Контрольная работа по "Экологии"

Требуется: 1) определить соответствие качества атмосферного воздуха требуемым нормативам; 2) оценить степень опасности загрязнения воздуха, если оно есть; 3) при высокой степени опасности определить меры по снижению загрязнения воздуха.

Исходные данные для расчета приведены в таб. 8

Таблица 8.

Исходные данные для расчета

Загрязняющие вещества, i	Концентрация, Сi мг/м3
Формальдегид	0,5
Серный ангидрид	0,3
Аэрозоль серной кислоты	0,7
Диоксид азота	0,1

 

 

Решение задачи:

1. Для решения задачи  рекомендовано использовать индекс  суммарного загрязнения воздуха (Jm), который рассчитывается по формуле:

 

где Сi – концентрация i-го вещества в воздухе; Аi – коэффициент опасности i-го вещества, обратный ПДК этого вещества: Аi = 1/ПДК; qi –коэффициент, зависящий от класса опасности загрязняющего вещества: q=1,5; 1,3; 1,0; 0,85 соответственно для 1-го, 2-го, 3-го и 4-го классов опасности.

1. Значения ПДК для заданных загрязняющих веществ и их класс опасности взять из таблицы 9:

 

 

 

Таблица 9.

Загрязняющее вещество	Среднесуточная концентрация, мг/м3	Класс опасности
Формальдегид	0,012	2
Серный ангидрид	0,05	2
Аэрозоль H2 SO4	0,1	2
Диоксид азота	0,04	2

 

 

Рассчитаем коэффициент опасности веществ:

 

 

 

 

Индекс суммарного загрязнения воздуха формальдегидом равен:

 

Индекс суммарного загрязнения воздуха серным ангидридом равен:

 

Индекс суммарного загрязнения воздуха аэрозолем серной кислоты равен:

 

Индекс суммарного загрязнения воздуха диоксидом азота равен:

 

Степень опасности загрязнения воздуха оценивается, согласно таблице:

Таблица 10.

Jm	Условная степень опасности загрязнения воздуха
Jm ≤1	Воздух чистый
1<Jm ≤6	Воздух умеренно загрязненный
6<Jm ≤11	Высокая опасность загрязнения воздуха
11<Jm ≤15	Очень опасное загрязнение
Jm ˃15	Чрезвычайно опасное загрязнение

 

 

Jm формальдегида = 127,56 ˃ 15 – чрезвычайно опасное загрязнение.

Jm серного ангидрида = 10,27 – высокая опасность загрязнения воздуха.

Jm аэрозоля серной кислоты = 12,55 – очень опасное загрязнение

Jm диоксида азота= 3,29 – воздух умеренно загрязнен.

 

Меры по снижению загрязнения воздуха

 Основными путями снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы служат: разработка и внедрение очистных фильтров на предприятиях, использование экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение городов и поселков.

Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям.

Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения - переход на новые экологически безопасные источники энергии. Например, строительство электростанций, использующих энергию приливов и отливов, тепло недр, применение гелиоустановок и ветряных двигателей для получения электроэнергии. В 1980-е годы перспективным источником энергии считались атомные электростанции (АЭС). После чернобыльской катастрофы число сторонников широкого использования атомной энергии уменьшилось. Эта авария показала, что атомные электростанции требуют повышенного внимания к системам их безопасности. Альтернативным источником энергии академик А. Л. Яншин, например, считает газ, которого в России в перспективе можно добывать около 300 трлн кубометров.

 

 

 

Задача 5

«Определение степени загрязнения водоносного пласта при разовом воздействии фактора загрязнения»

Условие задачи: При бурении вертикальной скважины с применением промывочной жидкости, содержащей добавку поверхностно-активного вещества – сульфанола, произошел в пределах водоносного пласта аварийный сброс бурового раствора.

Требуется определить: 1) предполагаемую конфигурацию размеры ореолов загрязнения в водоносном горизонте на время t1 t2 и t3 после аварийного сброса; 2) степень разбавления загрязняющего потока по состоянию на время t1 t2 и t3; 3) Интервал времени t4, после которого концентрация сульфанола в водоносном пласте достигнет ПДК, т.е. санитарной нормы.

Исходные данные приведены в таблице.

Таблица 11.

Параметры водоносного пласта	Единица измерения	Номер задания
		8
Мощность пласта, Н	м	7
Эффективная пористость, Пэф	%	4,9
Скорость потока, V	см/сек	1,7
Скорость диффузии, V0	см/сек	0,3
Объем аварийного выброса, Q	м3	5
Концентрация загрязняющего вещества, С	%	2,3
Интервалы времени, t1 t2 t3	час час час	1 5 20
Условные ПДК	мг/л	0,02

 

 

1. Водоносный горизонт  представляет собой песчаниковый  коллектор с эффективной пористостью Пэф,%;

2. Мощность водоносного горизонта Н, м;

3. Скорость потока в водоносном горизонте V, см/сек;

4. Скорость естественного рассеяния (диффузии) загрязняющего вещества V0, см/сек;

5. Объем аварийного сброса (утечки) Q, м3;

6. Концентрация загрязняющего вещества (сульфанола) в промывочной жидкости С, %;

7. Условная ПДК для загрязняющего вещества, мг/л.

Решение задачи:

При решении делаем допущение, что загрязнение водоносного горизонта происходит по всей мощности одновременно, при V> V0. Решение сопровождается рисовкой схемы положения ореолов загрязнения в плане (см. рис. 1) и построением графика зависимости концентрации загрязняющего вещества от времени (см. рис. 2).

1. Определяется концентрация и размеры предполагаемых ореолов загрязнения в различные моменты времени (t1, t2, t3). Для этого необходимо

графически изобразить степень удаления фронта загрязнения от ствола скважины, который на плане обозначается точкой СКВ (рис. 1). Положение границы ореола на время t1 в направлении стока определяется приближенно из расчета:

 

 

 

 

и на плане в соответствующем масштабе отложить это расстояние в виде прямой линии. В поперечных стоку направлениях положение границ ореола определяется по концам векторов, являющихся гипотенузами прямоугольных треугольников, в которых длины сторон (катетов) будут соответственно равны:

,

, 

 

 

Соединив концы векторов, окантуриваем приближенно, с учетом диффузии, границу ореола загрязнения на время t1. Подставляя в те же расчеты t2 и t3, можно получить размеры и конфигурацию соответствующих ореолов загрязнения. Далее, на миллиметровке строится план рассчитанных ореолов загрязнения, на котором графически измеряются площади этих ореолов – S1, S2,S3.

Все длины векторов переводятся в метры согласно выбранному масштабу, а площади в квадратные метры.

 

 

 

2. Рассчитывается степень  разбавления (N) загрязняющего вещества в ореолах водоносного горизонта на t1, t2, t3:

для t1, ;

 

для t2, ;

 

для t3,

 

 

 

 

 

 

 

Далее рассчитывается концентрация загрязняющего вещества в ореолах по состоянию на t1,t2 и t3 при плотности бурового раствора 1,5 г/см3. Для этого концентрацию загрязняющего вещества (она дана в процентах) необходимо перевести в мг/л по формуле: С мг/л=С % × 1,5 × 104= n × 104 мг/л.

 мг/л=2,3

Затем определяется концентрация сульфанола в ореолах в мг/л. Она будет равна соответственно:

 

 

 

 

 

 

Для того, чтобы наглядно построить график, С1,С2 и С3 разделим на 300, соответственно получим данные: С1=30,7, С2=1,02, С3=0,03

3. По полученным результатам  строится график зависимости концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте от времени (рис. 2). Проведя на графике линию, параллельную оси абсцисс на уровне заданного ПДК, путем экстраполяции определяется интервал времени, через который уровень загрязнения в водоносном горизонте придет к санитарной норме, т.е. к ПДК.