Примеры выполнения практических заданий по дисциплине

1. Охрана атмосферного воздуха.

Экологические проблемы в той или иной мере всегда сопутствовали становлению и развитию человеческой цивилизации. Это началось очень давно, но продолжается до сих пор. В настоящее время деградация биосферы находится на стадии экологического кризиса.

Деградация биосферы – это разрушение или существенное нарушение экологических связей в природе, сопровождающееся ухудшением условий жизни человека, вызванное стихийными бедствиями или хозяйственной деятельностью самого человека, производимой без учета знания законов развития природы.

Согласно фундаментальным законам экологии в биосфере все составные части тесно взаимосвязаны друг с другом, поэтому, говоря о загрязнении почвы и воды, мы не можем не говорить о загрязнении атмосферного воздуха.

Если сравнивать загрязнения всех этих составных частей, то мы видим, что во-первых, основная часть загрязняющих веществ находятся в газообразном виде, следовательно большая их часть находится в атмосфере, во-вторых без воды человек проживет 5 суток, без воздуха 5 минут, следовательно загрязнения атмосферного воздуха оказывают наибольшее воздействия как на окружающую среду, так и на человека.

Анализируются виды загрязнений, их качество и количество анализируется по аналогии с загрязнениями почвы и воды, которые мы рассматривали.

Методологические основы гигиенического нормирования атмосферного загрязнения включают следующие положения:

Допустимой признается только та концентрация химического вещества в атмосфере, которая не оказывает на человека прямого или косвенного, вредного либо неприятного действия, не влияет на самочувствие и работоспособность.

Привыкание к вредным веществам, находящимся в атмосферном воздухе, рассматривается как неблагоприятный эффект.

Концентрация химического вещества в атмосфере, которые неблагоприятно действуют на растительность, климат местности, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни населения, считается недопустимой.

Согласно Украинского законодательства в качестве нормативов, для атмосферного воздуха используются следующие ПДК – ПДКс.с. (средне суточное), ПДКм.р. (максимально разовое) ПДКа.в. (атмосферного воздуха населенного пункта), ПДКр.з (рабочей зоны), ПДКп.п. (промышленной площадки) и др.

ПДК

Максимально Максимально В атмосферном воздухе

разовая в рабочей разовая на территории населенного пункта

зоне (ПДКр.з.) (площадке предприятия) (ПДКа.в.)

(ПДКп.п.)

максимально средне

разовая суточная

(ПДКм.р) (ПДКс.с)

Максимально разовая для

крупных городов и курортов

(ПДКг.)

Рис. Классификация предельно допустимых концентрация (по Стадницкому, Родионову).

 

Под рабочей зоной понимают пространство в двух метрах от пола, где находят­ся места постоянного или временного пребывания работаю­щих,

ПДК р.з. — концентрация, которая при ежедневной, кроме выходных дней, работе в течение 8 часов или при другой продолжительности рабочего дня, но не более 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа, не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколе­ний.

Однако на промышленной площадке, где содержание примесей должно несколько ниже применяется ПДКп.п. ПДК п.п = 0,3ПДКр.з. На территории пред­приятия снижение нормы содержания примесей втрое по срав­нению с ПДКр.з. вызывается тем, что воздух территории пред­приятия используется для вентиляции производственных помещений, где концентрация примесей периодически может быть высокой, превышать ПДК р з Отсюда приточный воздух, который используется для проветривания рабочих помещений, должен быть значительно менее загрязненным.

ПДКа.в. — максимальная концентрация примеси, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодичес­ком воздействии или на протяжении всей жизни человека не ока­зывает на него вредного влияния, в том числе и на отдаленные последствия, на окружающую среду в целом. Поэтому ПДКр.з >ПДК а.в. Так, для диоксида серы ПДКр.з =10 мг/ м³, а ПДКа.в. =0,5 мг/ м³

 

Границы территории предприятия Границы зоны жилой застройки

 

 

Задача № 1. «Определение суммарного уровня загрязнения воздушной среды»

Для того чтобы снизить отрицательное воздействие загязняющих веществ на биосферу в общем, и на атмосферу в частности, применяют принципы нормирования. Принцип раздельного нормирования заключается в том, что для каждого вредного вещества устанавливается несколько максимально разовых концентраций ПДК в воздушной среде. Это ПДК в воздухе рабочей зоны (ПДК р.з.) и ПДК атмосферного воздуха (ПДК а.в.).

 

Суммация действия вредных веществ в расчетах рассеивания.

Чаще всего в воздухе присутствует ни одно вещество, а сразу несколько. При одновременном присутствии в атмосфере нескольких n вредных веществ, обладающих суммацией действия, безразмерная суммарная концентрация (для каждой группы вредных веществ однонаправленного действия) не должна превышать единицы при расчете по формуле:

где С₁, С₂, С_n - концентрации вредных веществ, однонаправленного действия в атмосферном воздухе, мг/ м³.

ПДК₁, ПДК₂, ПДК_n, - это соответствующие ПДК этих веществ в атмосферном воздухе, мг/ м³.

К вредным веществам однонаправленного действия относятся вещества близкие по химическому строения и характеру биологического воздействия на организм человека, например:

- Ацетон - фенол;

- ацетон - фурфурол - формальдегид - фенол;

- озон - диоксид азота - формальдегид;

- оксид углерода - диоксид азота - формальдегид - гексан;

- диоксид серы - оксид углерода - диоксид азота - фенол;

- диоксид серы - аэрозоль серной кислоты

- диоксид серы - триоксид серы - аммиак - окислы азота;

- сильные минеральные кислоты (серная, соляная, азотная).

А так же

- ацетон, акролеин, фталевый ангидрид;

- ацетон и фенол;

- ацетон и ацетофенол;

- ацетон, фурфурол, формальдегид, фенол;

- ацетальдегид и винилацетат;

- аэрозоли пентоксид ванадия и окисей марганца;

- аэрозоли пентоксид ванадия и сернистый ангидрид;

- аэрозоли пентоксид ванадия и триокиси хрома;

- бензол и ацетофенон;

- вольфрамовый и серистый ангидрид;

- гексахлоран и фазолон;

- изобутенилкарбинол, диметилвинилкаринол;

- метилгидропиран и метилентетрагидропирен;

- озон, двуокись азота и формальдегид;

- окись углерода, двуокись азота, формальдегид, гексан;

- сернистый ангидрид и аэрозоль серной кислоты;

- сернистый ангидрид и никель металлический;

- сернистый ангидрид и сероводород;

- сернистый ангидрид и двуокись азота;

- сернистый ангидрид, окись углерода, этил конверторного производства;

- сернистый ангидрид и фенол;

- сернистый ангидрид и фтористый водород;

- серный и сернистый ангидрид, аммиак и окиси азота;

- фенол и ацетофенон;

- фурфурол, метиловый и этиловый спирты;

- циклогексан и бензол;

- этилен, пропилен, бутилен, амилен.

 

Степень загрязнения окружающей среды принято оценивать по кратности превышения ПДК и лимита на выбросы, назначаемые определенному объекту, классу опасности веществ, количеству химических элементов и соединений. В случае одновременного присутствия нескольких загрязняющих веществ используются суммарные показатели.

С_s - суммарный показатель загрязнения воздуха может быть определен по следующей формуле:

где: - Сi - концентрация вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, мг/ м³;

- ПДКi - соответствующий ПДК этих веществ, мг/ м³.

 

Уровень загрязнения воздуха по определенному веществу С_n рассчитывается по формуле:

 

 

Пример № 1. В воздухе промышленной площадки химического завода одновременно присутствую фенол, ацетон, сероводород, формальдегид в следующих концентрациях: 0,08, 50, 5, 0,14 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха промышленной площадки учитывая эффект суммации и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

РЕШЕНИЕ.

Находим ПДК р.з. указанных веществ по справочнику (таблица 1), затем рассчитываем ПДКп.п. исходя из того, что ПДК п.п. = 0,3 ПДК р.з.

ПДК р.з. (фенол) = 0,3 ПДК п.п. = 0,3 ×0,3 = 0,09 мг/м3.

ПДК р.з. (ацетон) = 200 ПДК п.п. = 200 ×0,3 = 60 мг/м3 м³.

ПДК р.з. (сероводород) = 10 ПДК п.п. = 10 ×0,3 = 3 мг/ м³.

ПДК р.з. (формальдегид) = 0,5 ПДК п.п. = 0,5 ×0,3 = 0,15 мг/ м³.

Из указанных веществ выбираем только вещества однонаправленного действия по утвержденным спискам. В нашей задаче вещества из группы - фенол - ацетон - формальдегид;

Далее рассчитываем суммарный уровень загрязнения воздушной среды

 

Исходя из расчетов, получаем, что суммарный уровень загрязнения воздуха превышает единицу, т.е. воздух не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям.

Проверяем уровень загрязнения воздуха по сероводороду, не вошедшему в список веществ однонаправленного действия:

ПДКр.з.(сероводород)=10 ПДКп.п.= 10×0,3= 3 мг/ м³.

Уровень загрязнения воздуха по сероводороду превышает единицу, воздух не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям.

Исходя из этих расчетов, можно сделать однозначный вывод, что атмосферный воздух данной промышленной площадки не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям.

 

 

Варианты заданий №1.

1. В атмосферном воздухе г. Донецк одновременно обнаружены следующие загрязняющие примеси:

Ацетон – 0,20 мг/ м³.

Сероводород – 0,006 мг/ м³.

Фенол – 0,007 мг/ м³.

Формальдегид – 0,018 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения атмосферного воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

2. В воздухе промышленной площадки химического завода одновременно присутствуют следующие вещества:

Оксид углерода – 3,2 мг/ м³.

Сероводород – 4 мг/ м³.

Фенол – 0,008 мг/ м³.

Диоксид серы – 1,2 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения воздуха. Соответствует ли воздух промышленной площадки санитарно-гигиеническим требованиям?

 

3. В атмосферном воздухе Г. Донецк одновременно обнаружены загрязняющие вещества в концентрациях:

Ацетон – 0,018 мг/ м³.

Диоксид серы 0,014 мг/м3.

Аммиак – 0,10 мг/м3.

Оксид азота – 0,30 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения г. Донецк. Соответствует ли воздух г. Донецк санитарно-гигиеническим требованиям?

 

4. В воздухе рабочей зоны химического цеха по производству азотной кислоты обнаружены следующие примеси:

Диоксид серы – 5 мг/ м³

Диоксид азота – 1 мг/ м³.

Ацетон – 100 мг/ м³.

Диоксид углерода – 20 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения воздуха рабочей зоны и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

5. В воздухе промышленной площадки химического завода одновременно присутствуют следующие вещества в концентрациях:

Оксид углерода – 4,6 мг/ м³.

Сероводород – 3 мг/ м³.

Фенол – 0,005 мг/ м³

Диоксид серы 1,5 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

6. В атмосферном воздухе г. Ялта обнаружены следующие загрязняющие вещества в концентрациях:

Оксид углерода – 2 мг/ м³.

Озон – 0,12 мг/ м³.

Диоксид азота – 0,05 мг/ м³.

Аммиак – 0,1 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения воздуха. Соответствует ли воздух г. Ялта санитарно-гигиеническим требованиям?

 

7. В атмосферном воздухе г. Донецк одновременно обнаружены загрязняющие вещества в концентрациях:

Ацетон – 0,20 мг/ м³.

Сероводород – 0,005 мг/ м³

Фенол – 0,003 мг/ м³.

Формальдегид – 0,02 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения атмосферного воздуха, соответствует ли воздух г. Донецк санитарно-гигиеническим требованиям?

 

8. В воздухе рабочей зоны химического цеха обнаружены загрязняющие вещества аммиак, ацетон, формальдегид, фенол в следующих концентрациях: 25; 100; 0,8; 0,2 мг/м3. Рассчитать уровень загрязнения воздуха химического цеха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха данного цеха.

 

9. В воздухе промышленной площадки химического цеха обнаружены пары следующих кислот – серной; соляной и азотной в концентрациях 0,5; 1,2; 0,8 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха промышленной площадки и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

10. В атмосферном воздухе небольшого промышленного города обнаружены следующие загрязняющие вещества диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода и гидроксид кальция в концентрациях 0,05; 0,4; 3,0; 0,5 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

11. В атмосферном воздухе г. Ялта обнаружены следующие загрязняющие вещества: диоксид серы, триоксид серы, окислы азота, ацетон в следующих концентрациях: 0,014; 0,3; 0,43; 0,14 мг/ м³.Рассчитать уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

12. В атмосферном воздухе небольшого города постоянно в течение года были обнаружены следующие вещества диоксид азота, оксид углерода, анилин, диоксид серы в следующих концентрациях: 0,03; 0,5; 0,02; 0,04 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

13. В атмосферном воздухе небольшого города постоянно в течение года были обнаружены следующие вещества диоксид азота, озон, сероводород в концентрациях: 0,03; 0,02; 0,08 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

14. В атмосферном воздухе г. Энергодар одновременно обнаружены следующие загрязняющие примеси:

Ацетон – 0,64 мг/ м³.

Формальдегид – 0,018 мг/ м³.

Сероводород – 0,056 мг/ м³.

Фенол – 0,037 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения атмосферного воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

15. В воздухе промышленной площадки химического завода одновременно присутствуют следующие вещества:

Оксид углерода – 3,8 мг/ м³.

Сероводород – 4,8 мг/ м³.

Фенол – 0,0054мг/ м³.

Диоксид серы – 1,56 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения воздуха. Соответствует ли воздух промышленной площадки санитарно-гигиеническим требованиям?

 

16. В воздухе рабочей зоны химического цеха литейного завода обнаружены загрязняющие вещества аммиак, ацетон, формальдегид, фенол в следующих концентрациях: 55; 140; 0,83; 0,12 мг/м3. Рассчитать уровень загрязнения воздуха химического цеха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха данного цеха.

 

17. В воздухе промышленной площадки химического цеха обнаружены пары следующих кислот – серной; соляной и азотной в концентрациях 0,5; 1,2; 0,8 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха промышленной площадки и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

18. В атмосферном воздухе небольшого промышленного города обнаружены следующие загрязняющие вещества диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода и гидроксид кальция в концентрациях 0,95; 0,44; 3,6; 4,5 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

19. В атмосферном воздухе г. Ялта обнаружены следующие загрязняющие вещества: диоксид серы, триоксид серы, окислы азота, ацетон в следующих концентрациях: 0,014; 0,3; 0,43; 0,14 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздух.

 

20. В атмосферном воздухе г. Нетешин одновременно обнаружены загрязняющие вещества в концентрациях:

Ацетон – 0,018 мг/ м³.

Диоксид серы 0,014 мг/м3.

Аммиак – 0,10 мг/м3.

Оксид азота – 0,30 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения г. Нетешин. Соответствует ли воздух г. Нетешин санитарно-гигиеническим требованиям?

 

21. В воздухе промышленной площадки химического цеха по производству азотной кислоты обнаружены следующие примеси:

Диоксид серы – 5,6 мг/ м³

Диоксид азота – 4,8 мг/ м³.

Ацетон – 158 мг/ м³.

Диоксид углерода – 20 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения воздуха промышленной площадки и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

1. В воздухе промышленной площадки химического завода по производству удобрений одновременно присутствуют следующие вещества в концентрациях:

Оксид углерода – 5,6 мг/ м³.

Сероводород – 7мг/ м³.

Фенол – 0,001 мг/ м³

Диоксид серы 1,8 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

1. В атмосферном воздухе г. Ровно обнаружены следующие загрязняющие вещества в концентрациях:

Оксид углерода – 2,9 мг/ м³.

Озон – 4,12 мг/ м³.

Диоксид азота – 1,05 мг/ м³.

Аммиак – 0,08 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения воздуха. Соответствует ли воздух г. Ровно санитарно-гигиеническим требованиям?

 

1. В атмосферном воздухе г. Кузнецовск одновременно обнаружены загрязняющие вещества в концентрациях:

Ацетон – 0,20 мг/ м³.

Сероводород – 0,005 мг/ м³

Фенол – 0,003 мг/ м³.

Формальдегид – 0,02 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения атмосферного воздуха, соответствует ли воздух г. Кузнецовск санитарно-гигиеническим требованиям?

 

25. В атмосферном воздухе небольшого курортного города постоянно в течение года были обнаружены следующие вещества диоксид азота, оксид углерода, анилин, диоксид серы в следующих концентрациях: 0,03; 0,5; 0,02; 0,04 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

26. В атмосферном воздухе небольшого города постоянно в течение года были обнаружены следующие вещества диоксид азота, озон, сероводород в концентрациях: 0,03; 0,02; 0,08 мг/ м³. Рассчитать уровень загрязнения воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

1. В атмосферном воздухе г. Нетешин одновременно обнаружены следующие загрязняющие примеси:

Ацетон – 0,20 мг/ м³.

Сероводород – 0,006 мг/ м³.

Фенол – 0,007 мг/ м³.

Формальдегид – 0,018 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения атмосферного воздуха и сделать вывод о состоянии атмосферного воздуха.

 

1. В воздухе промышленной площадки гальванического цеха химического завода одновременно присутствуют следующие вещества:

Оксид углерода – 8,2 мг/ м³.

Сероводород – 5,9 мг/ м³.

Фенол – 0,47 мг/ м³.

Диоксид серы – 8,2 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения воздуха. Соответствует ли воздух промышленной площадки санитарно-гигиеническим требованиям?

 

1. В атмосферном воздухе Г. Киев одновременно обнаружены загрязняющие вещества в концентрациях:

Ацетон – 0,018 мг/ м³.

Диоксид серы 0,014 мг/м3.

Аммиак – 0,10 мг/м3.

Оксид азота – 0,30 мг/ м³.

Рассчитать суммарный уровень загрязнения г. Киева. Соответствует ли воздух санитарно-гигиеническим требованиям?

 

30. В воздухе промышленной площадки химического цеха обнаружены пары следующих кислот – серной; соляной и азотной в концентрациях 0,5; 1,2; 0,8 мг/ м³. Рассчитать суммарный уровень. Соответствует ли воздух санитарно-гигиеническим требованиям?