Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования


страница10/11
eco.na5bal.ru > Экология > Задача
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

* Значения ПДК для загрязняющих веществ приведены в табл. 4.

Определение ПДС сточных вод проводится согласно методике, изложенной в работе [6].

1. Для расчета ПДС сточных вод предварительно необходимо определить коэффициент смешения сточных и речных вод () и кратность разбавления (п).

Согласно методу В.А.Фролова-И.Д.Родзиллера [7], коэффициент смешения стоков с водой реки определяется по формуле:



где е - основание натурального логарифма, е = 2,7;

а - коэффициент, учитывающий влияние гидрологических факторов смешения сточных вод:

,

ζ - коэффициент, зависящий от вида выпуска:

- при береговом сосредоточенном выпуске ζ = 1,0,

- при русловом сосредоточенном выпуске ζ = 1,5;

φ - коэффициент извилистости русла, равный отношению длины русла по фарватеру (середине реки) к длине по прямой, соединяющей точки выпуска и контрольного створа (при прямом русле φ =1. Во всех вариантах принять φ =1);

Е - коэффициент турбулентной диффузии:



Vcр - средняя скорость течения реки на всем участке смешения, м/с;

Нср - средняя глубина реки на этом участке, м;

L - расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м;

Q - расход воды в створе реки у места выпуска, м3/c;

q - расход сточных вод, сбрасываемых в водоем м3/c.

Краткость разбавления стоков в расчетном створе составляет:



2. Величина ПДС определяется для всех категорий водопользования как произведение расхода сточных вод q, м3 на допустимую концентрацию загрязняющего вещества СПДС, г/м3 в сбрасываемых стоках:

ПДС = q * CПДС.

При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение CПДС, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольном (расчетном) створе. Величина CПДС определяется по разным формулам для консервативных, взвешенных веществ и неконсервативных преимущественно органических веществ, в том числе по биохимической потребности в кислороде (БПКполн).

Для определения CПДС консервативных веществ составляем уравнение материального баланса:



учитывая, что



где - концентрация i-го вещества в контрольном створе;

- предельно-допустимая концентрация i-го вещества.

Вышеприведенное уравнение может быть преобразовано в следующем виде:

СПДС = n * (CПДК - Сф)+Сф., или СПДС = n * CПДК
Это и есть основная расчетная формула для определения СПДС консервативных веществ.

Величина СПДС для взвешенных веществ согласно "Правилам охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами" определяется исходя из условия, что содержание взвешенных веществ по сравнению с природным (фоновым) Сф не должно увеличиваться более, чем на Δ С=0,25 мг/л, при условии, что т.е.

При установлении СПДС с учетом неконсервативности загрязняющего вещества расчетная формула имеет вид:



где К1 - коэффициент неконсервативности для нефтепродуктов;

К1 = 0,0061/сут.

Определение СПДС стоков по БПКполн.

Биохимическая потребность в кислороде (БПКполн, мг/л или г/м3) - показатель, характеризующий степень загрязненности сточных вод органическими веществами. БПКполн определяется количеством кислорода, потребляемого на биохимическое окисление органических веществ в процессе жизнедеятельности аэробных бактерий.

При установлении СПДС по БПКполн расчетная формула имеет вид:



где Сп.в=БПКполн - концентрация, обусловленная органическими веществами, смываемыми в водоток атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега.

Величина Сп.в принимается для горных рек равной 0,6 ÷ 0,8 г/м3; для равнинных рек, протекающих по территории, почва которых содержит небольшое количество органики, Сп.в = 1,7 ÷ 2,0 г/м3; для рек болотного питания или протекающих по территории, с которой смывается повышенное количество органических веществ, Сп.в изменяется в пределах от 2,3 до 2,5 г/м3. Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега, то величина Сп.в принимается равной нулю.

к0 - осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, к0= 0,065 /сут.

Время добегания t, с от места выпуска сточных вод до расчетного створа определяется по формуле:

Для расчета по формуле, определяющей величину СПДС, время t переводится в сутки. Коэффициент перевода составляет

Полученные значения СПДС для каждого типа загрязняющего вещества подставляются в вышеприведенную формулу (ПДС = q * CПДС), откуда и определяется величина ПДС.
3. Необходимая степень очистки для очистных сооружений находится по формуле:



где Спост - концентрация вещества, поступающая на очистные сооружения;

СПДС - концентрация вещества в спускаемых в водоем очищенных сточных водах, обеспечивающая нормативное качество воды в контрольном створе.

Таблица 4

Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ

в воде водных объектов [4, 5]


Наименование

ПДК, мг/м3

Водоемы коммунально-бытового, хозяйственно-питьевого назначения

Водоем

рыбохозяйственного назначения

Взвешенные вещества

+0,75 к фону

+0,25 к фону

Растворенный кислород

не менее 4

не менее 6

БПКполн.

6/3

3

ХПК

30/15

15

Общая минерализация

1000

1000

Азот аммонийный

2,0

0,39

Нитриты

1,0

0,02

Нитраты

10,2

9,1

Нефтепродукты

0,3

0,05

Фенолы

0,001

0,001

Хлориды

350

300

Сульфаты

500

100

Хром

0,05

0,001

Никель

0,1

0,01

Цинк

0,1

0,01

Железо

0,3

0,1

Свинец

0,03

0,01

СПАВ

0,5

0,2



ЗАДАНИЕ № 3

(к разделу «Охрана почв»)
Определить массу и объем осадка, образовавшегося после очистки бытовых сточных вод, который допустимо использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственного объекта.
В табл. 5 приведены индивидуальные варианты выполнения задания в соответствии с двумя последними цифрами учебного шифра студента.

Таблица 5

Перечень данных

Последняя цифра шифра студента

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Площадь участка S, га

0,5

0,8

0,6

0,9

0,7

1,0

1,3

1,5

0,5

1,0

Мощность (высота) почвенного

слоя H, м

0,2

0,22

0,3

0,35

0,25

0,2

0,27

0,21

0,3

0,2

Плотность почвенного слоя pn, т/м

1,51

1,60

1,53

1,58

1,62

1,58

1,54

1,57

1,59

1,62

Фоновое содержание меди в почвенном слое, мг/кг почвы*

0,3

0,2

0,4

0,3

0,2

0,5

0,8

0,6

0,8

0,5

Фоновое содержание марганца в почвенном слое , мг/кг почвы*

300

200

250

350

200

500

400

370

450

330

Фоновое содержание нитратов в почвенном слое , мг/кг почвы*

50

35

30

40

45

70

95

80

70

90




Предпоследняя цифра шифра студента

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Фоновое содержание ванадия в почвенном слое , мг/кг почвы*

60

50

55

60

50

100

120

140

100

120

Плотность осадка рос, т/м3

1,20

1,22

1,25

1,30

1,35

1,40

1,42

1,30

1,35

1,25

Содержание меди в осадке , г/м3

14

15

18

14

20

30

35

40

35

30

Содержание марганца в осадке , г/м3

1800

1600

2000

1800

1600

3000

2800

3200

3000

2800

Содержание нитратов в осадке , г/м3

500

400

300

450

400

1200

1400

1500

1400

1200

Содержание ванадия в осадке , г/м3

700

650

600

500

550

1300

1400

1500

1600

1400

* Значения ПДК загрязняющих веществ приведены в табл. 6.
Расчет количества осадка, который возможно использовать в качестве удобрения, проводится по следующей методике:
1. Составляем уравнение материального баланса, исходя из условия равномерного смешивания осадка с плодородным слоем почвы:

Сф * М+Сос*m = Cсм (М+m)

где Сф - фоновая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг почвы;

М - масса плодородного стоя почвы, кг, (рассчитывается ниже, в п.2);

Сос - концентрация i-го вещества в осадке, мг/кг осадка;

m - масса осадка, кг, (рассчитывается ниже, в п.3);

Ссм - концентрация i-го вещества в почве после смешивания ее с осадком, мг/кг почвы.

Для того, чтобы осадок можно было использовать в качестве удобрения, необходимо соблюдение следующего основного условия:

Ссм≤ ПДК,

г де ПДК - предельно-допустимая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг почвы.
2. Определение объема W и массы М плодородного слоя почвы на участке проводится по формулам:

W=H * S, 3),

где Н- мощность (высота) почвенного слоя, м;

S - площадь сельскохозяйственного объекта (участка), м2,

M=W * pn, (т), где pn - плотность почвы (почвенного слоя), т/м3.
3. Масса осадка т, подлежащего размещению на участке, определяется по вышеприведенной формуле материального баланса:

, (т).
4. Максимальный объем осадка V, предназначенного для размещения на участке, составит:

где Рос - плотность осадка, т/м3.

Высота осадка будет равна: (см).

Таблица 6

Предельно-допустимые концентрации

основных загрязняющих веществ в почве [8]

Наименование ингредиента

ПДК, мг/кг почвы

Ацетальдегид

10,0

Бензол

0,3

Ванадий

150

Кобальт

5,0

Марганец

1000

Медь

3,0

Никель

4,0

Нитраты

130

Ртуть

2,1

Свинец

32,0

Толуол

0,3

Фтор

10,0

Хром (+3)

6,0

Хром (+6)

0,05

Цинк

+ 50 к фону



ЗАДАНИЕ № 4
В 1990 г. концентрация СО2 в атмосфере составляла 340 мг/кг. Известно, что концентрация СО2 в атмосфере ежегодно увеличивается на 0,5%. Постройте зависимость концентрации СО2 в атмосфере от времени. По ней составьте следующие прогнозы:

- на сколько увеличится концентрация СО2 в атмосфере к 2050 г.;

- в каком году концентрация СО2 увеличится в два раза, т. е. можно ожидать потепления климата на 3 – 50 С.
Решение:
1. Чтобы построить зависимость концентрации CO2 в атмосфере от времени, сначала составьте таблицу:


Концентрация (С) СО2

340

C1

С2

………

Сn

Годы

1990

1991

1992

………

2050




где C1 ... Сn — концентрация углекислого газа в зависимости от года.

По данным таблицы постройте график.
Определив по графику разность Сn - 340, можно определить на сколько увеличится концентрация углекислого газа в 2050 г.
2. По этому графику определите год, в котором концентрация СО2 в атмосфере увеличится в 2 раза.
ЗАДАНИЕ № 5
В марте 1973 г. при аварии супертанкера "Амоко-Калис" у берегов Франции было выброшено в море 230 тыс. т нефти. Рассчитайте объем воды, в котором погибла рыба, если гибель рыбы происходит при концентрации нефти 15 мг/л.

Какая площадь воды (S) была при этом покрыта нефтяной пленкой, если толщина пленки (L) примерно 3 мм, а плотность нефти (ρ) 800 кг/м3?
Решение:
1тонна = 1*106 мл
1. Объем воды, в котором погибла рыба:
м3
где Мнефти - масса нефти;

Снефти - концентрация нефти, при которой гибнет рыба.
2. Объем пролитой нефти:



где М - масса нефти; ρ - плотность нефти.
3. Площадь воды, которая была покрыта нефтяной пленкой:



ЗАДАНИЕ № 6
Будет ли превышен уровень ПДК ртути в комнате, если в ней разбит термометр? Размеры комнаты: длина – 6 м, ширина 4,5 м, высота потолков 3,5 м. Масса разлившейся ртути 1 г.
Решение:
1. Определите объем комнаты:

V = S * h, м3

где S — площадь, м2; h — высота, м;
2. Определите концентрацию ртути в комнате:

мг/м3

где Мр — масса ртути, V – объем комнаты, м3.
3. Определите по нормативному документу ПДК ртути и сравните с концентрацией ртути в комнате. Сделайте вывод.
ЗАДАНИЕ № 7
При сгорании 1 л этилированного бензина в атмосферу выбрасывается 1 г свинца (q). Какой объем воздуха будет загрязнен, если автомобиль проехал 200 км? Расход бензина составляет 0,1 л на 1 км.
Решение:
1. Определите массу бензина, которая будет израсходована, когда автомобиль проедет 200 км:

m = ρ * L,

где т — масса бензина, л;

L — длина пути, км;

ρ — расход бензина, л/км;
2. Определите, сколько свинца выбрасывается в атмосферу при сгорании бензина:

Мсвинца=m*q, г

где q — выброс свинца в атмосферу при сгорании 1 л бензина.
3. Определить, сколько кубометров воздуха будет загрязнено:
По нормативному документу определите ПДК свинца.


ЗАДАНИЕ № 8
Пораженное колорадским жуком картофельное поле площадью 1000 м2 было обработано 2 кг гептахлора. Постройте зависимость концентрации пестицида от времени полураспада и по ней определите, через сколько лет можно сажать растения на этом участке земли, если период полураспада гептахлора составляет 9 лет, а ПДК гептахлора — 5 мг/м2.
Решение:
1. Определите начальную концентрацию гептахлора на участке:



где М – масса гептахлора,

S – площадь участка.
2. Чтобы построить зависимость концентрации гептахлора от времени полураспада, составьте таблицу.


Концентрация гептахлора (У)

СН

СН/2

………

С

Время полураспада (X)

0

9

………

В


3. По данным таблицы постройте график.
безымянный
4. По графику определите величину В, т. е. время, при котором концентрация гептахлора будет равна ПДК гептахлора, т. е. 5 мг/м2.

ЗАДАНИЕ № 9
В результате аварийного сброса сточных вод, в которых содержалось 60 г сурьмы (Мсурьмы), было загрязнено пастбище площадью 1000 м2 (S), глубина проникновения вод составляет 0,5 м (h). Можно ли пить молоко коров, которые паслись на этом пастбище, если на каждом звене пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном размере? ПДК сурьмы в молоке 0,05 мг/кг.
Решение:
1. Определяем массу почвы, которая была загрязнена сточными водами:

Мпочвы = S * h * ρ , где ρ – плотность почвы, равная 1000 кг/м3;
2. Определяем концентрацию сурьмы в почве:

, мг/кг

3. Составить схему пищевой цепи.
4. Определяем концентрацию сурьмы в молоке:

См сурьмы = Сп сурьмы * 100
5. Сравнить с ПДК и сделать вывод.
ЗАДАНИЕ № 10
Водоем, в котором разводили товарную рыбу, был загрязнен сточными водами, содержащими 10 кг фтора (Мф). Можно ли употреблять эту рыбу в пищу, если на каждой ступени пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном размере? Площадь водоема 100 м2 (S), глубина его 10 м (h), ПДК фтора в рыбе 10 мг/кг, плотность воды 1000 кг/м3 (ρ).
Решение:
1. Определить объем водоема:

V = S *h, м3
2. Определить массу загрязненной воды:

Мводы = V * ρ, кг
3.Определить концентрацию фтора в воде:


4. Составьте схему пищевой цепи и определите концентрацию фтора в рыбе:


4. Сравнить с ПДК и сделать вывод.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Похожие:

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconФедеральное агентство по образованию
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный...

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconРоссийской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное...
Данная дисциплина относится к дисциплинам специализации, преподается с 1996 года

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconРоссийской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное...
Усвоение стилистических особенностей профессионально значимых жанров письменной и устной коммуникации

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconРоссийской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное...
Введение. Антропогенез: теории происхождения человека. Роль труда в процессе формирования человека

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconРабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconМетодические рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПрограмма по дисциплине опд. Ф. 04
...

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconОтчет кафедры прикладной математики и информатики
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconНачальная общеобразовательная школа «Росток-угту»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconВиноградова Н. Ф. Окружающий мир: Методика обучения: 1-4 классы
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования


Экология




При копировании материала укажите ссылку © 2000-2017
контакты
eco.na5bal.ru
..На главную