УМКД Экология атмосферы

1
2
3
4
5
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины Экология атмосферы является формирование у студентов
базовых знаний об основах экологии атмосферы и умения применять их в исследовательской и
производственной деятельности.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата.
Дисциплина Экология атмосферы входит в Профессиональный цикл Б.3., и включена в
модуль дисциплин по выбор Б3.В.9.. Экология атмосферы органически связана с содержанием
дисциплин, изучающих разнообразие естественно-географических процессов, их взаимосвязь в
ландшафтной сфере Земли, таких как Учение об атмосфере, Общая экология, Основы
природопользования, Геохимия окружающее среды. Знание изменений, происходящих в
атмосфере под воздействием антропогенной деятельности особенно необходимо в современных
условиях. Экология атмосферы является вводным курсом для последующего изучения таких
дисциплин, как Экономика природопользования, Техногенные системы и экологический риск,
Правовые основы природопользования и охраны окружающей среды, Химико-аналитические
методы мониторинга Курс ориентирован на формирование у студентов навыков комплексного
анализа современных проблем в системе общество – природная среда.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля)
Экология атмосферы.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных
компетенций соответствующих ФГОС ВПО бакалавриата по направлению подготовки 022000
Экология и природопользование :
иметь базовые общепрофессиональные представления об основах общей экологии, социальной
экологии, охраны окружающей среды (ПК-6); знать основы
учения об атмосфере,
ландшафтоведении; основы природопользования (ПК-7) ; знать основы природопользования,
экономики природопользования, устойчивого развития, оценки воздействия на окружающую среду,
правовых основ природопользования и охраны окружающей среды; быть способным понимать, излагать и
критически анализировать базовую информацию в области экологии и природопользования (ПК-8); знать
теоретические основы экологического мониторинга, нормирования и снижения загрязнения окружающей
среды, техногенных систем и экологического риска; обладать способностью к использованию
теоретических знаний в практической деятельности(ПК-9); знать теоретические основы геохимии и
геофизики окружающей среды, владеть методами геохимических и геофизических исследований; владеть
методами общего и геоэкологического картографирования (ПК-20); быть способным критически
анализировать информацию о состоянии окружающей среды и базовых природных ресурсов региона водных, лесных, нефтегазовых ( ПК-22); обладать способностью к решению конкретных задач в области
охраны окружающей среды (ПК-28).
Студент должен знать:
- процессы переноса загрязняющих веществ в атмосфере;
-основные источники загрязнения атмосферы;
- характер выделяемых примесей в атмосферу;
- методы измерения загрязнения воздуха.
Студент должен уметь
- обрабатывать первичную документацию для оценки воздействия на атмосферу;
- критически анализировать информацию о состоянии атмосферного воздуха региона;
- рассчитывать концентрации загрязнителей, выбрасываемых трубами предприятий;
- рассчитывать индекс загрязнения атмосферы
Владеть навыками в работе со статистическим данными по загрязнению атмосферы, их
обработкой и анализом; в анализе процессов, происходящих в атмосфере, их оценке и обладать
способностью использования полученных знаний в области экологии и природопользования.
4. Структура и содержание дисциплины Экология атмосферы
6
Содержание теоретического раздела дисциплины (модуля) очная форма обучения
Таблица 1. Темы и краткое содержание теоретического материала
№ Наименование и краткое содержание
Кол-во
п/п
часов
Атмосфера-воздушная оболочка Земли.. Введение, цели, задачи
1
4
дисциплины. Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Состав,
строение. Значение для экосистем кислорода, азота, углекислого газа,
водяного пара. Аэрозольные компоненты воздуха. Охрана
атмосферного воздуха. Нормативно-законодательная база в области
охраны атмосферного воздуха. Документация на предприятиях в сфере
защиты атмосферного воздуха.
2
Источники загрязнения атмосферы и характер выделяемых ими
2
примесей. Прямое и косвенное воздействие на атмосферу .Естественные
загрязнители: лесные и степные пожары; морская пыль; космическая
пыль; растительные аэрозоли; микроорганизмы; загрязнение воздуха
человеком. Антропогенные загрязнители. Загрязнение воздуха
транспортом. Загрязнение воздуха выбросами предприятий различных
отраслей промышленности. Физико-химические свойства
загрязнителей атмосферы. Характеристика выбросов вредных веществ.
3
Метеорологические процессы переноса и рассеивания примесей в
2
атмосфере. Влияние температурной стратификации атмосферы на
перенос примесей. Инверсия, изотермия. Влияние турбулентности,
скорости и направления ветра на самоочищение атмосферы. Штилевые
слои. Влияние рельефа местности на изменение температуры воздуха,
скорости и направление ветра. Влияние городской застройки. Застои
воздуха. Влияние на формирование уровня загрязнения тумана, осадков,
солнечной радиации. Фотохимические реакции. Метеорологический
потенциал загрязнения атмосферы. Рассеивающая способность
атмосферы. Самоочистительная способность атмосферы.
Мониторинг загрязнения атмосферы. Сеть наблюдений за уровнем
4
2
загрязнения атмосферы. Контроль за состоянием атмосферного воздуха.
Нормирование качества атмосферного воздуха. Охрана атмосферного
воздуха. Основные принципы и методы очистки выбросов на
предприятии. Анализ состояния атмосферного воздуха в ХМАО.
5
Экологические проблемы как следствие загрязнения атмосферы.
2
Парниковый эффект. Кислотные осадки. Разрушение озонового слоя.
Загрязнение воздуха в городах
итого:
12
Содержание практического раздела дисциплины (модуля) очная форма обучения
Таблица 2. Темы практических занятий
№ зан.
1,2
3,4
№ раздела
1
1
5
3
6
3
Наименование и краткое содержание
Закон «Об охране атмосферного воздуха»
Документация на предприятиях в сфере защиты
атмосферного воздуха.
Метеорологические процессы переноса и
рассеивания примесей в атмосфере.
Расчёт концентрации загрязнителей,
Кол-во
часов
4
4
Формы
отчетности
ПР-1
ПР-1
2
ПР-1
2
ПР-1
7
7
8
9
10
4
4
4
4
11
4
выбрасываемых трубами.
Расчёт индекса загрязнения атмосферы
Расчет потенциала загрязнения атмосферы
Нормирование качества атмосферного воздуха
ГОСТ 17.2.3.02-78: Охрана природы. Атмосфера.
Правила установления допустимых выбросов
вредных веществ промышленными
предприятиями
Общие сведения о методах измерения
загрязнения воздуха.
2
ПР-1
2
2
ПР-1
УО-1
2
ПР-1
итого: 22 часа
Организованная самостоятельная работа очная форма обучения
Таблица 3. Вопросы для самостоятельной работы
№
раздела
2
4
4
4
4
5
Вопросы, выносимые на самостоятельное
изучение
Загрязнение атмосферы
Мониторинг состояния атмосферного воздуха
ГОСТ 17.2.3.02-78: Охрана природы. Атмосфера.
Правила установления допустимых выбросов
вредных веществ промышленными предприятиями
Управление качеством атмосферного воздуха
Анализ состояния атмосферного воздуха в ХМАО.
Последствия загрязнения атмосферы
Таблица 4.
Кол-во
часов
6
6
6
8
6
6
Формы
отчетности
УО-1
УО-1
УО-1
ПР-3
ПР-4
ПР-4
итого: 38 часов
Интерактивные формы обучения
Вид занятия
Тема
Практическое
занятие
Практическое
занятие
Закон «Об охране
атмосферного воздуха»
Документация на предприятиях
в сфере защиты атмосферного
воздуха.
Метеорологические процессы
переноса и рассеивания
примесей в атмосфере
Общие сведения о методах
измерения загрязнения воздуха.
Санитарно-гигиенические
показатели загрязнения
атмосферы
Анализ состояния
атмосферного воздуха ХМАО
Практическое
занятие
Практическое
занятие
Практическое
занятие
Практическое
занятие
Интерактивные
формы проведения
Деловая игра
Кол-во часов
Деловая игра
2
Деловая игра
2
тест
2
тест
2
Деловая игра
2
2
итого: 12 часов
5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные
средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины.
8
Самостоятельная работа по дисциплине «Экология атмосферы» предусматривает
изучение основной и дополнительной литературы по курсу, действующих нормативных и
методических документов. Также анализируется содержание конкретных региональных и
национальных документов, например, окружных и федеральных законов, постановлений.
Основной вид работ – написание реферата, изучение закона об охране атмосферного воздуха,
подготовка к текущему контролю.




Примерные типы письменных работ и форм устного контроля:
обсуждения докладов студентов по предложенной тематике;
вопросы для самоконтроля по каждой из тем курса;
тестирование;
итоговая аттестация.
Методические советы по написанию реферата
1. Тема реферата выбирается в соответствии с Вашими интересами и не обязательно должна
соответствовать приведенному ниже примерному перечню. Важно, чтобы в реферате: во-первых,
были освещены как естественнонаучные, так и социальные стороны проблемы; а во-вторых,
представлены как общетеоретические положения, так и конкретные примеры. Особенно
приветствуется использование собственных примеров из окружающей Вас жизни.
2. Реферат должен основываться на проработке нескольких дополнительных к основной
литературе источников. Как правило, это специальные монографии или статьи. Рекомендуется
использовать в качестве подсобной литературы научно-популярные журналы: "Природа", "Наука
и жизнь", "Химия и жизнь", "Метеорология и климатология" и др, а также газеты
специализирующиеся на природоохранной тематике: "Зеленый мир"( Индекс 50045), «Берегиня»
(Индекс 51304) и др.
3. План реферата должен быть авторским. В нем проявляется подход автора, его мнение,
анализ проблемы.
4.Все приводимые в реферате факты и заимствованные соображения должны
сопровождаться ссылками на источник информации
5. Недопустимо просто скомпоновать реферат из кусков заимствованного текста. Все цитаты
должны быть представлены в кавычках с указанием в скобках источника и страницы. Отсутствие
кавычек и ссылок означает плагиат и, в соответствии с установившейся научной этикой, считается
грубым нарушением авторских прав.
6. Реферат оформляется в виде машинописного текста на листах стандартного формата (А4). Начинается с титульного листа по образцу данной программы. Затем следует оглавление с
указанием страниц разделов. Сам текст реферата желательно подразделить на разделы: главы,
подглавы и озаглавить их. Приветствуется использование в реферате количественных данных и
иллюстраций (графики, таблицы, диаграммы, рисунки).
7. Завершают реферат разделы "Заключение" и "Список использованной литературы". В
заключении представлены основные выводы, ясно сформулированные в тезисной форме и,
обычно, пронумерованные.
8. Список литературы должен быть составлен в полном соответствие с действующим
ГОСТом (правилами), включая особую расстановку знаков препинания. Для этого достаточно
использовать в качестве примера любую книгу изданную крупными научными издательствами:
"Наука", "Прогресс", "Мир", "Издательство МГУ" и др. В общем случае установленный в нашей
стране порядок библиографических ссылок следующий:
Автор И.О. Название книги. Место издания: Издательство, Год издания. Общее число
страниц в книге.
Автор И.О. Название статьи // Название журнала. Год издания. Том__. № __. Страницы от __
до ___.
Автор И.О. Название статьи / Название сборника. Место издания: Издательство, Год
издания. Страницы от __ до ___.
9
Кодексы, Законы и нормативные документы, необходимые в процессе изучения данного
курса, можно найти в справочных правовых системах: ГАРАНТ (версия 5.1) или КОНСУЛЬТАНТ
ПЛЮС. Количественные показатели состояния окружающей среды можно найти в
Государственных докладах о состоянии окружающей природной среды или в Internet, по адресу:
http://www.ecocom.ru/arhiv/ecocom/officinf.html.
Пример содержания реферата
Тема : Анализ состояния атмосферного воздуха в ХМАО.
Содержание ( с указанием страниц). Введение. Раздел 1. Источники и виды загрязнения
атмосферного воздуха в ХМАО. Раздел 2. Состояние атмосферного воздуха в ХМАО.
Заключение. Литература.
Рекомендуемые темы рефератов
1. Кислотные дожди
2. Разрушение озонового слоя
3. Воздействие выбросов тяжелых металлов, канцерогенных вещества на окружающую
природную среду
4. Процессы самоочищения атмосферы
5. Парниковый эффект
6. Анализ состояния атмосферного воздуха ХМАО
7. Ограничения выбросов на нефтедобывающих предприятиях
8. Ограничения выбросов на предприятиях черной металлургии
9. Ограничения выбросов на предприятиях энергетики
10. Ограничения выбросов на предприятиях цветной металлургии
11. Ограничения выбросов на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности
12. Ограничения выбросов на химических предприятиях
13. Нормирование качества атмосферного воздуха
14. Экологические функции атмосферы
15. Управление качеством атмосферного воздуха
16. Метеорологические процессы переноса и рассеивания примесей в атмосфере
17. Проблемы загрязнения атмосферного воздуха в городах
18. Анализ состояния атмосферного воздуха в России
19. Мероприятия по контролю и защите атмосферного воздуха в России
20. Мероприятия по контролю и защите атмосферного воздуха в зарубежных странах
21. Нормативно-законодательная база в сфере защиты атмосферного воздуха
I. Вопросы к тесту «Метеорологические процессы переноса и рассеивания примесей в
атмосфере»
1.
Исходные положения теории атмосферной диффузии
2.
Ветер и турбулентность, влияние на рассеивание загрязняющих веществ
3.
Динамические процессы распространения примесей в атмосфере
4.
Роль крупномасштабных адвекций на процессы распространения примесей в атмосфере
5.
Влияние на распространения примесей рельефа местности и мезопроцессов
6.
Влияние городской застройки на распространения примесей
7.
Метеорологические аспекты прогнозирования загрязнения атмосферы- температурная
стратификация
8.
Метеорологические аспекты прогнозирования загрязнения атмосферы-температурные
инверсии
9.
Метеорологические аспекты прогнозирования загрязнения атмосферы-атмосферные
осадки
10.
Метеорологические аспекты прогнозирования загрязнения атмосферы
11.
Взаимодействие газов и паров в атмосфере
10
12.
13.
14.
Масштабирование атмосферных движений
Локальные изменения концентрации примесей
Метеорологические процессы переноса и рассеивания примесей
II. Вопросы к тесту «Источники загрязнения атмосферы»
1. Антропогенные загрязнители атмосферы
2. Углеводороды
3. Классификация выбросов по времени жизни в атмосфере
4. Классификация выбросов в зависимости от высоты источника
5. Организованные и неорганизованные выбросы
6. Классификация пыли
7. Классификация выбросов в зависимости от периодичности
8. Классификация вредных примесей предприятиями по производству серной кислоты
9. Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы
10. Классификация вредных примесей химической и нефтяной промышленностью
11. Классификация вредных примесей в промышленности цветных металлов
12. Классификация вредных примесей промпредприятиями
13. Загрязнители, обусловленные сжиганием бытовых и промышленных отходов.
14. Загрязнение атмосферы котельными установками
15. Природные источники загрязнения атмосферы
16. Загрязнение воздуха при сжигании топлива
17. Оксиды углерода
18. Классификация вредных примесей металлургией и литейным производством
19. Виды топлива и особенности процесса горения
III. Вопросы к тесту «Общие сведения о методах измерения загрязнения воздуха».
1.
Мониторинг загрязнения атмосферы
2.
Сеть наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы
3.
Классификация постов наблюдений
4.
Методы борьбы с загрязнениями атмосферы котельными установками
5.
Пункты наблюдений за загрязнением атмосферы.
6.
Методы анализа состава воздуха
7.
Инвентаризация и контроль выбросов
8.
Прогнозирование загрязнения воздуха и регулирование выбросов
IV. Вопросы к тесту «Санитарно-гигиенические показатели загрязнения атмосферы»
1. Предельно допустимые концентрации
2. Определение загрязнения атмосферы.
3. Предельно допустимые выбросы
4. Временно согласованные выбросы
5. Исходные данные для разработки нормативов ПДВ
6. Методика расчёта ПДК
7. ПДК населенных пунктов
8. ПДК рабочей зона
9. ПДК максимально разовая
10. ПДК среднесуточная
11. Индекс загрязнения атмосферы
6. Итоговый контроль результатов изучения дисциплины
Примерные вопросы к экзамену:
1.
Цели, задачи дисциплины
11
2.
Экологические функции атмосферы
3.
Состав и строение атмосферы
4.
Основные загрязняющие вещества
5.
Источники и виды загрязнения
6.
Классификация загрязняющих веществ
7.
Мониторинг загрязнения атмосферы
8.
Источники загрязнения атмосферы в химической, цементной, нефтедобывающей
промышленности.
9.
Масштабы процессов переноса
10.
Метеорологические процессы переноса и рассеивания примесей
11.
Загрязнение атмосферы промышленными объектами
12.
Сеть наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы..
13.
Контроль за состоянием атмосферного воздуха.
14.
Методы борьбы с загрязнениями атмосферы котельными установками
15.
Загрязнение воздуха, обусловленные сжиганием топлива и в результате промышленных
выбросов
16.
Загрязнение воздуха, обусловленные сжиганием и переработкой бытовых и
промышленных отходов
17.
Загрязнение атмосферы транспортом
18.
Ветер и турбулентность, влияние на рассеивание загрязняющих веществ
19.
Динамические процессы распространения примесей в атмосфере
20.
Роль крупномасштабных адвекций на процессы распространения примесей в атмосфере
21.
Влияние на распространения примесей рельефа местности и мезопроцессов
22.
Влияние городской застройки на распространения примесей
23.
Метеорологические аспекты прогнозирования загрязнения атмосферы- температурная
стратификация
24.
Метеорологические аспекты прогнозирования загрязнения атмосферы-температурные
инверсии
25.
Метеорологические аспекты прогнозирования загрязнения атмосферы-атмосферные
осадки
26.
Пункты наблюдений за загрязнением атмосферы.
27.
Методы анализа состава воздуха
28.
Инвентаризация и контроль выбросов
29. Прогнозирование загрязнения воздуха и регулирование выбросов
30.
Анализ состояния атмосферного воздуха ХМАО
31.
Последствия загрязнения атмосферы
32.
Основные принципы и методы очистки выбросов на предприятии.
33.
Документация на предприятиях по охране атмосферного воздуха.
34.
Нормативно –законодательная база в сфере охраны атмосферного воздуха.
35.
Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха»
36.
ГОСТ 17.2.3.02-78: Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых
выбросов вредных веществ, промышленными предприятиями
37.
Расчёт индекса загрязнения атмосферы
38.
Расчёт потенциала загрязнения атмосферы
39.
Химическое загрязнение атмосферы
40.
Нормирование качества воздуха
41.
Шумовое загрязнение атмосферы
42.
Электромагнитное загрязнение атмосферы
43.
Радиоактивное загрязнение атмосферы
44.
Охрана атмосферы.
45.
Правовые аспекты охраны атмосферы
46.
Основные направления охраны окружающей природной среды от промышленных
12
выбросов.
47.
Организационно-управленческие методы охраны атмосферного воздуха
48.
Инженерные или производственно-технологические методы охраны атмосферного
воздуха
49.
Расчёт концентрации загрязнителей, выбрасываемых трубами
50.
Основные принципы разработки мероприятий по регулированию выбросов.
7. ЛИТЕРАТУРА
а) базовый учебник ( выделить жирным шрифтом)
Голубев Г.Н. Основы геоэкологии . - Москва : КноРус, 2013. – 350с.
б) основная литература
1.Акинин Н.И. Промышленная экология : принципы, подходы, технические решения. –
Долгопрудный: Интеллект, 2011. – 310с.
2.Короновский Н. В. Геоэкология - Москва : Академия, 2011. – 375с.
3. Ясаманов Н.А. Основы геоэкологии.-М.: Академия,2007.-352с.
4. Пьядичев Э.В. Охрана окружающей среды и основы природопользования. - Санкт-Петербург :
Проспект Науки, 2015.-222с.
в) дополнительная литература
1. Ветошкин А.Г.Теоретические основы защиты окружающей среды.-М.:Высшая
школа,2008.-396с.
2. Дьяченко В.В. Науки о Земле. –М.: КноРус, 2010.-300с.
3. Исаев А.А. Экологическая климатология. - М.: Научный мир, 2001. -458с.
4. Каракеян В.И. Процессы и аппараты защиты окружающей среды. М.:ЮРАЙТ, 2014.-588с.
5. Семенченко Б.А. Физическая метеорология - Москва : Аспект Пресс, 2002. – 414с.
6. Тарасов В.В., Тихонова И.О., Кручинина Н.Е. Мониторинг атмосферного воздуха.М.:Форум:ИНФРА-М, 2008.-125с.
7. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология.- М.: МГУ, 2006.-58с
8. ХаханинаТ. И. Химия окружающей среды. - Москва : Юрайт, 2015. - 215 с
9. Экология России/под ред А.В.Смурова, В.В.Снакина,; М:Академия ,2012.-350с.
1.
г) Информационные ресурсы научной библиотеки
№
1
Ссылка на
информационный
ресурс
http://diss.rsl.ru
2
http://elibrary.ru
3
4
Наименование ресурса в
электронной форме
Доступность
Электронная библиотека
диссертаций РГБ
Научная электронная
библиотека elibrary.ru
Гарант
Консультант +
авторизированный
доступ
авторизированный
доступ
Локальная сеть
Локальная сеть
IХ. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
не предусмотрено
13
1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ
ЗАНЯТИЙ
Знание
изменений, происходящих в атмосфере под воздействием
антропогенной
деятельности особенно необходимо в современных условиях и студент –эколог должен обладать
навыком комплексного анализа современных проблем в системе общество – природная среда.
Целью проведения
практических занятий по дисциплине
закрепление теоретических положений
«Экология
изучаемой дисциплины;
атмосферы» является
формирование у студентов
базовых знаний об основах экологии атмосферы и умения применять их в исследовательской и
производственной деятельности. Студент эколог
должен уметь
документацию
атмосферу; рассчитывать
для
оценки воздействия
загрязнителей, выбрасываемых трубами
атмосферы. Владеть
навыками
на
обрабатывать первичную
предприятий; рассчитывать
в работе
со статистическим
концентрации
индекс
загрязнения
данными по
загрязнению
атмосферы, их обработкой и анализом; в анализе процессов, происходящих в атмосфере, их
оценке и обладать способностью использования полученных знаний в области экологии и
природопользования
Практического занятия 1. Изучение «ФЗ Об охране атмосферного воздуха» .
Проводится в форме деловой игры.
Практическое занятие 2. Документы по охране атмосферного воздуха на предприятии. Проводится
в форме деловой игры.
Практическое занятие 3. Метеорологические процессы переноса и рассеивания примесей в
атмосфере.
Проводится в форме деловой игры.
Практическое занятие 4.
Методики расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных
веществ, содержащихся в выбросах предприятий
Цель работы: Изучить Методику расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных
веществ, содержащихся в выбросах предприятий.
Распространение
в атмосфере
промышленных выбросов
из труб
и вентиляционных
устройств подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов
существенное влияние
оказывают состояние
источников выбросов, характер местности,
атмосферы,
химические
расположение
свойства
предприятий
и
выбрасываемых веществ,
14
высота источника, диаметр трубы и т.д. Горизонтальное перемещение примесей определяется в
основном скоростью
и направлением ветра, а вертикальное-
распределением температур в
атмосфере по высоте.
Для расчёта концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при размещении и
проектировании предприятий, нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и
действующих предприятий, при проектировании воздухозаборных сооружений используется
Методики расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ , содержащихся в
выбросах предприятий». ОНД-86.
Нормы приземных концентраций рассчитываются в 2м слое над поверхностью земли, и
при вертикальном распределении концентраций. Степень опасности загрязнения
атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации,
соответствующим неблагоприятным метеорологическим условиям, вт.ч. опасной скорости
ветра. Нормы не распространяются на расчёт концентраций на дальних ( более 100км)
расстояниях от источников
выбросов.
В зависимости от высоты Н устья источника выброса вредного вещества над уровнем
земной поверхности указанный источник относится к одному из классов: 1) высокие
источники , Н-=850м; 2) источники средней высоты, Н=1-…..50м; 3) низкие источники ,
Н=2….10м; 4) наземные источники, Н менее 2м.
Для всех источников в формулах длина (высота) выражена в метрах; время – секундах;
масса вредных веществ -в граммах; их концентрация - мг/ куб м; концентрация на выходе из
источника – г/ куб.м.
При одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких
(n)веществ, обладающих суммацией вредного действия, для каждой группы указанных
веществ однонаправленного
вредного действия рассчитывается : 1) безразмерная суммарная
концентрация q или 2) значения концентрации n вредных веществ, обладающих суммацией
вредного действия, приводятся условно к значению концентрации С одного из них.
1) Безразмерная концентрация q определяется по формуле:
q = С1/ПДК1+ С2/ПДК2 + ……. +Сn/ПДКn
(1)
где: С1 , С2, Сn ( мг\м3) -расчётные концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в
одной и той же точке местности; ПДК1, ПДК2, ПДКn - ( мг\м3) -соответствующие
максимальные разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном
воздухе.
2) Приведенная концентрация С рассчитывается по формуле
15
С= С1 + С2 ПДК1/ ПДК2
+ ……
+ Сn ПДК1 /ПДКn
(2)
где: С1 – концентрация вещества, к которому осуществляется приведение; ПДК1 – его ПДК;
С2…. Сn и ПДК2….. ПДКn - концентрации и ПДК других веществ , входящих в
рассматриваемую группу суммации.
Расчёт концентрации вредных веществ , претерпевших полностью или частично химические
превращения ( трансформацию) в более вредные вещества , проводится по каждому
исходному и образующемуся веществу отдельно. При этом мощность источников для
каждого вещества устанавливается с учетом максимально возможной трансформации
исходных веществ в более токсичные.
Расчётами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30минутному интервалу
осреднения.
В основу «Методики расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ ,
содержащихся в выбросах предприятий» положено условие, при котором суммарная
концентрация каждого вредного вещества не должна превышать максимальную разовую
предельно допустимую концентрацию данного вещества в атмосферном воздухе.
1. Максимальная концентрация Cm вредных веществ у земной поверхности образуется на
оси факела выброса на расстоянии Хmax от источника выброса ( для горячей газовоздушной
смеси):
A· M· F· m· n ·η
Cм= —————————,
(3)
H2· 3√ V1∆T
Где:
А- коэффициент стратификации атмосферы , зависящий от температурного градиента и
определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания выбросов ( для Сибири
принимают значение -200);
М- масса вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г\с;
V1- объём выбрасываемой газовоздушной смеси, м3\с;
Н-высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников равна 2м), м;
F-коэффициент, учитывающий скорость оседания взвешенных частиц в атмосфере ( для газов
равен 1, для пыли при эффективности очистки газоочистной установки более 90% F=2,5 и
очистки менее 75%
F=3);
16
∆T-разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой
окружающего атмосферного воздуха, равной средней температуре самого жаркого месяца в
13 часов;
η- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;
m- безразмерный коэффициент, учитывающий условия выхода газов из трубы:
1
m= ————————— ,
(4)
0,67+0,1√ f + 0,34√f
где:
параметр f= 103·· W02 D/ Н2∆T;
W0 – средняя скорость выхода газов из трубки, м\сек;
W0 = 4 V1/ 3,14 D2
(5)
D- диаметр трубы, м;
n- безразмерный коэффициент , зависящий от параметров Vм м\сек ( опасная скорость ветра) (
определяется по графику или по формуле);
V1·∆T
Vм= 0,65 3√————,
(6)
Н
При Vм≤0,5
При Vм> 2
При 0,5 < Vм>2
n=3
n=1
n=3-√( Vм-0,3)·(4,36- Vм).
Примечание: Значение массы вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени М
и объём выбрасываемой газовоздушной смеси V1 при проектировании предприятий
определяется расчётом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с
действующими для данного
производства ( процесса) нормативами. В расчёте принимаются
сочетания М и V1 реально имеющие место в течение года при установленных (обычных)
условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальное значение Cм.
Значение М относится к 20-30 минутному периоду осреднения.
При определении значения ∆T берется температура окружающего воздуха , равная средней
температуре самого жаркого месяца, а температура выбрасываемой в атмосферу
газовоздушной смеси - по действующим для данного производства технологическим
нормативам.
17
2. Ожидаемая максимальная концентрация загрязнителей при выбросе холодной
газовоздушной смеси определяется по уравнению:
A· M· F· m· n ·η
Cм = —————————К, (7)
H4\3
Где :
W0 · D
D
K= ———, (8)
Vм= 1,3·———
(9).
Н
8 V1
Расстояние (xmax) до места, где ожидается максимальная концентрация , определяется :
- для газов и мелкодисперсной пыли X= d H
Где:
d- безразмерная величина , зависящая от параметров Vм:
- для холодного выброса при Vм≤2
при Vм> 2
d= 11,4 Vм,
d= 16,1√ Vм ,
- для крупнодисперсной пыли (F≥2)
5- F
xmax= ———— d H ;
(10)
4
- для горячей газовоздушной смеси :
d= 4,95 Vм (1+0.28√f ) при Vм≤2
d= 7√ Vм (1+0,28√f )
при Vм> 2 .
3. При опасной скорости ветра Vм приземная концентрация загрязнителя на любом расстоянии
Х от источника выброса, отличном от xmax, определяется по формуле :
С= См·S1 , (11)
18
Где:
S1- коэффициент, зависящий от величины Х/ xmax и коэффициента F:
При Х/ xmax - ≤1
S1= 3 ( Х/ xmax)4 -8 (Х/ xmax)3 + 6 (Х/ xmax )2
(12)
1.13
при 1< Х/ xmax ——≤8
S1=———————————— ;
(13)
0,13(Х/ xmax )2 +1
Х/ xmax
при Х/ xmax — > 8 ( при F <1,5)
S1=—————————————————————————
; (14)
3,58(Х/ xmax )2 - 35,2 (Х/ xmax ) +120
1
При Х/ xmax — > 8 и F>1,5
S1=
—————————————————————————
; (15)
0,1(Х/ xmax )2 + 2,47 (Х/ xmax ) -17,8
Аналогично определяется значение концентрации вредных веществ С и при других скоростях
ветра.
Пример: Рассчитать приземную концентрацию пыли в точке, расположенной на расстоянии
Х=1800 м от источника загрязнений и находящейся на ветровой оси, при следующих параметрах
источника : Н- 50 м, D=0,6 м, V1 = 4,24 м3\с; температура газа Т=40оС; М= 40 г\с; F=2.5
Хmax
= 267
м,
Параметры района расположения источника : А= 180; температура наружного воздуха Т=20оС,
η= 1,2.
См= ………….
С= ……………………..
Предварительно для расчёта См найти m, n по соответствующим формулам , значениям
19
Расчёт приземных концентраций обычно проводится на ЭВМ, но для определения концентраций
от одного или нескольких источников загрязнения воздуха может быть произведен вручную.
Подробно методика расчёта приведена в ОНД-86.
Практическое занятие 5. Расчёт потенциала загрязнения атмосферы.
Цель: Изучение методики
оценки и расчёт
метеорологического
потенциала загрязнения
атмосферы.
Задание. 1. Ответить на вопросы : а) от чего зависит степень загрязнения воздуха?
б) Что
такое потенциал загрязнения атмосфеыр? В) Что такое метеорологический и климатический
потенциал загрязнения атмосферы? Г) Какое сочетание метеорологических факторов включает
ПЗА?
2. Изучить методику расчёта ПЗА.
3. Рассчитать потенциал загрязнения атмосферы для 4 времен года и в среднем за год для
одного города ( согласно варианту). Сравнить полученные величины ПЗА и сделать вывод.
Вредные
вещества, попадая
в атмосферу
, подвергаются
физико-химическим
превращениям , рассеиваются и вымываются из атмосферы. Степень загрязнения атмосферы от
антропогенных источников зависит от того, будут ли эти вещества переноситься на большие
расстояния от источника или скапливаться
в районе их выброса. При постоянном режиме
выбросов вредных веществ, колебания уровня загрязнения происходят под влиянием условия
переноса и рассеивания в атмосфере.
Сочетание
метеорологических параметров, определяющих
возможный
уровень
загрязнения атмосферы при заданных выбросах называют потенциалом загрязнения
атмосферы ( ПЗА). Эта
характеристика противоположна
рассеивающей способности
атмосферы ( РСА). Чем выше РСА , тем ниже ПЗА.
Различают метеорологический и климатический ПЗА. Метеорологический ПЗА включает
сочетание наблюдаемых ( или ожидаемых) метеорологических параметров в определенный
период ( час, сутки) и используется при прогнозировании возможных изменений
уровня
загрязнения на короткие временные интервалы. Климатический ПЗА включает многолетние
климатические характеристики. Поэтому он позволяет оценить ожидаемый в данном физикогеографическом районе ( при заданных выбросах) средний уровень загрязнения.
Формирование уровня
загрязнения
атмосферы
связано
с условиями вертикального и
горизонтального переноса и рассеивания примесей, поэтому ПЗА может включать любые
сочетания
метеорологических
факторов, характеризующих
условия
вертикального
и
горизонтального рассеивания примесей в атмосфере ( например, коэффициент турбулентности и
скорость ветра, объём перемешивания
и т.д.)., но эти факторы
должны
соответствовать
20
условиям повышения ( или понижения) концентрации примесей от выбросов данного типа
источника .
Так, ПЗА для случая низкого источника холодных выбросов будет отличаться от ПЗА для
случая высокого источника нагретых выбросов. В городах с большим количеством крупных
и мелких предприятий влияние метеорологических характеристик на рассеивание примесей
будет зависеть от соотношения
низких и высоких источников, от нагретых и холодных
выбросов.
Для случаев
городских условий
с многочисленными
низкими и неорганизованными
выбросами ПЗА включает приземные и низкие приподнятые инверсии, скорость ветра 0-1
м\сек, застои, туманы.
Превышение
концентрации
примеси
над некоторым условным
неопасным уровнем будет происходить при наличии приземных ( или низких приподнятых)
инверсий и при скорости ветра более 1 м\сек и отсутствие
инверсий , а также превышение
над неопасными уровнями более чем на 50% создается приземными инверсиями при слабом
ветре, т.е. застое воздуха. Превышение уровня загрязнения воздуха на 50% и более отмечается
также при туманах и высоте слоя перемешивания менее 500м.
Как для
случаев отдельного
источника, так
и для
городских условий
высокая
интенсивность солнечной радиации и повышение температуры воздуха в летнее время
благоприятствует фотохимическим реакциям,
увеличивают
вероятность возникновения
фотохимического смога и повышения уровня загрязнения воздуха.
При оценке ПЗА нужно также принимать во внимание тот факт, что атмосферные осадки
способствуют
вымыванию
примесей
из
атмосферы, скорость
которого зависит от их
интенсивности.
В различных
оценивается
странах
влияние
по разному. Так,
метеоусловий
в Германии
на уровень загрязнения
используют
индекс
атмосферы
застойных условий,
учитывающий среднюю высоту слоя перемешивания ( ВСП) и среднюю скорость ветра за
рассматриваемый период времени. ВСП экспериментально
определяется по ежедневным
данным аэрологического зондирования атмосферы и максимальной температуры воздуха за
сутки.
В
США
разработан
показатель ПЗА
в виде функции, зависящей
от высоты
слоя
перемешивания , скорости ветра и протяженности города в направлении преобладающих
ветров.
В России потенциал загрязнения атмосферы ПЗА выражается через отношение средних
концентраций примесей при одинаковых выбросах в конкретном (qi) и условном (qo) районах,
различающихся по климатическим условиям распространения примеси:
21
ПЗА = qi / qo
(16)
Т.е ПЗА показывает, во сколько раз средний уровень загрязнения атмосферы в конкретном
районе, определяемый реальной повторяемостью неблагоприятных для рассеивания примесей
метеоусловий , будет выше, чем в условном.
Для низких источников ПЗА рассчитывается по формуле:
Р 1 (q> qn )
= Pин +Р сл –
Р 2 (q> 1,5 qn )
Где Pин ,Р сл , Р з , Рт
=
Р з +Рт
(17)
Р з +Рт
(18)
повторяемости соответственно приземных инверсий, скорости ветра 0-1
м\сек, застоев воздуха и туманов. Повторяемость туманов вычисляется, как отношение числа
часов туманов к общему числу часов в году ( 365 х 24 = 8760 ч\год).
r =1,5. r зависит от параметров выбросов (нагретые, высокие, холодные, низкие).
Для отдельных высоких источников нагретых выбросов в качестве qn берется См /2, где r =2.
Тогда
q= См /2 ехр [0,12/ (Z1-Z2)2 – 0,69 Z1/ Z2-Z1]
(19)
Р 1 (q> См )
(20)
При этом
Р 2 (q> См)
= Pин +Р сл +
=
Рu \ 2
Р ин +Рсл
(21)
Где Р ин - повторяемость приподнятых инверсий; Рсл - повторяемость слабых ветров от земли
до высоты источников выбросов; Рu - повторяемость опасной скорости ветра.
При расчёте ПЗА
учитываются
основные
характеристики
условий
вертикального
перемешивания атмосферы.
Для оценки рассеивающей способности атмосферы в различных физико-географических
районах, необходима
специальная
климатическая
информация, которая
содержится в
справочниках по климату : повторяемость приземных и приподнятых инверсий, их мощность,
интенсивность, повторяемость застоев воздуха, штилевых слоев до различных высот и др.
Задание: Рассчитать потенциал загрязнения атмосферы для 4 времен года и в среднем за год
для одного города ( согласно варианту). Сравнить полученные величины ПЗА и сделать вывод.
Использовать формулы 2 и 3. По полученным значениям с помощью рис.1 определить величину
ПЗА для 4 времен года и среднюю за год. Исходные данные в таблицах 2.1 - 2.7
Таблица 8. Суточный и годовой ход повторяемости (%) слабых ветров (0-1 м\сек), Р сл
№
1
город
Мурманск
Месяцы года
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,8
1
0,6
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
0,8
0,8
0,4
22
2
Москва
0,5
0,3
0,3
0,5
1,5
0,7
0,8
0,6
0,8
0,8
0,4
0,2
3
Ростов
0,8
1,5
1,5
0,6
0,6
1,5
1,5
0,5
1,5
1,5
1,5
0,5
4
Караганда
0,6
0,4
0,6
0,3
0,7
1,5
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
5
Иркутск
4
4
2
3
2
2
3
4
4
4
2
4
6
ЮСахалинск 4
5
4
2
2
3
5
8
4
4
4
6
Таблица 9. Повторяемость (%) приземных инверсий ( сутки), Рин
№
город
Месяцы года
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
Мурманск
17
16
15
14
11
11
13
16
14
15
16
16
2
Москва
15
13
13
16
21
16
17
18
18
12
12
10
3
Ростов
13
12
9
11
12
13
13
14
14
13
8
9
4
Караганда
23
23
20
12
12
17
18
17
16
13
22
20
5
Иркутск
46
38
32
20
21
19
18
21
34
35
42
44
6
ЮСахалинск 18
21
16
14
11
10
8
8
15
17
17
19
Таблица 10. Мощность (км) приземных инверсий ( за сутки)
№ город
Месяцы года
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
Мурманск
0,58
0,6
0,52
0,39
0,42
0,42
0,41
0,40
0,37
0,38
0,46
0,57
2
Москва
0,69
0,63
0,36
0,23
0,23
0,24
0,24
0,26
0,26
0,21
0,54
0,63
3
Ростов
0,67
0,59
0,50
0,35
0,33
0,31
0,31
0,31
0,32
0,42
0.66
0,58
4
Караганда
0,82
0,83
0,72
0,37
0,24
0,27
0,25
0,26
0,32
0,42
0,62
0,67
5
Иркутск
0,70
0,63
0,51
0,45
0,46
0,51
0,52
0,51
0,48
0,47
0,56
0,62
6
ЮСахалинск 0,27
0,27
0,25
0,33
0,37
0,35
0,54
0,39
0,27
0,24
0,24
0,25
Таблица 11. Интенсивность (∆Т о С) приземных инверсий
№ город
Месяцы года
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
Мурманск
5,8
5,7
3,8
1,7
1,6
1,6
1,9
1,8
1,1
1,6
3,2
5,4
2
Москва
6,2
5,0
3,2
2,3
2,8
3,0
2,8
2,7
2,8
2,3
4,3
5,2
3
Ростов
4,6
4,3
3,0
2,0
2,3
2,6
2,6
2,6
2,6
2,8
3,5
4,5
4
Караганда
7,3
6,3
4,6
2,3
2,0
1,9
1,8
1,6
2,2
3,2
4,6
6,2
5
Иркутск
8,8
7,9
5,3
3,8
4,3
4,0
3,2
3,5
4,3
4,1
6,3
8,1
6
Сахалинск
3,8
4,1
2,7
2,3
2,8
2,4
2,2
2,1
2,5
2,3
2,6
3,2
23
Таблица 12. Высота слоя перемешивании ( км)
№
город
Месяцы года
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
Мурманск
0,31
0,34
0,64
0,98
1,37
1,48
1,41
1,11
0,8
0,53
0,32
0,33
2
Москва
0,65
0,8
1.1
1.7
2.1
2.1
2.0
1,7
1,4
1,0
0,7
0,7
3
Ростов
0,73
0,8
0,8
0,57
0,68
0,9
0,87
0,95
1,0
0,6
0,55
0,58
4
Караганда
0,91
0,93
1,08
1,79
2,38
2,78
2,67
2,49
2,2
1,62
1,07
0,91
5
Иркутск
0,44
0,64
0,97
1,35
1,5
1,53
1,36
1,21
1,22
0,9
0,67
0,67
6
Сахалинск 0,71
0,93
0,96
1,45
1,11
0,91
0,81
0,83
1.05
1,18
1,03
0,84
Таблица 13.Повторяемость туманов (РТ) Таблица 14.Повторяемость застоев воздуха (Рз)
№
город
РТ
Мурманск
0,91
1
2
Москва
1,14
3
Ростов
1,14
4
Караганда
0,57
5
Иркутск
0,11
6
ЮСахалинск 1,14
№
город
Рз
1
Мурманск
10
2
Москва
10
3
Ростов
8
4
Караганда
13
5
Иркутск
20
6
ЮСахалинск 14
Практическое занятия 6. Методические указания для
расчёта индекса загрязнения
атмосферы
Цель: Изучить методику расчёта индекса загрязнения атмосферы.
Задание:
1.
Ответить на вопросы: а) Какие концентрации используются при определении загрязнения
воздуха? Б) Как оценивается степень загрязнения, какие показатели используются? В) Какие
показатели используются при оценке качества воздуха? Г)Что такое комплексные показатель
ИЗА? Д) Что такое СИ? Е) Что такое НП? Ё) Как рассчитывается интегральный ИЗА? Что
учитывает? Ж) На каком предположении основан
расчёт
ИЗА? З) Как рассчитывается
комплексные ИЗА? К) Для чего используется ИЗА? И) По каким критериям оценивается
уровень загрязнения воздуха ?
24
Рассчитать
2.
интегральные и комплексные
ИЗА ЗА 2002 - 2008 гг. В Г. Ханты-
Мансийске, используя данные таблицы 2.9.
Построить график изменений, проанализировать.
3.
Загрязнение воздуха определяется по значениям средних и максимальных разовых
концентраций примесей. Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических
концентраций с ПДК. Средние концентрации примесей сравниваются с ПДК среднесуточными,
максимальные из разовых концентраций — с ПДК максимально разовыми:• повторяемость, %,
разовых концентраций примеси в воздухе выше предельно допустимой концентрации (ПДК)
данной примеси; • повторяемость, %, разовых концентраций примеси в воздухе выше 5 ПДК; •
число
случаев
концентраций
Используются
три
примесей
в
воздухе,
превышающих
показателя
качества
10
ПДК.
воздуха:
- ИЗА — комплексный индекс загрязнения атмосферы, безразмерная функция характеристик
степени загрязнения атмосферы несколькими веществами, учитывает несколько примесей,
используется для сравнения степени загрязнения атмосферы в различных городах. Величина
ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых концентраций.
-СИ (стандартный
индекс)
— наибольшая измеренная разовая концентрация примеси,
деленная на ПДК. Она определяется из данных наблюдений на станции за одной примесью, или
на всех станциях рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год. Обычно
оценивается количество городов, в которых СИ > 5 или СИ > 10;
-НП- наибольшая повторяемость (в процентах) превышения максимально разовой ПДК по
данным наблюдений на посту за одной примесью или на всех постах территории за всеми
примесями за месяц или за год.
Основным показателем степени загрязнения воздуха города является интегральный индекс
загрязнения атмосферы (ИЗА). Правила его расчета по данным о средних концентрациях
примесей
приведены
ниже.
ИЗА учитывает не только концентрации n различных веществ, но и вредность их воздействия на
здоровье.
Он
рассчитывается
следующим
образом
n
Ii
=
(xi
/
ПДКi)
Ci
,
(22)
i=1
где Хi — средняя
концентрация i-того вещества, осредненная
рассчитанная для поста, города или группы городов ;
по времени
(месяц и год),
Ci — коэффициент, позволяющий
25
привести степень загрязнения воздуха i-тым веществом к степени загрязнения воздуха диоксидом
серы,
Ii
—
интегральный
ИЗА,
безразмерная
величина.
Установлены значения Ci для веществ 4, 3, 2 и 1 классов опасности, которые равны 0,85, 1,0, 1,3 и
1,5 соответственно. Диоксид серы относится по степени вредности к третьему классу опасности
(Ci=1),
к
ней
приводится
вредность
всех
веществ.
Расчет интегрального индекса загрязнения атмосферы основан на предположении, что на
уровне ПДК все вредные вещества характеризуются одинаковым влиянием на человека, а при
дальнейшем увеличении концентрации
степень их
вредности
скоростью, которая зависит от класса опасности вещества (табл.1).
возрастает
с различной
Вначале рассчитываются
парциальные значения Ii, для каждого вещества в отдельности, затем составляется вариационный
ряд, в котором I1 > I2 > … > Im для m веществ, имеющих наибольшие значения индексов. Обычно
выбирается
пять
веществ
(m=5)
с
наибольшими
значениями
индексов,
по
которым
рассчитывается комплексный ( или суммарный) индекс загрязнения атмосферы ( КИЗА) Im,
т.к. в конкретном городе не на всех станциях измеряются концентрации одинакового набора
веществ, их количество также различается. При такой ситуации данные расчета суммарного ИЗА
не могут сравниваться между собой. Чтобы значения In были сопоставимы для разных городов
или за разные интервалы времени в одном городе, необходимо рассчитывать их из одинакового
количества
(n=m)
веществ.
n
In = ∑ Ii
= ∑ (xi
/ ПДКi)
Ci
,
(23)
i=1
Таким образом, используемый в России индекс суммарного загрязнения атмосферы позволяет
учитывать несколько значений разных концентраций примесей, измеренных в городе, и
представить интегральный уровень загрязнения воздуха в городе за год одним числом. Значение
ИЗА показывает, какому уровню загрязнения в единицах ПДК диоксида серы соответствуют
фактически наблюдаемые уровни, т.е. во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха
превышает ПДК диоксида серы. Вследствие того, что ИЗА рассчитывается по среднегодовым
значениям концентраций вредных примесей, он может быть показателем хронического
воздействия
загрязнения
воздуха
города
на
здоровье
населения.
Показатель ИЗА используется не только, чтобы суммировать данные различных концентраций,
измеренных в городе. Он применяется для изучения связи между уровнем загрязнения и
заболеваемостью населения. Установлена зависимость между этими показателями и оказалось
возможным связать значения ИЗА с числом заболеваний различными болезнями. На основе этих
26
исследований установлены категории низкого, повышенного, высокого и очень высокого
загрязнения воздуха.
В соответствии с
существующими методами оценки, уровень загрязнения считается повышенным при ИЗА от 5 до
6, СИ <5, НП<20%, высоким при ИЗА от 7 до 13, СИ от 5 до 10, НП от 20 до 50% и очень высоким
при ИЗА равном или больше 14, СИ >10, НП > 50%. Категория качества воздуха определяется по
самому высокому показателю.
Таблица 15. Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в РФ
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Вещество
Оксид углерода
Диоксид азота
Оксид азота
Диоксид серы
Формальдегид
Фенол
Взвешенные
Класс
4
опасности
2
3
3
2
2
3
ПДКмр, мг/м3
5
0,2
0,4
0,5
0,035
0,01
0,5
ПДКсс, мг/м3
3
0,04
0,06
0,05
0,003
0,003
0,15
вещества
Таблица 16. Концентрация загрязняющих веществ xi (мг/м3 ) и ИЗА в г. Ханты-Мансийске
примеси
2002г
2004г.
2006г.
2007г.
2008г.
xi
иза
xi
иза
xi
иза
xi
иза
xi
иза
Взвешенные
0,3
0,07
0,114
0,106
вещества
0,103
SO2
0,01
0,004
0,001
0,001
0,002
CO
1
0,6
0,167
0,083
0,067
2
NO
0,07
0,036
0,029
0,03
0,029
NO
0,15
0,023
0,016
0,015
0,014
Фенол
0,004
0,004
0,001
0,001
0,002
Сажа,
0,02
0,003
0,002
0,006
0,011
Формальдегид 0,006
0,006
0,005
0,006
0,007
Таблица 17. Комплексный индекс загрязнения атмосферы ( КИЗА)
2002г
2004г.
2006г.
2007г.
2008г.
КИЗА
Практическое занятие 7,8 Семинар по изучению ГОСТа 17.2.3.02-78: Охрана природы.
Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ
промышленными предприятиями
Вопросы к семинару:
1. Что такое предельно допустимые выбросы (ПДВ)?
2. Что такое временно допустимые выбросы ( ВСВ) ?
27
3. Что учитывают при установлении ПДВ?
4. Что используют для предотвращения и снижения выбросов?
5. Скем согласовываются величины ПДВ (ВСВ) и материалы по их обоснованию?
6. Что делается , если не возможно устранить или уменьшить выбросы вредных веществ ?
7. Что устанавливается для неорганизованных выбросов и мелких источников выбросов?
8. Как часто пересматриваются ПДВ?
9. Какие критерии качества воздуха используются при установлении ПДВ?
10. Кто занимается установление ПДВ?
11. Порядок установления ПДВ.
12. Что определяют министерства и ведомства?
13. Контроль за соблюдением ПДВ.
14. Структура сводного тома ОХРАНА АТМОСФЕРЫ И ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ
ВЫБРОСЫ (ПДВ).
15. Порядок заполнения таблиц Параметры выбросов вредных веществ в атмосферу для расчёта
ПДВ.
Практическое занятие 9. Тест Нормирование качества атмосферного воздуха.
Вопросы к тесту:
1.
Предельно допустимые концентрации
2.
Определение загрязнения атмосферы.
3.
Предельно допустимые выбросы
4.
Временно согласованные выбросы
5.
Исходные данные для разработки нормативов ПДВ
6.
Методика расчёта ПДК
7.
ПДК населенных пунктов
8.
ПДК рабочей зона
9.
ПДК масимально разовая
10.
ПДК среднесуточная
11.
Индекс загрязнения атмосферы
12.
Потенциал загрязнения атмосферы
Практическое занятие 10. Семинар Общие сведения о методах измерения загрязнения
воздуха.
Вопросы к семинару :
28
1.
Сеть наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы
2.
Стационарные посты
3.
Маршрутные посты
4.
Организационно- управленческие природоохранные мероприятия
5.
Планировочные природоохранные мероприятии
6.
Инженерные или производственно-технологические природоохранные мероприятия
7.
Мероприятия, направленные на снижение мощности выбросов.
8.
Мероприятия, направленные на защиту атмосферы путём обработки и нейтрализации
вредных выбросов специальными системами очистки
9.
Промышленная очистка выбросов
10.
Санитарная очистка выбросов
11.
Биологический способ очистки атмосферного воздуха
12.
Классификация газоочистного и пылеулавливающего оборудования
13.
Требования к эксплуатации газоочистного оборудования
14.
Системы очистки воздуха от пыли
15.
Системы очистки воздуха от туманов
16.
Системы очистки воздуха от газопарообразных примесей
Практическое занятие 11. Семинар Последствия загрязнения атмосферного воздуха.
Вопросы к семинару:
1.
Изменении концентрации озона в стратосфере и тропосфере.
2.
Изменении концентрации «парниковых» газов в атмосфере и возможные
климатические изменения.
3.
Физико-химические трансформации загрязняющих веществ на локальных территориях.
4.
Кислотные осадки .
5.
Фотохимический смог.
6.
Тепловые аномалии.
7.
Ухудшение здоровья населения.
3.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И
ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ
ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ
Темы лекционного курса и практических занятий; темы , выносимые на самостоятельную
работу; методические указания к выполнению контрольной работы; вопросы к контрольной
работе; вопросы к экзамену приведены в Рабочей программе.
29
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЙ В
ИНТЕРАКТИВНОЙ ФОРМЕ.
1.Деловая игра. Тема занятия: ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»
Цель: умение работать в группе; способность отстоять свою точку зрения; выявление лидера.
Академическая
группа
делится
самостоятельно
изучает
статьи
на малые
ФЗ
«Об
группы по 4-5
охране
атмосферного
человек. Каждая группа
воздуха»
касающиеся
государственного надзора в области охраны атмосферного воздуха; экономического механизма
охраны атмосферного воздуха; ответственности за нарушение законодательства РФ в области
охраны атмосферного воздуха. Готовит пояснительную записку с указанием подзаконных актов,
нормативно-методических документов по исполнению данной статьи.
2.Деловая
игра. Тема
занятия:
Документы на предприятии по охране атмосферного
воздуха.
Цель: умение работать в группе; способность отстоять свою точку зрения; выявление лидера.
Академическая группа делится
по группы инспекторов экологического контроля ; экологов
предприятия; экспертов. Задача инспекторов тщательно проверить
все организационные
документы по охране атмосферного воздуха; первичную учетную документацию (ПОД-1, ПОД2,ПОД-3); государственную статистическую отчетность (форму 2-ТП (воздух)); документы,
подтверждающие право предприятия на выброс загрязняющих веществ в атмосферу; документы
по реализации мероприятий
сокращения выбросов загрязняющих веществ в периоды
неблагоприятных метеорологических условий; документы по охране атмосферного воздуха по
эксплуатации автотранспортных средств,
документы лаборатории предприятия по контролю
негативного воздействия на окружающую среду. Задача экологов давать пояснения по
имеющиеся документации и данным, внесенным в формы отчетности.
Задача экспертов –
выявление достоверности в имеющихся документах, правильность заполнения, умение как
инспекторов, так и экологов отстаивать свою точку зрения.
3.Деловая игра. Тема занятия: Метеорологические процессы переноса и рассеивания
примесей в атмосфере.
Цель: умение работать в группе; способность отстоять свою точку зрения; выявление лидера.
Академическая группа делится на малые группы по 4-5 человек. Каждой группе раздается
задание, варианты приведены в таблице 18.
Таблица 18. Исходные данные
Предприятие
Метеорологические условия
Металлургический
комбинат
на севере Активная
циклоническая
Красноярского края, летний период
деятельность,
обложной
дождь,
ветер северный 5-6 м\сек, т-ра +15о
Металлургический
комбинат
на севере Устойчивый антициклон со слабым
30
Красноярского края, летний период
барическим полем,
без осадков,
ветер 2 м\сек, т-ра ++25о
Металлургический комбинат в Челябинской Активная
циклоническая
области летний период
деятельность,
обложной
дождь,
ветер северный 5-6 м\сек, т-ра +15о
Металлургический комбинат в Челябинской Устойчивый антициклон со слабым
области летний период
барическим полем,
без осадков,
о
ветер 2 м\сек, т-ра ++25
Металлургический
комбинат
на севере Активная
циклоническая
Красноярского края, зимний период
деятельность,
обложной
дождь,
ветер северный 5-6 м\сек, т-ра - 45о
Металлургический комбинат в Челябинской Активная
циклоническая
области летний период
деятельность,
обложной
дождь,
ветер северный 5-6 м\сек, т-ра -25о
Использую предложенные данные, дополнительные источники ( лекционный курс, Атласы и
т.д.)
выяснить
при каких метеорологических
условия
будут быстрее рассеиваться
загрязняющие вещества, объяснить свою позицию .
Преподаватель
анализирует индивидуальную и групповую работу, выявляет лидеров, делает
вывод об умении каждого работать в группе.
4. Деловая игра. Тема занятия : Анализ состояния атмосферного воздуха ХМАО
Цель: умение работать в группе; способность отстоять свою точку зрения; выявление лидера.
Академическая группа делится на малые группы по 4-5 человек. Каждая группа использую
сведения
о состоянии
атмосферного
воздуха
в ХМАО,
климатические
карты, атласы
анализирует экологическую обстановку по разным районам ХМАО, объясняет
полученные
результаты.
Все необходимые для работы данные , выдаются в виде раздаточного материалы:
1. О «Состояние атмосферного воздуха за 2008-2011 гг.
по данным Департамента экологии
ХМАО – Югры»;
2.Таблицы с данными о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных
источников за 2008-2010гг.;
3. Таблицы с данными о динамике изменения качества атмосферного воздуха городов
автономного округа за 2008-2010гг.
3. Тестовые задания — это учебно-методические материалы для самоподготовки, текущего и
итогового контроля, которые предназначены для выработки умений и навыков практического
применения теоретических знаний . Тесты используются с целью контроля хода и результатов
теоретического и практического усвоения учебного материала по дисциплине. Включают как
тесты для самопроверки, а также итоговые и промежуточные. Система тестов представлена в
31
виде комплекса тестовых вопросов. Тестовые вопросы, объединены в блоки по конкретному
разделу (теме) учебной дисциплины.
5.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ СТУДЕНТОВ И ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ.
Методические указания по написанию реферата, темы рефератов в рамках выполнения
самостоятельной работы приведены в Рабочей программе. Там же приведены вопросы к
тестам , примерные вопросы к экзамену.
6.КОНСПЕКТ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА.
Лекция 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
ФУНКЦИИ
АТМОСФЕРЫ.
Вопрос 1. Введение. Цели,
задачи дисциплины. Атмосферный воздух – важная жизнеобеспечивающая природная среда,
поэтому
загрязнение
интенсивно
атмосферы вредными веществами наиболее опасно. Атмосфера
воздействует и на человека, и на все компоненты
биосферы. Поэтому охрана
атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и
ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах. Цель
атмосферы : изучение экологических функций
источников
загрязнения
примесей ; изложение
рассеивания примесей
атмосферы. Основные задачи: изучение
атмосферы и гидросферы
основных
сведений
в атмосфере;
дисциплины экология
и характера выделяемых ими вредных
о метеорологических
процессах переноса
изучение мониторинга загрязнения
гидросферы;- выделение последствий загрязнения атмосферы и гидросферы.
и
атмосферы и
Вопрос 2
Атмосфера – внешняя оболочка биосферы. Масса атмосферы — около 5,5×1015т. Толщина
нижнего слоя атмосферы (тропосферы), содержащего около 80% ее массы, — от 8 км в полярных
широтах до 18 км в экваториальном поясе. В стратосфере, расположенной на высоте до 55 км над
поверхностью, находится до 20% массы атмосферы. Роль атмосферы в природных процессах
биосферы огромна:
определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты; защищает
ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений; циркуляция атмосферы оказывает
влияние на местные климатические условия, а через них - на режим рек, почвенно-растительный
покров и на процессы рельефообразования. В нижней часть атмосферы - тропосфере,
сосредоточены необходимые для питания живых организмов условия окружающей среды свет, тепло, вода, кислород, другие химические элементы.
Современный газовый состав
атмосферы - результат появления и эволюции живого вещества, это постоянные газы : азот
(78,09%) и кислород (20,95%), 0.93 % аргон, также всегда присутствуют водяной пар,
углекислый газ (0,03%) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон,
32
ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов; твердые частицы различного
происхождения. Жизнеобеспечивающие
кислорода, которое
определяет
метаболизма (обмена);
низкая
закрывает возможность
формирование
плотность
существования
поверхностью; понижение
свойства
содержание
достаточного уровня энергетического
воздуха, что ограничивает
развитых организмов
и
вне связи с подстилающей
атмосферных газов
предопределяет границы распространения растений – фотосинтетиков
на высоте; 50% массы
сосредоточено
многообразию жизни
парциального
распространение
давления
атмосферы
с высотой
атмосферы: высокое
в нижних 5км,
90%-
в нижних
20км, что препятствует
по вертикали ; определяет зональность климата. Роль основных газов
атмосферы: кислород необходим для дыхания, необходим для дыхания, гниения
углекислый газ (диоксид углерода)
- источник питания
и горения;
растений; входит в состав почв,
растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе;
азот - входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Аэрозоли жидкие и твёрдые взвешенные
вещества
-
космической
водяные капли, ледяные
кристаллы, частички почвенной, вулканической
пыли, дыма, микроорганизмы, споры растений
мельчайшие ( менее 1 мкм); большие частицы
и т.д.
Размеры
и
частиц:
размером от 0.1 до 1 мкм; ядра «гиганты»
размер более 5 мкм.
Вопросы для
самопроверки: 1. Понятие атмосферы. 2. Цель и задачи дисциплины экология атмосферы. 3.
Масса и толщина атмосферы. 4. Газовый состав атмосферы. 5. Значение основных газов. 6.
Жизнеобеспечивающие свойства атмосферы. 7. Классификация аэрозолей.
Лекция 2.
ИСТОЧНИК
ВЫДЕЛЯЕМЫХ
ИМИ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ
АТМОСФЕРЫ
И
ХАРАКТЕР
ПРИМЕСЕЙ. Загрязнение атмосферы – результат выбросов
загрязняющих веществ из различных источников. Степень загрязнения атмосферы зависит от
числа и массы выбросов. В общем плане концепция загрязнения атмосферы включает
значительное число действий и явлений, ведущих к ухудшению её
исходного, природного
качества . В более узком смысле,
загрязнение атмосферы - выброс твердых, жидких и
газообразных загрязняющих веществ.
Загрязняющие вещества – это те, которые оказывают
отрицательное воздействие на окружающую среду либо непосредственно, после химических
изменений в атмосфере, либо в сочетании с другими веществами. Загрязнениями считаются и
выбросы теплоты,
шума, вибраций и излучений (не только радиоактивных, но и
электромагнитных, таких как микроволновые, радарные, ультравысокочастотные). Источники
загрязнения атмосферы: естественный вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары,
процессы разложения растений и животных; антропогенные - предприятия топливноэнергетического
комплекса,
транспорт,
Классификация загрязнения атмосферы
различные
машиностроительные
по агрегатному
предприятия.
состоянию- газовые,
жидкие ,
33
твердые
смешанные. Классификация промышленных выбросов: по организации
контроля; по температуре выхлопных газов ; по локализации; по
назначению
по месту расположения: по
введения и
признакам очищения; по
геометрической форме: точечные, линейные; по
режиму работы. Первичные и вторичные промышленные выбросы. Основные загрязнители:
оксид углерода; сернистый ангидрид; серный ангидрид; сероводород и сероуглерод; оксиды
азота; соединения
фтора; соединения
нефтеперерабатывающие,
хлора. Источники искусственных
нефтехимические
предприятия;
аэрозолей: ТЭС,
промышленные
отвалы;
горновзрывные работы; производство цемента и других строительных материалов. Вклад
отраслей промышленности в загрязнение атмосферного воздуха: химические производство;
передвижные
виды
транспорта;
горнодобывающая
промышленность;
нефте
и
газоперерабатывающие заводы. Влияние загрязнения атмосферы на человека, растительный и
животный
мир.
Влияние
радиоактивных
веществ на растительный
и животный
мир.
Последствия воздействия загрязнителей на человека, животный и растительный мир.
Вопросы для
самопроверки: 1. Загрязнение
атмосферы
в широком и узком смыслах. 2.
Загрязняющие вещества. 3. Источники загрязнения. Классификация загрязнений атмосферы. 4.
Классификация промышленных
выбросов. 5. Дать характеристику
атмосферы. 6. Выделить источники искусственных
отраслей
хозяйства в загрязнение
атмосферы.
основным загрязнителям
аэрозолей. 7. Охарактеризовать
8. Проанализировать влияние
вклад
загрязнения
атмосферы на человека, биоту. 9. Как влияют радиоактивные вещества на биоту? 10. Выделить
последствия воздействия загрязнителей на человеку, биоту.
Лекция 3. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРИМЕСЕЙ
В АТМОСФЕРЕ.
ПРОЦЕССЫ
Процесс
ПЕРЕНОСА
распространения
И РАССЕИВАНИЯ
загрязнений
в атмосфере
происходит за счёт изменения градиента концентрации примеси во времени и в пространстве
с учётом турбулентной диффузии воздушных масс. Степень загрязнения воздуха выбросами
на локальных территориях зависит от возможности переноса загрязняющих веществ, уровня
их химической активности , метеорологических условий распространения в данной местности
, характеристик
атмосфере
подстилающей
зависят от химических
поверхности. Процессы распространения
реакции; временем существования
выбросов
в
загрязнителей;
коэффициента турбулентной диффузии; подстилающей поверхности; гидрометеорологических
процессов. Миграция и трансформация загрязняющих вещества
влияющие
на
распространение
Техногенные : интенсивность
устья
источника выбросов
загрязнений:
в воде, почве. Факторы,
техногенные, природно-климатические.
и объём выбросов вредных веществ; высота расположения
от поверхности
осуществляются
загрязнения;
климатические:
характеристика
земли;
уровень техногенного
циркуляционного
размер
территории, на
освоения
режима;
которой
региона. Природно-
термическая
устойчивость
34
атмосферы;
атмосферное давление
температурные
; влажность
инверсии, их повторяемость
воздуха, температурный
режим;
и продолжительность; скорость
ветра ,
повторяемость застоя воздуха и слабых ветров (0-1 м\сек); продолжительность туманов, рельеф
местности, геологическое строение и гидрогеология района ; почвенно-растительные условия (
тип почвы, водопроницаемость, пористость, гранулометрический состав почвы, эродированность
почвенного покрова,, состояние растительности, состав пород , возраст, бонитет); фоновые
значения показателей загрязнения природных компонентов атмосферы, в т.ч. существующих
уровней шума; состояние
животного мира .Метеорологический и климатический потенциал
загрязнения атмосферы. Изменение потенциала загрязнения атмосферы по территории России.
Рассеивающая способность атмосферы. Процессы седиментации, нейтрализации и связывания
газообразных выбросов в атмосфере. Механизмы трансформации загрязнений в окружающей
природной среде: изменение концентрации озона; изменение концентрации парниковых газов;
физико-химическая
трансформация
загрязняющих
веществ на локальных территориях;
кислотные осадки; тепловые аномалии.
Вопросы для самопроверки: 1. От чего зависит степень загрязнения воздуха выбросами? 2. От
чего зависят процессы распространения выбросов в атмосфере? 3. Факторы , влияющие ра
распространение
климатические
загрязнений? 4. Назвать техногенные
факторы. 6. Какая
синоптическая
факторы? 5. Назвать природно-
ситуация
самая неблагоприятная
для
распространения загрязнений? 7. Как солнечная радиация влияет на разложение токсичных
веществ? 8. Каким образом осадки
влияют на процессы самоочищения атмосферы? 9. Как
направление и скорость ветра влияют на рассеивание загрязняющих веществ? 10. Что такое
опасная скорость ветра? 11.Задерживающие слои и их роль в рассеивании загрязняющих
веществ?12.Как туман влияет на загрязнение воздуха?13. Что такое фотохимический смог? 14.
Дать определение
рассеивающая
метеорологического и климатического
способность
атмосферы?
потенциалов.15. Что такое
16. Какие процессы
происходят
в процессе
самоочищения атмосферы? 17. Как трансформируются загрязняющие вещества в окружающей
природной среде?
Лекция 4. МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ. Сеть наблюдений за уровнем
загрязнения
атмосферы. Росгидромет . Категории
постов для контроля
качества воздуха:
стационарные, маршрутные, передвижные подфакельные. Программы наблюдений. Требования
для размещения постов. Методы определения в воздухе концентраций токсичных химических
соединений : хромотографичексие; массоспектрометрические ; спектральные; электрохимические.
Охрана атмосферного
воздуха. Задачи охраны
атмосферного
воздуха. Природоохранные
сооружения и мероприятия по защите атмосферного воздуха. Контроль за охраной атмосферного
воздуха. Задачи системы контроля. Функции различных органов по контролю за охраной
35
воздуха : государственного
эпидемиологической
качества
комитета
по экологии и природным ресурсам РФ; санитарно-
службы Минздрава РФ; служб контроля предприятий .Нормирование
атмосферного
воздуха: ПДК
рабочей зоны; ПДК максимально
разовое; ПДК
среднесуточное. ПДВ. Индекс загрязнения атмосферы. Программы по защите атмосферного
воздуха: долговременные, средней продолжительности и кратковременные.
принципы и методы очистки
выбросов
Основные
предприятий: 1. Мероприятия, направленные на
снижение мощности выбросов, т.е. уменьшение количества выбрасываемого вещества в единицу
времени: замена топлива, предварительная
обработка сырья, малоотходные технологии. 2.
Мероприятия, направленные на защиту атмосферы путем обработки и нейтрализации вредных
выбросов
специальными
биологическая
системами
очистки.
Промышленная.,
санитарная
очистка,
очистка. 3. Мероприятия по нормированию выбросов как на отдельных
предприятиях и устройствах, так и в регионе в целом. Классификация газоочистного и
пылеулавливающего оборудования: сухие механические пылеуловители (гравитационные, сухие
инерционные и ротационные); мокрые пылеуловители (инерционные, конденсационные),
скрубберы (механические, ударно-инерционные, полые, насадочные, центробежные), скрубберы
Вентури;
промышленные фильтры (рукавные, волокнистые, карманные, зернистые), с
регенерацией
(импульсной
обратной
промывкой
ультразвуком),
с
механическим
и
вибровстряхиванием; электрические пылеуловители (сухие и мокрые электрофильтры); аппараты
сорбционные (химической) очистки газа от газообразных примесей (адсорберы, абсорберы);
аппараты термической и термокаталитической очистки газов от газообразных примесей (печи
сжигания, каталитические реакторы); аппараты других методов очистки. Степень очистки.
Требования к газоочистному оборудованию. Анализ состояния атмосферного воздуха в ХМАО.
Вопросы для
самопроверки:
1. Охарактеризовать
сеть наблюдений
за загрязнением
атмосферного воздуха. 2. Классификация постов для контроля за качеством атмосферного
воздуха. 3. Требования для размещения постов. 4. Методы определения загрязняющих веществ. 5.
Основные
задачи по охране атмосферного
воздуха. 6.Контроль за охраной
воздуха. 7.
Природоохранные сооружения и мероприятия. 8. Охарактеризовать основные нормативы за
качеством атмосферного воздуха. 9. Охарактеризовать мероприятия направленные на снижение
мощности выбросов. 10. Классификация газоочистного и пылеулавливающего оборудования.11.
Проанализировать состояние атмосферного воздуха по территории ХМАО.
Лекция 5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРОБЛЕМЫ КАК СЛЕДСТВИЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ
АТМОСФЕРЫ. Потепление климата. Основная причина потепления климата: парниковый
эффект (повышение температуры нижних слоев атмосферы Земли по сравнению с эффективной
температурой, т.е. температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса).
Парниковые газы: СО2, СН4, хлорфторуглеродов (фреонов), озона, оксидов азота и др. Вклад
36
парниковых газов атмосферы в повышение температуры. Экологические последствия потепления
климата. Киотский протокол. Система квот на выбросы тепличных газов, его суть. Другие
причины, вызывающие потепление климата: непостоянство солнечной активности, изменение
магнитного поля Земли и атмосферного электрического поля. Нарушение озонового слоя. Снижение
концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого УФизлучения. Растения под влиянием сильного УФ-излучения теряют способность к фотосинтезу,
наблюдается увеличение заболевания раком кожи у людей, снижение иммунитета. «Озоновые дыры».
Причины образования «озоновых дыр». Роль хлорфторуглеводородов ( фреонов) в разрушении молекул
озона. Другие вещества, разрушающие озон: четыреххлористый углерод CCl4 и оксид азота N2O.
Кислотные осадки. Кислотные дожди образуются в результате промышленных выбросов в
атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют
серную и азотную кислоты. Суть процесса образования кислотных осадков. Источники
поступления оксидов серы и соединений азота в атмосферу. Опасность выпадения кислотных
осадков в почву, водоёмы. Последствия увеличения кислотности водоёмов и почв. Загрязнение
воздуха в городах. Загрязнение взвешенными веществами, бензопиреном, фенолом, диоксидом
азота, аммиаком. Воздействие загрязнителей на здоровье городского населения.
7.МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ И СИСТЕМАТИЧЕСКОГО
КОНТРОЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ
7.1 Словарь терминов.
Абсорбция - это процесс поглощения газов или паров из газовых или паровых смесей жидкими
поглотителями - абсорбентами
Аппарат очистки газа - элемент установки, в котором непосредственно осуществляет
избирательный процесс улавливания или обезвреживания веществ, загрязняющих атмосферу.
Атмосфера – внешняя ( воздушная) оболочка Земли.
Аэрозоли - жидкие и твердые взвешенные частицы, содержащиеся в атмосфере.
Загрязнение атмосферы – результат выбросов загрязняющих веществ из различных источников
Загрязняющие вещества – это вещества, которые оказывают отрицательное воздействие на
окружающую среду либо непосредственно, после химических изменений в атмосфере, либо в
сочетании с другими веществами.
Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) - комплексный индекс загрязнения атмосферы,
учитывающий несколько примесей. Величина ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых
концентраций.
Ксенобиотики - вещества не участвующие во внутреннем кругообороте, т.е в нормальных
условиях не должны попадать в организм Сочетание Метеорологический потенциал
37
загрязнения атмосферы - метеорологические условия , обуславливающие накопление в
атмосфере примесей
Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых пористых материалов селективно
извлекать из газовоздушной смеси отдельные ее компоненты
Наибольшая повторяемость (в процентах) (НП) превышения максимально разовой ПДК по
данным наблюдений на посту за одной примесью или на всех постах территории за всеми
примесями за месяц или за год.
Научно-технические нормативы - нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и
ПДС), а также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила, содержащие
требования по охране окружающей природной среды.
Охрана атмосферного воздуха - система мер, осуществляемых органами государственной
власти России, субъектами федерации, органами местного самоуправления, юридическими и
физическими лицами в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его
вредного воздействия на здоровье человека и окружающую природную среду.
Предельно- допустимые выбросы (ПДВ) - это максимальные выбросы в единицу времени
для данного природопользователя по данному компоненту, которые создают в приземном слое
атмосферы концентрацию этого вещества Ci и эффекта суммации веществ однонаправленного
действия.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) - нормативы, устанавливающие концентрации
вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или
поверхности (кожа работающих), которые при воздействии за определенный промежуток времени
практически не влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его
потомства.
Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКрз) концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов, или при
другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не
должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые
современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни
настоящего и последующего поколений.
Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДКмр) - концентрация вредного
вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут
рефлекторных (в том числе, субсенсорных) реакций в организме человека
Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс) - это концентрация вредного
вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или
косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании
38
Природоохранные сооружения и мероприятия предназначены для полного или частичного
предотвращения негативных последствий от природных и антропогенных воздействий на
ОПС, а также сохранения качества окружающей среды на уровне, обеспечивающем
устойчивость биосферы
Промышленная очистка - это очистка газов с целью последующей утилизации или возврата в
производство отделенного газа или превращенного в безвредное состояние продукта
Рассеивающая способность атмосферы - метеорологические условия обуславливающие
рассеивание в атмосфере примесей
Самоочищение атмосферы - частичное или полное восстановление естественного состава
атмосферы вследствие удаления примесей под воздействием природных процессов
Санитарная очистка - это очистка газа от остаточного содержания в газе загрязняющих веществ,
при котором обеспечивается соблюдение установленных для последнего ПДК в воздухе
населенных мест или производственных помещений
Стандартный индекс (СИ) , т.е. наибольшая измеренная разовая концентрация примеси,
деленная на ПДК. Он определяется из данных наблюдений на посту за одной примесью, или на
всех постах рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год
Санитарно-гигиенические и экологические нормативы определяют качество окружающей
среды по отношению к здоровью человека и состоянию экосистем, но не указывают на источник
воздействия и не регулируют его деятельность
Тропосфера -нижняя часть атмосферы, открытая динамическая система, находится в состоянии
непрерывного взаимного обмена веществом, энергией, информацией с верхними слоями
атмосферы, космическим пространством , биотой, подстилающей поверхностью суши и океана.
Установки очистки газа - это комплекс сооружений, оборудования и аппаратуры,
предназначенный для отделения от поступающих из промышленного источника газа или
превращение в безвредное состояние веществ загрязняющих атмосферу
Фотохимический туман - многокомпонентная смесь
газов и аэрозольных частиц первичного и
вторичного происхождения.
7.2 Тестовые задания
Тест 1. Распространение и трансформация промышленно-транспортных загрязнений в
ОПС
1. Степень
загрязнений воздуха
зависит от:
А) возможности переноса загрязняющих веществ, б) уровня
загрязняющих веществ, в) количества загрязняющих веществ
химической активности
г)метеорологических
условий распространения в данной местности ,
д) характеристик
подстилающей поверхности.
39
2. На распространение загрязнений в ОПС
влияют следующие факторы:
А) интенсивность и объём выбросов б) высота источника выброса в) удаленность от
источника выброса г) термическая устойчивость атмосферы д) скорость и направление ветра
3. На распространение загрязнений в ОПС
влияют следующие факторы:
А) размер территории, на которой осуществляются загрязнения; б) уровень техногенного
освоения региона,
в) наличие разнообразных промышленных предприятий г) почвенно-растительные условия
д)температурный режим
4. Распространение загрязнений в ОПС хуже всего происходит при следующей
синоптической ситуации:
А) циклон б) гребень с развитым градиентным полем в) антициклон г) антициклон с
безградиентным полем
д) ложбина с безградиентным полем
5. При выбросах от промышленных предприятий с высотными трубами значительные
концентрации примесей у земли создаются при скорости ветра:
А) слабой б) опасной в) сильной г) штиле д) штормовой
6. Рассеивание отработавших газов быстрее происходит :
А) утром б) днём в) вечером г) ночью д) в течение всего времени суток
7. Рассеивание отработавших газов происходит быстрее при состоянии атмосферы
А) устойчивом
б) неустойчивом
в) безразличном г) равновесном д) наличии
задерживающих слоёв
8. Самоочищение атмосферы сильнее происходит при:
А) туманах б) выпадение дождя в) выпадении снега г) любых осадках д) наличии облачности
9.
Сочетание метеорологических условий , обуславливающих накопление в атмосфере
примесей, называют :
А) метеорологическим потенциалом загрязнения атмосферы ; б) рассеивающей способностью
атмосферы ; в) метеорологическим потенциалом ; г) климатическим потенциалом ; д)
синоптическим потенциалом
10..Возможный уровень загрязнения атмосферы не определяется:
А) метеорологическим потенциалом загрязнения атмосферы ; б) прозрачностью
атмосферы ;
в)высотой слоя перемешивания; г) повторяемостью инверсий ; д) повторяемостью штилевых
слоёв
11.
Падение концентрации вредных веществ в атмосфере происходит из-за:
40
А) вследствие разбавления выбросов воздухом , б) постепенного самоочищения атмосферы
;в) Вымывания атмосферными осадками
г)переноса на значительные расстояния от места
выброса д) разложения загрязняющих веществ
12.Изменения в ОПС под влиянием загрязнений могут проявляться в :
а) Изменении концентрации озона в стратосфере и тропосфере; б) Изменении концентрации
«парниковых» газов в атмосфере и возможных климатических изменениях; в) Физикохимических трансформациях на локальных территориях; г) трансграничном переносе д)
тепловых аномалиях
13. «Острова тепла»
влияют на :
а) образование туманов , б) количество осадков, в) скорость ветра г) влажность воздуха
д)интенсивность солнечной радиации.
14.Оценка последствий промышленно- транспортных воздействий на человека включает :
А) исследование механизмов распространения
загрязнителей в ОПС ;б) миграции в
экосистемах ( по пищевым цепям); в) степень концентрации предприятий на данной
территории; г) реакции живых организмов и сообществ на воздействия.
15. Процесс накопления в организме малых, кажущихся безвредными долей , получаемых в
течение длительного периода , создающих токсичную концентрацию и наносящих ущерб
здоровью, называется :
А) биоконцентрация б) биоаккумуляция в)Биосинергизм г) биорегуляция
д) биоассимиляция
16. Вещества, не участвующие во внутреннем кругообороте, т.е которые в нормальных
условиях не должны попадать в организм называются :
А) токсиканты б) канцерогенны в) ксенобиотики г) мутагены д)аллергены
17. Ответ организма на воздействие загрязнителей
зависит от :
А) количества загрязняющих веществ б) токсичности загрязняющего вещества в) путей
поступления в организм г) возможностей детоксикации загрязнителя д) здоровья человека
ТЕСТ 2 . Нормирование качества воздуха
1. Концентрация вредного вещества , которая при ежедневной работе в течение 8 часов ,
или при другой продолжительности , но не более 41 часов в неделю, на протяжении всего
рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья,
обнаруживаемые современными методами исследования , в процессе работы или в отдаленные
сроки жизни настоящего и последующего поколений называется : а) ПДК б) ПДКрз в)
ПДКмр г)ПДК СС д) ПДВ
41
2.
Концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест , которая не должна
оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом
вдыхании называется: : а) ПДК б) ПДКрз в) ПДКмр г)ПДКсс д) ПДВ
3.
Концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при
вдыхании в течение 20 мин рефлекторных реакций в организме человека называется : а) ПДК
б) ПДКрз в) ПДКмр г)ПДКсс д) ВДВ
4.
Масса вещества в отходящих газах, максимально допустимая к выбросу в атмосферу в
единицу времени называется : : а) ПДК б) ПДКрз в) ПДКмр г)ПДКсс д) ПДВ
5.
Нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объёма
(воздуха, воды), массы ( пищевых продуктов, почвы) или поверхности ( коджа работающих),
которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют на
здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства называется : :
а) ПДК б) ПДКрз в) ПДКмр г)ПДКсс д) ПДВ
6.
Для веществ , о действии которых не накоплено достаточно информации
устанавливаются : : а) ПДК б) ВДВ в) ПДКмр г) ВДК д) ПДВ
7.
Результат выбросов загрязняющих веществ из различных источников это: а) качество
воздуха б) загрязнение атмосферы в) загрязнение окружающей среды г) концентрация
загрязняющих веществ д) загрязнение территорий
8.
При установлении ПДВ не учитываются: а) перспектива развития предприятия
б)физико-географические условия местности в) климатические условия местности г) площадь
территории вокруг предприятия д) расположение промышленных, селитебных зон, зон
рекреации
9.
Сумма нормированных по ПДКсс и приведенных к концентрации диоксида серы
средних содержаний различных веществ называется : а) потенциал загрязнения атмосферы б)
комплексный показатель загрязнения атмосферы в) единичный индекс загрязнения
атмосферы г) комплексный индекс загрязнения атмосферы д) стандартный индекс загрязнения
атмосферы
10. Сочетание метеорологических параметров , определяющих возможный уровень
загрязнения атмосферы при заданных выбросах называют: а) потенциал загрязнения
атмосферы б) комплексный показатель загрязнения атмосферы в) единичный индекс
загрязнения атмосферы г) комплексный индекс загрязнения атмосферы д) стандартный
индекс загрязнения атмосферы
11. Предельно-допустимые концентрации относятся к нормативам: а) экологическим ; б)
санитарно-гигиеническим ;в) научным г) научно-техническим ; д) гигиеническим
42
7.3. Вопросы для подготовки к семинарским занятиям приведены в пункте 2.
43