ПРАКТИКА 7. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ. ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ И ЛИТОСФЕРЫ

ПРАКТИКА 7.
ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ.
ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ И
ЛИТОСФЕРЫ
Цель практики

Изучить источники воздействия
машиностроительных предприятий на
гидросферу и литосферу и методы защиты от
них.
Воздействие машиностроительных
предприятий на гидросферу
Сточные воды машиностроительных производств
Вид
Цех
Производс Металлургический:
твенные:
от охлаждения печей
Вид загрязнений
Взвешенные вещества
Масла
Литейный:
от влажной газоочистки
от гидровыбивки отливок и
регенерации смеси
Пыль, песок, окалина, глина,
органические вещества
Травильный:
промывные воды,
отработанные растворы и
электролиты
Механические примеси,
маслопродукты, кислоты, щелочи,
тяжелые металлы
Механический:
отработанные СОЖ,
гидравлические испытания,
покраска
Взвешенные вещества, сода,
масла
Органические растворители,
масла, краски
Воздействие машиностроительных
предприятий на гидросферу
Сточные воды машиностроительных производств
Вид сточной
воды
Цех, отдел
Вид загрязнений
Бытовые:
Комбинат питания,
раковины, санитарные
узлы, душевые
Крупные примеси (остатки пищи,
тряпки, песок и т. п.),
болезнетворные бактерии, примеси
различного происхождения в
растворенном или
мелкодисперсном состоянии
Поверхностные: Смыв дождевыми,
снеговыми и поливочными
водами загрязнений,
имеющихся на
поверхности грунтов, на
крышах и стенах зданий,
транспортный цех
Механические частицы (земля,
песок, камень, древесные и
металлические стружки, пыль, сажа)
и нефтепродукты (масла, бензин,
керосин, используемые в двигателях
транспортных средств)
Задача


Сточные воды механического цеха
машиностроительного завода сбрасывают в
водоем хозяйственно-питьевого и культурнобытового водопользования. Степень очистки
сточных вод 30%. Кратность разбавления n = 60.
Определить соответствует ли санитарным
нормам вода в водоеме после сброса
очищенных сточных вод. Если не соответствует,
определить необходимую степень очистки.
Предложить способы очистки сточных вод.
Задача
Состав сточных вод, фоновые и исходные концентрации приведены в таблице:
Загрязняюще ПДК, мг/м3
е вещество
Группа ЛПВ
Сф , мг/м3
Сис, мг/м3
Минеральны 0,1
е масла
орг.
0,003
30
Аммиак
1,5 (по азоту) орг.
0,01
3
Хлориды
350
орг.
0,1
400
Натрий
200
с.-т.
0,8
300
ЛПВ – лимитирующий показатель вредности.
Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового
водопользования используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический,
общесанитарный и органолептический.
Решение
При сбросе сточных вод в водные объекты необходимо, чтобы вода
водного объекта удовлетворяла санитарным требованиям в
соответствии с неравенством:
m
Ci
(1)
 1,

i 1 ПДК i
где Сi – концентрация i-го загрязняющего вещества в водоеме,
относящихся к одному и тому же ЛВП; ПДКi – предельно допустимая
концентрация i-го вещества, m – количество загрязняющих веществ с
одинаковым ЛВП.
Концентрация растворенного i-го загрязнителя в очищенных
сточных водах должна удовлетворять условию:
Cоч.i  n  Ci  Cф.i   Cф.i ,
(2)
где Cоч.i – концентрации i-го загрязнителя в очищенных сточных
водах; Cф.i – фоновая концентрация i-го загрязнителя в водоеме до
сброса; n – кратность разбавления сточных вод.
Решение
Степень очистки сточных вод определяется по уравнению:
C  Cоч.i
(3)
100% .
Эi  ис.i
Сис.i
где Cис.i – исходная концентрация i-го загрязнителя в сточных
водах до очистки.
Выразим концентрацию i-го вещества в очищенной воде из
уравнения (3):
Эi 

(4)
Cоч.i  Cис.i 1 
.
 100 
Решение
Приравнивая правые части уравнений (2) и (4) и выразив
концентрацию Сi, получим соотношение для определения максимально
допустимой концентрации в водоеме с учетом степени разбавления и
эффективности очистки:
Э 
1
n 1
(5)
Ci  1  i  Cис.i 
Cф.i .
n  100 
n
Подставив (5) в (1) и выразив эффективность Эi, получим уравнение
для расчета необходимой степени очистки сточных вод:

n  1 m Cф.i 
 1  n  ПДК 
i 1
i 
(6)
Эi  1 
100 .
m
Cис.i
1





n i1 ПДК i


Защита литосферы
Отходы машиностроительных
предприятий
Отходы
% по массе
Производства
Шлаки, окалина, зола
67
Мусор
19
Горелая формовочная смесь
7
Шламы, флюсы
3
Древесные отходы
2
Бытовые
Бумага, картон
36
Пищевые отходы
38
Текстиль
7
Стекло
6
Дерево
4
Классы опасности
промышленных отходов
Класс опасности отходов для окружающей
среды
Состояние окружающей среды при
воздействии на нее отходов
1. Биопродуктивность природной среды
I Класс, высоко опасные (содержат ртуть,
нулевая.
хромат калия, оксид мышьяка и
2. Природные сферы необратимо нарушены,
др.) Например: отработанные ртутные лампы
восстановление природной среды практически
невозможно – «абиотическая пустыня»
1. Невозможно существование естественных
II Класс, опасные (содержат хлорид меди
биоценозов; искусственные биоценозы могут
и никеля, нитрат свинца, сурьму и др.)
существовать только при постоянном их
Например: отработанная серная кислота,
поддержании.
отработанные автомобильные аккумуляторы с
2. Природные сферы сильно нарушены;
неслитой серной кислотой
самовосстановление природной среды
невозможно.
Классы опасности
промышленных отходов
Класс опасности отходов для окружающей
среды
III Класс, умеренно опасные (наличие
сульфата меди, оксида свинца,
четырёххлористого углерода и др.)
Например: отработанные машинные и
индустриальные масла, маслянная ветошь
IV Класс, мало опасные
Например: твердые бытовые отходы, лом
черных металлов
V Класс, практически не опасные Например:
древесные отходы, бумага, картон
Состояние окружающей среды при
воздействии на нее отходов
1. Природные биоценозы сильно угнетены.
2. Природная среда не способна к
самовосстановлению при данных
деградационных нагрузках.
1. Заметное угнетение биоценозов.
2. Наличие обратимых нарушений природных
сфер.
1. Отсутствие угнетения естественных и
антропогенных биоценозов.
2. Отсутствие нарушений природной среды.
Защита литосферы

Определение класса опасности отходов
Показатель опасности компонента отхода Кi – рассчитывается
пo формуле:
K i = C i /Wi ,
(1)
где Сi — концентрация i-ro компонента в отходе, мг/кг отхода;
Wi — коэффициент экологической опасности i- го компонента
отхода (сводятся в табл.).
Показатель экологической опасности отхода К определяется как
сумма показателей опасности отдельных компонентом:
К = К1 + К2 + ... + Кn,
где К1, ..., Кn — показатели экологической опасности
отдельных компонентов отходов:
(2)
К 1 = C 1 / W1 ,
К 2 =C 2 /W2 ,
(3)
(4)
(5)
К n = C n / Wn ,
Защита литосферы
Коэффициент Wt рассчитывается по одной из следующих формул
lgWi = 4 – 4 / Z i
при 1 < Z i < 2 ,
(5)
lgWi = Z i
при 2 < Z i < 4 ,
(6)
lgWi = 2 + 4/(6 – Zi)
при 4 < Z i < 5 ,
(7);
где = 4 Хi /3–1/3.
(8)
Относительный параметр экологической опасности компонента
отхода (Хi) рассчитывают по установленным уровням
теологической опасности компонентов делением суммы
баллов по всем параметрам на количество этих параметров.
Защита литосферы
Таблица 1
Определение класса опасности отхода
Класс опасности отхода
Показатель экологической
опасности отхода
I
106 < К < 104
IX
104< K < 103
III
103< K < 102
IV
102 < К < 10
V
К < 10
Защита литосферы

Задача. Фермерское хозяйство дает 1 кг отходов,
состоящих из смеси следующего состава: 200 г
гербицида — препарат «Аспитокс» (действующее
вещество — 4,6-динитро фтор-бутилфенол), и 400 г
инсектофунгицида ДНЦ (действую щее веще-ство —
4,6-динитро-о-крезол), остальные компоненты
представляют собой природные органические
соединения (X = 4,Wi = 106). Определите класс
опасности отхода.
Защита литосферы
По справочнику находим показатели опасности отходов:
Препарат
LD50 мг/кг
LD50кожн
Аспитокс
Класс
опасности
ДНЦ
Класс
опасности
60
II
10
I
0.05
II
47
II
500
II
0.05
II
мг/кг
ПДК, мг/м3
LD50 – средняя смертельная доза компонента на 1 кг живого веса,
вызывающая гибель 50 % подопытных животных при пероральном введении
LD50кожн – средняя смертельная доза компонента на 1 кг живого веса,
вызывающая гибель 50 % подопытных животных при нанесении на кожу
Рассчитываем относительный параметр экологической
опасности компонента отхода (Х):
Для препарата «Аспитокс» Х1 = 5 : 3 = 1,67.
Для препарата ДНЦ Х2 = 6 : 3 = 2.