Задание по охране почв
Нормирование загрязняющих веществ в почве
Определить массу и объем осадка, образовавшегося после очистки бытовых
сточных вод, который допустимо использовать в качестве удобрения для
сельскохозяйственного объекта.
Расчет количества осадка, который возможно использовать в качестве
удобрения, проводится по следующей методике:
1. Составляется уравнение материального баланса, исходя из условия
равномерного смешивания осадка с плодородным слоем почвы
Сф · М + Сос · m = Ссм(М + m),
где Сф – фоновая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг почвы; М – масса
плодородного слоя почвы, кг; Сос – концентрация i-го вещества в осадке, мг/кг
осадка; m = масса осадка, кг; Ссм – концентрация i-го вещества в почве после
смешивания ее с осадком, мг/кг почвы.
Для того чтобы осадок можно было использовать в качестве
удобрения,необходимо соблюдение следующего основного условия для
каждого вещества:
Ссм ≤ ПДК,
где ПДК – предельно-допустимая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг
почвы.
2. Определяется объем W и масса М плодородного слоя почвы на участке по
формулам:
W = H · S , M = W · pп ,
где H – мощность почвенного слоя, м; S – площадь с/х объекта (участка), м2,
pп – плотность почвы, т/м3.
3. Масса осадка m, подлежащего размещению на участке, определяется по
вышеприведенной формуле материального баланса:
𝑚=
М(Ссм − Сф )
Сос − Ссм
4. Максимальный объем осадка V, предназначенного для размещения на
участке, составит:
V = m/pос,
где pос – плотность осадка, т/м3. Высота осадка будет равна: h = V/S.
Пример.
Осадок, образовавшийся при очистке бытовых сточных вод, содержит
медь в концентрации С(Cu) = 14 г/м3, и нитраты в концентрации
С(NO3ˉ) = 450 г/м3. Плотность осадка pОС = 1,30 т/м3. Плодородный слой
участка представлен серыми лесными почвами суглинистого механического
состава мощностью H = 0,3 м и плотностью pП = 1,55 т/м3. Фоновая
концентрация меди в почве по данным санитарно-эпидемиологической
службы равна Сф(Cu)=0,3мг/кг почвы, нитратов – Сф(NO3ˉ) = 40мг/кг.
Требуется определить массу m, объем V и высоту h осадка, который
допустимо использовать в качестве удобрения для с/х объекта на площади
S = 0,5 га.
Решение:
Объем и масса плодородного слоя почвы на участке площадью S = 0,5га
составят:
W = 0,3м · 5000м2 = 1500м3, M = 1500м3 · 1,55т/м3. = 2325т.
Для определения массы осадка по уравнению материального баланса
сначала необходимо найти концентрацию меди и нитратов из расчета на кг
осадка:
Сос (𝐶𝑢) =
С(𝐶𝑢)
рос
Сос (𝑁О−
3) =
=
14∙103 мг/м3
1,3∙103 кг/м3
С(𝑁О−
3)
рос
=
= 10,8 мг/кг
450∙103 мг/м3
1,3∙103 кг/м3
= 346,2 мг/кг
Для определения максимально допустимой массы осадка для меди и
нитратов, принимаем концентрацию каждого из них после смешивания равной
ПДК.
𝑚(𝐶𝑢) =
М(Ссм −Сф )
𝑚(𝑁О−
3) =
Сос −Ссм
=
М(Ссм −Сф )
Сос−Ссм
2325∙(3−0,3)
10,8−3
=
= 804,8 т
2325∙(130−40)
346,2−130
= 967,9 т
Расчеты показывают, что для меди и нитратов максимально допустимая
масса осадка различна, поэтому для размещения осадка следует выбирать
минимальное значение размещаемой массы осадка, т.е.
mос = min { m(Cu), m(NO3ˉ)} = 804,8 т.
При выборе массы осадка, рассчитанной для меди и равной 804,8 т,
концентрация нитратов в осадке после смешивания составит:
Сос (𝑁О−
3) =
Сос (𝑁О3− )∙𝑚ос +Сф (𝑁О3− )∙М
𝑚ос +М
=92 мг/кг
=
346,2 мг/кг∙804,8∙103 кг+40мг/кг∙2325∙103 кг
804,8∙103 кг+2325∙103 кг
т.е. меньше ПДК.
Максимальный объем V и высота h осадка, предназначенного для
размещения на участке, составят:
V = m/pос = 804,8/1,3 = 619,1 м3
h = V/S = 619,1/500 = 0,124 м3 = 12,4 см
Задание.
Определить массу m, объем V и высоту h осадка, а также концентрацию
всех компонентов в осадке, который допустимо использовать в качестве
удобрения для с/х объекта на площади S согласно данным варианта.
Таблица 1
Данные для
расчета
Площадь участка
S, га
Мощность почвенного слоя H,м
Плот-сть почвенного слоя pП, т/м3
Плотность осадка
pос, т/м3
Фоновое
Cu
Сод-ние
Mn
в почV
м слое
NO3Сф(х),
мг/кг
Сод-ние
Cu
в осадке
Mn
С(х), г/м3
V
NO3-
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0,5
0,6
0,7
0,65
0,55
0,75
0,85
0,9
1,0
1,1
0,9
1,0
1,5
0,2
0,3
0,2
0,35
0,25
0,3
0,2
0,25
0,2
0,3
0,2
0,3
0,25
1,50
1,51
1,52
1,53
1,54
1,55
1,56
1,57
1,58
1,59
1,6
1,61
1,62
1,35
1,30
1,25
1,40
1,20
1,30
1,22
1,26
1,28
1,32
1,4
1,36
1,34
0,2
200
50
30
0,3
220
60
35
0,4
240
70
40
0,5
260
80
45
0,6
280
90
50
0,7
300
100
55
0,8
350
110
60
0,2
400
120
65
0,5
230
50
80
0,6
250
60
85
0,7
270
80
90
0,8
290
90
55
0,45
500
100
50
14
15
16
17
18
19
20
22
24
26
1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2600
500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
28
2800
1500
1300
30
32
2900 2000
1600 1700
1400 1500
Таблица 2
Предельно допустимые концентрации веществ в почве
Наименование
вещества
ПДК, мг/кг
почвы
Медь
Марганец
Ванадий
Нитраты
3,0
1000
150
130
Таблица 3
ОТЧЕТ
о выполнении расчетной работы по теме «Нормирование загрязняющих веществ в почве»
студента______________________ учебной группы________________.
Вариант N___
№
1
2
3
4
5
6
7
Расчетный параметр
Определяемая масса m, т
Объем V, м3
Высота h осадка, м3
С(Cu), мг/кг
С(Mn), мг/кг
С(V), мг/кг
С(NO3-), мг/кг
Результат
Оценка
