Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет
им. С. Торайгырова
Архитектурно-строительный факультет
Кафедра технологии продовольственных продуктов и защиты
окружающей среды
МОНИТОРИНГ ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ
Методические указания к практическим занятиям
для студентов специальностей 050727 "Технология
продовольственных продуктов", 050731 "Безопасность
жизнедеятельности и защита окружающей среды"
Павлодар
Кереку
2009
УДК 504. 064. 36 (07)
ББК 20.18я7
М 77
Рекомендовано к изданию заседанием кафедры технологии
продовольственных продуктов и защиты окружающей среды
архитектурно-строительного факультета Павлодарского
государственного университета им. С. Торайгырова
Рецензент
кандидат технических наук, доцент ПГУ им. С. Торайгырова
Акимханов Н.Ж.
Составители: Арынгазин К.Ш., Беляева Л.М., Мажимова М.Б.
М77 Мониторинг окружающей среды : методические указания к
практическим занятиям для студентов специальностей 050727
"Технология
продовольственных
продуктов",
050731
"Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей
среды"/ сост. : К.Ш. Арынгазин, Л.М. Беляева, М.Б. Мажимова.
– Павлодар : Кереку, 2009. – 46 с.
В методическом указании приводятся задания для подготовки к
практическим занятиям и рекомендации по их выполнению по
дисциплине "Мониторинг окружающей среды", показаны примеры
расчетов.
Методическое указание разработано в соответствии с рабочими
учебными планами специальностей
050727
"Технология
продовольственных
продуктов",
050731
"Безопасность
жизнедеятельности и защита окружающей среды" и рабочими
программами.
УДК 504. 064. 36 (07)
ББК 20.18я7
© Арынгазин К.Ш. и др., 2009
© ПГУ им. С. Торайгырова, 2009
Введение
Мониторинг окружающей среды – это система наблюдений,
оценки и прогноза состояния окружающей среды в связи с
хозяйственной деятельностью человека и с влиянием природных
факторов. В состав мониторинга входят:
- наблюдения за изменением качества окружающей среды,
факторами, воздействующими на окружающую среду;
- оценка фактического состояния природной среды;
- прогноз изменения качества среды.
Наблюдения осуществляются по физическим, химическим и
биологическим показателям. В систему экологических наблюдений
входит определение опасного загрязнения среды техногенного
происхождения, например, соединений тяжелых металлов, газовых
загрязнителей и т.д. Основным источником информации при
проведении оценки служат данные, полученные в процессе
наблюдений за окружающей средой.
По масштабам воздействия мониторинг выделяют глобальный,
национальный,
региональный
и
локальный.
Глобальный
(биосферный)
мониторинг
осуществляется
на
основе
международного сотрудничества, что позволяет оценить состояние
всей природной системы. Национальный осуществляется в пределах
государства специально созданными органами. Слежение за
процессами и явлениями в пределах крупных территорий, регионов
относится к региональной системе мониторинга. Мониторинг
воздействия конкретного антропогенного источника – локальный
уровень.
Объектами мониторинга являются: атмосфера, гидросфера,
литосфера, растительный и животный мир, космическое
пространство.
Цель и задачи практической работы студентов:
- научиться самостоятельно работать с источниками литературы;
- более углубленно изучить материал разделов мониторинга
окружающей среды;
- уметь самостоятельно излагать, анализировать изученный
материал, составлять программы экологического мониторинга.
1 Экологический мониторинг
Экологический мониторинг – информационное обеспечение
управления природоохранной
деятельностью и экологической
безопасностью.
Цель: изучить задачи, объекты мониторинга окружающей
среды с оценкой экологической ситуации выбранной территории
(города, области, в целом Казахстана).
Экологический мониторинг представляет собой комплексную
систему наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и
прогноза изменений ее состояния под воздействием природных и
антропогенных факторов (рисунок 1).
Наблюдение
Оценка
фактического
состояния
Регулирование
качества ОС
Прогноз
состояния
Оценка
прогнозируемо
го состояния
Рисунок 1 – Схема проведения мониторинга
Объектами мониторинга являются компоненты окружающей
среды – вода, воздух, почва, недра, растительный и животный мир,
космическое пространство.
Основными задачами экологического мониторинга являются:
1) наблюдения за источниками антропогенного воздействия;
2) наблюдения за факторами воздействия;
3) наблюдения за состоянием природной среды и
происходящими в ней процессами;
4) оценка фактического состояния природной среды.
5) прогноз изменения состояния природной среды под влиянием
антропогенного воздействия.
Наша задача состоит в том, чтобы оценить экологическую
ситуацию г. Павлодара, Павлодарской области и в целом всей
территории Казахстана.
Для оценки экологической ситуации определенной территории
необходимо знать ее месторасположение, климатические параметры,
промышленный потенциал, программу развития территории, а также
другие сведения для оценки.
1.1 Экологическая ситуация Республики Казахстан
В качестве примера рассмотрим кратко экологическую
ситуацию Республики Казахстан в целом.
Республика Казахстан занимает 9 – е место в мире по размерам
территории 272,5 млн. га и подразделяется на четыре климатические
зоны – степную, лесостепную, полупустынную и пустынную. Наличие
ценных полезных ископаемых во всех зонах вовлекли в орбиту
народнохозяйственного
использования
практически
все
территориальные зоны Казахстана. В настоящий период создана
мощная промышленная и сельскохозяйственная инфраструктура. В
техногенном
развитии
доминирует
тяжелая,
топливная
промышленность, черная и цветная металлургия, химическая и
нефтехимическая промышленность, что обеспечило Казахстану
быстрый экономический рост и техногенное развитие. На территории
Казахстана создано 11 территориально-промышленных комплексов
(Алматы-Талдыкорганский, Караганда-Темиртауский, Балхашский,
Павлодар-Экибастузский, Эмбинский, Мангистауский, Актюбинский,
Усть-Каменогорский, Жесказганский, Актауский, Байконурский). В
результате
техногенного
развития
произошло
нарушение
естественных экосистем и их деградация. Возникли экологические
проблемы.
Основными экологическими проблемами остаются загрязнение
воздуха в городах. Прогрессирующее накопление промышленных и
бытовых отходов, деградация и опустынивание земель, загрязнение
поверхностных и подземных водоисточников. Интенсивное и
нерациональное развитие орошаемого земледелия в бассейнах рек
Амударья и Сырдарья привело к трагедии Арала. Территории бывших
и действующих военных и испытательных полигонов подвергнуты
радиоактивным и химическим загрязнениям (Сары-Шаган, Капустин
Яр, Азгир).
В основных местах проживания населения в городских и
промышленных агломерациях, основными факторами, оказывающими
отрицательное влияние на здоровье населения, становятся загрязнение
воздуха и нехватка питьевой воды.
За окружающей средой и ее изменениями в Казахстане создана
разветвленная служба наблюдения по всем ступеням мониторинга –
локальном, региональном и глобальном. Обобщая результаты трех
уровней получают объективную картину антропогенных и природных
процессах в различных регионах страны. Основной объем
наблюдений выполняет служба Казгидромет. Наблюдения за
загрязнением атмосферного воздуха выполняются в крупных городах
и промышленных центрах Республики.
Воздушная среда. Состояние загрязнения воздуха оценивается
по результатам анализа обработки проб воздуха, отобранных на
стационарных постах наблюдений. Основными критериями качества
являются значения предельно-допустимых концентраций (ПДК).
Уровень загрязнения атмосферы оценивается по величине
комплексного индекса загрязнения атмосферы (ИЗА), который
рассчитывается по пяти веществам с наибольшими нормированными
на ПДК значениями (Приложение А).
Наибольший уровень загрязнения наблюдается в Балхаше,
Темиртау, Лениногорск,
Устькаменогорск, Алматы, Чимкент.
Основными загрязняющими веществами являются пыль, диоксиды
серы, азота и углерода, углеводороды. К самым крупным
загрязнителям относятся предприятия теплоэнергетики. Например:
Современная ТЭЦ мощностью 2,4 млн. кВт расходует в сутки до 20
тыс. тонн угля и выбрасывает в атмосферу 680 т. сернистых газов, 200
т. оксидов азота и более 120 т. твердых пылевидных частиц.
Источниками загрязнения атмосферы является автодорожный
транспорт. Так, в Алматы из всех валовых выбросов (в пределах 200
тыс. т/год) 93 % приходится на автотранспорт.
Динамика индекса загрязнения атмосферного воздуха по
городам Казахстана (Приложение Б).
Состояние водных ресурсов. Распределение водных ресурсов
по территории Казахстана крайне неравномерное, а поверхностные
стоки подвержены значительной изменчивости по годам и сезонам,
что приводит к нестабильному водообеспечению регионов и отраслей
экономики. Сеть наблюдений за качеством поверхностных вод суши
включает действующие гидропосты
гидрометеорологической
службы. Основными критериями качества вод по гидрохимическим
показателям являются значения ПДК загрязняющих веществ для
водоемов рыбохозяйственного, хозяйственного и коммунальнобытового водопользования (Приложение В).
Уровень загрязнения поверхностных вод оценивается по
величине комплексного индекса загрязненности воды (ИЗВ), который
используется для сравнения и выявления динамики изменения
качества вод (таблица 1) .
Таблица 1- Характеристика изменения качества поверхностных вод
Класс качества Характеристика качества
Поверхностных вод
1
Очень чистая
2
Чистая
3
Умеренно загрязненная
4
Загрязненная
5
Грязная
6
Очень грязная
7
Чрезвычайно грязная
Величина ИЗВ
ИЗВ <0,3
0,3 < ИЗВ < 1
1,0 < ИЗВ < 2,5
2,5 < ИЗВ < 4,0
4,0 < ИЗВ < 6,0
6,0 < ИЗВ < 10
ИЗВ > 10
Практически все реки Казахстана загрязнены, а такие реки как
Иртыш, Урал, Сырдарья, формирующие на сопредельных
территориях уже поступают загрязненными. К загрязнителям воды,
кроме промышленных, горнодобывающих и перерабатывающих
предприятий относятся городская застройка, животноводческие
фермы, земледельческие поля орошения, отстойники и хранилища
отходов.
Состояние земельных ресурсов. В Республике 48,2 % земель
используется для сельскохозяйственных целей, из которых большую
часть составляют пастбища.
Во всех промышленных регионах существует экологически
опасные зоны воздействия: терриконы, отвалы, карьеры, буровые
скважины, отходы горнорудного производства. Солепылевые потоки,
возникающие в Приаралье, по данным съемок из космоса,
распространяются на 150-300 км, что ведет процессу дальнейшего
опустынивания данной территории. В результате интенсивного
использования продуктов недр в республике накоплено 20 млрд. т.
отходов производства и потребления. А в республике добывается и
перерабатывается на душу населения 50 т. вещества породы в год. Из
них в отходы идет 95 %.
Лесные ресурсы. Площадь земель государственного лесного
фонда в республике составляет 25,56 млн. га, из них покрыто лесом11,4 млн. га. Большая часть лесов представлена саксаульниками и
кустарниками и лишь незначительная часть хвойными и лиственными
древесными породами.
Выводы. Состояние окружающей среды в Казахстане остается
напряженным. Для улучшения экологической обстановки в
республике сформирован Национальный план действий по охране
окружающей среды для устойчивого развития. С января 2007 г в
Республике введен в действие Экологический кодекс.
В стратегические цели входят:
- создание единой системы мониторинга за состоянием
окружающей среды;
- планирование природопользования, разработка экологических
программ;
- оценка состояния качества природной среды, экологическое
районирование;
- совершенствование природоохранного законодательства;
- совершенствование системы экологического контроля и
нормирования;
- развитие системы экологического образования и воспитания;
- разработка программ международного сотрудничества по
проблемам охраны окружающей среды.
Контрольные вопросы
1. Назовите источники загрязнения воздушного бассейна
территории Казахстана.
2. Какая основная служба осуществляет контроль за состоянием
окружающей среды в Казахстане?
3. По каким параметрам нормируется воздушная и водная
среда?
4. Какие необходимо принять меры по улучшению состояния
окружающей среды?
1.2 Экологическая ситуация г. Павлодара и Павлодарской
области
Студентам необходимо оценить экологическое состояние г.
Павлодара и Павлодарской области на основании следующих заданий,
используя литературный источник [5]:
- составить характеристику местности на основании материалов
климатических справочников и атласов;
дать
характеристику
промышленным
объектам,
расположенными в городе и области;
- оценить роль транспортных средств в загрязнения
окружающей среды:
- дать основные характеристику загрязняющим веществам
воздушного бассейна города и области и провести оценку загрязнения
по данным
территориального управления охраны окружающей
среды;
- оценить состояние водных ресурсов города и области;
- оценить состояние земельных и биологических ресурсов
города и области
- оценить уровень образование отходов производства и
потребления.
- определить влияние искусственно созданной окружающей
среды на здоровье населения.
На основании проведенного анализа и наблюдений сделать
выводы об экологической ситуации города и области составить
программу мероприятий по улучшению окружающей среды города и
области.
2 Мониторинг атмосферного воздуха
Цель: Какие наблюдения проводят за состоянием атмосферного
воздуха, какими средствами и методами. Решение задач по расчетам
рассеивания вредных выбросов.
Под качеством атмосферы понимают совокупность ее свойств,
определяющих степень воздействия физических, химических и
биологических факторов на людей. Растительный и животный мир, а
также материалы, конструкции и окружающую среду в целом.
Качество атмосферы зависит от ее загрязненности. Источники
загрязнения могут быть природными и антропогенными.
Под загрязнением атмосферы понимают привнесение в нее
примесей, которые не содержатся в природном воздухе или изменяют
соотношение между ингредиентами природного состава воздуха.
Газовый состав воздуха в приземном слое атмосферы однороден и
представлен следующими компонентами: кислородом - 20,9 %,
азотом – 78,1 %, инертными газами – 1 %, углекислым газом – 0,03 %.
Состав воздуха также зависит от климатических условий: ветра,
рельефа земной поверхности, погоды и климата и от поступающих
примесей. Примеси поступают в атмосферу в виде газов, паров,
жидких и твердых частиц. Основными химическими примесями
загрязняющие атмосферу являются: оксид углерода, диоксид
углерода, диоксид серы, оксиды азота, озон, углеводороды, свинец,
промышленные пыли, фреоны.
2.1 Организация наблюдений и контроля за загрязнением
атмосферы
Наблюдения за загрязнением атмосферы проводятся на
стационарных, маршрутных и передвижных (подфакельных) постах.
Стационарные посты служат для проведения систематических
наблюдений. Они оборудованы специальными павильонами,
оснащенными необходимой аппаратурой для отбора проб воздуха и
приборами для метеорологических параметров.
Маршрутные посты также предназначены для систематических
наблюдений. Отбор проб и метеорологические наблюдения на этих
постах проводятся с помощью передвижной лаборатории.
Передвижные (подфакельные) посты служат для разовых наблюдений
в зонах непосредственного влияния промышленных выбросов. По
данной теме необходимо подготовить отчет, используя литературный
источник [7].
Контрольные вопросы
1. Что необходимо изучить для выбора постов наблюдений?
2. Кто выбирает местоположение стационарных постов?
3. От чего зависит количество постов и как оно определяется?
4. Как оборудуются стационарные посты?
5. Программа и сроки наблюдений на стационарных,
маршрутных и передвижных постах
6. Какие наблюдения дополнительно проводят для оценки
загрязнения воздуха?
2.2 Расчет рассеивания выбросов
промышленных
предприятий
Цель: Познакомится с расчетами рассеивания выбросов
вредных веществ атмосфере. Рассчитать приземную концентрацию
вредного вещества по одному из заданных вариантов и определить
влияние полученной расчетной концентрации на атмосферный воздух.
Распространение в атмосфере промышленных выбросов из
труб и вентиляционных устройств подчиняется турбулентной
диффузии. На процесс рассеивания выбросов влияние оказывают
состояние атмосферы, расположение предприятий и источников
выбросов, характер местности, химические свойства, выбрасываемых
веществ, высота и диаметр трубы. Горизонтальное перемещение
примесей определяется в основном скоростью и направлением ветра,
а вертикальное распределение температур по высоте.
Максимальная концентрация Сm вредных веществ у земной
поверхности образуется на оси факела выброса на расстоянии Х mах
от источника выброса. Для горячей смеси концентрация примеси
определяется по формуле
Cm =
A * M * F * m * n *
H 2 * 3 V1 * T
(1)
где А
коэффициент стратификации, зависящий от
температурного градиента – принимаем значение -120;
M – масса вещества, выбрасываемого в атмосферу в
единицу времени, г/м3;
V1 –объем, выбрасываемой газо-воздушной смеси, м3 /с;
H – высота трубы, м;
F – коэффициент, учитывающий скорость оседания
взвешенных частиц выброса. Для газов равен 1, для пыли при
эффективности очистки 90% - F = 2,5; при 75% F = 3;
W0 –средняя скорость выхода газа, м/сек;
∆T – разность между температурой, выбрасываемой смеси
и температурой окружающей среды;
η – безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф
местности;
m – безразмерный коэффициент, учитывающий условия
выхода газов из трубы.
m=
1
0,67  0,1 *
f  0.34 * 3 f
(2),
где
f= 103*w02*
D
H * T
2
(2.1)
где w0 – средняя скорость выхода газов из трубы, м/с;
D - диаметр трубы, м;
n - безразмерный коэффициент, зависящий от параметра Vm.
Vm= 0,65* 3
При Vm ≤ 0,3 n = 3
При 0,3 <Vm <2 n= 3
При Vm>2 n=1
v1 * T
H
(3),
Vm  0,3 *
4,36  Vm
(3.1)
Ожидаемая концентрация загрязнений при выбросе холодной
газо-воздушной смеси определяется по уравнению:
Cm=
A * M * F * n * * K
3
K=
H4
Sл
8 * V1
Vm=1,3*
(4),
(5),
w0 * Д
H
(6)
Расстояние - Хmах до места, где ожидается максимальная
концентрация, определяется:
- для газов и мелкодисперсной пыли
Хmax = d х Н
где d – безразмерная величина, зависящая от параметра V m
- для холодного выброса
если Vm≤2 d=11,4*Vm,
если Vm>2 d=16,1* V m
- для крупо-дисперсной пыли
при F≥2
Xmax=
5F
*d *H
4
- для горячей газовоздушной смеси:
d=4,95*Vm*(1+0,28* 3 f ) при Vm≤2
d=7* Vm * (1  0.28 * 3 f ) при Vm > 2
Концентрация загрязнителя в приземном слое атмосферы на
любом расстоянии Х от источника выброса, отличном от Хmax
определяется по формуле
C = Cm*S1
(7)
где S1 - коэффициент, зависящий от величины X/Xmax.
при Х/X max < 1 S 1 = 3(Х /Xmax) 4 – 8( X/Xmax)3 + 6(X/Xmax)2;
при 1 < X/Xmax < 8 S 1 = 1,13/ 0,13*( X/Xmax)2 + 1;
при X/X max > 8 и F = 1, S 1 = X/X max:3,58 (X/Xmax)2 – 35,2(X/Xmax)+120;
при 2 < F <3, S 1 = 1 : 0,1 (X/Xmax)2 + 2,47(X/Xmax) – 17,8.
Задание. Рассчитать приземную концентрацию пыли на
расстоянии Х от источника по вариантам при следующих параметрах,
в таблице 2.
Таблица 2 – Варианты заданий
Наименование Единицы
параметров
измерения
Х
м
Н
м
D
м
V1
м3/c
W0
м/с
Т
С0
М
г/с
F
А
η
1,2
Вариант 1
1800
50
0,6
4,24
35
40
40
2
180
1,2
Вариант 2
1500
40
0,5
4,5
33
50
42
2
180
1,2
Вариант 3
2000
60
0,8
4,8
37
50
50
2
180
1,2
По данным расчета сделать выводы – расчетная концентрация
находится в пределах ПДК или превышает.
Контрольные вопросы
1. Какие параметры влияют на процесс рассеивания выбросов?
2. От каких параметров среды зависит перемещение примесей в
атмосфере?
3. Как классифицируются источники выбросов?
3 Мониторинг поверхностных вод
3.1 Разработка программы мониторинга водопользования
города
Цель: Изучить систему водоснабжения городов, ее элементы и
на основании теоретических знаний разработать мониторинг
водопользования города Павлодара.
Все отрасли народного хозяйства в зависимости от того, как они
используют водные ресурсы, подразделяются на 2 категории.
1. Водопользователи - это отрасли которые используют водные
ресурсы для различных целей, но безвозвратный водозабор не ведут.
К ним относятся гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное
хозяйство, местные органы, использующие воду для населения.
2. Водопотребители – это отрасли, которые берут воду из
водоема, причем часть ее используют безвозвратно (теплоэнергетика,
сельское хозяйство, промышленность).
По целевому назначению вода классифицируется как питьевая,
минеральная, промышленная.
Водоснабжение является одной из отраслей
народного
хозяйства направленная на повышение уровня жизни людей,
благоустройство населенных мест и развития промышленности.
Снабжение населения чистой водой в достаточном количестве имеет
важное санитарно-гигиеническое значение, предохраняет людей от
всевозможных заболеваний, связанных с водой.
Система водоснабжения представляет собой комплекс
инженерных сооружений, предназначенных для получения воды из
природных источников, улучшения ее качества и передачи к местам
потребления.
Снабжение населения питьевой водой осуществляется по
следующей схеме:
Водозабор
Водоподготовка
Транспортирование
воды потребителю
Доочистка воды
у потребителя
Используемые для водоснабжения природные источники могут
быть подразделены на 2 основные группы:
а) поверхностные источники – реки, водохранилища и озера
пресной воды;
б) подземные источники – артезианские воды, родники.
Суммарное водопотребление в городе слагается из расходов на
хозяйственно-питьевые нужды населения, поливку улиц и зеленые
насаждения, хозяйственно питьевые цели для предприятий,
технологические нужды предприятий и для пожаротушения. Систему
водоснабжения городов выбирают на основании данных о
водопотребителях. Расход воды меняется по сезонам года и
определяется по формуле
Q max = Q max сут. * N
(8)
где Q - норма воды на одного жителя;
N - расчетное число жителей.
Для водоснабжения города большое значение имеет качество
воды, забираемой из источников и подаваемой потребителям.
Вредные примеси, которые встречаются в воде, обычно
подразделяются на три категории. К первой относятся неорганические
вещества, ко второй группе относятся органические химические
соединения, которые могут присутствовать в воде в растворенном
виде и обладать канцерогенными свойствами. К третьей группе
относятся микроорганизмы.
В настоящий период качество питьевой воды в Республике
Казахстан регламентируется ГОСТом 2874-82 Стандарт включает в
себя 30 показателей. Для соответствия качества воды ее подвергают
очистке. Основные элементы очистки воды это:
- введение сульфата меди и последующая аэрация для удаления
неприятных вкуса и запаха;
- первое хлорирование или озонирование для удаления
болезнетворных микроорганизмов;
- заключительное хлорирование для завершения уничтожения
микроорганизмов.
Контроль за водопотреблением и качеством воды осуществляют
следующие организации: диспетчерский пункт и отдел эксплуатации
водоисточников
Городского
Управления
водоснабжения,
территориальные
органы
Минприроды
РК,
органы
санэпидемиологического надзора, а также научно-исследовательские
организации.
Основные задачи мониторинга водных объектов в системе
городских водоканалов являются:
- установление уровней показателей состояния водных
объектов;
- выявление закономерностей процессов загрязнения и
самоочищения вод;
-контроль качества воды по трактам водоподачи и проведение
расчетов и прогнозирование качества воды;
- регулирование взаимоотношений между водопользователями;
- создание банков данных, информационное обеспечение
принятия управленческих решений.
На основании вышеизложенного студентам предлагается
разработать программу мониторинга водопользования г. Павлодара.
Для этого:
1) необходимо определить количество водопотребителей
(население города и количество предприятий);
2) определить источники водоснабжения и дать им
характеристику;
3) какие источники загрязнения влияют на источники
водоснабжения;
4) выбрать схему водоснабжения города и количество
водозаборных устройств;
5) определить методы контроля за работой системы
водоснабжения;
6) провести оценку качества подаваемой воды для питьевого
назначения;
7) предложить информационную систему базы данных для
принятия управленческих решений.
3.2
Практическая
работа
по
определению
органолептической оценки воды
Первичную оценку качества воды проводят, определяя ее
органолептические характеристики. Эти характеристики воды
определяются с помощью органов зрения (мутность, цветность) и
обоняния
(запах).
Неудовлетворительные
органолептические
характеристики косвенно свидетельствуют о загрязнении воды. На
правильность полученных результатов анализов влияет способ отбора
пробы воды и условия ее хранения. Проба должна быть отобрана в
чистую стеклянную или пластмассовую бутыль объемом не менее 0,5
л (в бутыли должно оставаться не более 5— 10 мл воздуха), пробы
следует анализировать в течение нескольких часов либо хранить в
холодильнике. Могут быть отобраны и проанализированы растаявшие
пробы снега (льда) из разных мест: из леса, с поля, газона вблизи
дороги, у промышленного предприятия и т.д.
Цель работы: оценка экологического состояния воды но
величинам определяемых показателей.
Оборудование и материалы: колбы для воды, протокол
работы, вода, взятая из различных источников.
Задание 1. Определение запаха воды.
1. Заполните колбу водой на треть объема и закройте пробкой.
2. Взболтайте содержимое колбы.
3. Откройте колбу и осторожно, неглубоко вдыхая воздух,
сразу же определите характер и интенсивность запаха.
Если запах сразу не ощущается или запах неотчетливый,
испытание
можно
повторить,
нагрев
воду
в колбе до температуры 60°С (подержав колбу в горячей воде).
Интенсивность запаха определите по 5-и бальной системе согласно
таблице 3. Характер запаха определите по таблице 4.
Таблица 3 – Интенсивность запаха
Интенсивность Характер проявления запаха
запаха
Оценка
интенсивности
запаха
Нет
Запах не ощущается
1
Очень слабая
Запах сразу не ощущается, но
2
обнаруживается при тщательном
исследовании
(при
нагревании
воды)
Слабая
Запах не замечается6 если обратить
3
на него внимание
Заметная
Запах легко замечается и вызывает
4
неодобрительный отзыв о воде
Отчетливая
Запах обращает на себя внимание и
заставляет воздержаться от питья
Очень сильная Запах настолько сильный, что
5
делает воду непригодной для питья
Таблица 4 – Характер запаха
Запах «естественного» происхождения
неотчетливый (или отсутствует)
землистый
Гнилостный
Торфяной
Травянистый
Другой (укажите, какой)
Запах «искусственного»
происхождения(или отсутствует)
неотчетливый
нефтепродуктов (бензиновый)
хлорный
уксусный
—
другой (укажите, какой)
Задание 2. Определение цветности.
1. Заполните пробирку водой до высоты 10 —12 см.
2. Определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на
белом фоне при достаточном освещении (дневном, искусственном).
Подчеркните наиболее подходящий оттенок либо заполните
свободную строку в таблице 5.
Задание 3 Определение мутности.
1. Заполните пробирку водой до высоты 10—12 см.
2. Определите мутность воды, рассматривая пробирку сверху на
темном
фоне
при
достаточном
освещение.
Подчеркните нужное в таблице 5.
Таблица 5 – Цветность и мутность воды
Цветность воды
Слабо-желтая
Светложелтоватая
Желтая
Интенсивно-желтая
Коричневая
Красно-коричевая
Другая (укажите какая)
Мутность воды
Прозрачная
Слабомутная
Очень мутная
Обработка результатов и выводы:
1. Занесите полученные результаты в таблицу 6.
2. Сделайте выводы об экологическом состоянии источника, из
которого была взята проба.
Таблица 6 – Результаты и выводы
Характеристика
Запах
Цветность
Мутность
Вывод (словесное описание)
4 Мониторинг подземных вод
Цель: изучить назначение подземных вод, влияние вредных
факторов среды, а также антропогенное влияние промышленных и
сельскохозяйственных объектов на их качество и использование.
Вода занимает 70,8 % поверхности земного шара. Вода
находится в постоянном движении – ее количество и качество
меняются во времени и пространстве. Подземные воды на планете
составляют 14 % всех пресных вод. Роль подземных вод возрастает в
связи с загрязнением поверхностных вод. Системы питьевого
водоснабжения с использованием подземных вод развиваются и
например в Бельгии достигли – 90 %, Финляндии – 75 %.
По данной теме провести семинарское занятие.
Темы семинарского занятия:
1. Подземные воды, их назначение и классификация, запасы
подземных вод в мире, республике, области.
2. Загрязнение подземных вод.
3. Организация контроля за подземными водами.
4. Использование подземных вод для питьевого назначения.
5 Мониторинг земельных ресурсов
Цель: закрепить
земельных ресурсов.
теоретические
знания
по
мониторингу
5.1 Теоретическая часть
Мониторинг земель представляет собой систему базовых,
оперативных, периодических наблюдений за качественным и
количественным состоянием земельного фонда, проводимых в целях
своевременного выявления происходящих изменении их оценки и
прогноза. Объектом мониторинга земель являются все земли
Республики Казахстан независимо от форм собственности на землю,
целевого назначения и характера использования земель.
Земельные
ресурсы
и
экологическая
безопасность
землепользования, качество почв по многим показателям влияют на
состояние здоровья населения по двум причинам : выращивание
сельскохозяйственной продукции с высоким содержанием вредных
веществ
техногенного
происхождения
и
производство
сельскохозяйственных и градостроительных работ на территории с
низкой степенью экологической безопасностью. Для устранения
негативных процессов важны систематические наблюдения и
обследование земель, проведение их инвентаризации, ведение
земельного кадастра.
Основными задачами почвенного мониторинга является
контроль и оценка
загрязнений почв тяжелыми металлами,
содержание в почве пестицидов, определение вводно-солевого
баланса почв, а также кислотно-щелочного, определение содержание
гумуса.
Контрольные вопросы
1. Земельные и почвенные ресурсы Казахстана и области.
2. Деградация земельных и почвенных ресурсов.
3. Качество почв и здоровье населения
4. Методы и средства контроля за почвенными и земельными
ресурсами.
5. Информационное обеспечение мониторинга земельных
ресурсов и принятие своевременных решений по устранению
негативных процессов.
6 Нормирование качества окружающей среды
Цель: изучить нормативы качества окружающей среды, их
классификацию и их установление, рассчитывать предельнодопустимые сбросы и выбросы.
Для оценки качества окружающей среды используют нормы и
нормативы, ограничивающие воздействие вредных факторов на
здоровье человека и в целом на природу.
Нормы
и
нормативы
качества
окружающей
среды
подразделяются на:
- санитарно- гигиенические, экологические, производственнохозяйственные, временные и стоимостные нормативы.
- производственно-хозяйственные нормативы предназначены
для ограничения параметров хозяйственной деятельности конкретного
предприятия в целях создания безопасности жизнедеятельности.
Технологические нормативы устанавливаются для каждого источника
загрязнения и включают в себя – предельно допустимые выбросы в
атмосферу (ПДВ, ВСВ), предельно допустимые сбросы в водоемы
(ПДС), Предельно-допустимое количество сжигаемого топлива
(ПДТ).
Студентам предлагается рассмотреть расчет предельно
допустимых сбросов в водоем.
6.1 Расчет предельно-допустимых сбросов в поверхностные
водоемы
В
основу
расчетов
концентрации
нормирующих
и
лимитирующих показателей вредности токсичных веществ,
содержащихся сточных водах Фролова В.А. и Родзиллера И.Д.
При сбросе сточных вод в речной водоток на конденсацию
токсичных веществ и соответственно на уровень загрязнения
оказывают существенное влияние гидрологические характеристики
реки: глубина водотока, скорость течения, шероховатость
поверхности русла, турбулентный обмен, место сброса сточных вод,
расход сточных вод, температурные условия.
Концентрация токсичных веществ в природных водотоках
распределяется с учетом перечисленных выше условий по уравнению:
qC ñò  QC p  (q  Q)C ê .ñò
(9)
где q — расход сточных вод [м3/с], который можно принят q =
0,5 м3/с;
Q — расход воды в водотоке [м3/с];
Сст — концентрация загрязнителя в сточных водах в месте
спуска сточных во [мг/дм3];
Ср — концентрация загрязнителя в реке выше места спуска
сточных вод [мг/дм3];
Ск.ст — концентрация загрязнителя в контрольном створе
3
[мг/дм ];
 — коэффициент смешения сточных вод с водой водотока.
Величина Сст является контрольной величиной на период
эксплуатации очистных сооружений и кладется в основу лимита —
предельного количества загрязнения, допустимого для сброса в реку.
Величина q определяется хозяйственной и проектной организацией.
Величины
Q и  определяются проектной организацией на
специальных
гидрологических
изысканиях
или
данных
гидрометеослужбы.
Как известно, расход воды в незарегулированных реках
подвержен значительным сезонным колебаниям, связанным для
равнинных рек с таянием снегов (весенних паводков), прекращением
питания атмосферными водами (зимняя межень). Соответственно с
изменениями расхода воды изменяется и скорость разбавления
загрязненных струй воды рек. Следовательно, протяженность участка
реки, в пределах которого происходит процесс разбавления, также
меняется (рисунок 2).
1
км
1
км
Сож
Q, Ср
qCст
Кст
Рисунок 2 – схема разбавления концентрации токсичных веществ
при сбросе сточных вод (Кст – контрольный створ).
Для решения задачи прогнозирования санитарного состояния
водотока в контрольном створе необходимо решить уравнение 9
относительно Ск.ст. В этом случае получаем ожидаемую концентрацию Сож экотоксиканта в контрольном створе
С ож 
q  C ст  Q  C р
q  Q
(10)
Коэффициент смешения γ для сточных не зарегулированных
водотоков определяется по уравнению
 
1 
Q
1  
q
  exp(   3 Lф )
(11)
(12)
где Lф — расстояние по фарватеру от места выпуска сточных
вод до контрольного створа [м];
 — коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод
в водоток.
     3
D
q
(13)
где  — коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод
в водоток, при выпуске у берега  = 1,0, при выпуске в стрежень  =
1,5;
 — коэффициент извилистости реки, который равен отношению расстояния по фарватеру от места выпуска сточных вод до
контрольного створа к расстоянию до этого же пункта по прямой (  =
1,2);
D— коэффициент турбулентной диффузии [м2/с], который
для равнинных рек определяется по формуле
D
Vcp  H cp
(14)
200
где V cp — средняя скорость течения реки на участке между
местом выпуска сточных вод и контрольным створом [м/с];
Hср — средняя глубина водоема на том же участке [м].
Возможное разбавление концентрации загрязняющих веществ
при сбросе сточных вод в водоток в контрольном створе рассчитывается по формуле
n=  
Q
q
(15)
Расчет ПДС производится по наибольшим среднечасовым
расходам сточных вод q фактического периода спуска сточных вод.
ПДС определяется для всех категорий водопользования по
уравнению
ПДС = qС ст
(16)
где Сст — концентрация загрязняющих веществ в сточных
водах, [мг/дм3].
Пример - Рассчитать предельно допустимый сброс веществ на
участке реки со следующими характеристиками водотока и сточных
вод (КВ — категория воды, Q, q — расходы воды и сточных вод, H и
V — глубина и скорость реки, Lф — расстояние до фарватера):
Таблица 7 - Характеристика водотока и сточных вод
КВ
1
Q, м3/с
52
H, м
2,6
V, м/с
1,1
q, м3/с
0,5
Lф, м
700
при следующих концентрациях вредных веществ (ВПК биохимическое потребление кислорода, ВВ — взвешенные вещества):
Таблица 8 - Концентрация вредных веществ
Концентрация ВПК ВВ
загрязнителя
в водотоке Ср, 1,6
26
мг/л
в
сточных 70
48
водах,
Сст,
мг/л
нефть нитраты цинк
бензол свинец
0,04
28
0,56
0,3
0,01
—
190
4,5
6
3,6
Решение – Определяются параметры сброса примеси
1. Определяются коэффициенты оценки влияния местности —
выпуска сточных вод у берега ξ, извилистости реки φ, турбулентной
диффузии D, принимаем ξ= 1, φ = 1,2.
D= VН/200 = 1,1 - 2,6/200 = 0, 0143 м2/с.
2. Определяют коэффициент, а оценки точки сброса сточных
вод:
а = ξ φ (D/q)1/3 = 1 • 1,2 • (0,0143/0,5)1/3 = 0,367.
3. Определяют коэффициент смешения γ:
β= ехр(-а(D/q)1/3) = ехр(-0,367 - (0,0143/0,5)1/3) = 0,0385,
γ = (1 - β)/(1 +Q β /q) = (1 - 0,039)/(1 + 52 * 0,038/0,5) = 0,1924.
Определяют ожидаемую концентрацию в створе Сож:
Сумма Сож/ПДК = 1245,7
Таблица 9 – Определение ожидаемой концентрации
Ед. изм.
ПК
ВВ
Нефть
Нитраты
Цинк
Бензол
Свинец
Сож, 4,856 12,52 0,00038 35,7125 0,747576 0,571366 0,1809
мг/л
ПДК,
3
0,25 0,000001
10
0,05
0,003
0,0003
мг/л
Сож/ 1,61 50,095 380,957 3,57125 14,95151 190,4552 603,042
ПДК
Проверяется основное условие выполнения норм ПДК.
Водоем по содержанию веществ должен удовлетворять
требованиям:
С1/C 1пдк + С 2 /С2 пдк +…..Сi n/ Ci пдк < 1
qр = 1245,7; qр много больше 1.
Определяется разбавление концентрации в контрольном створе:
n = 20,0049.
Выводы: при сбросе не выполняется норматив сброса
загрязняющих веществ, что требует неоднократного разбавления.
6.2 Задача по оценке санитарного состояния водоема
Определить и оценить санитарное состояние водоема, если в
нем обнаружено:
1) содержание нитратов по азоту – 5 мг/л
2) нефтепродуктов – 0,4 мг/л
3) толуола – 0,1 мг/л при ПДК 10, 0,3 и 0,5 соответственно.
Контрольные вопросы
1. Что такое качество объектов окружающей среды?
2. Какими параметрами нормируется окружающая среда?
3. Какие показатели влияют на уровень загрязнения реки?
4. Каким требованиям должен удовлетворять водоем по сбросам
вредных веществ?
7 Особенности организации мониторинга при различных
видах хозяйственной деятельности
Цель: Изучение схем организации мониторинга при различных
видах хозяйственной деятельности. Научиться составлять программы
мониторинга отдельных предприятий.
7.1 Программа производственного мониторинга
По данной теме, как пример, рассмотрим производственное
объединение АО «Алюминий Казахстан».
На Павлодарском Алюминиевом заводе производится
переработка
низкокачественных
бокситов
месторождений
центрального Казахстана (Краснооктябрьский и Тургайский рудники).
Основным видом ПАЗ является металлургический глинозем,
служащий сырьем для производства алюминия. При переработке
растворов глиноземного производства получают металлический
галлий. Также налажено производство сульфата алюминия – реагента,
используемого для очистки воды.
Основными источниками выбросов загрязняющих веществ в
атмосферу на заводе являются:
- дымовые трубы кальцинации;
- дымовые трубы цеха спекания.
В гидрометаллургическом цехе печи кальцинации оборудованы
высокоэффективной трехступенчатой очисткой. Первая и вторая
ступень – механическая очистка в блоках батарейных циклонов,
третья – электрофильтры. Степень очистки пылегазовой смеси после
печей кальцинации составляет 99,98%.
В цехе спекания 7 печей оборудованы двухступенчатой
системой очистки. Первая включает в себя циклоны механической
очистки, вторая – горизонтальные электрофильтры. Степень очистки
составляет 99,1-99,5%. Вредные вещества, выбрасывающие в
атмосферу – пыль, сернистый ангидрид, окислы азота и углерода в
пределах 13000 т/ год.
Характеристика отходов
В производстве глинозема по параллельной схеме «Байерспекание» годовой объем образования составляет 3500000 тонн.
Характеристика системы сбора, транспортировки и хранения отходов:
гидротранспорт. Состав отходов – оксиды алюминия, железа,
кремния, титана, кальция, натрия – 4-го класса опасности.
Хранилище отходов – шламоотвал (карта № 2) АО «Алюминий
Казахстана». Условия предотвращения вредного влияния отходов на
окружающую среду и здоровье населения (противофильтрационный
экран, система обеспыливания, сбор и очистка вод), шламы при
складировании цементируются и не пылят. Для защиты подземных
воды
предусмотрена
по
всему
периметру
карты
противофильтрационная завеса «Стена в грунте».
Производственный мониторинг окружающей среды АО
«Алюминий Казахстана», ведется по программе согласованной с
областным управлением охраны окружающей среды.
7.1.1 Мониторинг атмосферного воздуха производства
Контроль за состоянием атмосферного воздуха на территории
завода и его санитарно-защитной зоне осуществляется лабораторией
охраны труда, входящей в структуру центральной заводской
лаборатории.
Контроль
за
состоянием
воздушной
среды
осуществляется в соответствии с графиком наблюдений. Также
осуществляется контроль за работой газоочистных установок
согласно графика контроля. Графики наблюдений утверждены Вицепрезидентом и согласованы с областным управлением охраны
окружающей среды.
7.1.2 Мониторинг водных ресурсов
АО «Алюминий Казахстана» работает по бессточной схеме.
Промстоки используются на подпитку собственного водооборота.
Хозбытовые стоки отводятся на городские очистные сооружения.
Анализ сточных вод предприятия на содержание в них
нефтепродуктов и рН, проводит центральная химическая лаборатория
совместно с лабораторией «Горводоканала» 1 раз в месяц. Для анализа
химического состава и уровня подземных вод вокруг накопителей
отходов
АО
«Алюминий
Казахстана»
оборудована
сеть
наблюдательных скважин. Контроль состояния подземных вод в
районе расположения шламонакопителей ведется по скважинам.
Замеры уровня и отбор проб грунтовых вод на содержание токсичных
веществ (мышьяка, кадмия, ртути, кобальта, меди, молибдена и др.
компонентов) проводится 3 раза в год. На протяжении ряда лет
значительных колебаний уровня грунтовых вод в районе наблюдений
не наблюдается.
7.1.3 Мониторинг земельных ресурсов
Анализы проб грунтов вокруг накопителей отходов АО
«Алюминий Казахстана» проводится 1 раз в год центральной
химической лабораторией. Методика отбора проб грунтов и
подготовка их к анализу ведется согласно ГОСТа 17.4.3.01-83, ГОСТа
17.4.4.02-84. содержание загрязняющих веществ во всех шурфах
находится в пределах ПДК.
7.2 Мониторинг нефтеперерабатывающего завода и завода
ферросплавов
Студентам предлагается самостоятельно изучить и предложить
программы
производственного
мониторинга
нефтеперерабатывающего завода и завода ферросплавов, а также
определить их влияние на состояние окружающей среды г. Павлодара.
Работу выполнить в виде отчета.
8 Оценка воздействия на окружающую среду ТОО «Зерно
Прииртышья»
Цель работы: ознакомление студентов: а) с источниками
загрязнения; б) с расчетами организованных и неорганизованных
выбросов предприятия ТОО «Зерно Прииртышья»; в) организацией
водоснабжения и охраной земельных ресурсов.
Краткая характеристика физико - географических и
климатических условий района расположения производственной
площадки ТОО «Зерно Прииртышья».
Производственная площадка
ТОО «Зерно
Прииртышья»
располагается в восточной части с. Иртышск, Павлодарской области. Район
расположения характеризуется резко континентальным климатом с сухим
жарким летом и продолжительной малоснежной зимой. Наиболее теплый
месяц - июль, со среднемноголетней максимальной температурой воздуха
27,7 °С. Самый холодный месяц - январь, его среднемноголетняя
минимальная температура составляет - 23,3 °С. Преобладающее
направление ветра юго-западное и западное.
Метеорологические характеристики и коэффициенты, определяющие
условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере согласно данным
ДГП «Павлодарский центр гидрометеорологии» №103 от 28.03.02 г. и РНД
211.2.01-97 приведены в таблице 10.
Таблица 10 - Метеорологические характеристики и коэффициенты
Наименование
Коэффициент, зависящий от стратификации атмосферы
Коэффициент рельефа местности
Среднегодовая роза ветров:
С
СВ
В
ЮВ
Ю
ЮЗ
З
СЗ
Скорость ветра, повторяемость превышения которой (по
многолетним данным) составляет 5 %, м/сек
Средняя продолжительность периода с устойчивым
снежным покровом, дни
Средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца, °С (VII)
Средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее холодного месяца, °С
Величина
200
1
8
8
10
10
10
23
19
12
9
137
+27,7
-23,3
От источников загрязнения ТОО «Зерно Прииртышья» в
атмосферу сбрасываются следующие ингредиенты:
Код
Примесь
0143
оксиды марганца
0342
сварочный аэрозоль
2908
зола Майкубенского угля
0301
окислы азота
2909
фтористый водород
2931
пыль зерновая
2936
пыль древесная
2902
сернистый ангидрид
2930
пыль абразивная
0330
пыль металлическая
К основным источникам выделения загрязняющих веществ в
атмосферу относятся: технологическое и транспортное оборудование
элеватора, зерносушилки. На данном оборудовании в местах
выделения зерновой пыли (пункты пересыпки, транспортеры, нории,
весы) установлены системы обеспыливания воздуха.
В качестве пылеуловителей используются циклоны марки ЦОЛ,
проектная степень очистки которых составляет 98,0%. В зимний
период к основным источникам загрязнения относятся самодельные
бытовые агрегаты (отопительные печи) установлены для отопления
административного здания и гаража.
Системы аспирации воздуха от стационарных источников
загрязнения на предприятии. Данные по выбросам зерновой пыли до и
после очистки (г/сек), приведены на основании результатов
инструментальных замеров количество пыли (г/сек, т/год) определено
по формулам:
G = (Gі × 1000) / 3600 г/сек
(17)
M = 10-6 × Gі × t × 3600 т/год
(18)
где: Gі – количество пыли отходящей от і – источника, кг/час;
Gі - количество пыли отходящей от і – источника, г/сек;
t – время работы установки в течение года, ч/год.
8.1 Расчеты систем аспирации организационных и
неоргазиционных источников.
1 Организационный источник. Система аспирации АУ-30.
Система аспирации АУ-30 установленная на зерносушилке «ДСП -
50». Годовой фонд времени - 30 часов. Расчет выбросов от сжигания
дизельного топлива проводится по «Методическим указаниям по
расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в
котлах производительностью до 30 т/ч.» [Л. 16].
Данные по выбросам зерновой пыли приведены выше по
результатам замеров, без учета расчетных выбросов сажи.
Расход дизельного топлива: Вт = 11,38 т/год; ВG = 105,3 г/сек.
Теплота сгорания: QР - 42,75 МДж
Зольность топлива: АР = 0,025 %
Сернистость топлива: SР = 0,3 %
Примесь - 0301 Азота диоксид
Номинальная тепловая мощность зерносушилки: QN = 4730 кВт.
Фактическая тепловая мощность зерносушилки: QF = 4050 кВт.
Количество окислов азота, КNО = 0,0987 кг/1 ГДж тепла
Коэффициент снижения выбросов азота в результате
технических решений: В = 0.
Количество окислов азота, КNО = КNО × (QF /QN)0,25 = 0,0987 ×
(4050/4730)0,25 = 0,095 кг/1 ГДж тепла.
Выброс окислов азота: М = 0,001 * Вт * QР * КNО * (1 - В) =
= 0,001 * 11,38 * 42,75 * 0,095 * (1 - 0) = 0,04622 т/год.
Выброс окислов азота: G = 0,001 * ВG * QР * КNО * (1 - В) =
= 0,001 * 105,3 * 42,75 * 0,095 * (1 - 0) = 0,42765 г/сек.
Примесь - 0330 Ангидрид сернистый (серы диоксид)
Доля окислов серы, связываемых летучей золой топлива, NSO2 =
0,02 Содержание сероводорода в топливе, H2S = 0 %.
Выбросы окислов серы: М = 0,02 * Вт * SР * (1 - N SO2) + 0,0188 +
Н2 S * Вт = 0,02 * 11,38 * 0,3 * (1 - 0,02) + 0,0188 * 0 * 11,38 = 0,06691
т/год.
Выбросы окислов серы: G = 0,02 * В G * SР * (1 - N SO2) + 0,0188 +
Н2 S * В G = 0,02 * 105,3 * 0,3 * (1 - 0,02) + 0,0188 * 0 * 105,3 = 0,61916
г/сек.
Примесь - 0337 Углерода оксид
Потери тепла от механической неполноты сгорания Q4 = 0,5 % ,
Потери тепла от химической неполноты сгорания Q3= 0,5 %,
Коэффициент, учитывающий долю потери тепла R = 0,65,
Выход окиси углерода в кг/тонну
ССО = Q3 * R * QР = 0,5 * 0,65 * 42,75 = 13,894
Выбросы окиси углерода
М = 0,001 * Вт * ССО * (1 – Q4/100) = 0,001 * 11,38 * 13,894 * (1 0,5/100) = 0,15732 т/год
Выбросы окиси углерода
G = 0,001 * В G * ССО * (1 - Q4/100) = 0,001 * 105,3 * 13,894 * (1 0,5/100) = 1,45572 г/сек
Примесь - 0328 Сажа (углерод черный)
Коэффициент F = 0,01
Выброс твердых частиц, М = Вт * АР * F = 11,38 * 0,025 * 0,01 =
0,00285 т/год
Выброс твердых частиц, М = В G * АР * F = 105,3 * 0,025 * 0,01 =
0,02633 г/сек.
Степень очистки составляет 97,82 %
С учетом очистки: М = 0,00285 * (1 - 0,9782) = 0,00006 т/год
G = 0,02633 * (1 - 0,9782) = 0,00057 г/сек
Таблица 11 - Иток расчета системы аспирации АУ-30
Код
0301
0330
0337
0328
Примесь
Азота диоксид
Ангидрид
сернистый
Углерода оксид
Сажа
Выбросы до
очистки
г/сек
т/год
0,42765
0,04622
0,61916
0,06691
1,45572
0,02633
Выбросы
после
очистки
г/сек
т/год
0,42765 0,04622
0,61916 0,06691
0,15732 1,45572
0,00285 0,00057
0,15732
0,00006
2 Неорганизованный источник № 6037. Передвижной
сварочный пост САК-ТС-500
Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных
работах (на основе удельных показателей) [Л. 16].
Вид сварки: ручная дуговая сварка штучными электродами марки
МР-4.
Расход электродов: В = 600 кг/год.
Максимальный расход электродов за день: Вмах = 5 кг
Время работы сварочного оборудования: S = 3 час/сутки; Т = 765
час/год.
Примесь - 0143 Марганец и его соединения (в пересчете на
оксид марганца)
Удельное выделение загрязняющих веществ, г/кг расходуемого
материала, Gis = 1,1
Валовый выброс загрязняющих веществ:
М = Gis * В/10-6 = 1,1 * 600/10-6 = 0,00066 т/год
Максимально разовый выброс:
М = Gis * Вмах/3600/S = 1,1 * 5/3600/3 = 0,00051 г/сек
Примесь - 0342 Фтористый водород (фтористые газообразные
соединения в пересчете на фтор  гидрофторид).
Удельное выделение загрязняющих веществ, г/кг расходуемого
материала, Gis = 1,53
Валовый выброс загрязняющих веществ:
М = Gis * В/10-6 = 1,53 * 600/10-6 = 0,00092 т/год
Максимально разовый выброс:
Gis = Gis * Вмах/3600/ S = 1,53 * 5/3600/3 = 0,00071 г/сек
Примесь - 2909 Сварочный аэрозоль
Удельное выделение загрязняющих веществ, г/кг расходуемого
материала, Gis = 9,7
Валовый выброс загрязняющих веществ:
М = Gis * В/10-6 = 9,7 * 600/10-6 = 0,00582 т/год
Максимально разовый выброс:
Gis = Gis * Вмах /3600/S = 9,7 * 5/3600/3 = 0,00449 г/сек
Таблица 12 - Иток расчета передвижного сварочного поста САК-ТС-500
Код
0143
0342
12909
Примесь
Марганец
и
его
соединения (в пересчете
на оксид марганца)
Фтористый
водород
(фтористые газообразные
соединения в пересчете
на фтор-гидрофторид)
Сварочный аэрозоль
Выброс, г/сек
0,00051
Выброс, т/год
0,00066
0,00071
0,00092
0,00449
0,00582
3 Неорганизованный источник № 6040. Сушилка зерновая
«ДСП – 32»
Годовой фонд времени -110 часов. Расчет выбросов от сжигания
дизельного топлива проводится по «Методическим указаниям по расчету
выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах
производительностью до 30 т/ч.».
Расход дизельного топлива: Вт = 26,55 т/год; ВG = 67,04 г/сек.
Теплота сгорания: QР= 42,75 МДж
Зольность топлива: АР= 0,025 %
Сернистость топлива: SР = 0,3 %
Примесь - 0301 Азота диоксид.
Номинальная тепловая мощность зерносушилки: QN = 3030 кВт
Фактическая тепловая мощность зерносушилки: QF = 2580 кВт
Количество окислов азота, КNО = 0,0968 кг/1 ГДж тепла.
Коэффициент снижения выбросов азота в результате
технических решений: В = 0.
Количество окислов азота, КNО = КNО * (QF / QN)0,25 = 0,0968 *
(2580/3030)0,25 = 0,093 кг/1 ГДж тепла.
Выброс окислов азота: М = 0,001 * Вт * QР * КNО * (1 - В) =
= 0,001 * 26,55 * 42,75 * 0,093 * (1 - 0) = 0,10556 т/год.
Выброс окислов азота: G = 0,001 * ВG * QР * КNО * (1 - В) =
= 0,001 * 67,04 * 42,75 * 0,093 * (1 - 0) = 0,26653 г/сек.
Примесь - 0330 Ангидрид сернистый (серы диоксид).
Доля окислов серы, связываемых летучей золой топлива,
NS02=0,02
Содержание сероводорода в топливе, Н2S = 0 %.
Выбросы окислов серы: М = 0,02 * Вт * SР * (1 - NS02) + 0,0188 +
Н2S * Вт = 0,02 * 26,55 * 0,3 * (1 - 0,02) + 0,0188 * 0 * 26,55 0,15611т/год.
Выбросы окислов серы: G = 0,02 * ВG * SР * (1 - NS02) + 0,0188 +
Н2S * ВG = 0,02 * 67,04 * 0,3 * (1 - 0,02) + 0,0188 * 0 * 67,04 = 0,39420
г/сек.
Примесь - 0337 Углерода оксид.
Потери тепла от механической неполноты сгорания, Q4 = 0,5 %
Потери тепла от химической неполноты сгорания, Q3 = 0,5 %
Коэффициент, учитывающий долю потери тепла, R = 0,65
Выход окиси углерода в кг/тонну, ССО = Q3* R * QР = 0,5 * 0,65 *
42,75 = 13,894
Выбросы окиси углерода: М = 0,001 * ВТ * ССО * (1 - Q4 /100) =
= 0,001 * 26,55 * 13,894 * (1 - 0,5/100) = 0,36704 т/год
Выбросы окиси углерода: G = 0,001 * ВG * ССО* (1 - Q4 /100) =
= 0,001 * 67,04 * 13,894 * (1 - 0,5/100) = 0,92680 г/сек
Примесь - 0328 Сажа (углерод черный).
Коэффициент F = 0,01
Выброс твердых частиц, М = Вт * АР * F = 26,55 * 0,025 * 0,01 =
0,00664 т/год
Выброс твердых частиц, М = ВG * Ар * F = 67,04 * 0,025 * 0,01 =
0,01676 г/сек.
Примесь - 2931 Пыль зерновая.
Количество пыли отходящей от коробов шахтных зерносушилок
и шахт охлаждения зерна пневмогазовых и газорециркуляционных
зерносушилок определяется по формуле [Л. 6]
Мас = П С * W* t * 1 0 - 4
(19)
где: ПС =32 т/час - производительность сушки;
t =110 ч/год - время работы в течение года;
w = 1,2 % - засоренность зерна
Для шахтных зерносушилок, выполненных в железобетонном
исполнении типа ДСП - 32 и имеющих осадочную камеру величина
выбросов определяется по формуле [Л. 6]
Мвыб = 0,6 * Мас
Мвыб = 0,6*32*1,2*110* 10-4 = 0,2534 т/год
G = Мвыб * 106/3600/t = 0,2534 * 106/3600/110 = 0,64 г/сек
Таблица 13 - Иток расчета зерновой сушилки «ДСП – 32»
Код
Примесь
Выброс, г/сек
Выброс, т/год
0301
0330
0337
0328
2931
Азота диоксид
Ангидрид сернистый
Углерода оксид
Сажа
Пыль зерновая
0,26653
0,39420
0,92680
0,01676
0,64
0,10556
0,15611
0,36704
0,00664
0,2534
8.2 Организация водоснабжения и охрана земельных
ресурсов
Водоснабжение предприятия осуществляется привозной
хозяйственной водой из водопроводных сетей КГП «Иртыш Сервис».
Вода по качеству соответствует требованиям СПиН №3.01.067.97
«Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды
централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль
качества». Годовой расход хозяйственной питьевой воды – 30 м3 в год.
Так как, предприятие расположено в природоохранной зоне
реки Иртыш, предусмотрен проектный уклон площадки в сторону
противоположную реке, что подтверждается справкой архитектора
Иртышского района № 1-11-149 от 10.07.02 г. Следовательно,
загрязнения вод р. Иртыш дождевыми стоками с производственной
площадки не происходит.
Хозяйственно
бытовые
сточные
воды
производства
направляются в наполнительную емкость.
На предприятии образуются следующие виды отходов:
- бытовые;
- зола и шлак от отопительных теплоагрегатов;
- древесные отходы столярного участка;
- зерновые.
Бытовые отходы от уборки служебных помещений и территории
складируются в мусорные контейнеры и по мере накопления
вывозятся на сельскую свалку КГП «Иртыш Сервис» на основании
договора №31 от 05.05.2004 года. Предполагаемое годовое количество
бытовых отходов составит 3,0 м. Отходы не токсичные и относятся к
V классу опасности.
Шлак и зола, образующиеся при сжигании Майкубенского угля в
топках отопительных теплоагрегатов, используются в строительстве
собственных подсобных помещений и отсыпки территории в северной
части промплощадки. Количество данных отходов составляет 10,6 тонн
в год, отходы являются токсичными и относятся к IV классу
опасности.
Производственные отходы столярного участка, древесная
стружка и опилки, образующиеся при изготовлении столярных изделий
на собственные потребности (оконные и дверные блоки, черенки лопат
и др.) используются персоналом предприятия на собственные нужды.
Планируемое количество древесных отходов - 1 тонна в год. Отходы
являются токсичными и относятся к IV классу опасности.
Для предотвращения загрязнения почвы отходами производства
на предприятии в местах выделения зерновой пыли установлены
системы обеспыливания воздуха. Производственные (зерновые)
отходы от зерноочистительного оборудования, аспирационных систем
пунктов пересыпки зерна, зерносушилок элеватора и сушильноочистительных башен СОБ - 1, СОБ - 2 собираются в бункерах установок и реализуются населению для корма животных. Отходы не
токсичные относятся к V классу опасности. При сорности зерна 3 - 4 %
и годовой переработке зерна 9000 тонн ожидаемое количество отходов
составляет 360 т/год.
Данные по отходам производства приведены в таблице 14.
Таблица 14 – Отходы производства
Узел
технологическ
ой схемы где
получается
отход, его
наименование
Количест
во
отходов
Физическ
ое
состояни
е
(твердые,
жидкие,
пастообр
Сут Год азные)
ки
Химич
еские
загрязн
ения и
примес
ив
отхода
х, их
содерж
ание и
класс
опасно
сти
Периоди
чность
(режим
подачи
отходов)
Спосо
б
хране
ния
отход
ов
Бытовые
отходы от
уборки
помещений и
территории
Отопительные
агрегаты.
Шлак и зола
0,0
12
м3/
сут
3,0
м3/г
од
Твердые
V
По
графику
уборки
Конте
йнер
0,0
59
т/с
ут
10,
6
т/го
д
Твердые
IV
Отопител Конте
ьный
йнер
период,
ежеднев
но
Деревообрабат
ывающие
станки.
Древесные
отходы
Основное
производство.
Зерновые
отходы
0,0
25
т/с
ут
1,0
т/го
д
Твердые
IV
Ежеднев
но, в
период
работы
Конте
йнер
1,0
т/с
ут
360
т/го
д
Твердые
V
Ежеднев
но
Бунке
р
Проектир
уемый
способ
утилизаци
и,
обезвреж
ивания,
уничтоже
ния
отходов
(или
предприят
ие на
которое
передают
ся
отходы)
Сельская
свалка
Собствен
ные
нужды.
Отсыпка
террито
рии,
строитель
ство
Реализаци
я
населения
Реализаци
я
населения
Изучив материалы студентам необходимо провести ОВОС
данного предприятия и ответить на вопросы
1. Что такое организационные и неорганизационные выбросы?
2. Какие параметры учитываются в расчетах выбросов
зерносушилок, деревообрабатывающих станков?
3. К какому классу относятся вещества выбрасываемые
предприятием ТОО «Зерно Прииртышья»?
4. Влияние пыли на организм человека?
5. Применяемая система водопотребления на предприятии и
система водоотведения?
6. Отходы производства и их утилизация, складирование.
9 Общественный мониторинг
Цель: Изучить деятельность общественных движений и
организаций по вопросам охраны окружающей среды.
Зеленые политические партии есть в большинстве европейских
стран, США, Японии, России, Казахстане и т.д. Наиболее известная
международная организация, объединяющая зеленых разных стран, «Гринпис». Платформа зеленых включает требование ограничить
загрязнение окружающей среды, шире использовать вторичные
ресурсы и нетрадиционные виды энергии, занимаются проблемами
экологического образования.
В Казахстане общественные объединения должны осуществлять
свою деятельность в соответствии с законодательством Республики
Казахстан. Общественные объединения имеют право:
- разрабатывать и пропагандировать экологические программы
защищать интересы граждан, привлекать их на добровольных началах
к активной деятельности в области охраны окружающей среды;
- осуществлять экологический контроль;
- сотрудничать и взаимодействовать в области охраны
окружающей среды с государственными органами и международными
организациями;
-участвовать в процессе подготовки планов и программ.
связанных с окружающей средой. Необходимо подготовиться к
практическому занятию по следующим вопросам.
Контрольные вопросы
1.
Роль
общественных
организаций
в
проведении
общественного контроля за состояние окружающей среды в
Казахстане.
2. Раскрыть роль общественного движения НевадаСемипалатинск
в решении вопроса по закрытию ядерных полигонов.
3. Какова роль общественных объединений в проведении
экспертизы проектов вновь вводимых объектов промышленного и
сельскохозяйственного назначения.
4. Какие общественные экологические организации есть в
павлодарской области?
10
Международное
экологического мониторинга
сотрудничество
в
программе
Цель: Оценить роль международного сотрудничества в
вопросах охраны окружающей среды на планете «Земля» и изучить
какие наблюдения проводит международное сообщество за биосферой
и какие организации этими вопросами занимаются.
Основная стратегия заключается в том, что в современных
условиях глобальное
антропогенное воздействие на биосферу
неизбежно и реальная охрана природы возможна лишь при
рациональном использовании природных ресурсов и международном
сотрудничестве в этой области. Несомненным успехом мирового
сообщества является создание глобальных систем наблюдений и
мониторинга окружающей среды. Большое значение имеет развитие и
эффективное применение правовых и административных рычагов в
целях охраны живой природы в интересах всего человечества,
совершенствование государственного управления, законодательства и
контроля в этой области.
Контрольные вопросы
1. Роль международного сотрудничества в безопасной
жизнедеятельности человечества.
2. Какие организации в мировом сообществе решают вопросы
охраны окружающей среды?
3. Какие
наблюдения и исследования проводятся
международным сообществом за состоянием окружающей среды.
4. Роль всем ирной метеорологической организации в
проведении мониторинга окружающей среды.
5. Каковы цели и задачи Всемирной организации
здравоохранения.
6. Международные конвенции и соглашения, затрагивающие
проблемы качества окружающей среды и здоровья населения.
Литература
1 Белов С.В. Охрана окружающей среды.  М. : Высшая школа,
1991. – 320 с.
2 Бурлибаев М.Ж., Волчек А.А. Гидрометрические измерения и
гидрометрические расчеты для водохозяйственных целей. – Алматы,
2001. – 254 с.
3 Виноградов Б.В. Проблемы мониторинга окружающей среды.
Геодезия и картография, 1991.  № 4.  157 с.
4 «Временная методика расчета плановых показателей по
охране атмосферного воздуха зерноперерабатывающих предприятий и
элеваторов», «Министерство хлебопродуктов СССР». – М., 1989. 
253 с.
5 Земельный кодекс РК. – Алматы, 2003. – 68 с.
6 Инструкция о порядке составления отчетов по охране
воздушного бассейна по форме 2 – ТП (воздух) на предприятиях
отрасли хлебопродуктов Республики Казахстан. Государственная
акционерная компания «Астык».  Алматы, 1994. – 54 с.
7 Информационный экологический бюллютель Павлодарского
территориального управления.  Павлодар, 2006. – 48 с.
8 Иванов Н.И., Фадин И.М. Инженерная экология и
экологический менеджмент.  М. : Логос, 2004. – 520 с.
9 Мамыров Н.К. Экономика природопользования.  Алматы,
2003.  459 с.
10 Никольская А.Н., Федорова А.И. Практикум по экологии и
охране окружающей среды.  М. : ВЛАДОС, 2003. – 288 с.
11 Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек.  М. :
Гранд, 2000. – 317 с.
12 Орлова В.В. Гидрометрия.  М. : Гидрометиздат, 1996. – 432
с.
13 Руководство по контролю загрязнения атмосферы. 
Ленинград : Гидрометиздат, 1979. – 448 с.
14 Салова Т.Ю., Громова Н.Ю. Основы экологии.  С-П. : Лань,
2004. – 331 с.
15 Сборник нормативных актов «Охрана окружающей среда». 
Алматы : ЮРИСТ, 2005. – 220 с.
16 «Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу
загрязняющих веществ различными производствами». – Алматы :
Минэкобиоресурсов, 1996. – 76 с.
17 Степановских А.С. Охрана окружающей среды.  М. :
ЮНИТИ, 2001. – 315 с.
18 Тимонин Л.С. Инженерно-экологический справочник в 3  х
томах.  М. : Высшая школа, 2003. – 289 с.
19 Тищенко Н.Ф. «Охрана атмосферного воздуха. Расчет
содержания вредных веществ и их распределение в воздухе».
Справочник. – М. : Химия, 1991. – 126 с.
20 Трушина Т.П.Экологические основы природопользования. 
Ростов на Дону : Феникс, 2003. – 512 с.
21 Тулеубаев Б.А. Радиоэкологическая мониторинговая сеть
водосборной площади бассейна реки Иртыш. Вестник КазНУ, серия
географическая  2004. № 4.
Приложение А
(справочное)
Значение предельно допустимых концентраций отдельных примесей в
воздухе населенных мест по Республике Казахстан
Наименование
примесей
Оксид углерода
Оксид азота
Диоксид азота
Взвешенные
вещества
Фенол
Формальдегид
Свинец
Аммиак
Диоксид серы
Сероводород
Хлор
Фтористый
водород
Озон
Хлористый
водород
Хром (IV)
Значение ПДК, мг/м3
Класс
Максимально
Среднесуточная опасности
разовая
5,0
3
4
0,4
0,06
3
0,085
0,04
2
0,5
0,15
3
0,01
0,035
0,001
0,2
0,5
0,008
0,1
0,02
0,003
0,003
0,0003
0,04
0,05
0,03
0,005
2
2
1
4
3
2
2
2
0,16
0,2
0,03
0,1
1
2
-
0,0015
1
Приложение Б
(справочное)
Приоритетный список городов Республики Казахстан по уровню
загрязнения атмосферного воздуха
Таблица Б.1
Город
Алматы
Караганда
Шымкент
Актобе
Темиртау
УстьКаменогорск
Риддер
Тараз
Жезказган
Семипалатинск
ИЗА
Отрасли промышленности
2006 2007 2008
12,1 12,6 13,3 автотранспорт, энергетика
10,7 7,5
7,6 энергетика, угледобывающая,
автотранспорт
10,7 11,2 11,9 цветная металлургия,
химическая,
нефтеперерабатывающая
9,7 9,5
8,5 черная металлургия, химическая
8,9 8,6
9,6 черная металлургия, химическая
6,5 7,2
7,9
цветная металлургия, энергетика
7,6
7,6
5,8
4,0
7,4
7,5
5,2
4,6
7,5
7,2
6,8
4,2
пос. Глубокое
Актау
4,6
3,5
3,0
4,3
4,7
4,5
цветная металлургия, энергетика
химическая
цветная металлургия, энергетика
энергетика, строительные
материалы
цветная металлургия
химическая
Петропавловск
Астана
Костанай
4,2
4,7
2,9
4,3
4,5
3,1
4,3
8,1
3,2
энергетика, приборостроение
энергетика, автотранспорт
энергетика
Балхаш
Атырау
Экибастуз
2,8
2,3
1,3
3,8
2,4
1,2
3,0
3,3
1,2
цветная металлургия, энергетика
нефтеперерабатывающая
энергетика, угледобывающая
Павлодар
1,7
1,9
1,9
Уральск
в среднем по
городам
0,8 0,7
5,62 5,52
2,4
5,93
нефтеперерабатывающая,
энергетика
энергетика
Продолжение приложения Б
(справочное)
Динамика индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) по городам
Республики Казахстан
в среднем по городам
Уральск
Павлодар
Экибастуз
Атырау
Балхаш
Костанай
Астана
Петропавловск
Актау
2008 г
пос. Глубокое
2007 г
2006 г
Семипалатинск
Жезказган
Тараз
Риддер
Усть - Каменогорск
Темиртау
Актобе
Шымкент
Караганда
Алматы
0
2
4
6
Рисунок Б.1
8
10
12
14
Приложение В
(справочное)
ПДК веществ, загрязняющих поверхностные воды
Наименование ПДК для водоемов
рыбохозяйственного
водопользования,
мг/л
ПДК для водоемов
Класс
хозяйственно-питьевого опасности
и коммунальнобытового
водопользования, мг/л
0,5
3
Хром (3+)
0,005
Железо (общ.)
0,1
0,3
3
Цинк (2+)
0,01
1,0
3
Ртуть
0,00001
0,0005
1
Кадмий
0,005
0,001
2
Мышьяк
0,05
0,05
2
Бор (3+)
Медь (2+)
0,017
0,001
(к природному
естественному фону)
0,5
1,0
2
3
БПК5
Фенолы
Нефтепродукт
ы
Фториды
3 мг Ог/л
0,001
0,05
3 мг Ог/л
0,001
0,3
4
4
4
0,05 (не выше
суммарного
содержания 0,75)
0,08 (0,02 по N)
40,0 (9,1 по N)
1,5
2
3,3
45,0
2
3
Нитриды
Нитраты
Аммоний
солевой
0,5
Содержание
Введение
1
Экологический мониторинг
1.1
Экологическая ситуация в Республике Казахстан
1.2
Экологическая ситуация г. Павлодара и Павлодарской
области
2
Мониторинг атмосферного воздуха
2.1
Организация наблюдений и контроля за загрязнением
атмосферы
2.2
Расчет
рассеивания
выбросов
промышленных
предприятий
3
Мониторинг поверхностных вод
3.1
Разработка программы мониторинга водопользования
города
3.2
Практическая
работа
по
определению
органолептической оценки воды
4
Мониторинг подземных вод
5
Мониторинг земельных ресурсов
5.1
Теоретическая часть
6
Нормирование качества окружающей среды
6.1
Расчет предельно-допустимых сбросов в поверхностные
водоемы
6.2
Задача по оценке санитарного состояния водоема
7
Особенности
организации
производственного
мониторинга при различных видах хозяйственной
деятельности
7.1
Программа производственного мониторинга
7.1.1 Мониторинг атмосферного воздуха производства
7.1.2 Мониторинг водных ресурсов производства
7.1.3 Мониторинг земельных ресурсов производства
7.2
Программа нефтеперерабатывающего завода и завода
ферросплавов
8
Оценка воздействия на окружающую среду ТОО «Зерно
Прииртышья»
8.1
Расчеты систем аспирации организационных и
неоргазиционных источников
8.2
Организация водоснабжения и охрана земельных
ресурсов
9
Общественный мониторинг
10
Международное
сотрудничество
в
программе
3
4
5
8
9
10
10
14
14
16
18
19
19
20
20
25
25
25
26
27
27
27
27
29
34
37
38
экологического мониторинга
Список использованной литературы
Приложение А – Значение предельно допустимых
концентраций
отдельных
примесей
в
воздухе
населенных мест по Республике Казахстан
Приложение Б – Приоритетный список городов РК по
уровню загрязнения атмосферного воздуха
Приложение В – ПДК веществ, загрязняющих
поверхностные воды
40
42
43
45