Контрольная работа по "Экологии"

Jm	Условная степень опасности загрязнения воздуха
Jm ≤1	Воздух чистый
1<Jm≤6	Воздух умеренно загрязненный
6<Jm≤11	Высокая опасность загрязнения воздуха
11<Jm≤15	Очень опасное загрязнение
Jm>15	Чрезвычайно опасное загрязнение

Загрязняющие вещества находятся в промышленных газах в виде жестких либо водянистых частиц во взвешенном состоянии (аэрозоль) или в виде газов либо паров.

Источники загрязнения атмосферного воздуха на промышленных предприятиях могут быть разбиты на две группы:

1) Места неорганизованного выброса газов - неплотности в аппаратах и коммуникациях, плохо организованный внутризаводской транспорт пылящих либо выделяющих газы материалов, склады сырья и фабрикатов, отвалы шлама, огарка и остальные участки производства.

2) Места организованного выброса отходящих газов и вентиляционного воздуха - дымовые трубы, шахты вентиляционных систем и пр,

Основными мероприятиями по борьбе с загрязнением атмосферного воздуха промышленными выбросами  являются:

а) организация технологического процесса таковым образом, чтоб исключить выброс в атмосферу отходящих газов;

б) применение герметичного внутризаводского транспорта пылящих и выделяющих газы материалов;

в)  отказ от внедрения складов и резервуаров открытого типа для складирования отходов производства и товаров (огарка, извести, золы, кислот и пр.);

г) увеличение общей культуры производства: внедрение механизации и автоматизации производственных действий, своевременный и высококачественный ремонт оборудования, его герметизация и др.

Если при проведении технологического процесса нельзя избежать выбросов в атмосферу отходящих газов, содержащих пыль, туман, вредные либо ядовитые газы, нужно предугадывать особые сооружения для их чистки перед выбросом в атмосферу.

Задача 5

    

«Определение степени загрязнения водоносного пласта при разовом воздействии фактора загрязнения» (из учебных материалов проф. В.А. Филонюка).

Условие задачи: При бурении вертикальной скважины с применением промывочной жидкости, содержащей добавку поверхностно-активного вещества – сульфанола, произошел в пределах водоносного пласта аварийный сброс бурового раствора.

Требуется определить: 1) предполагаемую конфигурацию размеры ореолов загрязнения в водоносном горизонте на время t1, t2, и t3 после аварийного сброса;  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.

Исходные данные (см. табл. 11):

1. Водоносный горизонт  представляет собой песчаниковый  коллектор с эффективной пористостью Пэф,%;

2. Мощность водоносного  горизонта Н, м;

3. Скорость потока в  водоносном горизонте V, см/сек;

4. Скорость естественного  рассеяния (диффузии) загрязняющего  вещества V0, см/сек;

5. Объем аварийного  сброса (утечки) Q, м3;  

6. Концентрация загрязняющего вещества (сульфанола) в промывочной жидкости С, %;

7. Условная ПДК для  загрязняющего вещества, мг/л.

 

Решение

При решении делаем допущение, что загрязнение водоносного горизонта происходит по всей мощности одновременно, при V>V0 . Решение сопровождается рисовкой схемы положения ореолов загрязнения в плане (см. рис. 1) и построением графика зависимости концентрации загрязняющего вещества от времени (см. рис. 2)  

1. Определяется концентрация  и размеры предполагаемых ореолов  загрязнения в различные моменты времени (t1, t2, и t3). Для этого необходимо графически изобразить степень удаления фронта загрязнения от ствола скважины, который на плане обозначается точкой СКВ (рис. 1). Положение границы ореола на время t1 в направлении стока  определяется приближенно из расчета:

М1= (V0+ V1)· t1

 

М1=(0,1+2,5)*3600=9360 см = 93,6 м

М2=(0,1+2,5)*18000=46800 см = 468 м

М3=(0,1+2,5)*72000=187200 см=1872 м

 

и на плане в соответствующем масштабе отложить это расстояние в виде прямой линии. В поперечных стоку направлениях положение границ ореола определяется по концам векторов, являющихся гипотенузами прямоугольных треугольников, в которых длины сторон (катетов) будут соответственно равны: b1=V0·t1 , а1=V·t1 .

 

b1=0,1*3600=360см=3,6 м    a1=2,5*3600=9000см=90м

b2=0,1*18000=180см=1,8 м    a2=2,5*18000=45000см=450м

b3=0,1*72000=7200см=72м   a3=2,5*72000=180 000 см=1800м

Соединив концы векторов, окантуриваем приближенно, с учетом диффузии, границу ореола загрязнения на время t1. Подставляя в те же расчеты t 2 и t3 , можно получить размеры и конфигурацию соответствующих ореолов загрязнения. Далее, на миллиметровке строится план рассчитанных ореолов загрязнения, на котором графически измеряются площади этих ореолов - S1 , S2 , S3.

S1=М1*b1=9,6*3,6=336,96м

  S2= М2*b2=468*1,8=842,4м

S3= М3*b3=1872*72=134787м

 

Все длины векторов переводятся в метры согласно выбранному масштабу, а площади в квадратные метры.

2. Рассчитывается степень разбавления (N) загрязняющего вещества в ореолах водоносного горизонта на t1, t2, и t3:

 

для t1,  

,

для t2,  

,

для t3,  

.

Далее рассчитывается концентрация загрязняющего вещества в ореолах по состоянию на t1, t2, и t3 при плотности бурового раствора 1,5 г/см3. Для этого концентрацию загрязняющего вещества (она дана в процентах) необходимо перевести в мг/л по формуле:

С мг/л=С % × 1,5 × 104 = n × 104 мг/л.

C мг/л=2,3 % × 1,5 × 104 = 3,45 × 104 мг/л.

Затем определяется концентрация сульфанола в ореолах в мг/л. Она будет равна соответственно:

 

;

;

3. По полученным результатам  строится график зависимости  концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте от времени (рис. 2). Проведя на графике линию, параллельную оси абсцисс на уровне заданного ПДК, определяется путем экстраполяции интервал времени, через который уровень загрязнения в водоносном горизонте придет к санитарной норме, т.е. к ПДК.

Таблица 11

Параметры водоносного пласта	Ед. изм.	Варианты
		3
Мощность пласта, Н	м	7
Эффективная пористость, Пэф	%	2,5
Скорость потока, V	см/сек	2,5
Скорость диффузии V0	см/сек	0,1
Объем аварийного выброса, Q	м3	4,1
Концентрация загрязняющего вещества, С	%	2,3
Интервалы времени, t1 t2 t3	час час час	1 5 20
Условные ПДК	мг/л	0,01

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Воронков Н.А. «Основы общей экологии», изд. 4 дор. и доп., Москва, 1999 г.

 

2. Князева В.П. «Экология. Основы реставрации», Москва, 2005 г.

 

3. Коробкин В.И. Экология : учеб. для вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. - Изд. 10-е. - Ростов н/Д : Феникс, 2006. - 571 с.: ил.