Нормирование загрязняющих веществ в почве

 

Определить массу и объем осадка, образовавшегося после очистки

бытовых сточных вод, который допустимо использовать в качестве удобрения

для сельскохозяйственного объекта.

Расчет количества осадка, который возможно использовать в качестве

удобрения, проводится по следующей методике:

1. Составляется уравнение материального баланса, исходя из условия

равномерного смешивания осадка с плодородным слоем почвы

Сф · М + Сос · m = Ссм (М + m),

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

плодородного слоя почвы, кг; Сос – концентрация i-го вещества в осадке, мг/кг

С ос - С см

18

осадка; m = масса осадка, кг; 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 для каждого вещества:

Ссм ≤ ПДК,

где ПДК – предельно-допустимая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг

почвы.

2. Определяется объем W и масса М плодородного слоя почвы на участке

по формулам:

W=H · S,    M = W · pп,

где H – мощность почвенного слоя, м; S – площадь с/х объекта (участка), м2,

pп – плотность почвы, т/м3.

3. Масса осадка m, подлежащего размещению на участке, определяется

по вышеприведенной формуле материального баланса:

М × (С см - С ф )

m=                             .

 

4. Максимальный объем осадка V, предназначенного для размещения на

участке, составит:

 

V=

m

p îñ

, где pос – плотность осадка, т/м3.

 

S.

Высота осадка будет равна: h = V

 

Пример.

Осадок, образовавшийся при очистке бытовых сточных вод, содержит

медь   в   концентрации   С(Cu)=14г/м3,  и   нитраты  в   концентрации

С(NO3ˉ)=450г/м3. Плотность осадка pОС = 1,30т/м3. Плодородный слой участка

представлен серыми лесными почвами суглинистого механического состава

мощностью H=0,3м и плотностью pП = 1,55т/м3. Фоновая концентрация меди в

почве     по     данным    санитарно-эпидемиологической    службы    равна

Сф(Cu)=0,3мг/кг почвы, нитратов – Сф(NO3ˉ)=40мг/кг. Требуется определить

массу m, объем V и высоту h осадка, который допустимо использовать в

качестве удобрения для с/х объекта на площади S=0,5га.

Решение:

Объем и масса плодородного слоя почвы на участке площадью S=0,5га

составят:

W = 0,3м · 5000м2 = 1500м3, M = 1500м3 · 1,55т/м3. = 2325т.

Для определения массы осадка по уравнению материального баланса

сначала необходимо найти концентрацию меди и нитратов из расчета на кг

осадка:

 

                              10,8ìã / êã

Сос(Cu)=

Ñ (Ñu) 14  103 ìã / ì3

p îñ 1,3  103 êã / ì3

 

=                               = 346, 2 мг / кг.

Сос(NO3ˉ)=

С (NO 3- ) 450 ×103 мг / м 3

p ос 1,3×103 кг / м 3

Данные для расчета		№ варианта
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Площадь участка S, га		0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4
Мощность почвен- ного слоя H,м		0,2	0,25	0,3	0,25	0,3	0,2	0,25	0,3	0,2	0,3
Плотность почвен- 3 ного слоя pП, т/м		1,50	1,51	1,52	1,53	1,54	1,55	1,56	1,57	1,58	1,59
Фоновое содержание в почвен- ном слое Сф(х), мг/кг	Cu	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,20	0,30	0,40
	Mn	200	220	240	260	280	300	350	400	450	500
	V	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140
	NO3ˉ	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75
Содержание в осадке С(х), г/м3	Cu	14	15	16	17	18	19	20	22	24	26
	Mn	1600	1700	1800	1900	2000	2100	2200	2300	2400	2500
	V	500	600	700	800	900	1000	1100	1200	1300	1400
	NO3ˉ	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
Плотность осадка 3 pос, т/м		1,35	1,30	1,25	1,40	1,20	1,30	1,22	1,26	1,28	1,32

Варианты для выполнения задания

19

Для определения максимально допустимой массы осадка для меди и

нитратов, принимаем концентрацию каждого из них после смешивания равной

=                             = 804,8 т

ПДК.

 

 

m(Cu)=

 

M × (C см - С ф ) 2325 × (3 - 0,3)

С ос - С см 10,8 - 3

 

                                   967,9 т.

m(NO3ˉ)=

M  ( C ñì  Ñ ô ) 2325  (130  40)

Ñîñ  Ññì 346, 2  130

Расчеты показывают, что для меди и нитратов максимально допустимая

масса осадка различна, поэтому для размещения осадка следует выбирать

минимальное значение размещаемой массы осадка, т.е.

mос = min { m(Cu), m(NO3ˉ)} = 804,8 т.

При выборе массы осадка, рассчитанной для меди и равной 804,8 т,

концентрация нитратов в осадке после смешивания составит:   Сос(NO3ˉ) =

=                                                                                                          = 92 мг / кг,

C ос ( NO 3- ) × m ос + C ф ( NO 3- ) × M

m ос + М

346, 2 мг / кг × 804,8 × 10 3 кг + 40 мг / кг × 2325 × 10 3 кг

804,8×103 кг + 2325×103 кг

т.е. меньше ПДК.

Максимальный объем V и высота h осадка, предназначенного для

размещения на участке, составят:

 

V                619,1ì3;

h = =          = 0,124 м = 12, 4 см.

m îñ 804,8

p îñ    1,3

V 619,1

S 5000

 

Задание. Определить массу m, объем V и высоту h осадка, а также

концентрацию всех компонентов в осадке, который допустимо использовать в

качестве удобрения для с/х объекта на площади S согласно данным варианта,

выбранного по последней цифре в номере списка группы.

Таблица 5.1

 

Данные для расчета		№ варианта
		11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Площадь участка S, га		1,5	1,0	0,9	0,8	0,75	0,85	0,95	1,05	1,15	1,25
Мощность почвен- ного слоя H,м		0,25	0,2	0,2	0,25	0,3	0,2	0,3	0,25	0,2	0,3
Плотность почвен- 3 ного слоя pП, т/м		1,60	1,61	1,62	1,63	1,50	1,52	1,54	1,56	1,58	1,60
Фоновое содержание в почвен- ном слое Сф(х), мг/кг	Cu	0,50	0,60	0,70	0,80	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,30
	Mn	230	250	270	290	500	270	470	290	320	360
	V	50	60	80	90	100	120	140	100	80	90
	NO3ˉ	80	85	90	55	50	35	30	40	45	80
Содержание в осадке С(х), г/м3	Cu	28	30	21	23	15	20	25	17	30	30
	Mn	2600	2700	2800	2900	2000	2200	2600	2400	1800	1600
	V	1500	1600	600	800	1000	900	700	800	400	600
	NO3ˉ	1300	1400	1500	400	600	800	300	500	800	900
Плотность осадка 3 pос, т/м		1,34	1,36	1,4	1,38	1,25	1,30	1,40	1,27	1,32	1,36

Наименование вещества	Медь	Марганец	Ванадий	Нитраты
ПДК, мг/кг почвы	3,0	1000	150	130

 

 

 

 

 

20

Таблица 5.2

Предельно допустимые концентрации веществ в почве

П Н = å С Нi × М Hi при M i > M Нi,

Практическое занятие 6

 

Задание по теме «Экономический механизм охраны окружающей среды»