методички / 2679
.pdf9.Перечислите и расшифруйте основные подходы к понятию устойчивости экосистем.
10.Какие методы удаления и детоксикации ионов тяжелых металлов вам
известны?
Задание 1
При сжигании угля на ТЭЦ и мусора на мусоросжигательном заводе с золой происходит значительный выброс ТМ (прил. 5). Используя исходные данные, оцените суммарную эмиссию токсикантов по трем классам опасности (Прил. 1) за расчетный период.
Исходные |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
данные |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
Расчетный |
5 |
6 |
5 |
4 |
5 |
|
6 |
|
3 |
4 |
6 |
4 |
период, t, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мес. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход угля |
6,5 |
5 |
6 |
4,5 |
6 |
|
7,5 |
|
6 |
5,5 |
6 |
5,5 |
на ТЭЦ, тыс. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m1, т/сут. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса |
1,7 |
1,9 |
1,5 |
1,6 |
1,8 |
|
2,0 |
|
1,7 |
1,6 |
1,4 |
1,8 |
сжигаемого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мусора, m2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т/сут. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Указания к выполнению
1. Рассчитайте количество токсикантов (кг) по группам опасности при работе
ТЭЦ:
М1i = 30 q1i m1 t ,
где q1i – удельный выброс i-го металла, мг/кг топлива; m1 – расход угля на ТЭЦ, т/сут;
t– расчетный период, мес.
2.Рассчитайте количество токсикантов (кг) по группам опасности при работе мусоросжигательного завода:
М2i = 30 q2i m2 t ,
где q2i – удельный выброс i-го металла, мг/кг топлива; m2 – масса сжигаемого мусора, т/сут;
t– расчетный период, мес.
3.Определите количество образовавшихся за год при сжигании мусора шлаков, если известно, что из 3,5 т мусора получается 1 т шлаков. Количество дней работы мусоросжигательного завода – 320.
4.Сделайте выводы.
11
Задание 2
В сертифицированной лаборатории, определяющей качество продуктов питания, получены следующие данные по содержанию тяжелых металлов в пересчете на 100 г навески. Охарактеризуйте наличие ТМ с точки зрения допустимости употребления продуктов человеком, используя сведения о ПДК (прил. 4).
Токси- |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
канты, |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
мг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pb |
0,04 |
0,03 |
0,05 |
0,15 |
0,01 |
0,02 |
0,75 |
0,03 |
0,06 |
0,25 |
Cd |
0,02 |
0,005 |
0,015 |
0,055 |
0,002 |
0,001 |
0,32 |
0,004 |
0,016 |
0,125 |
As |
0,35 |
0,01 |
0,063 |
0,061 |
0,008 |
0,015 |
0,04 |
0,008 |
0,004 |
0,05 |
Hg |
0,11 |
0,001 |
0,002 |
0,04 |
0,005 |
0,001 |
0,055 |
0,002 |
0,003 |
0,05 |
Cu |
0,65 |
0,84 |
0,05 |
5,0 |
0,07 |
0,4 |
25,1 |
0,3 |
1,3 |
5,0 |
Zn |
3,2 |
3,0 |
0,25 |
10,0 |
5,0 |
0,8 |
15,5 |
5,5 |
10,4 |
15,8 |
Продукт |
рыба |
крупа |
сахар- |
шоко- |
молоко |
овощи |
чай |
мясо |
колбаса |
почки |
питания |
морск |
|
песок |
лад |
|
свеж. |
|
|
варен. |
|
|
мор. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Указания к выполнению
1.Обратите внимание на то, что значения ПДК приведены в пересчете на кг продукта.
2.Превышение значений ПДК даже по одному из элементов является основанием для признания продуктов бракованными.
3.Почему для различных продуктов питания применяются разные значения ПДК?
СЛОВАРЬ
Загрязнение окружающей среды – это процесс привнесения в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, биологических агентов, оказывающих негативное воздействие.
Индекс загрязнения (ИЗ) – показатель, качественно и количественно отражающий присутствие в окружающей среде вещества-загрязнителя и степень его воздействия на живые организмы.
Поллютант – вещество-загрязнитель.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) – количество вредного вещества в окружающей среде, отнесенное к массе или объему ее конкретного компонента, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.
Токсическая концентрация – концентрация вредного вещества, которое способно при различной длительности воздействия вызывать гибель живых организмов, либо
12
концентрация вредного начала, вызывающая гибель живых организмов в течение 30 суток в результате воздействия на них вредных веществ.
Тяжелые металлы (ТМ) – большая группа химических элементов с атомным весом более 50 (Hg, Pb, W, Sn, Cd, Mo, Cu, Co, Mn, Cr и др.).
Фоновая концентрация – содержание вещества в объекте окружающей среды, определяемое суммой глобальных и региональных естественных и антропогенных вкладов в результате дальнего и трансграничного переноса.
Экологический мониторинг – это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Государственный доклад о состоянии окружающей среды и природных ресурсах Самарской области за 2009 год. – Самара, 2010. – 328 с.
2.Безель В.С. Популяционная экотоксикология / В.С. Безель, В.Н. Большаков, Е.Л.
Воробейчик. – М., 1994. – 80 с.
3.Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века:
учеб. пособие. – М., 2002. – 140 с.
4.Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв: учебник. – М., 2007. – 237 с.
5.Охрана окружающей среды и экологическая безопасность на железнодорожном транспорте / Под ред. Н.И. Зубрева, Н.А. Шарповой. – М., 1999. – 592 с.
6.Прохорова Н.В. К вопросу о фоновой концентрации меди в почвах Самарской области // Бюллетень Самарская Лука. – Самара, 2002. – № 12. – С.145 – 149.
7.Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М., 1990. – 637 с.
8.Саст Ю.Е. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Саст, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. – М., 1990. – 335 с.
9.Сизов А.П. Проблемы борьбы с загрязнением почв и продукции растениеводства
/А.П. Сизов, Д.М. Хомяков, П.М. Хомяков. – М., – 1990. – 51 с.
10.Соколов О.А., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 1. Атлас распределения тяжелых металлов в объектах окружающей среды. – Пущино, 1999. – 164 с.
11.Холопов Ю.А. Реакция микроорганизмов почв лесных ценозов на загрязнение тяжелыми металлами: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – М., 1998. – 16 с.
12.Худолей В.В., Мизгирев И.В. Экологически опасные факторы. – СПб, 1996. –
186 с.
13.Экология и безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие для вузов / под ред.
Л.А. Муравья. – М., 2000. – 447 с.
13
Класс опасности
I
II
III
Приложение 1
Классы опасности различных химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов и отходов
Химическое вещество Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофен
Приложение 2
Основные биогеохимические свойства тяжелых металлов
Свойства |
Сo |
Ni |
Cu |
Zn |
Cd |
Hg |
Pb |
Биохимическая активность |
- |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
Токсичность |
У |
У |
У |
У |
В |
В |
В |
Канцерогенность |
В |
В |
- |
- |
- |
- |
- |
Обогащение глобальных аэрозолей |
Н |
Н |
В |
В |
В |
В |
В |
Минеральная форма распространения |
В |
Н |
Н |
Н |
В |
В |
В |
Органическая форма распространения |
Н |
Н |
У |
У |
В |
В |
В |
Подвижность |
Н |
Н |
У |
У |
В |
В |
В |
Тенденция к биоконцентрированию |
В |
В |
У |
У |
В |
В |
В |
Эффективность накопления |
У |
У |
В |
В |
В |
В |
В |
Комплексообразующая способность |
Н |
Н |
В |
В |
У |
У |
Н |
Склонность к гидролизу |
Н |
У |
В |
В |
У |
У |
У |
Растворимость |
Н |
Н |
В |
В |
В |
В |
В |
Время жизни |
В |
В |
В |
В |
Н |
Н |
Н |
Примечание: В - высокая, У - умеренная, Н - низкая.
Приложение 3
Перечень городов РФ, ранжированных по суммарному индексу загрязнения почв их территорий металлами
Населенный пункт |
Суммарный |
Металлы в порядке приоритетности |
|
индекс |
|
|
загрязнения |
|
Рудная Пристань (Приморский край) |
231 |
Pb,Zn,Cu,Mn,Co,Ni |
Норильск |
187 |
Cu,Ni,Co |
Белово (Кемеровская обл.) |
122 |
Zn,Pb,Cd,Cu,Ni,Mo |
Горняк (Алтай) |
97 |
Zn,Pb,Cu,Cd,As,Mo |
С.-Петербург |
96 |
Pb,Cu,Sn,Zn,V,Mo |
Дальнегорск |
71 |
Pb,Zn,Mo,Cu,Sn,Mn |
Кировоград |
65 |
Pb,Cd,Zn,Cu,Ni,Mn |
Медногорск |
48 |
Pb,Cu,Ni,Mo,V,Cr,Mn |
Москва |
46 |
Zn,Pb,Cr,Cu,Cd,Sn |
Киров |
29 |
V,Zn,Cu,Pb,Cd |
Комсомольск-на-Амуре |
27 |
Zn,Pb,Cu,Mo,Sn,V |
Орск |
25 |
Co,Ni,Mo,Cu,Sn,Cr |
Мончегорск |
24 |
Cu,Ni,Co |
Первоуральск |
23 |
Cu,Pb,Zn,Ni,Mn,Cr |
Екатеринбург |
21 |
Pb,Cu,Zn,Cd,Ni,Mn |
Каменск-Уральский |
20 |
Cu,Pb,Zn,Ni,Co |
14
Приложение 4
Предельно-допустимые концентрации тяжелых металлов в продовольственном сырье и продуктах, мг/кг
Пищевые продукты |
Свинец |
Кадмий |
|
Мышьяк |
|
Ртуть |
Медь |
Цинк |
|
|
Хлебобулочные и |
кондитерск |
ие изделия |
|
|
||
Зерновые |
0,5 |
0,1 |
|
0,2 |
|
0,03 |
10 |
50 |
Зернобобовые |
0,5 |
0,1 |
|
0,3 |
|
0,02 |
10 |
50 |
Крупы |
0,5 |
0,1 |
|
0,2 |
|
0,03 |
10 |
50 |
Мука, кондитерские |
0,5 |
0,1 |
|
0,2 |
|
0,02 |
10 |
50 |
изделия |
|
|
|
|
|
0,01 |
|
|
Хлеб |
0,3 |
0,05 |
|
0,1 |
|
5 |
25 |
|
Бараночные и сухарные |
0,5 |
0,1 |
|
0,2 |
|
0,02 |
10 |
30 |
изделия |
|
|
|
|
|
0,03 |
|
|
Отруби пшеничные |
1 |
0,1 |
|
0,2 |
|
20 |
130 |
|
Соль поваренная |
2 |
0,1 |
|
1 |
|
0,01 |
3 |
10 |
Крахмал |
0,5 |
0,1 |
|
0,1 |
|
0,02 |
10 |
30 |
Сахар-песок |
1 |
0,05 |
|
0,5 |
|
0,01 |
1 |
3 |
Пектин |
1 |
0,1 |
|
0,5 |
|
0,1 |
10 |
30 |
Желатин |
2 |
0,03 |
|
1 |
|
0,05 |
15 |
100 |
Орехи (ядро) |
0,5 |
0,1 |
|
0,3 |
|
0,03 |
20 |
50 |
Конфеты |
1 |
0,1 |
|
0,5 |
|
0,01 |
15 |
30 |
Какао-порошок и |
1 |
0,5 |
|
1 |
|
0,1 |
50 |
70 |
шоколад |
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
Печенье |
0,5 |
0,1 |
|
0,3 |
|
10 |
30 |
|
|
|
Молочные изделия |
0,05 |
|
|
|||
Молоко, кисломолочные |
0,05 |
0,03 |
|
0,05 |
|
1 |
5 |
|
изделия |
|
|
|
|
|
0,015 |
|
|
Молоко |
0,3 |
0,1 |
|
0,15 |
|
3 |
15 |
|
консервированное |
|
|
|
|
|
0,005 |
|
|
Молоко сухое |
0,05 |
0,03 |
|
0,05 |
|
1 |
5 |
|
Сыры, творог |
0,3 |
0,2 |
|
0,2 |
|
0,03 |
4 |
50 |
Масло сливочное, жиры |
0,1 |
0,03 |
|
0,1 |
|
0,03 |
0,5 |
5 |
животные |
|
|
|
|
|
|
|
|
Казеин |
0,3 |
0,2 |
|
|
|
|
4 |
50 |
|
|
Растительные продукты |
0,05 |
|
|
|||
Масло растительное |
0,1 |
0,05 |
|
0,1 |
|
1 |
5 |
|
Маргарин и кулинарные |
0,1 |
0,05 |
|
0,1 |
|
0,05 |
5 |
10 |
жиры |
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
Овощи свежие |
0,5 |
0,03 |
|
0,2 |
|
5 |
10 |
|
Фрукты, ягоды |
0,4 |
0,03 |
|
0,2 |
|
0,02 |
10 |
10 |
Грибы |
0,5 |
0,1 |
|
0,5 |
|
0,05 |
|
20 |
Чай |
10 |
1 |
|
1 |
|
0,1 |
100 |
10 |
Консервы овощные в |
0,5 |
0,03 |
|
0,2 |
|
0,02 |
5 |
10 |
стеклянной таре |
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
Консервы овощные в |
1 |
0,05 |
|
0,2 |
|
5 |
10 |
|
металлической таре |
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
Консервы фруктовые, |
0,4 |
0,03 |
|
0,2 |
|
5 |
10 |
|
ягодные и соки в |
|
|
|
|
|
|
|
|
стеклянной таре |
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
Консервы фруктовые, |
1 |
0,05 |
|
0,2 |
|
5 |
10 |
|
ягодные и соки в |
|
|
|
|
|
|
|
|
металлической таре |
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
Овощи сушеные |
0,5 |
0,03 |
|
0,2 |
|
5 |
10 |
|
Фрукты и ягоды |
0,4 |
0,03 |
|
0,2 |
|
0,02 |
5 |
10 |
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
сушеные |
|
|
|
|
|
|
Специи и пряности |
5 |
0,2 |
5 |
|
|
|
|
|
Мясные |
продукты |
0,03 |
|
|
Мясо и птица (свежие и |
0,5 |
0,05 |
0,1 |
5 |
70 |
|
мороженые) |
|
|
|
0,03 |
|
|
Колбасы вареные |
0,5 |
0,05 |
0,1 |
5 |
70 |
|
Консервы из мяса и |
0,5 |
0,05 |
0,1 |
0,03 |
5 |
70 |
птицы в стеклянной, |
|
|
|
|
|
|
алюминиевой и |
|
|
|
|
|
|
цельнотянутой жестяной |
|
|
|
|
|
|
таре |
|
|
|
0,03 |
|
|
Консервы из мяса и |
2 |
0,1 |
0,1 |
5 |
70 |
|
птицы в сборной |
|
|
|
|
|
|
жестяной таре |
|
|
|
0,2 |
|
|
Почки и продукты их |
1 |
1 |
1 |
20 |
100 |
|
переработки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
Яйца |
0,3 |
0,01 |
0,1 |
3 |
50 |
|
Яичный порошок |
3 |
0,1 |
0,5 |
0,1 |
15 |
200 |
|
|
Рыбные |
продукты |
|
|
|
Рыба свежая и |
|
|
|
|
|
|
мороженая |
|
|
|
|
|
|
пресноводная: |
|
|
|
|
|
|
Хищная |
1 |
0,2 |
1 |
0,6 |
10 |
40 |
Нехищная |
1 |
0,2 |
1 |
0,3 |
10 |
40 |
Рыба свежая и |
1 |
0,2 |
5 |
0,4 |
10 |
40 |
мороженая морская |
|
|
|
0,7 |
|
|
Рыба тунцовая свежая |
2 |
0,2 |
5 |
10 |
40 |
|
Рыба консервированная |
|
|
|
|
|
|
в стеклянной таре: |
|
|
|
|
|
|
пресноводная |
1 |
0,2 |
1 |
0,3 |
10 |
40 |
Морская |
1 |
0,2 |
5 |
0,4 |
10 |
40 |
Тунцовая |
2 |
0,2 |
5 |
0,7 |
10 |
40 |
|
|
Приложение 5 |
|
|
Удельный выброс тяжелых металлов с золой |
||
|
при сжигании угля и мусора, мг/кг топлива |
||
|
|
|
|
Металл |
Мусоросжигательный завод |
Угольная электростанция |
|
Мышьяк |
180 |
490 |
|
Барий |
2100 |
1900 |
|
Бериллий |
4 |
30 |
|
Кадмий |
500 |
30 |
|
Хром |
650 |
370 |
|
Кобальт |
140 |
40 |
|
Медь |
1450 |
300 |
|
Свинец |
20000 |
2100 |
|
Ртуть |
130 |
5 |
|
Стронций |
290 |
1800 |
|
Ванадий |
160 |
850 |
|
Цинк |
48000 |
2800 |
|
16