1 Глоссарий 3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА
Документ СМК 3 уровня
УМКД
Рабочая учебная программа
дисциплины «Экология и
устойчивое развитие»
Учебно-методические
материалы
УМКД
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/032013
Редакция №2
от 30. 09.2013 г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«ЭКОЛОГИЯ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ»
для всех специальностей
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
« ЭКЛОГИЯ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ» ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВСЕХ
СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
Семей 2013
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 2 из 48
Предисловие
1 РАЗРАБОТАНО
Составитель __________30.08.2013 года И.Я. Григорьева, канд. техн. наук, доцент
кафедры «Экология и защита окружающей среды»
2 ОБСУЖДЕНО
2.1 На заседании кафедры «Экология и защита окружающей среды»
Протокол от 04.09.2013 года, № 1
Заведующий кафедрой, и.о. доцента
Ж.К. Кабышева
2.2 На заседании учебно-методического бюро Аграрного факультета
Протокол от 09.09.2013 года, № 1
Председатель УМБ АФ, и.о. доцента
А.В. Тлеубаева
3 УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-Методического
Совета университета
Протокол от 18.09.2013 года, № 1
Председатель УМС,
проректор по УМР, профессор
Г.К. Искакова
4 ВВЕДЕНО ВЗАМЕН редакции № 3 от 13.09. 2012 года. Комплекс актуализирован на
основании введённого в действие Государственного общеобязательного стандарта
образования Республики Казахстан. ГОСО РК 4.04.019-2011.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 3 из 48
СОДЕРЖАНИЕ
1 Глоссарий
3 Практические занятия
Практическое занятие 1
Практическое занятие 2
Практическое занятие 3
Практическое занятие 4,5
Практическое занятие 6
Практическое занятие 7
Практическое занятие 8
Практическое занятие 9
Практическое занятие 10
Практическое занятие 11
Практическое занятие 12
Практическое занятие 13
4 Самостоятельная работа студента
3
6
7
10
15
18
22
24
26
32
34
38
43
44
45
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 4 из 48
1 Глоссарий
Абиотические факторы — факторы неживой природы (космические,
геофизические, климатические, пространственные, временные и т.п.), оказывающие
прямое или косвенное влияние на живые организмы.
Автотрофы — организмы, способные синтезировать органическое вещество из
диоксида углерода, воды и минеральных солей. Источниками энергии для биосинтеза
служат свет (у фотоавтотрофов) или окисление ряда неорганических веществ (у
хемоавтотрофов).
Агроценоз — сообщество организмов, культивируемых и сопутствующих им в
сельском хозяйстве.
Аменсализм — тип межвидовых отношений, при котором в совместной среде один
вид организмов подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия.
Анабиоз – временная полная приостановка жизнедеятельности организма, связанная
с наступлением неблагоприятных условий или с особой фазой индивидуального развития.
Антропогенные факторы — факторы, возникшие в результате человеческой
деятельности.
Аутоэкология — экология отдельных особей данного вида; экология вида.
Безопасность экологическая — степень защищенности территориального
комплекса, экосистемы, человека от возможного экологического поражения,
определяемая величиной экологического риска.
Биоаккумуляция — накопление веществ (техногенных загрязнителей) в
организмах возрастающих трофических уровней.
Биоген — питательное вещество; биогены, биогенные элементы незаменимые
химические элементы, из которых состоит вещество живых организмов, углерод, водород,
кислород, азот, сера, фосфор.
Валентность экологическая — (пределы толерантности) характеристика
способности вида, популяции существовать в различных
условиях сред.
Гетеротрофы — организмы, питающиеся готовыми органическими веществами.
Гипобиоз — значительное снижение уровня жизнедеятельности при наступлении
неблагоприятных внешних условий (например, при зимней спячке животных).
Гомеостаз — способность организма или системы организмов поддерживать
динамически устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды.
Дезадаптация — нарушения жизнедеятельности организма, вызванные неполнотой
акклимации, невозможностью полностью приспособиться к изменившимся условиям
среды.
Депопуляция — уменьшение численности популяции, населения.
Детрит — мертвое органическое вещество, продукты выделения и распада
организмов.
Детритофаги — организмы, питающиеся детритом (сапрофаги).
Диссимиляция — распад сложных органических веществ в организме,
сопровождающийся освобождением энергии, которая используется в процессах
жизнедеятельности.
Дрейф генов — процесс случайного ненаправленного изменения частоты генов в
популяции.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 5 из 48
Емкость экосистемы — максимальный размер популяции одного вида, который
данная экосистема способна поддерживать в определенных экологических условиях на
протяжении длительного времени.
Закон константности количества живого вещества биосферы (В.И. Вернадский):
количество живого вещества (биомассы всех организмов) биосферы для данной
геологической эпох .
Закон минимума (Ю. Либих): биотический потенциал (жизнеспособность,
продуктивность организма, популяции, вида) лимитируется тем из факторов среды,
который находится в минимуме, хотя все остальные условия благоприятны
Закон необратимости эволюции (Л. Долло): эволюция необратима; организм
(популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в
ряду его предков.
Закон оптимальности: любая система с наибольшей эффективностью
функционирует в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.
Закон толерантности (В.Шелфорд): факторы среды, имеющие в конкретных
условиях пессимальное (неблагоприятное как минимальное, так и избыточное) значение,
ограничивают возможность существования вида в данных условиях, вопреки и, несмотря
на оптимальное сочетание других отдельных условий.
Зона аридная — территория или природно-климатическая зона с малым
естественным увлажнением засушливая (полупустыни и пустыни).
Зона бореальная — зона лесов умеренного пояса.
Зона гумидная — территория или природно-климатическая зона с высоким
естественным увлажнением (например, дождевые тропические леса).
Зона экологического бедствия территория, где в результате техногенной или
природной катастрофы возникла угроза экологического поражения людей из-за
деградации естественной среды обитания.
Зоофаги — плотоядные организмы, питающиеся животными других или своих
видов (каннибализм).
Консументы — гетеротрофные организмы (в основном животные), потребляющие
органическое вещество других организмов растений (растительноядные — фитофаги) и
животных (плотоядные — зоофаги).
Коэволюция — параллельная, совместная, сопряженная эволюция человечества и
природы.
Ноогенез (ноосферогенез) — процесс формирования ноосферы.
Ноосфера — букв, «мыслящая оболочка», сфера разума; согласно В.И.Вернадскому
— качественно новая, высшая стадия развития биосферы под контролем разумной
деятельности человека.
Онтогенез — индивидуальное развитие организма; для многоклеточных от
оплодотворения яйцеклетки до старения и смерти.
Опустынивание (аридизация) — процесс обеднения растительного покрова,
связанный со стойким уменьшением увлажнения территории, превращением ее в аридную
зону, при поедании последующим членом цепи предыдущего.
Правило Д.Аллена: увеличение выступающих частей тела одного вида или близких
видов теплокровных животных (конечностей, хвоста, ушей) при продвижении с севера на
юг.
Правило К.Бергмана: у теплокровных животных, подверженных географической
изменчивости, размеры тела особей статистически (в среднем) больше у популяций,
обитающих в более холодных частях ареала.
«Правило 10%» (правило пирамиды энергий Р. Линдемана): с одного трофического
уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий ее уровень (по
«лестнице» продуцент — консументы), в среднем около 10% поступившей на
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 6 из 48
предыдущий уровень энергии. Техносфера — «техническая оболочка» — искусственно
преобразованное пространство планеты, находящееся под воздействием продуктов
производственной деятельности человека.
Фенотип — совокупность генетически определяемых признаков и свойств
организма.
Фитопланктон — совокупность микроводорослей, мелких растительных
организмов, обитающих в толще вод
Фитофаги — растительноядные животные.
Фитоценоз — многовидовое растительное сообщество.
Фотопериодизм — изменения состояния биологических систем, обусловленные
естественным ритмом освещенности, сменой дня и ночи, сезонными изменениями
длительности светового дня.
Хемосинтез — синтез органических веществ у хемоавтотрофных бактерий,
использующих в качестве источников энергии окисление некоторых неорганических
веществ.
Эврибионты (эвриэки) — организмы, существующие в широких пределах
изменений экологических условий: температуры (эвритермы), влажности (эвригидридные
организмы), выбора пищи (эврифаги) и т.п.
Эвтрофикация водоемов — чрезмерное обогащение водной среды питательными
веществами.
Экоразвитие — экологически ориентированное социально-экономическое развитие,
при котором рост благосостояния людей не сопровождается ухудшением состояния среды
обитания и деградацией природных систем (М. Стронг, 1972).
Эктотермы — организмы, температура тела которых мало отличаются от
температуры среды обитания и следуют за ее изменениями: низшие организмы, растения,
холоднокровные животные.
Эмерджентность — возникновение совершенно новых свойств при взаимодействии
двух или нескольких объектов или явлений, свойств, не являющихся простой суммой
исходных.
Эндотермы — теплокровные животные птицы и млекопитающие, способные с
помощью внутренних механизмов терморегуляции поддерживать относительно
постоянную температуру тела, в определенных пределах не зависящую от температуры
среды'.
Эдафон — совокупность животного населения почвы воздухом теплового излучения
Земли.
2 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Практические и лабораторные занятия – одна из форм учебного занятия,
направленная на развитие самостоятельности студентов и приобретение умений и
навыков.
Практические и лабораторные занятия должны способствовать углубленному
изучению наиболее сложных вопросов дисциплины и служат основной формой
подведения итогов самостоятельной работы студентов. Именно на этих занятиях студенты
учатся грамотно излагать проблемы и свободно высказывать свои мысли и суждения,
рассматривают ситуации, способствующие развитию профессиональной компетентности.
Всё это помогает приобрести навыки и умения, необходимые современному специалисту.
Практическое занятие 1
Тема 1 Оценка суммарных воздействий на окружающую среду
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 7 из 48
Цель занятия. Изучение основных показателей экологических нормативов качества
окружающей среды и воздействия на неё.
Контрольные вопросы:
1 Нормативы качества окружающей среды (санитарно- гигиенические):
1.1 Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;
1.2 Предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воздействий;
2 Нормативы воздействия промышленности на окружающую среду
(производственно – хозяйственные):
Предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ:
Предельно допустимый сброс вредных веществ:
Комплексные нормативы: предельно допустимая экологическая (антропогенная)
нагрузка на окружающую среду.
Методические рекомендации
- Изучить материал составить конспект.
- Дайте пояснение отличительным особенностям, характеризующим экстенсивное
и равновесное природопользование.
-Что такое нормирование ОС. Нормативы качества ОС?
- Расскажите о системе стандартов в области охраны природы.
Рекомендуемая литература:
1 Коробки В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов, - ЮНИТИДана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промышленная экология.- Семипалатинск.,2007.
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Теоретические материалы.
Нормативное обеспечение экологического аудита на предприятиях по производству
дорожно-строительных материалов.
В соответствии с природоохранным законодательством РК нормирование качества
окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм
воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда,
обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в
условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности.
Определенная таким образом цель подразумевает наложение граничных условий (нормативов) как на
само воздействие, так и на факторы среды, отражающие и воздействие, и отклики экосистем.
История развития нормирования в области охраны окружающей среды характеризуется принципом
антропоцентризма - т.е. ранее прочих устанавливались нормативы условий среды, приемлемых для
человека. В результате было положено начало работам в области санитарно-гигиенического
нормирования. Дальнейшее развития нормирования требовало понимания, что человек не самый
чувствительный из биологических видов. Принцип "Защищен человек - защищены и
экосистемы", не гарантирует устойчивости развитию окружающей среды. Экологическое
нормирование предполагает учет, так называемой, допустимой нагрузки на экосистему.
Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального
состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает
нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 8 из 48
Экологическое нормирование - это деятельность специально уполномоченных государственных
органов по разработке, утверждению экологических нормативов и обеспечению их
соблюдения хозяйствующими субъектами.
Экологические нормативы - это научно обоснованные и обязательные для выполнения меры
предельно допустимого отрицательного воздействия человека на окружающую природную
среду.
Под отрицательным воздействием понимается деятельность человека, вносящая физические,
химические, биологические изменения в природную среду, которые угрожают состоянию
здоровья и жизни человека, состоянию растительного и животного мира.
С помощью экологических нормативов осуществляется конкретизация установленных
законодательством требований экологической безопасности.
Превышение экологических нормативов является экологическим правонарушением и влечет за собой
прекращение, приостановление или ограничение экологически вредной деятельности, а также
применение мер юридической ответственности.
В соответствии с действующим законодательством систему экологических нормативов
составляют:
-нормативы качества окружающей природной среды;
- нормативы предельно допустимого вредного воздействия на окружающую природную
среду;
- нормативы (лимиты) использования природных ресурсов;
- экологические стандарты;
- нормативы санитарных и защитных зон.
Как видно из названия, с помощью нормативов качества окружающей природной среды
нормируются качественные характеристики, свойства, состояние последней. Именно эти
нормативы служат критериями благоприятного состояния окружающей природной среды. В
практическом отношении это важно иметь в виду в случае необходимости защиты
экологических прав граждан.
Нормативы качества окружающей природной среды
учитываются также при оценке воздействия планируемой хозяйственной деятельности
на природную среду, при развитии городов и иных населенных пунктов.
Нормативы качества окружающей природной среды являются едиными для всей территории
Казахстана. С учетом природно-климатических особенностей, повышенной социальной
ценности отдельных территорий (заповедников, заказников, курортов и т.п.) допускается
установление более строгих нормативов.
К этим нормативам относятся:
-нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) химических и биологических
веществ - количество вредного вещества в окружающей природной среде, практически не
влияющее на состояние здоровья человека, а также на состояние диких животных, растений,
микроорганизмов, природные сообщества; их показатели устанавливаются для атмосферного
воздуха, водных объектов хозяйственно-питьевого и бытового назначения, почв;
-нормативы предельно допустимых уровней (ПДУ) вредных физических воздействий - шума,
вибрации, электромагнитного излучения и теплового воздействия.
Нормативы предельно допустимого вредного воздействия на окружающую природную
среду регламентируют деятельность источников такого воздействия - промышленных и
сельскохозяйственных предприятий, отдельных технологических процессов, оборудования,
транспортных средств..
Данная группа нормативов включает:
•нормативы ПДВ и ПДС;
•нормативы образования отходов;
•лимиты размещения отходов.
Нормативы ПДВ И ПДС устанавливаются для каждого источника загрязняющего воздействия, исходя
из условий недопустимости превышения нормативов ПДК в данном регионе. В случае
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 9 из 48
невозможности соблюдения предприятиями, имеющими источники загрязняющего воздействия,
предельно допустимых нормативов выбросов и сбросов, им могут устанавливаться временно
согласованные нормативы. При этом предприятия обязаны разработать и представить для
утверждения в государственные органы планы поэтапного уменьшения загрязнения.
Нормативы образования отходов и лимиты размещения отходов устанавливаются для всех
предприятий, в процессе эксплуатации которых образуются отходы.
Проекты нормативов ПДВ, ПДС, образования и размещения отходов разрабатываются
предприятиями, которые предоставляют их для утверждения в комитеты природных
ресурсов, а при возможности трансграничного загрязнения. Устанавливаются эти
нормативы в разрешениях на допустимый уровень загрязнения, выдаваемых указанными
комитетами предприятиям-природопользователям.
Нормативы (лимиты) использования природных ресурсов устанавливаются в целях
предупреждения их истощения и нарушений равновесия в окружающей среде с учетом их
способности к самовоспроизводству. Они представляют собой объемы предельного использования
(изъятия) природных ресурсов, устанавливаемые государственными органами предприятиям на
определенный срок. К ним могут быть отнесены:
нормы отвода земель для строительства автомобильных дорог;
лимиты водопользования - предельно допустимые объемыизъятия водных ресурсов или
сброса сточных вод нормативного качества, которые устанавливаются предприятию-водопользователю
наопределенный срок.
Экологические стандарты устанавливаются на новую технику, технологии, материалы,
вещества, продукты потребления и другую продукцию, способную оказать вредное
воздействие на окружающую природную среду и здоровье человека. В настоящее время такие
стандарты являются частью государственных стандартов (ГОСТ). Они утверждаются
Государственным комитетом по стандартизации РК и являются едиными на территории
всей страны.
Нормативы санитарных и защитных зон представляют собой размер территории, в
пределах которой установлен особый режим хозяйственной и иной деятельности.
Действующим законодательством предусмотрено создание различных по своему назначению
и режиму зон (СанПиН 2.2.1/2.1.1 1200-03). Так, вокруг промышленных, коммунальных и
складских объектов устанавливаются санитарно-защитные зоны, в которых не допускается
размещение жилых домов, детских садов, школ, учреждений здравоохранения, отдыха,
спортивных и физкультурно-оздоровительных объектов, садоводческих, дачных и
огороднических кооперативов, а также производство сельскохозяйственной продукции.
С целью защиты водных объектов от загрязнения вокруг них могут устанавливаться
водоохранные зоны, на их территориях запрещается, например, размещение складов
противогололедных материалов и некоторые иные виды хозяйственной деятельности. Вокруг
водоемов, являющихся источниками питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения,
устанавливаются зоны санитарной охраны.
Для предотвращения неблагоприятного антропогенного воздействия на заповедники,
национальные и природные парки, другие особо охраняемые природные территории, на
прилегающих к ним участках могут создаваться охранные зоны, в пределах которых
ограничиваются или запрещаются отдельные виды хозяйственной деятельности.
Исходя из сложившейся практики разработки документов по экологическому нормированию все
предприятия любой отрасли должны иметь следующие документы:
1.Проект нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ на все
площадки, находящиеся в ведении предприятия, с соответствующими Разрешениями на
выброс загрязняющих веществ в атмосферу стационарными источниками загрязнения.
• Проект нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водные
объекты со сточными водами по выпускам на все площадки, находящиеся в ведении предприятия, с
соответствующими Разрешениями на сброс загрязняющих веществ в природную среду со
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 10 из 48
сточными, ливневыми, дренажными, фильтрационными водами.
• Проект нормативов образования отходов и лимитов на размещение отходов по всем
площадкам, находящимся в ведении предприятия, с соответствующим Разрешением на размещение
отходов (лимит).
Практическое занятие 2
Тема 2 Определение массы выбросов загрязняющих веществ
автотранспортными средствами в атмосферный воздух.
Содержание практического занятия:
1 Автотранспорт и его влияние на окружающую среду. (Проверка знаний по тестам).
2 Постановка преподавателем цели и объяснение методики проведения занятия (проверка
домашнего задания - знание методики расчета).
3 Расчет массового выброса загрязняющих веществ автотранспортом согласно варианта
(.самостоятельная работа студентов по выполнению заданий с краткой записью
необходимых материалов в тетради).
4.Оформление результатов расчета по указанной форме. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Цель занятия: Изучение методики расчета выбросов вредных веществ автомобильным
транспортом и приобретение навыков оценки его воздействия на окружающую среду.
Контрольные вопросы:
1 Какие вредные вещества выбрасывает автотранспорт в ОС и влияние их на здоровье
человека и биосферу?
2 Какова структура автотранспорта в целом и в Казахстане?
3 Какие параметры заложены в методику расчета?
4 Напишите формулу расчета массового выброса ЗВ и дайте пояснение?
5 От каких параметров зависит количество массового выброса?
6 Какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы по сумме
всех компонентов (СО, СH, NOX)?
7.Какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксиду
углерода (СО)?
8 Какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксидам
азота (NOx)?
9 Меры по снижению выбросов в ОС автотранспортом.
Методические рекомендации:
1 Самостоятельно изучить - «Автотранспорт и его влияние на окружающую среду».
(Проверка знаний по тестам).
2 Самостоятельно изучить методические указания по расчету массового выброса
загрязняющих веществ автотранспортом (знание методики расчета).
3 Произвести расчет массового выброса загрязняющих веществ автотранспортом согласно
варианта (работа студентов в аудитории с краткой записью необходимых материалов в
тетради).
4.Оформление результатов расчета по указанной в методичке форме. По результатам
расчета должны быть сделаны выводы, содержащие ответы на следующие вопросы:
‫ ־‬какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы
по сумме всех компонентов (СО, СH, NOX)?
‫ ־‬какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы
по оксиду углерода (СО)?
‫ ־‬какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы
по оксидам азота (NOx)?
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 11 из 48
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов, -ЮНИТИДана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промышленная экология.- Семипалатинск.,2007.
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Теоретические материалы.
В основу методики расчета выбросов вредных веществ автомобильным транспортом
заложен нормируемый удельный выброс по автомобилям отдельных групп (грузовые,
автобусы, легковые) и классов (по грузоподъемности, габаритным размерам для
автобусов, по рабочему объему двигателя для легковых автомобилей) для каждого типа
двигателя (бензиновый, дизельный) в зависимости от движения по городу или вне
населенных пунктов. При этом выброс вредных веществ корректируется в зависимости
отряда наиболее существенных факторов. В результате в общем виде расчет массы
вредных выбросов, поступающих в атмосферный воздух от АТС средств, проводится по
формуле:
n
M i   mijkg  Likg   K ijkg
i
k
(1)
g
где Мi - масса i-го вредного вещества (оксида углерода - СО, углеводородов - СН,
оксидов азота – NOx и др.);
j - количество групп автомобилей;
k - количество классов автомобилей в данной группе;
g - количество типов двигателей, используемых в данном классе автомобилей данной
группы;
mijkg - пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k -гo
класса с g-ым типом двигателя
при движении по городу или вне населенных пунктов, г/км;
ПКijkg - произведение коэффициентов влияния «n» факторов на выброс i-го вредного
вещества автомобилем j-ой группы k-ro класса с g-ым типом двигателя.
По действующей методике для отдельных групп автомобилей учитывают различные
коэффициента влияния, в результате чего расчетные формулы для i-ro загрязняющего
вещества имеют Вид:
- для легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа
M
ikg
 mikg  Lkg  K rig  K tig , т
(2)
где mikg - пробеговый выброс i-го вредного вещества легковыми автомобилями k-ro
класса (c двигателем k-го рабочего объема) с двигателями g-ro типа при движении по
территории населенного пункта или вне его, г/км (таблице 1);
Lkg - пробег легковых автомобилей k-ro класса с двигателем g-го типа по территории
населенного пункта или вне его, млн. км;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 12 из 48
Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ
легковыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (включается в
формулу только при расчете движения по населенным пунктам);
Кtig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния легковых
автомобилей.
Таблица 1 Пробеговых выбросы загрязняющих веществ легковыми автомобилями с
бензиновым двигателем, г/км
Рабочий объем
Населенный пункт
Вне населенного пункта
двигателя, л
СО
11,4
13
14
Менее 1,3
1.3 - 1,8
1,8 - 3,5
СН
2,1
2,6
2,8
СО
4.8
5,5
6
NOX
1,3
1,5
2.7
СН
1,2
1,5
1,6
N0x
2,3
2.7
4
- для грузовых автомобилей k-го класса с двигателем g-го тип
M
ikg
 mikg  Lkg  k nig  K rig  K tig ,
(3)
где mikg- пробеговый выброс i-ro вредного вещества грузовыми автомобилями k-ro класса
(k-ой грузоподъемности) с двигателями g-гo типа при движении по территории
населенного пункта или вне его, г/км (табл. 2);
Lkg - пробег грузовых автомобилей k-ro класса с двигателями g-ro типа при движении
по территории населенного пункта или вне населенного пункта, млн.км;
Knig - коэффициент учитывающий изменение пробегового выброса от уровня
использования грузоподъемности и пробега;
Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ
грузовыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (только для
движения по населенным пунктам);
Ktig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния грузовых
автомобилей.
Таблица 2 Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми автомобилями, г/км
Грузоподъёмность
автомобиля или
автопоезда, т
0,5-2,0
2,0-5,0
2,0-5,0
5,0-8,0
5,0-8,0
8,0-16,0
8,0-16,0
Более 16,0
Тип
двигателя
Б
Б
Д
Б
Д
Б
Д
Д
Населенный пункт
Вне населенного пункта
CO
CH
NOx
CO
CH
NOx
22
52,6
2,8
73,2
3,2
97,8
3,9
4,5
3,4
4,7
1,1
5,5
1,3
8,2
1,6
1,8
2,6
5,1
8,2
9,2
11,4
10
13,4
16,4
15,2
26,3
2,5
40,8
2,6
50,5
3,2
3,6
1,9
2,6
0,8
4,1
1,2
4,5
1,4
1,5
2,1
4,1
6,9
8
9,1
8,5
10,7
13,1
- для автобусов k-го класса с двигателем g-го тила, использующимся на
перевозках h-го типа
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
M
ikgh
Ред. №3 от 18. 09.2013
 mikg  Lkgh  K hig  K rig  K tig , т
Страница 13 из 48
(4)
где mikg - пробеговый выброс I - го вредного вещества автобусом k-ro класса (k-го
габарита) с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или
вне его, г/км (таблица.3);
Lkgh - пробег автобусов k-ro класса с двигателями g-го типа при использовании в
качестве маршрутного или на других видах перевозок при движении по территории
населенного пункта или вне населенного пункта, млн.км;
Kkgh - коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от вида
перевозок;
Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ
автобусами при движении по территорий населенного пункта (только для движения по
населенным пунктам);
Ktig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния автобусов.
Значения коэффициентов влияния приведены в таблице 4
Таблица 3 Пробеговые выбросы загрязняющих веществ автобусами, г/км
Класс автобуса (L
Тип
Населенный пункт
Вне населенного пункта
габаритная длинна, м)
двигателя
CO
CH
NOx
CO
CH
NOx
Особо малые (L менее 5)
Б
13,5
2,9
3
6
1,6
4
Малый (6,0<L<7,5)
Б
44
3,4
6,1
24
2,3
5
Средний
Б
67,1
5
9,9
34
3,9
8,2
Д
4,5
1,4
9,1
3,3
1,2
8
Большой
Б
104
7,7
10,4
62
4,6
9,5
(10,5<L<12)
Д
4,9
1,6
10
3,5
1,3
18
Особо большой (L>12)
Д
5
1,6
11
3,6
1,3
18,8
Таблица 4 Значения коэффициентов влияния в формуле (10)
группа авто
транспортных
средств
Легковые
автомобили
Тип
Коэффицие
двигателя
нты
Б
Б
Грузовые
автомобили
Д
Автобусы
1
2
Б
м
п
Д
м
п
Kri
Kti
Kri
Kni
Kti
Kri
Kni
Kti
Kri
Kh11
Kh22
Kti
Kri
Kh11
Kh22
Населенный пункт
CO
CH
NOx
0.87
1.75
0.89
0.68
2
0.95
0.68
1.6
0.89
0.9
0.7
2
0.95
0.89
0.68
0.92
1.48
0.85
0.87
1.83
0.93
0.76
2.1
0.85
0.96
0.88
1.83
0.93
0.92
0.76
0.95
1
0.79
0.67
1
0.92
0.82
1
0.79
0.89
0.67
1
0.92
0.93
0.81
- Используется при расчете маршрутных автобусов, « м »
- Используется при расчете прочих автобусов, « п »
Вне населенного пункта
CO
CH
NOx
1.75
1.48
1
0.68
2
0.87
1.83
0.67
1
0.68
1.6
0.76
2.1
0.82
1
0.7
0.7
2
0.88
0.88
1.83
0.67
0.67
1
0.68
0.68
0.76
0.76
0.81
0.81
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Kti
1.6
2.1
Страница 14 из 48
1
1.6
2.1
Задача № 1
Рассчитать валовый выброс вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота –
NOx, углеводородов – СН) от автотранспорта по территории города за год. Исходные
данные следующие:
‫ ־‬годовой пробег (в млн. км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – Lx;
грузовых автомобилей дизельных – Ly; автобусов бензиновых – Lz; автобусов дизельных –
Lw; легковых автомобилей – Lr (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета
см. в таблице 5);
‫ ־‬пробеги в нутрии перечисленных групп автомобилей распределяются
пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя
менее 1,3 л – 24%, 1,3-1,8 л – 65%, 1,8 л и более – 11%; грузовые с бензиновым двигателем
грузоподъёмностью 0,5-2,0 т – 18%, 2,0-5,0 т – 68%, 5,0-8,0 – 11%, 8,0 т и более – 3%;
грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т – 4%, 5,0-8,0 т – 5%, 8,016,0 т – 76%, 16,0 т и более – 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого
класса (габаритной длиной менее 5 м) – 2%, малого класса (6,0-7,5 м) – 15%, среднего
класса (8,0-9,5 м) – 63% (в том числе маршрутные – 50% от общего количества автобусов
данного класса), большого класса (10,5-12,0 м) – 20%, (все маршрутные); автобусы с
дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса – 1%, большого
класса – 44%, особо большого класса – 55%;
‫ ־‬пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автотранспортных
средств и поправочные коэффициенты (коэффициенты влияния) задаются.
Таблица 5 Годовые пробеги АТС по территории города, млн. км
№ п./п.
Lx
Ly
Lz
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
472.41
944.82
321.44
567.98
984.33
523.55
237.77
485
671.44
338.91
70.59
141.18
48.55
75.66
154.62
73.84
43.67
72.34
83.25
50.72
253
506
201.3
276.7
521.6
260.1
168.4
256.8
307.8
230
Lw
Lr
22
44
20.4
25.4
47.6
23.9
18.3
22.7
26.1
21.1
615
1250
601.2
640.3
1470
625.6
469.6
619.2
651.7
607.8
Дайте ответы на следующие вопросы:
‫ ־‬какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы по
сумме всех компонентов (СО, СH, NOX)?
‫ ־‬какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по
оксиду углерода (СО)?
‫ ־‬какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по
оксидам азота (NOx)?
1
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 15 из 48
Форма (1) Форма представления результатов расчета
Группы и классы Выброс СО
Выброс СH
Выброс NOx
CO+CH+NOx
АТС
т
%*
т
%
т
%
т
%
Легковые с бензиновым ДВС рабочим объемом
менее 1,3
1,3-1,8
1,8 и более
Итого
Грузовые с бензиновым ДВС грузоподъемностью
0,5-2,0т
2,0-5,0т
5,0-8,0т
8,0 т и более
Итого
Грузовые с дизельными двигателями грузоподъемностью
2,0-5,0т
5,0-8,0т
8,0-16,0т
16,0 т и более
Итого
Автобусы с бензиновыми ДВС
прочии
Менее 5 м
6,0-7,5 м
8,0-9,5 м
Итого
Автобусы с бензиновыми ДВС
маршрутные
8,0-9,5 м
10,5-12,0 м
Итого
Автобусы с дизельными ДВС
маршрутные
8,0-9,5 м
10,5-12,0 м
Более 12,0 м
Итого
Всего :
* - проценты берутся по отношению выброса «всего»
Практическое занятие 3
Тема 3 Расчет количества выбросов загрязняющих веществ при
сжигании топлива
Содержание практического занятия:
1 Промышленные выбросы и их влияние на окружающую среду. (Проверка знаний по
тестам).
2 Постановка преподавателем цели и объяснение методики проведения занятия (проверка
домашнего задания - знание методики расчета).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 16 из 48
3 Расчет количества выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива согласно
варианта (.самостоятельная работа студентов по выполнению заданий с краткой записью
необходимых материалов в тетради).
4.Оформление результатов расчета по указанной форме. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Цель занятия.: Изучение методики расчета выбросов вредных веществ при сжигании
топлива и приобретение навыков оценки их воздействия на окружающую среду.
Контрольные вопросы:
1 Каков вклад промышленности в загрязнении ОС в целом мире и в Казахстане?
2 Дайте определение понятию - загрязнение окружающей среды.
2 Классификация загрязнений окружающей среды в зависимости от вида загрязняющих
агентов.
3 Назовите источники и причины загрязнения окружающей среды
4 Дайте определение понятиям: организованные и неорганизованные выбросы.
5 Дайте характеристику явлениям: парниковый эффект, фотохимический смог, кислотные
дожди. разрушение озонового слоя и др.
Методические рекомендации
1 Самостоятельно изучить - «Промышленные выбросы и их влияние на окружающую
среду». (Проверка знаний по тестам).
2 Самостоятельно изучить методические указания по расчету массового выброса
загрязняющих веществ при сжигании топлива (знание методики расчета).
3 Произвести расчет массового выброса загрязняющих веществ при сжигании топлива
согласно варианта (работа студентов в аудитории с краткой записью необходимых материалов в тетради).
4 В данной задаче используются рекомендуемые методы расчета выбросов загрязняющих
веществ при сжигании топлива в котлах малой производительности (формулы даны для
случая отсутствия установок по улавливанию или обезвреживанию отходящих газов).
Рассматривается использование только твердого топлива - угля. В этом случае
рассчитываются выбросы твердых частиц (летучая зола и несгоревшее топливо), оксиды
серы (в пересчете на SO2), оксид углерода СО и оксиды азота (в пересчете на NO2). В
задаче рассчитываются годовые выбросы.
Итогом решения является определение следующих данных:
- сорта наиболее выгодного для предприятия угля (по табл. характеристик углей);
- сорта наиболее невыгодного (наиболее дорогого) варианта (по табл. характеристик
углей);
При расчетах расход топлива В (т/год) и количество выбросов всех видов
загрязняющих веществ допускается округлять до 0,01т.
5 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов, - ЮНИТИДана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промышленная экология.- Семипалатинск.,2007.
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Теоретические материалы.
Методика расчета ожидаемого массового выброса вредных веществ в атмосферу
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 17 из 48
1. Для удельных показателей, отнесенных к единице оборудования,
M=q∙n,
(5)
где М - массовый выброс вредного вещества, г/с,
q - укрупненный удельный показатель выброса вредного вещества, отнесенный
к единице оборудования, г/(с-ед. оборуд.);
n - количество единиц оборудования.
2. Для удельных показателей, отнесенных к единице выпускаемой продукции,
сырья или топлива,
M=q∙Q,
(6)
где q -укрупненный удельный показатель выбросов вредного вещества, т/т или
т/1000 м3;
Q - затраты данного типа сырья или топлива на единицу времени, т/смену или
т/час.
Удельные показатели выбросов котельных, в зависимости от сжигаемого
топлива, приведены в таблице 6.
Таблица 6 Удельные показатели выбросов вредных веществ
Топливо
Удельные показатели вредных веществ, т/т и 1000 м3 газа
Твердые
Сернистый
Окись
Окиси азота
частицы
ангидрид
углерода
Уголь карагандинский
0,0752
0,0144
0,0439
0,00197
Донецкий
0,06676
0,0504
0,0490
0,00221
Кузнецкий
0,0536
0,0072
0,0513
0,00223
Черемховский
0,0740
0,0193
0,0353
0,00181
Якутский
0,0430
0,0036
0,0451
0,00201
Магаданский
0,0460
0,0018
0,0446
0,00186
Мазут высокосернистый
0,0060
0,0549
0,0377
0,00246
Мазут низкосернистый
0,0056
0,0059
0,377
0,00257
Газ, (на 1000 м3)
0,0129
0,00215
Задача № 2
Рассчитать количество вредных выбросов (М, г/с), поступающих в атмосферу от котельной
предприятия согласно варианта. Исходные данные приведены в таблице 7
Таблица 7 Исходные данные к задаче 2
№
Производство,
Оборудование,
варианта
цех
тип, кол-во
1
Котельная
Котлы ДКВР
2
Котельная
Котлы Е1/9
3
Котельная
Котлы ДКВР
4
Котельная
Котлы ДКВР
5
Котельная
Котлы ДКВР
6
Котельная
Котлы ДКВР
7
Котельная
Котлы ДКВР
8
Котельная
Котлы Е1/9
9
Котельная
Котлы Е1/9
10
Котельная
Котлы Е1/9
Наименование топлива
Уголь карагандинский
Донецкий
Кузнецкий
Черемховский
Якутский
Магаданский
Мазут высокосернистый
Мазут низкосернистый
Уголь карагандинский
Уголь карагандинский-
Расход
топлива т/час
4
4
4
4
4
4
4
4
5
6
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 18 из 48
Практическое занятие 4,5
Тема 4,5 Расчёт нормативов предельно допустимых выбросов ПДВ) промышленных
источников.
Содержание занятия:
1 Промышленные выбросы и их влияние на окружающую среду. (Проверка знаний по
тестам).
2 Постановка преподавателем цели и объяснение методики проведения занятия (проверка
домашнего задания - знание методики расчета).
3 Расчёт предельно допустимых выбросов (ПДВ) промышленных источников.
(.самостоятельная работа студентов по выполнению заданий с краткой записью
необходимых материалов в тетради).
4.Оформление результатов расчета по указанной форме. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Цель занятия.: Изучение методики и приобретение навыков расчета и установления
предельно допустимых выбросов вредных веществ в ОС промышленными предприятиями.
Контрольные вопросы:
1 Какие ЗВ выбрасывают в ОС различные промышленные предприятия?
2 Расскажите о мероприятиях по снижению загрязнений атмосферного воздуха.
3 Для чего устанавливают температурное состояние газовоздушных выбросов в ОС?
4 При разработке и оформлении проекта нормативов ПДВ, какими документами
руководствуются?
5 Дайте определение понятиям: ПДВ, ВСВ.
6 В каких случаях вводится по этапное снижение ЗВ?
7 Кем контролируется соблюдение установленных нормативов?
Методические рекомендации.
1 Изучить методические указания по расчету предельно допустимых выбросов (ПДВ)
промышленных источников
- Выписать ПДК для основных вредных веществ, образующихся при горении топлива.
- Выписать вредные вещества, обладающие эффектом суммации.
- Дать классификацию вредным веществам.
2 Проверка преподавателем домашнего задания - знание методики расчета .
3 Произвести расчёт предельно допустимых выбросов (ПДВ) промышленных источников
согласно варианта.
4.Оформление результатов расчета. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Теоретические материалы.
На стадии проектирования предприятий и при проведении реконструкции
действующих заводов предусматриваются соответствующие природоохранные
мероприятия. Для этого необходима информация об объеме газовоздушных выбросов и их
качественном составе, для чего используют расчетные или балансовые методы
определения характеристик выбросов.
Правила установления предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ и
определение ожидаемой концентрации загрязнителей в приземном слое атмосферы
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 19 из 48
Предельно допустимый выброс (ПДВ, г/с) является научно-техническим
нормативом, устанавливаемым для каждого конкретного источника загрязнения при
условии, что выбросы вредных веществ от него и всей совокупности других источников с
учетом их рассеивания и превращения в атмосфере не создадут приземных концентраций,
превышающих нормативы качества воздуха.
Нормативы устанавливают для каждого источника и предприятия в целом (в т/год).
При расчете ПДВ необходимо учитывать фоновые концентрации, значения которых
выдаются предприятию территориальными организациями гидрометеорологии. Значения
фоновых концентраций (Сф, мг/м3) для городов с населением не более 250 тыс. человек
могут быть приняты равными:
S02 - 0,1; NOx - 0,03; СО - 1,5; пыль - 0,2; сажа – 0,025
Если предприятие является единственным источником выброса вредного вещества
в городе (населенном пункте), то значение фоновой концентрации принимается равным
нулю.
Расчет нормативов выбросов ПДВ проводится по формулам отдельно для
холодных и нагретых выбросов по параметру f (м/с2 град):
2
3 0  Д
f  10
,
(7)
Н 2  Т
где ω0 – средняя скорость выходf газовоздушной смеси из устья источника
выброса, м/с
Д - диаметр устья источника, м,
Н - высота источника над уровнем земли, м;
∆Т - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т г и
температурой окружающего атмосферного воздуха, Т в, ˚С.
Выбросы, для которых f>100. относятся к холодным, выбросы, для которых
f<100, относятся к нагретым.
Расчет ПДВ (г/с) для источника нагретых выбросов производят по формуле:
ПДВнагр 
ПДК
м. р .
 Сфон  Н 2 3 V1  
A F  m n  y
(8)
где ПДКм.р. - максимально разовая предельно допустимая концентрация
вредного вещества, мг/м3,
Сфон - фоновая концентрация вредного вещества, мг/м 3.
А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; для
территории Казахстана А=200.
F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных
веществ в атмосферном воздухе. Величины F принимаются: F=l для газообразных
веществ и мелкодисперсных аэрозолей;
F=2-2,5 для более крупнодисперсной
пыли и золы;
F=3 при отсутствии очистки и большом выбросе пыли.
у - коэффициент, учитывающий рельеф местности.
у=1 для гористой местности,
у=1,1 для холмистой местности;
у= 1,2 для равнины.
m, n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода
газовоздушной смеси из устья источника выброса
1
m
(9)
0,67  0,1 f  0.343 f
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 20 из 48
Безразмерный коэффициент n определяется в зависимости от параметра Vм
(м/с):
V м.нагр  0,65  3
V1

Vм. хол  1,3 
0  Д
Н
(10)
n=3 при Vм≤0,3
n=3 -
Vм  0.3  4.36  Vм  при 0,3< Vм ≤2;
n=1 при Vм>2
V1 – объем выходящей в атмосферу газовоздушной смеси, м3/с
V1   0 
  Д2
4
.
(11)
Если источник выброса имеет прямоугольное сечение, то расчеты ПДВ для
нагретых и холодных выбросов производят по тем же формулам с учетом замены Д
на Дэ и V1 на V1э.
Эффективный диаметр устья Д, определяют по формуле:
2 Lb
Дэ 
(12)
Lb
где L - длина устья, м,
b - ширина устья, м
Для источников выбросов с квадратным устьем L=b.
Эффективный объем выходящей в атмосферу газовоздушной смеси в этом случае
определяют по формуле:
    Д э2
V1э  0
(13)
4
Регламентация выбросов. Предельно допустимые концентрации для
различных вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу
Основным критерием контроля качества атмосферного воздуха являются предельно
допустимые концентрации вредных веществ. Существуют различные единицы выражения
концентрации: весовые, объемные, в долях, процентах и др. При санитарной оценке
качества воздуха принято выражать содержание загрязняющих веществ (концентрацию) в
мг на 1 м3 воздуха (мг/ м3). Это удобно тем, что применимо для любого агрегатного
состояния примесей: газов, паров, аэрозолей, твердых веществ.
Критерием оценки влияния выбросов предприятий на атмосферный воздух
является сравнение фактических концентраций (примесей в атмосфере), полученных в
результате рассеивания выбросов, с предельно допустимыми. Для атмосферного воздуха
установлены следующие значения предельно допустимых концентраций (ПДК):
максимально разовая ПДКм.р. - такая концентрация вредного вещества в
атмосферном воздухе населенных мест, которая не вызывает рефлекторных реакций в
организме человека (изменений биоэлектрической активности головного мозга, ощущения
запаха, световой чувствительности глаза и др.);
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 21 из 48
среднесуточная ПДКсс - такая концентрация вредного вещества в атмосферном
воздухе населенных мест, которая не оказывает прямого или косвенного вредного
воздействия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания с целью
предупреждения резорбционного действия (общетоксического, канцерогенного,
мутагенного и других влияний).
В местах образования вредных веществ (производственные помещения) также
установлены значения предельно допустимых концентраций содержания вредных веществ
в воздухе рабочей зоны ПДК^ Значения предельно допустимых концентраций для
различных веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий, приведены в
таблице 2.
Величина ПДК зависит от влияния вещества на здоровье людей и окружающую
природную среду. Выбрасываемые вещества по степени воздействия на организм
человека разделены на следующие классы опасности (в соответствии с ГОСТ 12.1.00776):
• чрезвычайно опасные вещества, у которых значение ПДК в воздухе рабочей зоны
не превышает 0,1 мг/м3 (I класс);
• высоко опасные со значением ПДКр.з.. от 0,1 до 1,0 мг/м3 (II класс);
• умеренно опасные при изменении ПДКр.з.. в интервале от 1,0 до 10,0 мг/м3 (III класс);
• малоопасные вещества, для которых ПДКр.з.больше 10,0 мг/м3 (IV класс);
Фактическая концентрация вредных веществ Сфакт не должна превышать
соответствующих значений ПДК:
Сфакт ≤ ПДК
(14)
Задача № 3
Рассчитать норматив предельно допустимого выброса (ПДВ г/с) по каждому
выбрасываемому веществу, при условии , что высота источника выбросов Н = 30 м;
диаметр устья трубы Д = 0,5 м; средняя скорость выхода газовоздушной смеси Wo = 8 м/с;
температура выбрасываемой смеси Тг = 155°С; температура окружающего атмосферного
воздуха Тв = 25°С. (использовать теоретические материалы и результаты расчета задачи
№2).
Таблица 8 Предельно допустимые концентрации вредных веществ (мг/м3) в воздухе
рабочей зоны и в атмосферном воздухе населенных мест
Вещество
Азота двуокись
Альдегид масляный
Аммиак
Ангидрид сернистый
Ацетальдегид
Ацетон
Бензол
Бензин нефтяной
Бензин сланцевый
Взвешенные вещества
Дифторхлорметан (фреон-22)
Дихлордифторметан (фреон-12)
Дихлорфторметан (фреон-21)
Код вещества
200
666
202
701
667
680
422
955
956
986
502
500
501
ПДКсс.
0,040
0,015
0,040
0,050
0,010
0,350
1,000
1,500
0,050
0,050
10
10
10
ПДКмр
0,085
0,015
0,200
0,500
0,010
0,350
1,500
5,000
0,050
0,500
100
100
100
ПДКрз.
5
5
20
10
5
200
5
300
100
-
3000
6000
200
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 22 из 48
Кислота серная по молекуле Н2О4
290
од
0,3
1
Кислота соляная по молекуле НС1
(водород хлористый)
Метилмеркаптан
Метилметакрилат
248
0,2
0,2
5,0
748
650
-
Озон
Сажа (копоть)
Сероводород
Углерода оксид
Фенол
Формальдегид
Хлор
289
321
292
322
600
6699
240
од
9х10-6
0,10
-
0,03
0,050
0,008
3,000
0,010
0,003
0,030
0,160
0,150
0,008
5,000
0,010
0,035
0,100
3,5
10
20
5
0,5
1,0
1,0
1,0
2,0
4,0
6,0
од
од
-■
Пыль растительного и животного происхождения с примесью окиси кремния, %
-
более10
от 2 до 10
менее 2
-
Практическое занятие 6
Тема 6 Расчёт максимального значения приземной концентрации газовоздушной
смеси из одиночного источника.
Определить наибольшую ожидаемую концентрацию (Смакс) вредных веществ в приземном
слое атмосферы
Цель занятия : Изучение материала по рассеиванию загрязняющих вещесвт, выброшенных
в атмосферу организованным точечным источником промышленного предприятия.
Контрольные вопросы:
1 При расчете максимального значения приземной концентрации, каким документом
пользуются?
2 По какой формуле определяется максимальное значение приземной концентрации
газовоздушной смеси и на каком расстоянии при неблагоприятных условиях погоды она
достигается?
3 Назовите зоны загрязнения на оси факела выброса точечного источника.
Методические рекомендации
1 Самостоятельно изучить методические указания по расчету максимального значения
приземной концентрации газовоздушной смеси из одиночного источника промышленного
предприятия.
2 Произвести расчет количества приземной концентрации по варианту.
4.Оформление результатов расчета. Написание выводов по теме.
5 Защита выполненной работы.
6 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов,-ЮНИТИДана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 23 из 48
Задача № 4. Определить наибольшую ожидаемую концентрацию (Смакс) вредных
веществ в приземном слое атмосферы, исходя из данных задачи №№1 и 2.
Рассчитать фактическое загрязнение атмосферы с учетом фоновой концентрации
(Смакс+Сф) и сравнить с санитарно-гигиеническим нормативом ПДКмр
Величину максимальной приземной концентрации вредных веществ С макс (мг/м3) при
выбросе нагретой газовоздушной смеси (f<100) из единичного источника рассчитывают
по формуле:
A * M * F* m * n *
Cмакс=
;
(15)
H 2 * 3 V1 * T
где М - фактическое количество вредного вещества, вьтбрасьтваемого из трубы в
атмосферу в единицу времени, г/с.
Величину наибольшей концентрации вредных веществ холодной газовоздушной смеси
(f>100) определяют по формуле:
A * M * F * n *
Д
*
Cмакс=
;
(16)
2
3
8 * V1
H * Н
Если в рассчитываемой зоне сказывается влияние других источников выбрасывающих
аналогичные вещества, то в этом случае оценку влияния выброса производят по формуле:
Cфакт = Смакс + Сфон ≤ ПДКм.р.;
(17)
Действующие нормы учитывают возможность комплексного влияния на организм
ряда веществ однонаправленного действия и суммации их вредного воздействия.
Однонаправленного действия считаются вещества, близкие по химическому строению и
характеру биологического действия на организм человека (представлены ниже).
Если в воздухе находятся несколько вредных веществ, обладающих суммацией
действия, с концентрациями Сn, то расчет допустимого содержания веществ проводится по
формуле:
с1/пдк1 + с2/пдк2 +... + сn/пдкn ≤ 1,
(18)
где С1 С2, ..., Сп - фактические концентрации веществ, обладающих эффектом
суммации, мг/м 3;
ПДК1, ПДК2, .. .,ПДКп - ПДК веществ данной совокупности.
Вредные вещества, обладающие эффектом суммации действи
Ацетон, фенол;
Ацетон, фурфурол, формальдегид,
Аэрозоли пятиокиси ванадия, окислов марганца;
Аэрозоли пятиокиси ванадия, сернистый ангидрид;
Бензол и ацетофенон;
Валериановая, капроновая и масляная кислоты;
Озон, двуокись азота и фаромальдегид;
Окись углерода, двуокись азота, формальдегид, гексан;
Сернистый ангидрид и аэрозоль сернистой кислоты;
Сернистый ангидрид и сероводород;
Сернистый ангидрид и двуокись азота;
Сернистый ангидрид и фенол;
Серный и сернистый ангидриды, аммиак, окислы азота;
Сильные минеральные кислоты (соляная,серная, азотная);
Уксусная кислота и уксусный ангидрид;
Этилен," пропилен, бутилен, амилен;
Мышьяковистый ангидрид и германий;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 24 из 48
Мышьяковистый ангидрид и свинца ацетат;
Углерода оксид, пыль цементного производства;
При последовательном применении гексахлорана, фазолона и бутифоса сохраняются ПДК
для каждого вещества в отдельности.
Практическое занятие 7
Тема 7 Расчет размеров санитарно-защитной зоны для различных предприятий.
Цель занятия. Изучение методики расчета и определение величины санитарно- защитной
зоны для промышленных предприятий.
Контрольные вопросы:
1 Назовите документ, определяющий минимальные размеры санитарно-защитных зон
промышленных предприятий.
2 На сколько классов делятся санитарно-защитные зоны промышленных предприятий?
3 Каковы размеры санитарно-защитных зон промышленных предприятий?
4 Каково назначение санитарно- защитных зон промышленных предприятий?
5 Каково благоустройство территорий санитарно- защитных промышленных предприятий?
Методические рекомендации
Изучите методику определения интенсивности фотосинтеза, проведите исследование и
заполните таблицу наблюдения, сделайте соответствующий вывод.
Рекомендуемая литература:
1 Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на Дону, 2001
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов,-ЮНИТИ-Дана,2000.
4 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
5 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007
6 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Задача № 5. Найти расстояние Хм от источника выброса, где ожидается Смакс. Установить
размеры санитарно-защитной зоны.
Санитарно-защитная зона (СЗЗ) - это особая функциональная зона, предназначенная
защищать человека от вредного воздействия производственных предприятий и создаваемая в
целях снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха до установленных пределов после
проведения на предприятиях всех мер по очистке промышленных выбросов. Зона должна быть
соответствующим образом организована, озеленена и благоустроена.
В планировочном отношении СЗЗ предприятия - это территория между границами пром.
площадки предприятия и селитебной застройки.
Предназначение санитарно-защитной зоны:
-обеспечение снижения уровня воздействия до требуемых гигиенических нормативов по
всем факторам воздействия за её пределами;
-создание санитарно-защитного барьера между территорией предприятия и территорией
жилой застройки;
-организация дополнительных озеленённых площадей, обеспечивающих экранирование,
ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха и повышение комфортности
микроклимата.
Комплексное решение санитарно-защитных зон с определением сметной стоимости их
организации и благоустройства входит в задачу промышленных предприятий. В проектной
документации новых или реконструируемых предприятий должны быть предусмотрены
мероприятия и средства на организацию и благоустройство СЗЗ, включая переселение жителей.
Территория СЗЗ эксплуатируемого предприятия состоит на балансе промышленного
предприятия.
Гигиенические требования к размеру СЗЗ в зависимости от санитарной классификации
предприятий, требования к их организации и благоустройству регламентируются
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 25 из 48
Правилами СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная
классификация предприятий, сооружений и иных объектов».
Некоторые позиции установленной Правилами санитарной классификации предприятий
строительной индустрии приведены ниже
Производства строительной промышленности
Класс I
(Санитарно-защитная зона размером 1000 м)
1. Производство портландцемента, шлакопортландцемента и пуццола-нового более 150 000
т/год.
Производство магнезита, доломита и шамота с обжигом в шахтных, вращающихся и других печах.
Класс II
(Санитарно-защитная зона размером 500 м)
1. Производство гипса (алебастра).
2. Производство асбеста.
3. Производство извести (известковые заводы с шахтными и вращающимися печами).
4. Производство портландцемента, шлакопортландцемента и т. д. до 150 000 т/г.
5. Производство асфальтобетона на нестационарных заводах.
Класс III
(Санитарно-защитная зона размером 300 м)
1. Производство искусственных заполнителей (керамзита и др.).
2. Производство стеклянной ваты и шлаковой шерсти.
3. Производство местных цементов (глинитцемента, романцемента, гип-сошлакового и
др. до 5000 т/год.
4. Производство толя и рубероида.
5. Производство асфальтобетона на стационарных заводах
Класс IV
(Санитарно-защитная зона размером 100 м)
1. Производство искусственных камней и бетонных изделий.
2. Элеваторы цементов и других пылящих строительных материалов.
3. Производство строительных материалов из отходов ТЭЦ.
4. Производство асбестоцементных изделий.
5. Производство полимерных строительных материалов.
6. Производство фарфоровых и фаянсовых изделий.
7. Производство красного и силикатного кирпича.
8. Производство керамических и огнеупорных изделий и мергелей.
9. Камнелитейные производства.
10.Производство стекла.
Максимальная приземная концентрация вредных веществ Смакс при неблагоприятных
метеорологических условиях достигается на оси факела выброса на расстоянии Хмакс (м)
от источника выброса ( размер санитарной зоны):
Хмакс=d*H;
(15)
где d - безразмерный коэффициент, значения которого определяют по уравнениям Vм.
При Vм ≤2 коэффициент d=11,4;
Vм > 2 коэффициент d=16,1.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 26 из 48
Практическое занятие 9
Тема 9 Методы и способы очистки газообразных выбросов в атмосферный воздух.
Цель занятия. Изучение современного пылеулавливающего и газоулавливающего
оборудования основанных на принципиальных особенностях процесса их улавливания.
Контрольные вопросы:
1 Дайте классификацию аппаратам по очистке выбросов в атмосферу.
2 Дайте характеристику аппаратам для пылеулавливания. Расскажите их устройство и о
механизме очистки. Область применения аппаратов пылеулавливания. Ориентировочная
эффективность очистки.
3 Дайте классификацию аппаратам для очистки газо-воздушных выбросов от твердых
примесей.
4 Аппараты для очистки газо-воздушных выбросов от газообразных примесей. Расскажите
их устройство и механизм очистки. Область применения аппаратов газоулавливания
Ориентировочная эффективность очистки.
Методические рекомендации:
1 Изучить методы и способы очистки газообразных выбросов в атмосферный воздух. Составить
конспект.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Написать выводы по теме.
4 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа,
1991, 312с.
3 Родионов А. И. Техника зашиты окружающей среды. - М., Химия, 1989.
4 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию, - Семипалатинск,2008.
1 Очистка газов в сухих механических пылеуловителях
Рисунок 1 Инерционные пылеуловители:
а - с перегородкой, б - с плавным поворотом газового потока;
в - с расширяющимся конусом; г - с боковым подводом газа.
Циклоны. Циклонные аппараты наиболее распространены в промышленности. Они имеют
следующие достоинства:
1. отсутствие движущихся частей в аппарате;
2. надежность работы при температурах газов вплоть до 500°С,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 27 из 48
3. возможность улавливания абразивных материалов при защите, внутренних поверхностей
циклонов специальными покрытиями;
4. улавливание пыли в сухом виде;
5. почти постоянное гидравлическое сопротивление аппарата;
6. успешная работа при высоких давлениях газов;
7. простота изготовления;
8. сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности
газов.
Недостатки:
1. высокое гидравлическое сопротивление: 1250 - 1500 Па;
2. плохое улавливание частиц размером менее 5 мкм;
3. невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.
Основные конструкции циклонов (по подводу газов) показаны на рисунке 2. По способу
подвода газов в аппарат их подразделяют на циклоны со спиральным, тангенциальным,
винтообразным, а также осевым подводом. Наиболее предпочтительным по форме с точки
зрения аэродинамики является подвод газа по спирали. Однако на практике все способы
подвода таза могут использоваться в равной степени.
Принцип работы циклона показан на рисунке 4-а, Газ вращается внутри циклона,
двигаясь сверху вниз, затем движется вверх. Частицы пыли отбрасываются центробежной
силой к стенке Эффективность улавливания частиц пыли в циклоне прямо пропорциональна
скорости газов в степени ½ и обратно пропорциональна диаметру аппарата также в степени ½.
Рисунок 2 Основные виды циклонов (по подводу газов):
а - спиральный;
б - тангенциальный,
в - винтообразный;
г, д - осевые (розсточные).
Процесс целесообразно вести при больших скоростях и небольших диаметрах. Однако
увеличение скорости может привести к уносу пыли из циклопа и резкому увеличению
гидравлического сопротивления. Поэтому целесообразно увеличивать эффективность циклона
за счет уменьшения диаметра аппарата, а не за счет роста скорости газов.
В промышленности принято разделять циклоны на высокоэффективные и
высокопроизводительные. Первые эффективны, но требуют больших затрат на осуществление
процесса очистки; циклоны второго типа имеют небольшое гидравлическое сопротивление, но
хуже улавливают мелкие частицы.
На практике широко используют циклоны - цилиндрические (с удлиненной
цилиндрической частью) и конические (с удлиненной конической частью). Цилиндрические
относятся к высокопроизводительным аппаратам, а конические - к высокоэффективным.
Диаметр цилиндрических циклонов не более 2000 мм, а конических - не более 3000 мм.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 28 из 48
.Рисунок 3 Циклоны:
А-одинарный.
1 -входной патрубок;
2 - выхлопная труба;
3 - цилиндрическая камера;
4 - коническая камера;
5 - пылеосадительнаяя камера;
Б - групповой:
1 - Входнойпатрубок;
2- камера обеспыленных газов;
2 - кольцевой диффузор,
3 - циклонный элемент;
4 - бункер;
5 - пылевой затвор
Групповые циклоны. При больших расходах очищаемых газов применяют групповую
компоновку аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр циклона, что положительно
сказывается на эффективности очистки. Схема групповых циклонов дана на рисунке 3-5.
Запыленный газ входит через общий коллектор, а затем распределяется между циклонными
элементами.
Батарейные циклоны - представляют собой объединение большого числа малых циклонов
(мультициклонов) в группу. Снижение диаметра циклонного элемента преследует цель
увеличения эффективности очистки. Схема батарейного циклона приведена на рисунке 5-а.
Элементы батарейных циклонов (рисунок 5-б,в) имеют диаметр 100, 150 или 250 мм. Оптимальная
скорость газов в элементе лежит в пределах от 3,5 до 1,75 м/с, а для прямоточных циклонных
элементов от 11 до 13 м/с.
Рисунок 4 Батарейный циклон:
а - схема: 1 - корпус, 2 - распределительная камера; 3 - решетки; 4 - циклонный элемент, б элемент с направляющим аппаратом типа «винт»; и - элемент с направляющим аппаратом
типа «розетка».
Очистка газов в фильтрах
В основе работы пористых фильтров всех видов лежит процесс фильтра ции газа через
пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью
проходит сквозь нее.
Фильтрующие перегородки весьма разнообразны по своей структуре, но в основном они
состоят из волокнистых или зернистых элементов и условно подразделяются на следующие
типы;
гибкие пористые перегородки - тканевые материалы из природных, синтетических или
минеральных волокон; нетканые волокнистые материалы (войлоки, клееные и иглопробивные
материалы, бумага, картон, волокнистые маты); ячеистые чисты (губчатая резина,
пенополиуретан, мембранные фильтры);
полужесткие пористые перегородки - слои волокон, стружка, вязаные сетки,
расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 29 из 48
жесткие пористые перегородки - зернистые материалы (пористая керамика или
пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов, пористые стекла,
углеграфитовые материалы и др.); волокнистые материалы (сформированные слон из
стеклянных или металлических волокон); металлические сетки и перфорированные листы.
В процессе очистки запыленного газа частицы приближаются к волокнам или к
поверхности зерен материала, сталкиваются с ними и осаждаются главным образом в
результате действия сил диффузии, инерции и электростатического притяжения.
В фильтрах уловленные частицы накапливаются в порах или образуют пылевой слой на
поверхности перегородок, и таким образом сами становятся для вновь поступающих частиц
частью фильтрующей среды. По мере накопления пыли пористость перегородки уменьшается, а
сопротивление возрастает. Поэтому возникает необходимость удаления пыли и регенерация
фильтра.
В зависимости от назначения и величины входной и выходной концентрации фильтры
условно разделяют на три класса:
фильтры тонкой очистки — предназначены для улавливания с очень высокой
эффективностью (более 99%) в основном субмикронных частиц из промышленных газов с
низкой входной концентрацией (менее 1 мг/м 1) и скоростью фильтрования менее 10 см/с.
Фильтры применяют для улавливания особо токсичных частиц, в также для ультратонкой
очистки воздуха при проведении некоторых технологических процессов. Они не подвергаются
регенерации;
воздушные фильтры — используют в системах приточной вентиляции и кондиционирования
воздуха. Работают при концентрации пыли менее 50 мг/м3, при высокой скорости фильтрации-до
2,5-3 м/с;
промышленные фильтры (тканевые, зернистые, грубо волокнистые) применяют для
очистки промышленных газов концентрацией до 60 мг/м3. Фильтры регенерируются.
Тканевые фильтры. Эти фильтры нашли широкое распространение. Возможности их
использования расширяются в связи с созданием новых температуростойких и устойчивых к
воздействию агрессивных газов тканей. Наибольшее распространение среди них получили
рукавные фильтры (рисунок 5).
Корпус фильтра представляет собой металлический
шкаф, разделенный вертикальными перегородками
на секции, в каждой из которых размещена группа
фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов
заглушены и подвешены к раме, соединенной с
встряхивающим механизмом. Внизу имеется
бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки.
Встряхивание рукавов в каждой из секций
производится поочередно.
Рисунок 5 Рукавный фильтр:
1 - корпус;
2 - встряхивающееустройство;
3 - рукав;
4 - распре делительная решетка.
В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные
ткани, изготавливаемые на ткацких станках и войлоки, получаемые путем сволачивання или
механического перепутывания волокон иглопробивным методом. В типичных фильтровальных
тканях размер сквозных пор между нитями достигает 100 - 200 мкм.
К тканям предъявляют следующие требования:
1. высокая пылеемкость при фильтрации;
2. сохранение оптимально высокой воздухопроницаемости в равновесно запы ленном
состоянии;
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 30 из 48
3. высокая механическая прочность и стойкость к истиранию при многократных
изгибах, стабильность размеров и свойств при повышенной температуре и агрессивном
воздействии химических примесей;
4. способность к легкому удалению накопленной пыли;
5. низкая стоимость.
2 Очистка газов в мокрых пылеуловителях
Мокрые пылеуловители имеют ряд достоинств и недостатков в сравнении с
аппаратами других видов. Достоинства:
1. небольшая стоимость и более высокая эффективность улавливания
взвешенных частиц;
2. возможность использования для очистки газов от частиц размером до
0,1 мкм;
3. возможность очистки газа при высокой температуре н повышенной
влажности;
4. возможность наряду с пыл ям и одновременно улавливать парообразные
и газообразные компоненты.
Недостатки:
1 выделение уловленной пыли в виде шлама, что связана с необходимостью обработки
сточных вод, то есть удорожанием процесса;
2 возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах и дымососах;
3 в случае очистки агрессивных газов необходимость защищать аппаратуру и коммуникации
антикоррозионными материалами.
В мокрых пылеуловителях в качестве орошающей жидкости чаще всего используется
вода. В зависимости от поверхности контакта или по способу действия их подразделяют на 8
видов:
1. полые газопромыватели; 2. насадочные скрубберы; 3. тарельчатые (барботажные и
пенные); 4. с подвижной насадкой; 5. ударно-инерционного действия (ротоклоны);
6. центробежного действия; 7. механические газопромыватели; 8. скоростные газопромыватели
(скрубберы Вентури и эжекторные).
Тарельчатые газопромыватели (барботажные, пенные). Наиболее распространены
пенные аппараты с провальными тарелками или тарелками с переливом (рисунок 6). Тарелки с
переливом имеют отверстия диаметром 3-8 мм
Провальные тарелки могут быть дырчатыми, щелевыми, трубчатыми и колосниковыми.
Дырчатые тарелки имеют отверстия диаметром 4 - 8 мм. Ширина щелей у остальных
конструкций тарелок равна 4 - 5 мм. Пыль улавливается пенным слоем, который образуется
при взаимодействии газа и жидкости.
Рисунок 6 Пенные пылеуловители
(газопромыватели):
а — с переливной тарелкой, б — с
провальной тарелкой;
1- корпус,
2- тарелка;
3- приемная коробка;
4- порог;
5- сливная коробка;
6- ороситель.
Газопромыватели
ударно-инерционного
действия. В этих аппаратах контакт газов с жидкостью осуществляется за счет удара газового
потока о поверхность жидкости с последующим пропусканием газожидкостной взвеси через
отверстия различной конфигурации или непосредственным отводом газожидкостной взвеси в
сепаратор жидкой фазы В результате такого взаимодействия образуются капли диаметром 300
— 400 мкм.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 31 из 48
Наиболее простым по конструкции является аппарат, показанный на рисунке 7. Газ с
большой скоростью входит в колонну. При повороте на 180 о происходит инерционное
осаждение частиц пыли на каплях жидкости. В основе Процесса осаждения лежит «механизм
удара». Имеются и другие конструкции аппаратов этого типа (скруббер Дойля).
Рисунок 7 Пылеуловитель ударноинерционного действия:
1 - входной патрубок;
2 - резервуар с жидкостью;
3 - сопло
к 8 Скруббер Дойля. 1 - труба;
2 - конус; 3 - перегородки.
Рисуно
Схема скруббера Дойля приведена на рисунке 8. В нижней части трубы установлены
конусы для увеличения скорости выхода газа. В щели она равна 35 -55 м/с. Газ ударяется о
поверхность жидкости, создавая завесу из капель. Гидравлическое сопротивление
газопромывателя от 500 до 4000 Па, удельный расход жидкости составляет 0,13 л/м
Газопромыватели центробежного действия. Наиболее распространены цен тробежные
скрубберы, которые по конструктивному признаку можно разделить на два вида:
1.
аппараты, в которых закрутка газового потока осуществляется при помощи
центрального лопастного закручивающегося устройства;
2.
аппараты с боковым тангенциальным или улиточным подводом газа.
Последние орошают через форсунки, установленные в центральной части
аппарата, кроме того, жидкость, стекающая по внутренней поверхности стенки
аппарата, образует пленку.
Рисунок 9. Мокрые пылеуловители.
а- циклон с водяной пленкой;
1- входной патрубок;
2- выходной патрубок;
3- кольцевой коллектор;
4- сопло.
б- Скруббер Вентури с выносным
каплеуловителем.
1-труба-распылитель;
2-циклон-пылеуловитель.
Большинство центробежных скрубберов имеют тангенциальный подвод
газов и пленочное орошение. Схема циклона с водяной пленкой представлена на рисунке
9-а. Такие аппараты используют для очистки любых видов не цементирующейся пыли. Дня
создания на внутренней поверхности стенки пленки воды, ее тангенциально вводят в аппарат
через рад трубок, расположенных в верхней его части.
Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури). Основной частью аппаратов является
труба-распылитель, в которой обеспечивается интенсивное дробление орошаемой жидкости
газовым потоком, движущимся со скоростью 40 - 150 м/с (рисунок 9-6).
Очистка газов в электрофильтрах
В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под действием электрических сил. В
процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в
них частиц (коронирующий электрод). Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем
под действием электрического поля они перемещаются и осаждаются к осадительным
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 32 из 48
электродам. Зарядка частиц в поле коронного разряда происходит по двум механизмам;
воздействием электрического поля (частицы бомбардируются ионами, движущимися в направлении силовых линий поля) и диффузией ионов. Первый механизм преобладает при
размерах частиц более 0,5 мкм, второй - менее 0,2 мкм. Для частиц диаметром 0,2 - 0,5 мкм
эффективны оба механизма.
Таким образом, электроочистка включает процессы образования ионов, зарядки пылевых
частиц, транспортирования их к осадительным электродам, периодическое разрушение слоя
накопившейся на электродах пыли и сброс ее в пылесборные бункеры. Наиболее
распространенными являются трубчатые электрофильтры (рисунок 10), где осадительные
электроды представляют собой цилиндры (трубки), внутри которых по оси расположены
коронирующие электроды. Запыленный газ движется по вертикальным трубам диаметром 200 250 мм. Пыль оседает на внутренней поверхности труб. При помощи встряхивающего
устройства ее удаляют в бункер.
Электрофильтры очищают большие объемы газов от пыли с частицами размером от 0,01
до 100 мкм при температуре газов до 400 - 450 С. Гидравлическое сопротивление их достигает
150 Па.
Рисунок 10 Трубчатый электрофильтр:
1- осадительный электрод;
2— коронирующий электрод; 3 — рама;
4 - встряхивающее устройство; 5 – изолятор.
Выcокотемпературное обезвреживание газов
Методы прямого сжигания применяют для обезвреживания газов от легко окисляемых
токсичных, а также неприятно пахнущих веществ (НПВ). Их преимуществами является
относительная простота аппаратурного оформления и универсальность использования, так как
на работу термических нейтрализаторов мало влияет состав обрабатываемых газов. Суть
высокотемпературного сжигания заключается в окислении обезвреживаемых компонентов
кислородом. Они применимы для обезвреживания практически любых паров и газов, продукты
сжигания которых менее токсичны, чем исходные вещества. Процесс проводят в обычных или
усовершенствованных топочных устройствах, в промышленных печах и топках котельных
агрегатов, а также в открытых факелах. Принципиальные схемы термических нейтрализаторов
представлены на рисунке 11.
Рисунок 11 Схемы термических нейтрализаторов
промышленных газовых отходов без
теплообменника (а) и с теплообменником (б).
Конструкция
нейтрализатора
должна
обеспечивать необходимое время пребывания обрабатываемых газов в аппарате при
температуре, гарантирующей возможность достижения заданной степени их обезвреживания
(нейтрализации). Время пребывания обычно составляет 0,1 - 0,5 с (иногда до 1 с), рабочая
температура в большинстве случаев ориентирована на нижний предел самовоспламенения
обезвреживания газовых смесей и превосходит температуру воспламенения на 100- 150 С.
Практическое занятие 10
Тема 10 Расчёт эколого-экономического ущерба, наносимого окружающей среде
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 33 из 48
загрязнением атмосферы.
Цель занятия. Освоение методики
и приобретение навыков расчёта экологоэкономического ущерба, наносимого окружающей среде загрязнением атмосферы.
Контрольные вопросы:
1 Как проводится укрупненная оценка экономического ущерба от загрязнения атмосферы.
2 Как и кто осуществляет контроль ПДВ и состояния окружающей среды.
Методические рекомендации:
1 Изучите методику расчёта эколого-экономического ущерба, наносимого окружающей среде
загрязнением атмосферы.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Произведите расчет по полученному варианту. Сделайте соответствующие выводы.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа,
1991, 312с.
3 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию, - Семипалатинск,2008.
Освоение методики определения интенсивности фотосинтеза по содержанию углерода.
Методические рекомендации к выполнению работы:
Воздействие загрязнений на природу, человека, здания и сооружения,
сельскохозяйственные угодья и т.п. оценивают величиной экономического ущерба,
причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды.
Для предупреждения воздействия загрязнений на атмосферу требуются большие
затраты на устройство систем очистки воздуха, на создание санитарно-защитных зон, на
удаление источников загрязнения за пределы города и т.п.
Экономическая оценка ущерба Уа (тенге/год), причиняемого годовыми выбросами
загрязнений в атмосферу, для всякого источника определяется по формуле:
Уа = Уа*Ка fa Р
(19)
где уа - константа, численное значение которой принимается по ставкам платежей,
утверждаемых акимами областей по регионам.
Таблица 9 Ставки платы за загрязнение атмосферы по Восточно-Казахстанской области
на 2005-2006 г.( на 2008г. См. приложение)
Показатели ставок платы
Ставки платы, уа
За выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от
568 тенге/ усл.тонна
стационарных источников
За выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от
538 тенге/ усл.тонна
теплоисточников (теплоэлектростанции, котельные),
обслуживающие население
Ка - показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над различными
территориями (для территории промышленных предприятий Ка = 4);
Таблица 10
Тип загрязняемой территории
Ка
Курорты, санатории, заповедники, заказники
10
Пригородные зоны отдыха, садовые и дачные кооперативы и товарищества
8
Населенные места с плотностью населения п чел/га*
(0,1 га/чел.) п
4
Территории промышленных предприятий (включая защитные зоны) и
промышленных узлов
fa - поправка, учитывающая характер рассеивания примеси в атмосфере;
Р - приведенная масса годового выброса загрязнений из источника, усл.т/год.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 34 из 48
Поправку fa определяют в зависимости от скорости оседания частиц: 1. для газообразных
примесей и легких мелкодисперсных частиц с очень малой скоростью оседания (менее 1
см/с) принимают :
fa= (100/(100 + *Н)) * (4/ (1 + U)) ,
(20)
где Н - геометрическая высота устья источника, м;
U - среднегодовое значение модуля скорости ветра, м/с;
 - безразмерная поправка на тепловой подъем факела выброса в атмосфере, вычисляемая
по формуле:  =1+ Т/ 75
(21)
где T- среднегодовое значение разности температур в устье источника (трубы) и
в окружающей атмосфере;
2. для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 см/с (сажа, копоть) поправку
определяют по формуле:
для частиц, оседающих со скоростью свыше 20 см/с: fa = 10.
Значение приведенной массы Р годового выброса загрязнений в атмосферу из источника
опреде ют по формуле: усл.т
(22)
Р=
Aj*M j;
где А, - показатель относительной опасности (агрессивности) примеси,
усл.т/т; Mj - масса годового выброса примеси в атмосферу, т/г; п - общее
число примесей, выбрасываемых источником в атмосферу.
А=1/ ПДКс.с .
(23)
где ПДКс.с. - предельно допустимая концентрация вредного вещества среднесуточная,
мг/м3 При оценке ущерба от выбросов необходимо учитывать все выбрасываемые в
атмосферу вещества, включая микропримеси.
Практическое занятие 11
Тема 11 Расчет нормативов предельно допустимого сброса загрязняющих веществ в
водоем.
Цель занятия. Изучение методики и приобретение навыков расчета и установления
предельно допустимых сбросов вредных веществ в ОС сточных вод промышленными
предприятиями.
Контрольные вопросы:
1 Какие ЗВ содержатся в сбрасываемых в ОС сточных водах различными промышленными
предприятиями?
2 Расскажите о мероприятиях по снижению загрязнений водного бассейна.
3 При разработке и оформлении проекта нормативов ПДС какими документами
руководствуются?
5 Дайте определение понятиям: ПДС, ВСС.
6 Кем контролируется соблюдение установленных нормативов?
Методические рекомендации.
1 Самостоятельно изучить методические указания по расчету предельно допустимых
сбросов (ПДС) промышленных источников.
2 Проверка преподавателем домашнего задания - знание методики расчета .
3 Произвести расчёт предельно допустимых сбросов (ПДС) промышленных источников
согласно варианта.
4.Оформление результатов расчета. Написание выводов по теме.
Рекомендуемая литература:
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 35 из 48
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа,
1991, 312с.
4 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов,-ЮНИТИ-Дана,2000
Методические рекомендации к выполнению работы:
Промышленные предприятия являются крупными потребителями чистой воды.
Воду расходуют непосредственно при технологических процессах, для санитарногигиенических целей, в виде теплоносителя (пар), для поливки территории и т.д. На режим
образования сточных вод, их состав и количество влияют вид перерабатываемого сырья,
технологический процесс производства, количество потребляемой воды, местные условия
и т.д.
Сточные воды - это воды. Отводимые после использования в бытовой и
производственной деятельности человека и получившие при этом дополнительные
примеси (загрязнения), которые изменили их первоначальный физико-химический состав
или физические свойства.
Показатели, характеризующие состав сточных вод - это показатели
характеризующие общие свойства воды (органолептические, физико-химические),
содержание нерастворенных примесей (взвешенных веществ и их зольность), общее
содержание растворенных веществ (органических и неорганических примесей).
К органолептическим и физическим показателям качества воды относят
температуру, цветность, запах, прозрачность, мутность и плотность. К основным
химическим показателям воды относят определение общей кислотности и щелочности, рН,
содержание взвешенных веществ, содержание жиров, органических примесей и др.
Биохимическая потребность в кислороде ( БПК) указывает на степень загрязнения
сточной воды органическими примесями, способными к биологическому разложению.
БПК - это такое количество кислорода (в мг), которое расходуется на биохимическое
окисление органических веществ под действием аэробных микроорганизмов минерализаторов. Расход кислорода определяют на 1 л сточной воды, т.е. БПК имеет
размерность мг/л.
Поскольку не все вещества окисляются биохимически, для полной оценки
загрязнений сточных вод определяют химическую потребность в кислороде (ХПК),
которая выражает количество кислорода (в мг), потребного для окисления органических
веществ в 1 л сточной воды. ХПК характеризует полное содержание органических
веществ в воде.
Расчет количества отводимых сточныхводпромышленных предприятиях
Количество производственных сточных вод зависит от вида предприятия, его
производительности и от способа водопользования на данном предприятии (приложения
3,4).
На промышленных предприятиях водоотведение осуществляется неравномерно
вследствие неравномерной загрузки оборудования по сменам, а также залпового выпуска
отработавшей воды из резервуаров, ванн или машин, а также специфики технологических
процессов. В связи с этим при расчете объема сточных вод необходимо учитывать
коэффициент часовой неравномерности водоотведения.
Расчет количества воды, отводимой в канализацию на промышленных
предприятиях, осуществляется по формуле:
qM K
Q
,
(24)
T
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
где
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 36 из 48
Q - количество производственных
сточных вод, м /ч;
q - норма водоотведения, м3/т;
М - производительность предприятия по перерабатываемому сырью, т/см; К - коэффициент
часовой неравномерности водоотведения; Т - число часов работы в смену.
Неравномерность водоотведения зависит как от времени суток, так и от периода года.
Суточный коэффициент неравномерности водоотведения при 2-х и 3-х сменной работе
летом равен 2,5 - 3, зимой при односменной работе - 1,5.
Основным критерием качества воды любого водного объекта является соотношение
реальных концентраций вредных веществ и соответствующих предельно допустимых
концентраций (ПДК). Основой для нормирования качественного и количественного
состава сбрасываемых сточных вод являются предельно допустимые сбросы (ПДС)
вредных веществ.
ПДС - это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с
установленным режимом в данном пункте водного бассейна в единицу времени при
условии обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
Величины ПДС устанавливают по каждому вредному компоненту сточных вод на
основании соответствующих ПДК и с учетом характеристик водного объекта, в который
поступают стоки.
Водные объекты подразделяются: по типу - на водоемы и водотоки,
по назначению - на хозяйственно-питьевые (I категория), рыбохозяйственные и
культурно-бытовые (II категория).
Для любой категории водопользования расчет ПДС ведется с учетом ПДК веществ
в воде, а также общих требований к составу и свойствам воды.
Не зависимо от вида загрязнения, типа водного объекта и категории
водопользования величину ПДС (г/ч) рассчитывают по формуле:
ПДС = Q *С Н,
(25)
3
где Q - наибольший среднечасовой расход сточных вод, м /ч;
Сн - нормативная концентрация загрязняющих веществ в очищенных сточных водах,
г/м3. Величина концентрации Сн принимается с учетом категории объекта, исходя из
величины фоновой концентрации данного вещества в водном объекте до места сброса
Сфон.
Для взвешенных частиц, сбрасываемых в водоемы хозяйственно-питьевого
водопользования:
(I категория) Сн < Сфон+0,25,
(26)
для водоемов рыбохозяйственного и культурно-бытового водопользования
(II категория) Сн < Сфон+0,75,
(27)
Нормативные концентрации (г/м ) по другим загрязняющим веществам приведены в
таблице 11.
Таблица 11 Техническая характеристика сточной воды
Наименование загрязняющего вещества
I категория
II категория
Минеральные вещества
1000
1000
в том числе: хлориды
350
300
сульфаты
500
100
БПК
3
6
ХПК
15
30
Азот общий
2
2
Жиры
0
0
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 37 из 48
Анализ, установленных величин ПДС заключается в сравнении реального
массового сброса М (г/ч) каждого типа вредных веществ с нормативным сбросом. Если
выполняется условие М<ПДС, то очистка стоков не нужна.
Фактический сброс веществ в водоемы определяется по формуле:
M = Q*CP,
(28)
Где Ср - реальная (фактическая) концентрация вещества в сточной воде, г/м .
ЗАДАЧА 5
Вариант 1
Завод плавленых сыров производительностью 75 тонн в смену работает в 2 смены.
Рассчитать:
1. Среднегодовой расход свежей воды (питьевой и технической) в зимний и летний
периоды года.
2. Среднегодовое количество выпускаемых в водоемы сточных вод зимой и летом.
Суточные коэффициенты неравномерности водопотребления и водоотведения: Клетом=2,5;
КЗИМОЙ =2,0. Сброс сточных вод осуществляется в реку хозяйственно-питьевого
водопользования. Фактическая концентрация взвешенных веществ Ср= 590мг/л;
органических веществ (БПК) Ср= 2350 мг/л. Фоновая концентрация Сф=20 г/м3 по
взвешенным веществам. Установить нормативы ПДС, сделать вывод.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Удельные нормы водопотребления и водоотведения
для мясной промышленности (в м на 1 тонну перерабатываемого сырья).
Тип предприятия и
Среднегодовой
Среднегодовое ко- Безвозвратное поКоэффициент
расход
свежей
вомощность
личество выпустребление и потери
изменения
ды (питьевой и
каемых в водоемы
воды
норм в сезоне
технической)
сточных вод
(летний/
Мясокомбинаты и мясоптицекомбинаты производительностью (т/см) зимний)
до 30
24,2
19,3
4,9
1,2/0,8
свыше 30 до 50
20,9
16,5
4,4
1,2/0,8
свыше 50 до 100
19,6
15,7
3,9
1,2/0,8
свыше 100
21,9
18,4
3,5
1,2/0,8
Мясоперерабатывающие заводы производительностью (т/см'
до 30
14,8
12,2
2,8
1/1
свыше 30 до 40
16,3
13,3
3
1/1
Птицекомбинаты
-
28,9
24,5
4,4
1,5/0,9
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Удельные нормы водопотребления и водоотведения
в молочной промышленности (в м3 на 1 тонну перерабатываемого сырья)
Типы
Среднегодовой расход
Среднегодовое
Безвозвратное
предприятий и их мощсвежей
количество выпускаемых потребление и
ность
воды (питьевой, технив водоемы сточных вод
потери воды
ческой)
Молокоприемные пункты и сепараторные отделения
-
до 50
свыше 50 до 200
2,0
1,7
Городские молочные заводы производительностью (т/см)
5,5
4,4
6,5
5,2
0,3
1,1
1,3
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 38 из 48
свыше 200 до 400
6,0
4,8
1,2
свыше 400
4,5
3,6
0,9
Заводы сгущенных молочных продуктов производительностью (т/см)
5,5
3,9
1,6
до 60 (или до 180 т молока в сутки)
5,0
1,5
1,5
свыше 60 (более 180 т
молока в сутки)
Заводы сухих молочных продуктов (цельного и обезжиренного молока, ЗЦМ),
маслодельные заводы с цехами сушки, молочно-консервные комбинаты детских
продуктов производительностью (т/сут)
до 300
5,0
3,5
1,5
свыше 300
3,5
3,1
1,4
Маслодельные заводы
-
3,0
2,6
0,4
Маслосырзаводы производительностью (т/сут)
до 200
4,5
3,8
0,7
свыше 200
4,0
3,4
0,6
Сырозаводы производительностью (т/сут)
до 50
6,0
5,1
0,9
свыше 50 до 200
5,5
4,7
0,8
свыше 200
5,0
4,3
0,7
Маслосырбазы, сыросозревательные базы, заводы плавленых сыров
5,0
4,3
0,7
Практическое занятие 12
Тема 12 Контроль за соблюдением нормативов предельно допустимого сброса на
предприятии.
Цель занятия. Изучение общих требований к составу и свойствам воды водотоков и
водоемов в местах хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и водохозяйственного
водопользования
Контрольные вопросы:
1 Укажите ГОСТ определения качества воды.
2 Назовите виды водопользования и дайте им характеристику.
3 Перечислите факторы определяющие химический состав природных вод.
5 Каковы меры снижения расхода питьевой воды?
6 Расскажите о нормативах качества воды.
7.Классы водоемов и их характеристика.
8 Группы природных вод в зависимости от рН.
9 Окислительно-восстановительный потенциал и его влияние на качество вод.
10 Биохимическая потребность в кислороде (БПК), химическую потребность в кислороде
(ХПК).
11 Каковы величины БПК5 в водоемах с различной степенью загрязненности?
12 Каковы величины ХПК в водоемах с различной степенью загрязненности?
13Дайте определение понятиям: гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ) и
гидробиологический индекс сапробности –S.
14
Назовите классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения
воды.
15
Назовите классы качества вод в зависимости от индексов сапробности.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 39 из 48
Каково содержание кислорода в водоемах с различной степенью загрязненности?
Перечислите классы качества воды по микробиологическим показателям.
Какие показатели токсичности воды Вы знаите?
Кто контролирует качество воды?
16
17
18
19
Методические рекомендации:
1 Изучить общие требования к составу и свойствам воды водотоков и водоемов в местах
водопользования. Составить конспект.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Написать выводы по теме.
4 Подведение итогов работы.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: 1998.
3 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа,
1991, 312с.
4 Степановских А.С.Охрана окружающей среды. Учебник для вузов,-ЮНИТИ-Дана,2000
5 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию. - Семипалатинск,2008.
Нормирование качества промышленных и поверхностных сточных вод



Водные объекты подразделяются:
по типу - на водоемы и водотоки,
по назначению - на хозяйственно-питьевые (I категория), рыбохозяйственные и
культурно-бытовые (II категория).
Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного объекта
совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых
надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и
экологическое благополучие водного объекта.
Правила охраны поверхностных вод устанавливают нормы качества воды водоемов и
водотоков для условий хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и
рыбохозяйственного водопользования.
Вещество, вызывающее нарушение норм качества воды, называют загрязняющим.
Качество воды оценивается по многочисленным параметрам, величины которых зависят от ее
назначения. Они устанавливаются требованиями СанПиНов, ГОСТов, ОСТов, постановлениями
Правительства, решениями администраций субъектов.
Требование к воде, которое должно быть обеспечено соблюдением стандартов: безопасность воды
в эпидемическом и паразитарном отношении, безвредность по химическому составу и
благоприятность по органолептическим свойствам.
К органолептическим и физическим показателям качества воды относят
температуру, цветность, запах, прозрачность, мутность и плотность. К основным
химическим показателям воды относят определение общей кислотности и щелочности, рН,
содержание взвешенных веществ, содержание жиров, органических примесей и др.
Несмотря на различные величины параметров для каждого вида воды (питьевая, в водоемах
зон рекреации, рыбохозяйственных водоемах, в сточных водах и др.), основные требования
можно объединить в следующие группы.
1. К
основным
физико-химическим
показателям,
определяющим
органолептические свойства воды, относят привкус, запах, мутность,
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 40 из 48
цветность, а также ПДК компонентов, которые ухудшают органолептические
свойства воды. Привкус, запах, цветность определяются по специальным
шкалам. Для питьевой воды, к примеру, эти показатели «на глаз» не должны
ощущаться. Мутность для той же воды — не более 1,5 мг/л (для сравнения:
мутность речной воды в р. Сыр-Дарья достигает 1500 мг/л, в р. Дон—до 50
мг/л). Перечень веществ, влияющих на органолептические свойства воды,
постоянно расширяется. В настоящее время к нему относят железо,
марганец, медь, сульфаты, хлориды, фенолы, хлор и др. Так, для питьевой воды
сухой остаток — не более 1000 мг/л, хлориды — 350 мг/л, железо — 0,3 мг/л,
цинк — 5 мг/л, общая жесткость — 7 мг • экв/л и др.
Минеральную часть воды составляют ионы Na+, K+, Ca2+, Cl-, SO42-, HCO3-.
Этими
ионами и обуславливается электропроводность природных вод.
Присутствие других ионов, например Fe3+, Fe2+, Mn2+, Al3+, NO3-, HPO42-,
H2PO4-, не сильно влияет на электропроводность.
Таблица 12 Классификация природных вод по минерализации
Категория вод
Ультрапресные
Пресные
Воды с относительно повышенной минерализацией
Солоноватые
Соленые
Воды повышенной солености
Рассолы
Минерализация, г/дм3
<0,2
0,2–0,5
0,5–1,0
1,0–3,0
3–10
10–35
>35
В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды суммарная
минерализация не должна превышать величины 1000 мг/дм3. По согласованию с органами
департамента санэпиднадзора для водопровода, подающего воду без соответствующей
обработки (например, из артезианских скважин), допускается увеличение минерализации
до 1500 мг/дм3).
2 Органолептические свойства воды во многом связаны с ее кислотностью или
щелочностью. Это оценивается величиной водородного показателя рН. Для питьевой
воды он должен лежать в пределах от 6 до 9.
Значение pH в речных водах обычно варьирует в пределах 6,5–8,5, в атмосферных осадках
4,6–6,1, в болотах 5,5–6,0, в морских водах 7,9–8,3. Концентрация ионов водорода
подвержена сезонным колебаниям. Зимой величина pH для большинства речных вод
составляет 6,8–7,4, летом 7,4–8,2. Величина pH природных вод определяется в
некоторой степени геологией водосборного бассейна.
3 Показатели токсичности воды приводятся в виде ПДК тех веществ, которые могут
встретиться в исходной воде или добавляться в нее искусственно. Это достаточно широкий
перечень как неорганических, так и органических компонентов, к которым относятся
алюминий, барий, бериллий, ртуть, свинец, хлороформ, дихлорэтан, бенз(а)пирен и др. Для
питьевой воды, например, содержание в мг/л должно быть не более: бериллия — 0,0002;
свинца — 0,05; ртути — 0,001 и т.д.
Причем при обнаружении в воде нескольких веществ однонаправленного действия их
концентрация С проверяется по ПДК; и суммируется так же, как и для воздуха при
определении ПДВ).
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 41 из 48
В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов
питьевого водопользования, воды водных объектов в зонах рекреации, а также воды
водоемов рыбохозяйственного назначения, величина pH не должна выходить за
пределы интервала значений 6,5–8,5.
К категории наиболее часто используемых показателей для оценки качества водных
объектов относят гидрохимический индекс загрязнения воды ИЗВ и
гидробиологический индекс сапробности S.
Индекс загрязнения воды, как правило, рассчитывают по шести–семи показателям,
которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного
кислорода, водородный показатель рН, биологическое потребление кислорода БПК5)
является обязательной.
(29)
где: Ci –концентрация компонента (в ряде случаев – значение параметра);
N – число показателей, используемых для расчета индекса;
ПДКi – установленная величина для соответствующего типа водного объекта.
В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы
(таблица 13). Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов одной
биогеохимической провинции и сходного типа, для одного и того же водотока (по
течению, во времени, и так далее).
Таблица 13 Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды
Воды
Значения ИЗВ
Классы качества вод
Очень чистые
до 0,2
1
Чистые
0,2–1,0
2
Умеренно загрязненные
1,0–2,0
3
Загрязненные
2,0–4,0
4
Грязные
4,0–6,0
5
Очень грязные
6,0–10,0
6
Чрезвычайно грязные
>10,0
7
Условия сброса сточных вод в водоотводящую сеть населенных пунктов
При расположении промышленного предприятия в черте города или вблизи него загрязнённые
производственные сточные воды могут сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.
Т а б л и ц а 14 Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов
хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
Показатели состава и
свойств водоема или
водотока
Категории водопользования
для хозяйственно-питьевого вододня купания, спорта и отдых
снабжения, а также для водоснабжения
населения, а также для водоемов
пищевых предприятий
в черте населенных пунктов
Взвешенные вещества
Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться более чем на
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Плавающие примеси
(вещества)
Запахи, привкусы
Окраска
Температура
Реакция
Минеральный состав
Растворенный кислород
Биохимическая
потребность в кислороде
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 42 из 48
0,25 мг/л
0,75 мг/л
Для водоемов, содержащих в межень более 30 мг/л природных
минеральных веществ, допускается увеличение содержания взвешенных
веществ в воде в пределах 5%. Взвеси со скоростью выпадения более 0,4
мм/с для проточных водоемов и более 0,2 мм/с для водохранилищ
запрещаются
На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие
пленки, пятна минеральных масел и скопление других примесей
Вода не должна приобретать запахи и привкусы интенсивностью
более 2 баллов, обнаруживаемых
непосредственно или при последующем
непосредственно
хлорировании
Вода не должна сообщать посторонних запахов и привкусов мясу
рыб.
Не должна обнаруживаться в столбике
20 см
10 см
Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна
повышаться более чем на 3 °С по сравнению со среднемесячной
температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет
Не должна выходить за пределы 6,5—8,5 рН
Не должен превышать сухого
Нормируется по приведеностатка 1000 мг/л, в том числе
ному выше показателю
хлоридов 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л «Привкусы»
Не должен быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе, отобранной
до 12 ч дня
Полная потребность воды в кислороде при 20° С не должна превышать:
3,0 мг/л
6,0 мг/л
Продолжение таблицы
Показатели состава и
свойств водоема или
водотока
Возбудители заболеваний
Ядовитые вещества
Категории водопользования
для купания, спорта и отдыха
населения, а также для водоемов
для хозяйственно-питьевого водов черте населенных пунктов
снабжения, а также для водоснабжения
пищевых предприятий
Вода не должна содержать возбудителей заболеваний. Сточные воды,
содержащие возбудителей заболеваний, должны быть обеззаражены
после соответствующей очистки. Отсутствие в воде возбудителей
заболеваний достигается путем обеззараживания биологически
очищенных бытовых сточных вод до Коли-индекса не более 1000 в 1 л
при остаточном хлоре не менее 0,5 мг/л
Не должны содержаться в концентрациях, оказывающих прямо или
косвенно вредное действие на организм и здоровье населения
Для предотвращения нарушения технологического процесса биологической очистки
хозяйственно-бытовых сточных вод сбрасываемые воды должны удовлетворять
следующим требованиям:
1. Производственные сточные воды не должны быть агрессивными по отношению к
материалам водоотводящих сетей и сооружений, не должны содержать примесей такой
крупности и такого удельного веса, которые могли бы засорять водоотводящую сеть города.
2. В производственных сточных водах не должно быть горючих примесей: бензина,
нефтепродуктов, эфиров, а также растворенных газообразных веществ, которые могли бы
образовывать взрывоопасные смеси; при биологической очистке городских стоков.
концентрация нефтепродуктов не должна превышать допустимого предела для процесса
биохимической очистки.
3. Температура смеси хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод не должна
превышать 40°С.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 43 из 48
4. Сбрасываемые в городскую водоотводящую сеть сточные волы не должны содержать
бактерий, попадающих с продуктами выработки вакцин и сывороток.
5. Средние значения рН не должны превышать значений 6,5-7.
6. Производственные сточные воды, не отвечающие предъявляемым к ним требованиям,
подвергаются предварительной очистке на соответствующих локальных установках;
предусматривается устройство гидравлических затворов в местах выпуска в городскую
водоотводящую сеть. Общие требования к производственным сточным водам, поступающим в
городскую водоотводящую сеть, представлены в таблице 15.
Таблица 15 Общие требования к производственным сточным водам, поступающим в
городскую водоотводящую сеть
Показатель состава и свойств сточных вод
Ед. изм.
Предельно допустимые
концентрации (ПДК)
500
30
500
800
6,5-8,5
40
1/16
2000
350
500
20
Взвешенные вещества
Мг/л
Зольность взвешенных веществ
%
ВПК
Мг/л
ХПК
Мг/л
РН
Температура
°С
Порог цветности
Мг/л
Остаток
Мг/л
Хлориды
Мг/л
Сульфаты
Мг/л
Эфироулавливаемые вещества
Мг/л
Дополнительно для г.Москва:
Сг3+
Мг/л
1
6+
Сг
Мг/л
0,1
РЬ
Мг/л
0,1
As
Мг/л
0,05
Hg
Мг/л
0,005
Al
Мг/л
1
Производственные сточные воды, содержащие радиоактивные элементы не разрешается
сбрасывать в водоотводящую сеть города.
Не разрешён также сброс биологически «жестких» поверхностно-активных веществ и
СПАВ.
Практическое занятие 13
Тема 13 Методы и способы очистки сточных вод на промышленных предприятия.
Цель занятия. Изучение современного оборудования применяемого для очистки сточных
вод.
Контрольные вопросы:
1Классификация методов и технических средств очистки сточных вод.
2 Механические способы очистки. Технические средства.
3 Физико-химические методы очистки сточных вод. Технические средства.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 44 из 48
4 Биологические средства очистки. Технические средства.
Методические рекомендации:
1 Изучить методы и способы очистки сточных вод. Составить конспект.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Написать выводы по теме.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа,
1991, 312с.
3 Родионов А. И. Техника зашиты окружающей среды. - М., Химия, 1989.
4 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию, - Семипалатинск,2008.
Практическое занятие 14
Тема 14 Расчёт эколого-экономического ущерба, наносимого окружающей среде
Цель занятия. Освоение методики
и приобретение навыков расчёта экологоэкономического ущерба, наносимого окружающей среде загрязнением гидросферы.
Контрольные вопросы:
1 Как проводится укрупненная оценка экономического ущерба от загрязнения гидросферы.
2 Как и кто осуществляет контроль ПДС и состояния окружающей среды.
Методические рекомендации:
1 Изучите методику расчёта эколого-экономического ущерба, наносимого окружающей среде
загрязнением гидросферы.
2 Подготовиться к проверке знаний по тестам.
3 Произведите расчет по полученному варианту. Сделайте соответствующие выводы.
Рекомендуемая литература:
1 Скрипникова Л.В. Промшленная экология.- Семипалатинск.,2007.
2 Белов В.С.,Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды,-М.:Высшая школа,
1991, 312с.(287)
2 Григорьева И.Я. Практикум по экологии, - Семипалатинск,2008.
Освоение методики определения интенсивности фотосинтеза по содержанию углерода.
Методическа выполнения работы:
Экономическую оценку годового ущерба Ув (тенге/год) от годичного сброса
загрязняющих примесей в конкретный водохозяйственный участок некоторым источником
определяют по формуле:
Ув = В Ак Р,
(30)
где В - константа, численное значение которой принимается по ставкам платежей,
утверждаемых Акимами областей по регионам;
Таблица 16 Ставки платы за загрязнение гидросферы по Восточно - Казахстанской
области на 2005-2006 г.
Показатели ставок платы
За сбросы сточных в водоемы и загрязнение подземных вод
За сбросы сточных вод в водоемы для предприятий жилищнокоммунального хозяйства
За сброс сточных вод на рельеф, поля фильтрации, накопители,
земледельческие поля орошения
Ставки платы, В
7300 тенге/у сл. тонна
6000 тенге/усл.тонна
12 тенге/м
Ак- константа для различных водохозяйственных участков,(для участка реки
куда производится сброс Ак = 2,6);
Р - приведенная масса годового сброса примесей данным источником в
водохозяйственный участок, усл.т./год.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
*Р = АiМi
или
Страница 45 из 48
(31)
i =l
P = A1M1+A2-M2+. + AnMn,
(32)
где Aj - показатель относительной опасности сброса i-ro вещества в водоемы,
усл.т./т.
Для каждого загрязняющего вещества: Аi = 1/ПДК,
(33)
где ПДК - предельно допустимая концентрация i-ro вещества в воде объектов,
используемых для рыбохозяйственных целей.
Mj - общая масса годового сброса i-й примеси оцениваемым источником, т/год.
Mi=CPiQ,
(34)
где Q - объем годового сброса сточных вод данным источником в водоем, млн. м
/год,
Cpi - реальная (фактическая) концентрация примеси.
При отсутствии утвержденного значения ПДК при определении Aj допускается
вместо ПДК для рыбного хозяйства использовать утвержденное значение ПДК i-ro
вещества для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.
Если в действующих нормах ПДК нужное вещество не указано, то для оценки
ущерба принимают значение Аi = 510Е4 усл.т./т.
Оценка экономического ущерба от загрязнения окружающей среды является
основной при разработке комплекса природоохранных мероприятий.
3 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОРА СТУДЕНТОВ
3.1 Методические рекомендации по организации самостоятельной работы
студента.
При кредитной системе обучения предъявляются высокие требования к повышению
качества организации самостоятельной работы студента, которая включает выполнение
различных домашних заданий.
Самостоятельная работа студента - одна из форм учебной работы при кредитной
системе обучения, которая проводится САМОСТОЯТЕЛЬНО в виде рефератов, план
написания которого обсуждается с преподавателем на консультациях.
3.2 Перечень тем самостоятельной работы.
1 Первобытное общество и природа.
2 Природные ресурсы и их классификация. Современные этапы ООС и рационального
использования природных ресурсов в Казахстане и за рубежом.
3 Развитие цивилизации и экологические проблемы Казахстана: Биоразнообразие, источники и
причины его модификации; Сохранение генофонда живых существ и населения планеты.
4 Место и роль человека в экосистеме и биосфере
1 Факторы риска и их классификация. Генетические факторы и здоровье человека;
2 Состояние ОС и здоровье человека4
3 Условия и образ жизни и здоровье человека;
4 Доминирующие факторы риска и их проявление в современном обществе.
5 Способы, методы и технические средства защиты воздушно бассейна.
6 Мероприятия по защите вод от загрязнения и истощения водных ресурсов.
7 Способы, методы и технические средства защиты водного бассейна.
8 Очистка воды, способы: механическая, химическая и биологическая.
9 Роль микроорганизмов, высших растений, моллюсков, рыб в очистке воды. Биоиндикация.
Организмы как индикаторы качества воды..
10 Охрана почв и их рациональное использование.
11Принципы организации мониторинга и контроля состояния окружающей среды.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 46 из 48
3.3 Список учебно-методических пособий разработанных автором.
1 Григорьева И.Я. Лекционный курс по экологии. – Семипалатинск, 2007.
2 Григорьева И.Я. Пособие для самостоятельного изучения экологии.- Семипалатинск, 2007.
3 Григорьева И.Я. Практикум по экологии и устойчивому развитию, - Семипалатинск,2008.
4 Тестовые задания оценки знаний студентов: ( 1-я и 2-я контрольные точки).
5 Экзаменационные тестовые задания.
6 Тестовые задания для подготовки к ПГК.
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 47 из 48
УМКД 042-14.4.05.1.20.36/03.2013
Ред. №3 от 18. 09.2013
Страница 48 из 48