МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МОРСЬКИЙ ІНСТИТУТ

КАФЕДРА СУДНОВОДІННЯ,ОХОРОНИ ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1

з дисципліни «Екологія та охорона навколишнього середовища»

на тему «Розрахунок рівня екологічної безпеки замкнутої водойми від промислових стічних вод»

Виконав курсант (студент)

гр. 112 Василевський М.О

Перевірив завідувач кафедри судноводіння,

охорони праці та навколишнього

середовища, професор, д.т.н. Лєонов В.Є.

Асистент кафедри судноводіння,

охорони праці та навколишнього середовища Геращенко І.С.

Херсон 2011

Зміст

Вступ 3

1. Мета роботи 4

2. Теоретична частина 5

3. Практична частина 6

4. Розрахунки 8

5. Технічні пропозиції по зниженню рівня екологічної небезпеки замкнутої водойми 11

5.1. Реагентні методи очищення 15

5.2. Десорбція летучих домішок 16

5.3. Очищення СВ методом зворотного осмосу й ультрафільтрації 17

5.4. Термічне знешкодження 18

5.5. Очищення стічних вод методом іонного обміну 20

5.6. Очищення СВ методом електрохімічного окислювання 22

6. Контрольні питання 24

Висновки 36

Список рекомендованої літератури 37

Вступ

Техногенна система споживає природну прісну воду, в результаті обробки якої утворюються стічні води. Особливу шкоду для гідросфери (замкнуті водойми, ріки, моря, океани) представляють розчинні сполуки важких металів. При експлуатації суден та контакті їх металевих поверхонь з морським середовищем протікають електрохімічні процеси, в результаті яких у морське середовище надходять іони важких металів. Останні інгібірують життєдіяльність морепродуктів, приводять до порушення біохімічних процесів морського середовища, і, як наслідок, до зменшення біовиробництва синезелених водоростей і біопланктонів.

У даній практичній роботі розглядаються умови забруднення іонами важких металів гідросфери, визначаються розрахунковим шляхом межи екологічної безпеки, а у випадку їхнього перевищення пропонуються конкретні рекомендації з очищення стічних вод від іонів важких металів, створення замкнених водообігових циклів, використання повітряних холодильників-конденсаторів, замість водних.

1. Мета роботи

• набути практичні навички виконання розрахунків з визначенням рівня екологічної небезпеки замкнутої водойми;

• самостійно провести санітарно-гігієнічні оцінки, розробки технічних, організаційних та економічних заходів по зниженню рівня екологічної небезпеки гідросфери;

• освоїти методику розрахунку рівня екологічної небезпеки замкнутої водойми;

• розрахувати концентрацію сполук важких металів у замкнутій водоймі;

• виконати санітарно-гігієнічну оцінку замкнутої водойми;

• розробити технічні пропозиції по зниженню рівня екологічної небезпеки замкнутої водойми.

2. Теоретична частина

У даній роботі як шкідливі речовини, що надходять в озеро, приймаються сполуки важких металів, таких як:

• миш’як;

• ртуть;

• свинець.

Джерелами сполук цих металів являються такі промислові підприємства, як гальвано-хімічні, механообробні, металургійні, коксохімічні, нафтохімічні.

Важкі метали, що надходять зі стічними водами в замкнуту водойму, погіршують якість цієї води, що стає непридатною для розведення риб, питних і рекреаційних цілей [ 1-3].

Важкі метали, що надходять в організм людини по "харчовому ланцюжку", інгібіруют процеси, що відбуваються в корі головного мозку, у спинному мозку й кровоносній системі.

Результатом цього впливу на людину важких металів є такі важкі ускладнення, як лейкемія крові, проявляються тенденції до мутагенних й терратогенних наслідків [3, 4].

3. Практична частина

У результаті обробки природної прісної води в гальвано-хімічному виробництві утворяться промислові стічні води, які без очищення надходять у замкнуту водойму (мал. 1).

Потрібно визначити рівень екологічної небезпеки замкнутої водойми через один місяць і один рік.

Витрата стічної води через один місяць і один рік (V_{св міс}, м³; V_{св рік}, м³):

V_{св міс} = V_св*30*24, (1)

V_{св рік} = V_св*365*24, (2)

де V_св - витрата стічної води, л/с.

Маса важких металів, що надходять протягом одного місяця й одного року в замкнуту водойму (G_{i вм міс}, т; G_{i вм рік}, т):

G_{i вм міс} = С_{i вм *}V_{св міс}, (3)

G_{i вм рік} = С_{i вм *}V _{св рік}, (4)

де i – [М, РТ, СВ], відповідно, миш'як, ртуть, свинець;

С_{i вм} - концентрація важких металів у стічній воді i-гo виду, мг/л.

Умовні позначення:

ППВ - природна прісна вода;

ГХП - гальвано-хімічне підприємство;

ПСВ - промислові стічні води;

ВМ - важкі метали

Рисунок 1 - Принципова схема утворення промислових стічних вод

Концентрація важких металів в озері через один місяць і один рік (С_{оз.вм.міс}, мг/л; С_{оз.вм.рік}, мг/л):

С_{оз вм міс} = G_{i вм міс} / V_оз, (5)

С_{оз вм рік} = G_{i вм рік} / V_оз, (6)

де V_оз - об'єм озера, л

Об'єм озера:

V_оз = S*h, (7)

де S – площа озера, км²;

h - середня глибина озера, м.

Санітарно-гігієнічна оцінка рівня екологічної небезпеки озера через один місяць і один рік:

С_{оз вм міс} ГДК_вм (8)

Якщо С_{оз вм міс} ГДК_вм - це безпечно.

Якщо С_{оз вм міс} > ГДК_вм - небезпечно для людини, біосфери й навколишнього середовища.

С_{оз вм рік} ГДК_вм (9)

Якщо С_{оз вм рік} ГДК_вм - це безпечно.

Якщо С_{оз вм рік} > ГДК_вм - небезпечно для людини, біосфери й навколишнього середовища.

Критерії екологічного суммаціонного стану озера через один місяць і один рік:

φ_міс = ∑(С_{оз вм міс}/ГДК_вм) = (С_{м міс}/ГДК_м)+(С_{рт міс}/ГДК_рт)+(С_{св міс}/ГДК_св) (10)

φ_рік = ∑(С_{оз вм рік}/ГДК_вм) = (С_{м рік}/ГДК_м)+(С_{рт рік}/ГДК_рт)+(С_{св рік}/ГДК_св) (11)

Якщо φ_{міс рік} 1 – безпечно використовувати воду в питних і рекреаційних цілях, якщо φ_{міс рік} > 1 - небезпечно.