Тема 3 Загрязнение окружающей среды 1 Понятие загрязнения

Тема 3 Загрязнение окружающей среды 1 Понятие загрязнения. 2 О классификации загрязнения. 3 Способы контроля загрязнения 4 Качество окружающей природной среды и нормирование загрязнений 5 Классификация веществ по степени их вредности 6 Классификация мероприятий по защите окружающей среды от загрязнений

Классификация промышленных загрязнений

Факторы, определяющие тяжесть воздействия ЗВ 1. Химическая природа, т. е. насколько они активны и вредны для определенного вида растений и животных. 2. Концентрация – содержание на единицу объема воздуха, воды или почвы. 3. Устойчивость – продолжительность существования в воздухе, воде и почве.

Источники загрязнений воздуха Источники выделения Технологические установки, аппараты, очистные сооружения, сооружения оборотного водоснабжения и т. д. , которые в процессе эксплуатации выделяют вредные вещества Источники выбросов Трубы, вентиляционные шахты, дыхательные клапаны резервуаров, открытые поверхности очистных сооружений, через которые выбрасываются вредные вещества 4

Выбросы вредных веществ организованные неорганизованные Организованные выбросы Выбросы, которые отводятся от мест выделения системой газоотводов, что позволяет применять их для улавливания газопылеулавливающие установки Неорганизованные выбросы Выбросы, образующиеся на открытых поверхностях очистных сооружений, выделяющиеся через неплотности технологического оборудования, в местах складирования сыпучих веществ 5

Схема принципов классификации загрязнения ОС

Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются на: промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин); ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др. ; лекарственные средства; бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д. ; биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорпионов); отравляющие вещества (ОВ): зарин, иприт, фосген и др.

Классификация загрязнения экологических систем (по Г. Г. Стадницкому и А. И. Родионову)

Нормирование качества ОПС

Классификация ПДК вредных веществ в воздухе При научном обосновании ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе используют принцип лимитирующего показателя (ЛПВ) (нормирование по наиболее чувствительному показателю).

Основные принципы гигиенического нормирования атмосферных загрязнителей 1. Допустимой может быть признана только такая концентрация того или иного вещества в атмосферном воздухе, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не снижает его работоспособности, не влияет на самочувствие и настроение. 2. Привыкание к вредным веществам должно рассматриваться как неблагоприятный момент и доказательство недопустимости изучаемой концентрации. 3. Недопустимы такие концентрации вредных веществ, которые неблагоприятно влияют на растительность, климат местности, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни населения. Решение вопроса о допустимом содержании атмосферных загрязнений основывается на представлении о наличие порогов в действии загрязнений. Концентрация подпороговая - концентрация вещества в объектах окружающей среды, величина которой меньше пороговой К. , не вызывающая достоверных изменений в организме. Концентрация пороговая — (син. К. минимальная действующая) наименьшая К. вещества в объектах окружающей среды, воздействие которой вызывает изменения.

Различие ПДК (мг/м 3) веществ в условиях производства и в населенном пункте В воздухе населенных пунктов Вещество ПДКр. з. ПДКс. с. ПДКм. р. Диоксид серы S 02 10 0, 05 0, 500 Диоксид азота N 02 2 0, 04 0, 085 ПДКсс < ПДКмр < ПДКр. з. 12

Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА / J) Класс опасности Ki I 1, 7 II 1, 3 III 1, 0 IV 0, 9 где Cic — средняя концентрация i-го вещества в атмосфере (на основе регистрации наблюдений); ПДКi — среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го вещества; Ki — безразмерная константа приведения степени вредности i-го вещества к вредности сернистого газа. Значение константы Ki в зависимости от класса опасности вещества принимаются из таблицы 1. Загрязнения атмосферы несколькими веществами оценивается комплексным индексом (суммарным) (J ): где m — число вредных веществ, учитываемых при оценке загрязнения атмосферы. 13

Некоторые вещества обладают однонаправленным вредным воздействием, которое называется эффектом суммации (например, ацетон, акролеин, фталевый ангидрид — 1 группа). Для каждой группы этих веществ используются понятия приведенной концентрации (С'пр ), т. е. концентрация всех веществ приводится к значению концентрации одного из них (С 1): мг/м 3, где С 2. . . Сn — концентрации веществ, приводимые к концентрации вещества С 1; ПДК 1. . . ПДКn — предельно допустимые концентрации веществ, входящих в одну группу с эффектом суммации. Иногда для веществ, обладающих эффектом суммации, используется другая нормативная характеристика — безразмерная (относительная) суммарная концентрация — q: . Эта величина (закон Ле Шателье) должна быть меньше или в крайнем случае равна 1 (q≤ 1).

Виды водопользования I. Хозяйственно- питьевого - использование водных объектов или их участков в качестве источника хозпитьевого назначения. II. Культурно-бытовое – для купания, занятий спортом и отдыха. III. Рыбхозяйственного делятся на 3 категории: высшая – для разведения особо ценных и ценных видов рыб и других животных, место расположения нерестилищ; первая - для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода; вторая – для других рыбохозяйственных целей.

Предельно допустимая концентрация Гигиеническое - это максимальная концентрация, которая не влияет прямо или опосредованно на состояние здоровья настоящего и последующих поколений человека при воздействии на организм и не ухудшает гигиенические условия водопользования. (ПДК) Рыбохозяйственное наибольшая допустимая (недействующая) концентрация токсичного вещества для наиболее слабого (чувствительного) звена среди всего набора используемых тестобъектов (бактерии, водоросли, моллюски, ракообразные, рыбы). 17

Сопоставление некоторых рыбохозяйственных и гигиенических ПДК Загрязняющее вещ-во Рыбохозяйственные ПДК Гигиенические ПДК Лимитирующий показатель вредности ПДК, мг/л Аммиак Токсикологический 0. 05 Общесанитарный 2. 0 Анилин Токсикологический 0. 0001 Санитарнотоксикологический 0. 1 ДДТ Токсикологический 0, 0 Санитарнотоксикологический 0, 1 Никель Токсикологический 0, 01 Хлорофос Токсикологический 0, 0 Органолептический 0, 05 Цианиды Токсикологический 0, 05 Санитарнотоксикологический 0, 1 Цинк Токсикологический 0, 01 Общесанитарный 1, 00 Кобальт Токсикологический 0, 01 Санитарнотоксикологический 1, 00 0, 1

Индекс загрязненности воды (ИЗВ) где Сi - среднее значение определяемого показателя за период наблюдений (при гидрохимическом мониторинге это среднее значение за год); ПДКi - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества; 6 - строго ограниченное (лимитируемое) число показателей, используемых для расчета.

Характеристики интегральной оценки качества воды ИЗВ Менее и равно 0, 2 Класс качества воды I Оценка качества (характеристика) вод Очень чистые Более 0, 2. . . 1 Более 1. . . 2 Более 2. . . 4 Более 4. . . 6 Более 6. . . 10 II IV V VI Чистые Умеренно загрязненные Загрязненные Грязные Очень грязные Более 10 VII Чрезвычайно грязные

Перечень ПДКп для некоторых инсектицидов Инсектицид ПДКп, мг/кг ДОК, мг/кг Хлорофос 0, 5 1, 0 Карбофос 2, 0 1, 0 -3, 0 Дихлордифенил-трихлорэтан, ДДТ 0, 1 0, 5 Полихлорпинен 0, 5 0, 0 При отсутствии ПДК устанавливаются ВДКп, которые определяются по эмпирическим формулам: ВДКп=1, 23+0, 48 lg. ПДКпр, где ПДКпр – ПДК вещества в продуктах питания Предельно допустимое количество отходов на территории предприятия – это такое их количество, которое можно разместить при условии, что выделение вредных веществ в воздух не превысит 0, 3 ПДК этих веществ, установленных для воздуха рабочей зоны, т. е. меньше 0, 3 ПДКр. з. При этом должно соблюдаться известное правило: Ci/0, 3 ПДКi р. з. 1

Методика расчёта ПДВ С + Сф ≤ ПДК где Сф – фоновая концентрация ЗВ, С – концентрация ЗВ от источника загрязнения. При совместном присутствии нескольких ЗВ со своими ПДКi с концентрацией Сi (i=1, 2, 3…m) их суммарная концентрация должна удовлетворять неравенству:

Для горячих выбросов Для холодных: где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М — масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; т и п — коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н — высота источника выброса над уровнем земли, м; η — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, η = 1); Vx — расход газовоздушной смеси, м 3/с; ΔT — разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, °С. 23

Величины ПДС определяются для всех категорий водопользования как произведение максимального часового расхода сточных вод qст (м 3/час) на концентрацию в них загрязняющих веществ- Сст (г/м 3) согласно формуле: ПДС= qст х Сст (г/час) При наличии веществ 1 -го и 2 -го классов опасности с одинаковыми лимитирующими признаками вредности (ЛПВ) ПДС устанавливается из расчета: Основная формула для определения СПДС имеет вид: СПДС = n (СПДK - Cф ) + Cф где СПДK – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, г/м 3; Cф - фоновая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема в месте выпуска сточных вод, г/м 3; n – кратность общего разбавления сточных вод в водоеме.

Показатели токсичности - ЛД 50 / LD 50 (ЛК 50) – среднесмертельная доза (концентрация), которая вызывает отравление, приводящее к гибели 50 % особей (подопытных) за определенный период воздействия (196 - 120 ч): - - среднесмертельная доза при введении в желудок DLж 50, . - при нанесение на кожу – DLк 50 - ЛД 100 / LD 100 (ЛК 100) – абсолютная смертельная доза - наименьшее количество яда, вызывающее гибель 100 % особей.

По показателю ЛД 50 выделяются 6 групп веществ: Группа Наименован ие группы ЛК 50, мг/л ПДК, мл/л ЛК 50/ПДК 1 особо высокая 0, 01 0, 0001 100 2 высокая 1, 0 -0, 01 -0, 0001 100 3 средняя 10 -1, 0 0, 1 -0, 01 50 4 умеренная 100 -10 10 -0, 1 10 5 малая 1000 -100 200 -10 5 6 очень малая 1000 200 5

Класс опасности ЗВ Класс опасности Наименование класса ЛК 50, мг/л ПДК, мг/м 3 Пример ЗВ I чрезвычайно опасные ЛК 50 < 0, 5 ПДК <0, 1 ртуть, бериллий, фосфор, бензапирен II высокоопасные ЛК 50 < 5 0, 1 -1, 0 кадмий, мышьяк, свинец, бензол, метанол III умеренно опасные ЛК 50 < 50 1, 0 -10, 0 хром, ванадий, железо, цинк, бензин, ацетон IV малоопасные ЛК 50 < 50 мг/л ПДК >10 хлориды, фосфат кальция, сульфаты, нефть, карбоновые кислоты

Класс опасности отходов по степени воздействия на ОПС Класс опасности Наименование класса Воздействие экосистему на Период восстановления I чрезвычайно опасные необратимое нарушение экологической системы отсутствует II высокоопасные сильное нарушение экосистемы после полного устранения источника вредного воздействия – не менее 30 лет III умеренно опасные вызывают нарушения период восстановления – не менее 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника IV малоопасные вызывают нарушения период самовосстановления – не менее 3 лет V практически не опасные отходы практически не нарушают систему

Способность к аккумуляции характеризуется коэффициентом аккумуляции (Как) - отношением концентрации вредного вещества в объекте или живом организме к концентрации этого же вещества в среде: - сверхвысокая аккумуляция (Как > 1000); - высокая аккумуляция (Как = 1000 - 201); - умеренная (Как = 200 - 51); - слабовыраженная (Как = 50 - 1, 1); - отсутствует (Как = 1, 0 и меньше).

Классификация инженерных мероприятий по охране биосферы