37. Показатели качества природных и сточных вод.

Природные воды бывают поверхностные, подземные и биосферные. Поверхностные природные водные объекты разделяются на водоемы, водотоки, моря и океаны.

Качество природных и сточных вод определяется их составом и свойствами.

Нормирование качества воды рек, озер, водохранилищ проводят в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнений». «Санитарные правила и правила охраны поверхностных вод от загрязнений» устанавливают две категории водоемов:

1 категория – водоемы питьевого и культурно-бытового назначения;

2 категория – водоемы рыбохозяйственного назначения.

Нормы качества воды устанавливаются с учетом вида водопользования.

Качество воды водных объектов определяется следующими основными показателями:

• содержание взвешенных веществ;

• плавающие примеси (пленка, пятна, скопления);

• запах и вкус;

• окраска;

• температура;

• состав и концентрация минеральных примесей;

• значение рН;

• растворенный в воде кислород (ХПК);

• биохимическая потребность воды в кислороде (ВПК);

• возбудители заболеваний;

• состав и предельно допустимая концентрация ядовитых и вредных веществ;

• состав и содержание болезнетворных бактерий.

Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества (ПДК) – максимальная концентрация загрязняющих веществ в воде, при которой вещество не оказывает прямого или опосредованного влияния на здоровье человека (при воздействии на организм в течение всей жизни) и не ухудшает гигиенические условия водопользования.

ПДК вредных веществ, как показатель качества воды, устанавливается с учетом лимитирующего показателя вредности (ЛПВ) вредного вещества, под которым понимают наиболее вероятное неблагоприятное воздействие каждого вещества.

При нормировании качества воды в водных объектах 1-ой категории используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный, органолептический. Для водоемов 2-ой категории, наряду с указанными, используют еще два вида ЛПВ: токсикологический и рыбохозяйственный.

При оценке опасности загрязнения водных объектов используется соотношение:

С/ПДК<1,

где С – концентрация вредного вещества в водоеме, г/м3; ПДК – предельно допустимая концентрация вещества, г/м3.

Если значение соотношения больше единицы, то опасность загрязнения существует.

При поступлении в водные объекты нескольких веществ с одинаковыми ЛПВ, их концентрация должна удовлетворять условию:

С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + …+ С n ПДКn<1,

где C1,n – фактические концентрации вредных веществ, г/м3; ПДК1,n – предельно допустимые концентрации этих веществ, г/м3.

Предельно допустимые сбросы (ПДС) в водный объект – это масса загрязняющего вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения качества воды.

ПДСустанавливаются для предприятий, имеющих самостоятельные выпуски сточных вод.

ПДС для всех категорий водопользования определяется по формуле:

ПДС = Q∙С,

где Q – расход сточных вод; С – концентрация веществ в сточных водах.

ПДС устанавливается по каждому веществу, в том числе и по веществам, относящимся к одной группе ЛПВ.

2.Задачи контрольной работы. Задача 1. Задание. Определить годовое количество и вес люминесцентных ртутьсодержащих ламп, подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, для условий, представленных в табл.1 . Разработать мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп.

Исходные данные для расчета

Номер задания	Назначение освещения	Тип ламп	Количество используемых ламп N, Шт		Срок службы лампы q, час	Число часов работы лампы в году T, Час	Вес одной лампы т, кг
10	Уличное освещение	ДНАТ-250	80		14000	2100	0,25

Решение: 1.Годовое количество люминесцентных ртутьсодержащих ламп (N), подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, находится из выражения  , шт./год где n - количество ламп, используемых в офисных помещениях, шт; q - срок службы лампы, час; t - число часов работы лампы в году, час. N= (n/q)*t= (шт./год) Общий вес ламп (М), подлежащих замене и утилизации, подсчитывается так , кг m - вес одной лампы, кг M= N*m= 12*0.25=3(кг.) Мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп: Ртуть и ее соединения относятся к веществам I класса опасности, согласно ГОСТ -12.1.005-88. В каждой газоразрядной лампе, по условиям её работы, находится дозированная капелька химически чистой ртути, весом 0,06 до 0,15 грамм в зависимости от мощности лампы. Пары металлической ртути и соли ртути могут привести к тяжелому отравлению организма, поэтому отходы ртутьсодержащих ламп, так же, относятся к первому классу опасности, что предполагает особый контроль за их транспортировкой, хранением и утилизацией. Хранение ртутьсодержащих ламп должно быть сосредоточено в специальных складах, закрепленных за ответственным лицом и обеспечивающих их полную сохранность. Перед приемом на склад ртутьсодержащих ламп требуется: - проверить правильность и целостность упаковки - при разгрузке следить за соблюдением мер предосторожности от возможных ударов и бросков. Учёт ртутьсодержащих ламп должен осуществляться с отметкой в журнале, при сдаче на утилизацию указывать количество ламп и организацию, куда сдаются лампы. Количество, поступающих в организацию ламп определяется с учётом среднегодового расхода ламп. Приём поступающих ламп осуществляется персоналом выполняющим ремонт и тех. обслуживание освещения. Количество поступивших ламп по типам фиксируется в «Журнале приема новых люминесцентных и ртутных ламп». Количество выданных ламп и приёма отработанных фиксируется в «Журнале учета выдачи новых и приема отработанных ртутных и люминесцентных ламп. Ответственным за ведение журналов является мастер участка, выполняющей ремонт и тех. обслуживание сетей освещения. Вновь поступившие лампы хранятся в заводской упаковке в соответствии с рекомендациями завода - изготовителя, не более 60 штук в одной коробке. Лампы хранятся в установленном месте. Ключ от помещения находится у ответственного лица.  Отработанные лампы упаковываются в заводскую упаковку и временно накапливаются в отдельном специально оборудованном помещении. Планировка, устройство, оборудование, отопление, вентиляция, водоснабжение и канализация должна соответствовать требованиям, изложенным в санитарных правилах «Порядок сбор, учета и контроля отработанных ртутьсодержащих ламп» ГОСТ 6825-91 «Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения». Помещения должны иметь планировку, позволяющую организовать эффективное проветривание, уборку помещений. Поверхность стен и потолка склада должны быть ровными и гладкими. В помещениях с выделением в воздух ртути запрещается применение алюминия в качестве конструктивного материала. Допустимое количество накопленных отработанных ртутьсодержащих ламп определяется ПНООЛР («проектом нормативов образования отходов и лимитов на их размещение») и размерами товарной партии для вывоза. Нахождение газоразрядных ламп в неупакованном виде или в не установленных местах запрещается. При накоплении товарной партии и передаче на утилизацию составляется акт приема- передачи с указанием типа и количества отработанных ламп. Информация о количестве накопленных отработанных ламп по типам поквартально передается инженеру по ООС.  Контроль над правильностью учета и хранения ламп раз в квартал осуществляется записью в «Журнале выдачи новых и приема отработанных ламп».

Задача 2. Задание. Определить годовое количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, при движении автомобилей по дорогам. В качестве загрязняющих веществ принять угарный газ (СО), углеводороды (несгоревшее топливо СН), окислы азота (NO_х ), сажу (С) и сернистый газ (SO₂). Исходные данные для расчета

Номер задания	Марка автомобиля	Тип двигателя внутреннего сгорания (ДВС)	Число дней работы в году		Суточный пробег автомобиля
			Холодный период ( Х)	Теплый период (Т)
			Тх	Тт		L
			дн	дн		км
10	Газель Газ3221	Б	220	120		100

Решение: Годовое количество загрязняющих веществ при движении автомобилей по дорогам рассчитывается отдельно для каждого наименования (СО, СН, NO_х, С и SO₂) по формуле  М ₀ (m_m Т_m  m_x Т_x ) L 10 ^-6 ,m/год,

где mm, mx– пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автомобилей в теплый и холодный периоды года, г/км. Значения принимаются в соответствии с данными табл. 3; L – суточный пробег автомобиля, км; Tm, Tх , – количество рабочих дней в году в теплый и холодный периоды года соответственно, дн.

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми автомобилями отечественного производства

Тип автомобиля

Тип ДВС

Удельные выбросы загрязняющих веществ тт, тх , г/км

СО

СН

NOх

C

SO2

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Газель

Б

22.7

28.5

2.8

3.5

0.6

0.6

-

-

0.09

0.11

Примечание: Т, Х- теплый и холодный периоды года соответственно.  Б, Д – бензиновый и дизельный двигатели соответственно М _СО= (22,7*120+28,5*220)*100*10 ^-6= 0,8994 т./год M_CH= (2.8*120+3.5*220)*100*10 ^-6= 0.1106 т./год

M_NOx= (0.6*120+0.6*220)*100*10 ^-6= 0.2040 т./год

M_SO2= (0.09*120+0.11*220)*100*10 ^-6= 0.0350 т./год

Задача 3. Задание. Определить годовое количество пыли, выбрасываемой в атмосферу при погрузке горной породы в автосамосвал БеЛАЗ 548. 

Исходные данные для расчета

Номер задания	Влажность горной массы	Скорость ветра в районе работ	Высота разгрузки горной массы	Часовая производительность	Время смены	Число смен в сутки	Количество рабочих дней в году
	ϕ	V	Н	Q	t cм	N	Tг
	%	м/с	м	т/ч	час	шт.	дн.
10	6,9	7,3	1	1200	8	3	240

Решение: Годовое количество пыли, выделяющейся при работе экскаваторов, рассчитывается по формуле : M_n = К₁ *К₂ * К_3* *Д*Q* t _cм *N* Tг , т/год где  – коэффициент, учитывающий влажность перегружаемой горной породы (принимается по табл.1); – коэффициент, учитывающий скорость ветра в районе ведения экскаваторных работ (принимается по табл.2);  – коэффициент, зависящий от высоты падения горной породы при разгрузке ковша экскаватора в автомобиль (принимается по табл.3); Д – удельное выделение пыли с тонны перегружаемой горной породы, принимается равной 3,5 г/т;  Q – часовая производительность экскаватора, т/час;  - время смены, час; N- количество смен в сутки, шт.;  - количество рабочих дней в году, дн.  табл.1 Зависимость величины коэффициента К₁ от влажности горной породы

Влажность породы (?), %	Значение коэффициента К1
3,0 – 5,0	1,2
5,0 – 7,0	1,0
7,0 – 8,0	0,7

табл.2 Зависимость величины коэффициента К₂ от скорости ветра

Скорость ветра (V), м/с	Значение коэффициента К2
до 2	1,0
2-5	1,2
5-7	1,4
7-10	1,7

табл.3 Зависимость величины коэффициента К₃ от высоты разгрузки горной породы

Высота разгрузки горной породы (Н), м	Значение коэффициента К3
1-1,5	0,6
2,0	0,7
4,0	1,0
6,0	1,5

Mn= 1.0*1.7*0.6*3.5*1200*8*3*240*10^-6=24.67584 т/год

Ответ: Годовое количество пыли, выделяющейся при работе экскаваторов равно 24.67584 т/год.

Задача 4. Задание. Промышленное предприятие выбрасывает в атмосферу несколько загрязняющих веществ с концентрациями в приземном слое  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.

№	Загрязняющие вещества, i	Концентрация,
10	оксид углерода	0,3
	ацетон	0,35
	фенол	0,09
	гексан	43,2

Для решения задачи используется индекс суммарного загрязнения воздуха ( ), который рассчитывается по формуле: - коэффициент опасности i-го вещества, обратный ПДК этого вещества;   - концентрация i-го вещества в воздухе;  – 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. Значение ПДК

Загрязняющее вещество	Среднесуточная концентрация, мг/	Класс опасности
оксид углерода	3,0	4
ацетон	0,35	4
фенол	0,003	2
гексан	60,0	4

	Условная степень опасности загрязнения воздуха
?1	Воздух чистый
1˂ ?6	Воздух умеренно загрязнённый
1˂ ?11	Высокая опасность загрязнения воздуха
11˂ ?15	Очень опасное загрязнение
˃15	Чрезвычайно опасное загрязнение

J_m= (0.3* )^0.85+(0.35* )^0.85+ (0.09* )^1.3+(43.2* )^0.85=31.52 ˃15 - Чрезвычайно опасное загрязнение

Меры по снижению загрязнения воздуха:

Сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных веществ при температурах ниже температуры катализа. Адсорбционно-окислительный способ также представляется перспективным.

Задача 5. Задание. Определение степени загрязнения водоносного пласта при разовом воздействии фактора загрязнения. Условие задачи: при бурении вертикальной скважины с применением промывочной жидкости, содержащей добавку поверхостно-активного вещества – сульфанола, произошёл в пределах водоносного пласта аварийный выброс бурового раствора. Требуется определить:

1. Предпологаемую конфигурацию размеры ореолов загрязнения в водоносном горизонте на время t₁, t₂ и t₃ после аварийногосброса;

2. Степень разбавления загрязняющего потока по состоянию на время t₁, t₂ и t₃;

3. Интервал времени, после которого концентрация сульфанола в водоносном пласте достигнет ПДК, т.е. санитарной нормы.

Параметры водоносного пласта	Ед. изм.	№0
Мощность пласта, Н	М	8
Эффективная пористость, Пэф	%	4
Скорость потока, V	см/сек	2,9
Скорость диффузии, V0	см/сек	0,2
Объём аварийного выброса Q	м3	1,5
Концентрация загрязняющего вещества, С	%	2,7
Интервалы времени, t1 t2 t3	Час / сек.	1 / 3600 3 / 10800 15 / 54000
Условные ПДК	мг/л	0,01

Определяется концентрация и размеры предполагаемых ореолов загрязнения: М₁=(V₀+V₁)·t₁ а₁=V·t₁ b₁₌V₀· t₁ подставляя в те же расчёты t₂ и t₃, можно получить размеры конфигурации соответствующих ореолов загрязнения. Расчитываем степень разбавления (N) загрязняющего вещества в ореолах водоносного горизонта на время t₁, t₂ и t₃: Концентрацию в % переводим в мг/л по формуле: С_мг/л=С%·1,5·10⁴=n·10⁴ мг/л S=M·b Для t₁, N₁= Для t_2, N₂= Для t_3, N₃= Определяем концентрацию сульфанола в ореолах в мг/л С₁= С₂= С₃= М₁=(0.002+0,029)· 3600=111.6м М₂=(0.002+0,029)·10800=334,8 м М₃=(0.002+0,029)·54000=1674м а₁=0,029·3600=104,4м а₂=0,029·10800=313,2 м а₃=0,029·54000=1566м b₁=0.002·3600= 7,2м b₂=0.002·10800=21,6м b₃=0.002·54000=108м S₁=111,6·7,2= 803,52 м² S₂=334,8·21,6=7231,68 м² S₃=1674·108=180792 м²

N₁= =257.126 N₂= =2314.137

N₃= =57853.44 С_мг/л=2,7·1,5·10000=40500 С₁= =157,5 С₂= = 17,5 С₃= =0.7