавров всех профилей очной и заочной форм обучения в соответствии с ФГОС.
Электронная версия практикума находится библиотеке, а.224.
Составители:
канд. техн. наук, доц. Н.С. Самарская,
ассистенты Е.П. Лысова, Ю.В. Елецкая,
О.Н. Парамонова Рецензент: канд. хим. наук, доц. Л.А. Лисутина
Редактор Н.Е. Гладких Доп. план 2011 г., поз. 84.
____________________________________________________
Подписано в печать 08.08.2011 Формат 60х84/16. Бумага писчая. Ризограф.
Уч. - изд. л. 2,0. Тираж 50 экз. Заказ 289
____________________________________________________
Редакционно-издательский центр Ростовского государственного строительного университета
344022, Ростов - на - Дону, Социалистическая, 162
© Ростовский государственный строительный университет, 2011
3
Содержание Практическая работа №1 «Оценка загрязнения атмосферного воздуха
города»……………………………………………………………………………..4 Практическая работа №2 «Органолептическая оценка воды»…………………8 Практическая работа №3 «Оценка состояния загрязнения почвы населенных пунктов»…………………………………………………………………………..14 Практическая работа №4 «Оценка теплового загрязнения городской среды»………………………………………………………………………...…..20 Практическая работа №5 «Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации СО)»…………………………………………………………..….25 Практическая работа №6 «Оценка радиоактивного загрязнения окружающей среды»……………………………………………………………………….…....33 Практическая работа №7 «Оценка акустического загрязнения окружающей среды»………………………………………………………………………..…...39 Библиографический список.....…………………………………………….…....48
4
Практическая работа №1
«Оценка загрязнения атмосферного воздуха города»
Цель работы: ознакомление студентов с расчетом некоторых критериев, определяющих качество атмосферного воздуха городов.
1. Общие сведения
Оценить уровень загрязнения атмосферы города значит сравнить его с диапазоном изменения для других городов или с критериями качества атмосферного воздуха. По действующему экологическому законодательству в Российской Федерации степень загрязнения определяется путем сравнения средних и максимальных значений концентрации со стандартами качества атмосферного воздуха – предельно допустимой концентрацией (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.
Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – это максимальная концентрация, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при регламентированной повторяемости (вероятности) ее появления, не оказывает в течение всей жизни человека и его потомства прямого или косвенного негативного воздействия, не ухудшает его работоспособность, самочувствие.
Для атмосферного воздуха территорий устанавливают:
-ПДКс.с. – предельно допустимая среднесуточная концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест, мг/м3; эта
концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном воздействии;
-ПДКм.р. – предельно допустимая максимально-разовая концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест, мг/м3; при
5
вдыхании в течение 20 – 30мин. она не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.
Все вредные примеси в зависимости от влияния на здоровье разделены на
4 класса опасности:
1 – чрезвычайно опасные;
2 – опасные;
3 – умеренно опасные;
4 – относительно безвредные.
При оценке действия веществ на атмосферу используется понятие уровня загрязнения (кратности превышения ПДК). Кратность превышения ПДК – это отношение фактической концентрации химического вещества в атмосферном воздухе Сi, мг/м3 к величине, соответствующей ПДКм.р., мг/м3:
Х i |
|
Сi |
|
. |
(1) |
ПДК |
|
||||
|
|
м. р. |
|
||
|
|
|
i |
|
|
Для сравнительной оценки загрязненности отдельных районов города
(города в целом), установления их пригодности по уровню загрязнения,
тенденций загрязнения, выявления веществ, которые вносят наибольший вклад в загрязнение атмосферы, ответственных за это загрязнение отраслей промышленности или предприятий используется комплексный индекс загрязнения атмосферы.
В основу расчета комплексного индекса загрязнения входят следующие положения:
1. Опасность воздействия на здоровье человека отдельных вредных веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, по мере увеличения превышения ПДК возрастает различно в зависимости от класса опасности вещества. В соответствии с этим степень загрязненности атмосферы одним веществом выражается в общем виде единичным (парциальным) индексом загрязнения:
6
|
|
Сi |
Ni |
|
|
Уi |
|
|
(2) |
||
|
|||||
|
|
|
, |
||
|
|
ПДКс.с.i |
|
||
где Ni – константа, зависящая от класса опасности вредного вещества (табл.1).
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Класс опасности вещества |
|
|
1 |
|
|
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение Ni |
|
|
1,7 |
|
|
1,3 |
1,0 |
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. Степень загрязненности атмосферы несколькими веществами |
|||||||||
выражается через комплексный индекс загрязнения: |
|
|
|
||||||
m |
m |
Сi |
|
Ni |
|
|
|
||
У Уi |
|
|
|
|
, |
|
(3) |
||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
i 1 |
i 1 |
ПДКс.с.i |
|
|
|
|
|||
где m – число вредных веществ, учитываемых в комплексном индексе загрязнения.
Для сопоставимости загрязнения атмосферы районов города, городов несколькими веществами комплексные индексы загрязнения У должны быть
рассчитаны для одинакового количества примесей m.
На практике обычно комплексный индекс загрязнения рассчитывается для пяти веществ (m=5), у которых значения парциальных индексов загрязнения наибольшие (Уi → max). Это показатель ИЗА5 (индекс загрязнения атмосферы
по пяти). По значениям ИЗА5 |
города делятся на группы, приведённые в табл. 2. |
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
Значение ИЗА5 |
Уровень загрязнение города |
|
|
|
|
ИЗА5 < 7 |
Низкий уровень загрязнения |
|
|
|
|
7 < ИЗА5 <11 |
Повышенный уровень загрязнения |
|
|
|
|
11 < ИЗА5 <14 |
Высокий уровень загрязнения |
|
|
|
|
ИЗА5 >14 |
Весьма высокий уровень загрязнения |
|
|
|
|
7
используется для составления ежегодного списка городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы (приоритетный список городов).
Для комплексной оценки химических факторов воздушной среды городов в качестве весовых коэффициентов предложено использовать классы опасности веществ в несколько ином виде:
m |
m |
|
К Ki |
( pi X i ) , |
(4) |
i 1 |
i 1 |
|
где рi – параметр, зависящий также от класса опасности вредного вещества (qi),
рi = 1/qi (табл. 3).
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
|
|
Класс опасности вещества |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
Значение рi |
1 |
0,5 |
0,333 |
0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
2.Выполнение работы
2.1.Исходные данные для выполнения работы (табл. 4)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примесь |
Класс |
ПДКм.р., |
ПДКс.с., |
|
Фактическая |
|
|||
№ |
|
опаснос- |
мг/м3 |
мг/м3 |
концентрация Сi, мг/м3 по |
|
||||
п/п |
|
ти |
|
|
|
вариантам |
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
1 |
Диоксид |
2 |
0,085 |
0,04 |
0,05 |
|
0,04 |
|
0,045 |
|
|
азота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Оксид |
3 |
0,4 |
0,06 |
0,6 |
|
0,09 |
|
0,4 |
|
|
азота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Оксид |
4 |
5,0 |
3,0 |
6 |
|
9 |
|
4 |
|
|
углерода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Диоксид |
3 |
0,5 |
0,05 |
0,02 |
|
0,05 |
|
0,01 |
|
|
серы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Сажа |
3 |
0,15 |
0,05 |
0,35 |
|
0,47 |
|
0,29 |
|
6 |
Бенз(а)пи |
1 |
— |
1 нг/м3 |
— |
|
3,2∙10-6 |
|
2,2∙10-6 |
|
|
рен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Фенол |
2 |
0,01 |
0,003 |
0,03 |
|
0,0035 |
|
— |
|
8 |
Свинец |
1 |
0,001 |
0,0003 |
0,0003 |
|
0,0001 |
|
0,0002 |
|
9 |
Формаль- |
2 |
0,035 |
0,003 |
0,006 |
|
— |
|
0,009 |
|
|
дегид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
2.2.Порядок выполнения работы
Всоответствии с данными варианта задания рассчитать следующие величины:
1)единичные (парциальные) индексы загрязнения (формула (2));
2)выбрать 5 наибольших значений единичных индексов загрязнения и рассчитать ИЗА5 для города (формула (3));
3)определить уровень загрязнения города (табл. 2);
4)рассчитать коэффициент К (формулы (1), (4)).
Результаты расчетов свести в (табл. 5).
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Примесь |
Yi |
ИЗА5 |
Хi |
Ki |
K |
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Диоксид азота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Оксид азота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Окись углерода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Диоксид серы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Сажа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Бенз(а)пирен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Фенол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Свинец |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Формальдегид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
Практическая работа №2
«Органолептическая оценка воды»
Цель работы: оценка экологического состояния воды по величинам определяемых показателей.
Оборудование и материалы: колбы (стаканы) для воды, протокол работы, вода, взятая из различных источников (не менее трёх).
1. Общие сведения
Органолептическая оценка качества воды – обязательная начальная процедура санитарно-химического контроля воды, которая приносит много прямой и косвенной информации о составе воды и может быть проведена быстро и без каких-либо приборов. Неудовлетворительные органолептические характеристики косвенно свидетельствуют о загрязнении воды. На правильность полученных результатов анализов влияют способ отбора пробы воды и условия её хранения. Проба должна быть отобрана в чистую стеклянную или пластмассовую бутыль объёмом не менее 0,5 л. Определяют качество воды, отбирая пробы в водоёмах, на очистных сооружениях, в распределительной сети водопроводной линии и т.д.
К числу органолептических показателей относятся те параметры, которые определяют её потребительские свойства, т.е. те свойства, которые непосредственно влияют на органы чувств человека (обоняние, осязание, зрение). Существует целый перечень показателей, по которым определяется качество воды: температура, рН, щёлочность, содержание органических и неорганических веществ, их состав, концентрация, жёсткость, окисляемость и др. Перечень этих показателей изменяется в зависимости от того, для каких целей будет использована вода (питьевых, хозяйственно-бытовых и т.п.).
Основными органолептическими показателями, которые определяются для воды вне зависимости от целей её применения, являются запах, вкус,
10
цветность, мутность. Наиболее значимые из этих параметров – запах и вкус. С
научной точки зрения, запах и вкус – это свойство веществ (в нашем случае воды) вызывать у человека и животных специфическое раздражение рецепторов слизистой оболочки носоглотки и языка.
Запах. Вызывают летучие пахнущие вещества. Запах воды характеризуется видами и интенсивностью запаха. На запах воды оказывают влияние состав растворённых веществ, температура, значения рН и др.
Вкус воды определяется растворёнными в ней веществами органического и неорганического происхождения и различается по характеру и интенсивности. Различают четыре основных вида вкуса: солёный, кислый,
горький и сладкий. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами (щелочной, вяжущий, металлический и др.)
Химически чистая вода совершенно лишена вкуса и запаха. Однако в природе такая вода не встречается – она всегда содержит в своём составе растворённые вещества. По мере роста концентрации неорганических и органических веществ вода начинает принимать тот или иной привкус и/или запах. Следует также иметь в виду, что запах/привкус может появиться в воде на нескольких этапах: в природной воде, в процессе водоподготовки, при транспортировки по трубопроводам.
Основными причинами возникновения запаха и привкуса в воде являются:
гниющие растения (водоросли и водные растения в процессе гниения могут вызывать рыбный, травяной, гнилостный запах воды);
грибки и плесень (эти микроорганизмы вызывают возникновение плесневого, землистого или затхлого запаха и привкуса, что происходит при их размножении в местах застоя воды и там, где вода может нагреваться);
железистые и сернистые бактерии (выделяют продукты жизнедеятельности, которые создают неприятный запах);