ПРАКТИКА 7. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ. ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ И ЛИТОСФЕРЫ Цель практики Изучить источники воздействия машиностроительных предприятий на гидросферу и литосферу и методы защиты от них. Воздействие машиностроительных предприятий на гидросферу Сточные воды машиностроительных производств Вид Цех Производс Металлургический: твенные: от охлаждения печей Вид загрязнений Взвешенные вещества Масла Литейный: от влажной газоочистки от гидровыбивки отливок и регенерации смеси Пыль, песок, окалина, глина, органические вещества Травильный: промывные воды, отработанные растворы и электролиты Механические примеси, маслопродукты, кислоты, щелочи, тяжелые металлы Механический: отработанные СОЖ, гидравлические испытания, покраска Взвешенные вещества, сода, масла Органические растворители, масла, краски Воздействие машиностроительных предприятий на гидросферу Сточные воды машиностроительных производств Вид сточной воды Цех, отдел Вид загрязнений Бытовые: Комбинат питания, раковины, санитарные узлы, душевые Крупные примеси (остатки пищи, тряпки, песок и т. п.), болезнетворные бактерии, примеси различного происхождения в растворенном или мелкодисперсном состоянии Поверхностные: Смыв дождевыми, снеговыми и поливочными водами загрязнений, имеющихся на поверхности грунтов, на крышах и стенах зданий, транспортный цех Механические частицы (земля, песок, камень, древесные и металлические стружки, пыль, сажа) и нефтепродукты (масла, бензин, керосин, используемые в двигателях транспортных средств) Задача Сточные воды механического цеха машиностроительного завода сбрасывают в водоем хозяйственно-питьевого и культурнобытового водопользования. Степень очистки сточных вод 30%. Кратность разбавления n = 60. Определить соответствует ли санитарным нормам вода в водоеме после сброса очищенных сточных вод. Если не соответствует, определить необходимую степень очистки. Предложить способы очистки сточных вод. Задача Состав сточных вод, фоновые и исходные концентрации приведены в таблице: Загрязняюще ПДК, мг/м3 е вещество Группа ЛПВ Сф , мг/м3 Сис, мг/м3 Минеральны 0,1 е масла орг. 0,003 30 Аммиак 1,5 (по азоту) орг. 0,01 3 Хлориды 350 орг. 0,1 400 Натрий 200 с.-т. 0,8 300 ЛПВ – лимитирующий показатель вредности. Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический. Решение При сбросе сточных вод в водные объекты необходимо, чтобы вода водного объекта удовлетворяла санитарным требованиям в соответствии с неравенством: m Ci (1) 1, i 1 ПДК i где Сi – концентрация i-го загрязняющего вещества в водоеме, относящихся к одному и тому же ЛВП; ПДКi – предельно допустимая концентрация i-го вещества, m – количество загрязняющих веществ с одинаковым ЛВП. Концентрация растворенного i-го загрязнителя в очищенных сточных водах должна удовлетворять условию: Cоч.i n Ci Cф.i Cф.i , (2) где Cоч.i – концентрации i-го загрязнителя в очищенных сточных водах; Cф.i – фоновая концентрация i-го загрязнителя в водоеме до сброса; n – кратность разбавления сточных вод. Решение Степень очистки сточных вод определяется по уравнению: C Cоч.i (3) 100% . Эi ис.i Сис.i где Cис.i – исходная концентрация i-го загрязнителя в сточных водах до очистки. Выразим концентрацию i-го вещества в очищенной воде из уравнения (3): Эi (4) Cоч.i Cис.i 1 . 100 Решение Приравнивая правые части уравнений (2) и (4) и выразив концентрацию Сi, получим соотношение для определения максимально допустимой концентрации в водоеме с учетом степени разбавления и эффективности очистки: Э 1 n 1 (5) Ci 1 i Cис.i Cф.i . n 100 n Подставив (5) в (1) и выразив эффективность Эi, получим уравнение для расчета необходимой степени очистки сточных вод: n 1 m Cф.i 1 n ПДК i 1 i (6) Эi 1 100 . m Cис.i 1 n i1 ПДК i Защита литосферы Отходы машиностроительных предприятий Отходы % по массе Производства Шлаки, окалина, зола 67 Мусор 19 Горелая формовочная смесь 7 Шламы, флюсы 3 Древесные отходы 2 Бытовые Бумага, картон 36 Пищевые отходы 38 Текстиль 7 Стекло 6 Дерево 4 Классы опасности промышленных отходов Класс опасности отходов для окружающей среды Состояние окружающей среды при воздействии на нее отходов 1. Биопродуктивность природной среды I Класс, высоко опасные (содержат ртуть, нулевая. хромат калия, оксид мышьяка и 2. Природные сферы необратимо нарушены, др.) Например: отработанные ртутные лампы восстановление природной среды практически невозможно – «абиотическая пустыня» 1. Невозможно существование естественных II Класс, опасные (содержат хлорид меди биоценозов; искусственные биоценозы могут и никеля, нитрат свинца, сурьму и др.) существовать только при постоянном их Например: отработанная серная кислота, поддержании. отработанные автомобильные аккумуляторы с 2. Природные сферы сильно нарушены; неслитой серной кислотой самовосстановление природной среды невозможно. Классы опасности промышленных отходов Класс опасности отходов для окружающей среды III Класс, умеренно опасные (наличие сульфата меди, оксида свинца, четырёххлористого углерода и др.) Например: отработанные машинные и индустриальные масла, маслянная ветошь IV Класс, мало опасные Например: твердые бытовые отходы, лом черных металлов V Класс, практически не опасные Например: древесные отходы, бумага, картон Состояние окружающей среды при воздействии на нее отходов 1. Природные биоценозы сильно угнетены. 2. Природная среда не способна к самовосстановлению при данных деградационных нагрузках. 1. Заметное угнетение биоценозов. 2. Наличие обратимых нарушений природных сфер. 1. Отсутствие угнетения естественных и антропогенных биоценозов. 2. Отсутствие нарушений природной среды. Задача В процессы работы механического цеха образуются отходы, состав которых и класс опасности приведен в таблице: Вид отхода Металлическая пыль Класс опасности стружка и IV Удельная величина образования отхода в среднем 20 кг за смену или 25 кг/час (токарные станки) до 90 кг за смену или 113 кг/час (карусельные станки) Отработанное СОЖ III 13 % от нормы расхода Промасленная ветошь III 70 г на 8-ми часовой рабочий день (токарные станки), 150 г на 8-ми часовой рабочий день (карусельные станки) Задача Определите количество образующихся отходов за год Mo, т/год. Норма расхода СОЖ 5 кг на 8-ми часовой рабочий день. Предложите способы утилизации отходов. Задание на практику 8 1. Источники и виды загрязнений атмосферы, гидросферы и литосферы. 2. Методы защиты атмосферы, гидросферы и литосферы. 3. Законодательство в области охраны окружающей среды. 4. Экономические механизмы защиты окружающей среды.