4. Розрахунки

1.Вихідні дані (варіант 89):

S_оз = 35 км², h = 3,5 м, Т = один міс., один рік.

Біля озера розташовані підприємства, які використовують воду озера для технічних цілей і скидають стічні води в озеро.

Розрахувати: як буде забруднене озеро через один місяць, один рік.

Витрата стічної води V_св = 300 л/с.

Концентрація сполук металів у стічній воді, мг/л:

С_м. - миш'як = 0,3;

С_рт - ртуть = 0,7;

С_св - свинець = 1,2;

Гранично-допустима концентрація (ГДК) у поверхневій водоймі, мг/л:

- миш'як = 0,006

- ртуть = 0,005;

- свинець = 0,05.

2.Фонд робочого часу:

Ф_міс = 30*24 = 720 година/міс

Ф_рік = 365*24 = 8760 година/рік

3.Скидання стічної води протягом одного місяця:

V_{св міс} = V_св*30*24 = (300 л/с*3600/1000)*720 година/міс = 777600 м³/міс

Скидання стічної води протягом одного року:

V_{св рік} = V_св*365*24= (300 л/с*3600/1000)*8760 година/міс = 9460800 м³/рік

4.Маса важких металів, що надходять в озеро протягом одного місяця:

G_{i вм міс} = С_{i вм *}V_{св міс}

G_{м міс} = 0,3 мг/л * 777600 м³/міс * 10^-6 = 0,2332 тонн/міс;

G_{pт міс} = 0,7 мг/л * 777600 м³/міс * 10^-6 = 0,5443 тонн/міс;

G_{св міс} = 1,2 мг/л * 777600 м³/міс * 10^-6 = 1,1197 тонн/міс.

5.Визначимо масу важких металів, що надходять в озеро протягом одного року:

G_{i вм рік} = С_{i вм *}V _{св рік}

G_{м рік} = 0,3 мг/л * 9460800 м³/рік * 10^-6 = 2,8382 тонн/рік;

G_{pт рік} = 0,7 мг/л * 9460800 м³/рік * 10^-6 = 6,6225 тонн/рік;

G_{св рік} = 1,2 мг/л * 9460800 м³/рік * 10^-6 = 11,3529 тонн/рік.

6.Концентрація важких металів в озері через один місяць:

С_{оз вм міс} = G_{i вм міс} / V_оз

V_оз = S*h = 35 км² *3,5м*10⁹ = 122,5*10⁹л

Відповідність реальної концентрації важких металів гранично-допустимій концентрації:

Ψ_вм = С_{i вм} / ГДК_вм

С_{м міс} = (0,2332 тонн/міс*10⁹)/(122,5* 10⁹л) = 0,0019 мг/л < ГДК_м = 0,006 мг/л

ψ_{м міс} = 0,3173 ГДК_м

С_{pт міс} = (0,5443 тонн/міс*10⁹)/(122,5* 10⁹л) = 0,0044 мг/л< ГДК_рт =0,005мг/л

ψ_{рт міс} = 0,88 ГДК_рт

С_{св міс} = (1,1197 тонн/міс*10⁹)/(122,5* 10⁹л) = 0,0091 мг/л < ГДКсв = 0,05мг/л

ψ_{св міс} = 0,182 ГДК_св

Оскільки реальна концентрація по сполуках миш'яку, ртуті й свинцю не перевищує ГДК, то протягом місяця немає екологічної небезпеки по цих речовинах.

7.Концентрація важких металів в озері через один рік:

С_{оз вм рік} = G_{i вм рік} / V_оз

С_{м рік} = (2,8382 тонн/міс*10⁹)/(122,5* 10⁹л) = 0,0231 мг/л > ГДК_м = 0,006 мг/л

ψ_{м рік} = 3,85 ГДК_м

С_{рт рік} = (6,6225 тонн/міс*10⁹)/(122,5* 10⁹л) = 0,0540 мг/л> ГДК_рт =0,005мг/л

ψ_{рт рік} =10,8 ГДК_рт

С_{св рік} = (11,3529 тонн/міс*10⁹)/(122,5* 10⁹л) = 0,0926 мг/л > ГДКсв. = 0,05мг/л

ψ_{св рік} = 1,852 ГДКсв

Оскільки реальна концентрація по сполуках миш'яку, ртуті, свинцю перевищує ГДК на них, то через рік в озері створюється екологічна небезпека, вода непридатна для питних і рекреаційних цілей.

8.Критерії екологічного стану озера через один місяць і рік. Суммаційний вплив металів, що надходять в озеро зі стічними водами:

φ_міс = (С_{м міс}/ГДК_м)+(С_{рт міс}/ГДК_рт)+(С_{св міс}/ГДК_св)

φ_міс=(0,0019мг/л/0,006мг/л)+(0,0044мг/л/0,005мг/л)+(0,0091мг/л/0,05мг/л)= 1,3786 > 1

Оскільки > 1 має місце екологічний ризик для біосфери й людини, воду озера не можна використовувати для питних, рекреаційних цілей і розведення риб.

φ_рік = (С_{м рік}/ГДК_м)+(С_{рт рік}/ГДК_рт)+(С_{св рік}/ГДК_св)

φ_рік=(2,8382мг/л/0,006мг/л)+(6,6225мг/л/0,005мг/л)+(11,3529мг/л/0,05мг/л)=

=2024,591333 > 1

Суммаційний вплив важких металів, що надходять в озеро через місяць і рік, є небезпечним для здоров'я людини, біосфери й навколишнього середовища. Тому для зниження рівня екологічної безпеки необхідно встановлювати комплексну систему очищення промислових стічних вод.