Анализ загрязнения окружающей среды

~ 79 ~

1. Особенности нормирования загрязнения атмосферы. Методы контроля загрязнения атмосферы. Мониторинг загрязнения атмосферы. Математическое моделирование загрязнения атмосферы. Структура ПДВ.

Особенности нормирования загрязнения атмосферы. Осуществляется по двум направлениям ПДК в воздухе рабочей зоны и ПДК в атмосферном воздухе насел. пунктов, с учетом гигиенических требований. В нормативы включены более 3000 различных в-в, к/е м. содержаться в продуктах питания, в воздухе, почве, еде.

ПДК -- макс. концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, к/я при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включает отдаленные последствия, а также на ОС.

ПДКр.з - конц. к/я в течение раб. дня (8час), в течение всего стажа не м. вызвать заболевания или отклонение в сост здоровья. Принимаются два значения: ПДК_м.р и ПДК_с.с.

ПДК_м.р - концентрация вр. в-ва, к/ю м/т вдыхать чел., без негативных последствий, в течение 30 мин.

ПДК_с.с - конц-ия вр. в-ва, к/ю м/т вдыхать чел., без негативных последствий, в теч. 24 часов (для воздуха внутри жилищ.

Для регулирования выбросов вр-х в-в в биосферу используется индивидуальная для каждого в-а норма предельно допустимых выбросов (ПДВ). ПДВ -- разрешаемое к выбросу от данного источника, предельное количество вредного в-ва, к/е не создает приземную концентрацию, опасную для людей, животного и растит. мира.

Методы контроля загрязнения атмосферы. Приборы, применяемые для анализа примесей в атмосфере, назыв. газоанализаторы. Позволяют получать непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха и выявлять макс. конц. примесей, к/е м.б не зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха по неск-ко раз в сутки.

Газоанализаторы различают: по типам определения примесей (С0₂, N0₂); принципам действия; диапазону измеряемых концентраций. В улавливателях, содержащих специальные реагенты, происходит реакция с примесями, находящимися в воздухе. Конц. примесей опред. по характеру или показателям интенсивной реакции.

Региональные инструментальные методы анализа основаны на автоматизированной системе контроля над составом загрязнения воздуха непосредственно на терр. промыш-го региона и за его пределами. Позволяет получать по связи непрерывную информацию о сост. загрязнения воздуш. ср. Непосредственно от газовых анализаторов, установленных в различных местах региона, поступает информация, к/я выводится на индикационное табло и обрабатывается специальной программой. При повышенной конц. примесей устанавливается причина по метеоданным и ист-у загрязнения, и даются указания дан. источнику о необходимости снижения выбросов. Особое значение такие системы имеют для территориально-производственных комплексов, включающих многие предприятия различных типов, связанные единым технологическим циклом, сырьевыми, энергетическими, транспортными потоками.

Глоб. мониторинг осуществляется в осн. зондированием атмосферы. Для этого используют оптическую радиолокационную аппаратуру, к/я опред. на разных высотах атмосферы загрязнители (СО, СО₂, NO₂, CH₄). В мир. практике для дистанционного анализа загрязнений воздуха применяются лазеры, лидары (лазер + локатор). Используются для изучения пространственного распределения примесей в атмосфере.

Аэрозольные лазерные спектрометры применяют для исследований в автоматизированном режиме содержания аэрозолей в воздухе городов и за их пределами.

Лазерные устройства дифференциального сканирования предназн. для измерения микроуровня серы в движущихся потоках из труб предприятий.

Полученные данные служат для накопления информации о состоянии пр.ср. в рамках мониторинга. Эти данные используются для моделирования и прогнозирования процессов, происходящих в пр. ср. На их основе разрабатываются научно обоснованные практ. рекомендации по совершенствованию охраны природы.

Мониторинг состояния атмосферы. Пост наблюдения. Систематические наблюдения за загрязнением атмосферы проводятся на постах во все сезоны года независимо от температуры окружающего воздуха. Постом наблюдения (ПНЗ) яв-ся выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами.

Бывают 3-х категорий:

- стационарный - предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содерж. ЗВ и регулярного отбора проб воздуха, для анализа;

- маршрутный - для регулярного отбора проб воздуха, когда не возможно установить стац. пост, к/да необходимо более детально изучить сост. загр. воздуха в отд. р-ах;

- передвижной - для отбора проб под дымовым или газовым факелом. Цель - выявить зону влияния данного источника промыш. выбросов.

Размещение постов наблюдения. Если нам необходима информация о характере загрязнения воздуха для данного р-она, где воздействие отд. стоящих ИЗАМ не оказывает влияния. Если нас интересует концентрация примеси конкретной точки, наход. под влиянием выбросов отд. предприятий, то посты располагаются в зоне макс. конц. примесей, связанных с выбросами ИЗАМ.

Для высоких источников загрязнения атмосферы ширина зоны макс. загр. на расстоянии 2 -3 км. Для низких ИЗАМ -0,5-2 км, от автотрассы - до 100м.

Факторы: численность населения, рельеф, степень индустриализации. По числ. до 50 тыс насел уст-ся 1пост, если до 100 тыс насел - 2 поста и т.д. Более 1 млн человек - 10-15 постов.

Для подфакельных ПН место отбора проб выбросов проводиться с учётом наибольших концентраций примесей, при удалении от факела на 0,2 - 0,5, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10 и 20 км. от ИЗАМ.

Программы наблюдения

существует 4 программы наблюдения

1. полная - предназначена для получения информации о макс. разовой с СС ежедневно, путём непрерывной регистрации с помощью автомат-х устройств или ч/з равный промежуток времени не менее 4 раз в сутки (1, 7, 13, 19ч);

2. не полная - производится для получения макс. разовых концентраций (7, 13, 19ч);

3. сокращённая - для получения информации о разовых концентраций в 7 и 13ч.;

4. суточный отбор предназначен для получения информации о ПДКсс. В отличие от 1 наблюдения ведутся путём непрерывно-суточного отбора проб.

Высота отборов. Пробы воздуха отбираются на высоте от 1.5-2.5 км. Продолжительность в дискретном режиме - 20-30 минут.

Определение примесей. Для стац. постов: СО; NO2; SO2; и т.д. При под факельных наблюдениях частицы О₂ не опред. т.к. трудно выявить вклад предприятия в уровень загрязнения воздуха.

Виды обследования состояния атмосферы.

Эпизодическое - предназначен для приближенной оценки сост. воздуха в насел пункте и при выборе размещения стац. постов. Проводится в течение 3-х - 5-х лет экспедиционно.

Комплексная - для детального изучения особен. и причин высокого уровня загрязнений, его влияние на здоровье населения. Для разработки рекомендаций по проведению воздухоохранных мероприятий.

Программа:

1-уточнение характеристик выбросов промпредприятий;

2-изучение метеорологического режима;

3- точки наблюдения показ на карте;

4-установление количества стационарных постов и внесение их на карту.

5-сбор медико-биологических сведений

Оперативное - предназначен для выявления причин ухудшения кач-ва воздуха. По спец программе.

Система отбора проб воздуха на пыль: сост. из трубки снабжения на конце с конусовидной насадкой и гибким шлангом кот. подключается к воздуховоду. Побудителем расхода является пылесос.

Фильтродержатель представлен собой ТРУБУ. Внутри находится фильтр. Если фильтр подобран не правильно то эффективность может достигать 90 %. Высокая эффективность улавливания взвеси сложным механизма эл.стат притяжения диффузии в слоях фильтра.

Сорбент жидкий и твёрдый, если сорбент жидкий, то происходит растворение и хим. реакция в растворе эфф. поглащения увеличивается за щёт удлинения пути газ. раствора.

Важную практическую задачу математической экологии представляют расчет распространения загрязнений от уже существующих предприятий и планирование возможного размещения промыш-х предприятий с соблюдением санитарных норм.

Процесс рассеивания промышленных. выбросов происходит за счет их переноса воздушными массами и диффузии, обусловленной турбулентными пульсациями воздуха. Если наблюдать за дымовым факелом из заводской трубы, то м. заметить увлечение этого факела потоком воздуха и постепенное его разбухание по мере удаления от источника вследствие мелкомасштабной турбулентности. Факел имеет форму конуса, вытянутого в сторону движения воздушных масс. Затем факел распадается на изолированные вихревые образования, увлекаемые на большие расстояния от источника.

Почти все примеси, в конечном счете, рано или поздно осаждаются на поверхности Земли, тяжелые -- под действием гравитационного поля, легкие -- в результате диффузионного процесса. Примеси, состоящие из крупных частиц, под действием силы тяжести вскоре начинают опускаться. Примеси газообразного вида типа окислов представляют легкую фракцию и особенно опасны для ОС.

Большое значение в теории распространения загрязнения имеют флуктуации в направлении ветра за большой период времени -- около года. За такой период воздушные массы, увлекающие примеси от ист., многократно меняют направление и скорость. Статистически такие многолетние изменения описываются специальной диаграммой, называется. розой ветров. Макс. диаграммы розы ветров соответствуют господствующим в данном районе ветрам. Эта информация является исходной при планировании новых индустриальных объектов. При оценке допустимых загрязнений предприятий, расположенных среди большого числа эколог. значимых зон (насел. пунктов, зон отдыха, с/х, лесных угодий и т.д.), следует учитывать также загрязнения от уже существующих предприятий региона.

Оценка загрязнения атмосферы и подстилающей поверхности пассивными и активными примесями осуществлялся с помощью математических моделей, построенных на основе уравнений аэродинамики в частных производных, и также их конечно-разностных аппроксимаций. Математические модели:

1.Турбулентная диффузия.

2. ОНД-86

3. Эколопрограмный комплкс «Зона». Альтернатива ОНД-86

4. EPA - ИS базируется Гауссовая модель (идеализирована) т/ко для ровной поверхности.

5. Гидродинамическая модель - М-д Монте-Карло

Структура проекта ПДВ.

Существует методика как делать проекты ПДВ: Блоки:

· Описание тех-го производства. Здесь чётко анализируется все цеха на производстве, где выделяются в атмосферу ЗВ.

· Инвентаризация производства, источников выброса и ИЗ. Это предполагает собой детальный учёт всех источников загрязнения. Всё должно нанесено на карту. Ген план с источниками загрязнения.

· Моделирование рассеивания ЗВ. Это производится на программных комплексах - Призма, Гарант, Эколог. При моделировании заносят исходные данные - это интенсивность выбросов от каждого И.З. - его координаты, условия выброса.

· Анализ расчёта. Анализ - это сопоставление полученных концентраций с гиг. нормами.

· Мониторинг ЗВ. Он предполагает, что для участков наибольшего загрязнения надо обеспечить план контроля.

2. Технические пути снижения образования ЗВ. Основные методы пылеулавливания и газоочистки. Вентиляция и кондиционирование

Технологические мероприятия, путем совершенствования производства, снижают показатели интенсивности источников загрязнения. При этом требуются дополнительно: затраты на модернизацию производства, однако при снижении выбросов практически не наносится ущерба пр. ср., окупаемость мероприятий будет высока.

ГАЗОПЫЛЕВЫЕ ВЫБРОСЫ, ИХ ОЧИСТКА. Примеси - конц. (мг), масса в-ва в единице объема (м³) воздуха при норм. условиях.

Концентрация примесей опред. физическое, химическое и др. воздействия в-ва на ОС и человека и служит осн. параметром при нормировании содержания примесей в атмосфере.

Классификация пылеулавливающего оборудования построена на принципиальных особен. механизма отделения твердых частиц от газовой фазы. Наиболее простыми и широко применяемыми являются аппараты сухой очистки воздуха (циклоны различных конструкций).

Аппараты мокрой очистки газов назыв. скрубберами. Они получили широкое распространение из-за высокой эффективности; очистки от частиц: мелкодисперсной пыли горячих и взрывоопасных газов.

Аппараты фильтрационной очистки обеспечивают тонкую очистку газов за счет осаждения частиц пыли на поверхности фильтрационных перегородок. Классифицируются они по типу фильтрационной перегородки, конструкции фильтра и его назначению, тонкости очистки и т. д.

По типу перегородки фильтры бывают:

с зернистым слоем;

с гибкими пористыми перегородками;

с полужесткими пористыми перегородками;

с жесткими пористыми перегородками.

Выбор их зависит от многих факторов: требования к очистке и условиям их работы, степени очистки, температуры, влажности, размеров пыли, агрессивности и т. д.

Основная доля промышленных фильтрующих установок работает в двух режимах -- фильтрации и регенерации. Регенерация производится встряхиванием, периодической продувкой или промывкой.

Широкое распространение в системах газоочистки получили рукавные фильтры непрерывного действия с импульсной продувкой.

Существует два типа газо- и пылеулавливающих установок. 1 тип обеспечивает санитар. очистку выбросов без последующей утилизации примесей. 2 тип - для очистки выбросов от больших кол-в вр. примесей с последующим использованием в кач-ве исходного сырья.

Методы очистки выбросов загрязнителей делятся на: несколько групп, осн. из к/х являются

метод абсорбции обеспечивает очистку газовых выбросов путем разделения газовоздушной смеси на составляющие за счет поглощения вредных примесей из смеси с жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора;

метод хемосорбции заключается в поглощении примесей твердыми или жидкими поглотителями с образованием малолетучих и малорастворимых хим. соединений.

Достоинства методов абсорбции и хемосорбции заключаются в непрерывности ведения технол-го процесса и экономичности очистки больших кол-в газовых выбросов.

Адсорбционный метод очистки газов осн. на поглощении содержащихся вредных в-в поверхностью твердых пористых тел.

Существует ряд способов снижения количества загрязнителей. Термическая нейтрализация обеспечивает окисление токсичных примесей в газовых сбросах до менее токсичных при наличии свободного О₂ и высокой температуры.

Прямое сжигание осущ-ся тогда, когда отходящие газы содержат достаточно тепла, необходимого для обеспечения процесса сгорания.

Термическое окисление примесей происходит, когда отходящие газы имеют высокую температуру, но в них нет достаточного кол-ва кислорода, необходимого для поддержания пламени.

Вентиляция и кондиционирование. Сущ-т спец. требования по метеопоказателям в раб. зонах (t°, влажность, освещённость, физ. поля (вибрация, шум и т.д)). Метеопоказатели улучшает вентиляция. Вентиляция регулятор: влажности, t° (д.б 18-20°, зависит от широты местности) и т.д). Сист. вентиляции - сист. подачи свежего и отведения остаточного воздуха.

Вентиляция бывает: приточная - нагнетает; вытяжная - для отведения остаточного воздуха; естественная - применяется на производственных участках, чаще в жилых помещениях, не имеет допол-го двигателя.

В производственных участках вент. выполняет функцию регулятора очистки воздуха от пр-ых вредностей. Осн. единица измерения - кратность воздухообмена, предполагает отвод ч/з сист. воздухоотвода. Если кратность недостаточная необходимо ставить приточную и вытяжную.

Непроизводственное помещение на 1 чел. ?15м³/час (норматив). Вентиляция д.б разработана виде отдельного проекта, прошедший эколог. экспертизу (технологическую).

Кондиционирование - приток воздуха, влажности, t°. Современ- м-т не только поставлять воздух, но и очищать, если установлен фильтр.

Негативные моменты использования - шумовое - вибрационное загрязнение, чтоб установить необходимо разрешение;

- в жилых помещениях происходит накопление орг. загрязнителей (биофлюэнды), накапливаются на корпусах вентиляции и кондиционеров.

3. Регулирование пространственно-временного распределения выбросов. СЗЗ, принципы и методы определения их размеров. Обустройство СЗЗ

Регулирование пространственно-временного распределения выбросов. В проекте ПДВ сущ-т план мероп. по выбросам при НМУ (три порядка НМУ 1, 2, 3) соответственно 10-15%, 25-30%, 40-45% снижается выброс ЗВ.

СЗЗ - представляет собой полосу (зону) м/у пром. пред-м и др. ист. физ, хим, биолог. воздейтсвий на пр. ср. и селитебными терр.

Сан. гиг. нормы показатели кач-ва ОС, соблюдение к/х обеспечивает благоприятные для жизни чел условия сущ-я. Ширина СЗЗ зависит от класса опасности выбрасываемых ЗВ и может достигать 1000, 500, 300, 100 и 50м. (САНПиН 2003 год регламентирует принципы выделения СЗЗ).

При неблагоприятных аэрологических условиях рассеивания выбросов в атмосферу, при сосредоточении в одном районе ряда крупных предприятий-загрязнителей, при отсутствии или недостаточной эффективности очистных устройств ширина СЗЗ по совместному решению Главного санитарно-эпидемиологического управления Минздрава и Госстроя России м.б. увеличена до трех раз. Размеры СЗЗ м.б уменьшены при изменении или усовершенствовании технологии, при внедрении высокоэффективных очистных устройств.

Во всех случаях достаточность размеров СЗЗ, в т.ч и соответствие нормативным показателям, должна проверяться расчетом приземных концентраций. Если при этом выявлено, что санитарные нормы на границе зоны с жилым районом не обеспечиваются, разрабатываются дополнительные мероприятия, направленные на снижение приземных концентраций.

Помимо ветровой характеристики района, при определении границ и размеров СЗЗ необходимо учитывать информацию о величине загрязнения почв.

Санитарно-защитную зону нельзя рассматривать как резервную терр. предприятия и использовать ее для расширения промышленной площадки. Вместе с тем в ней допустимо размещение объектов более низкого класса вредности, чем осн. производство, для к/го установлена СЗЗ, а также пожарных депо, гаражей, складов, административных зданий, научно-исследовательских лаборатории, стоянок транспорта и т.п. СЗЗ подлежат озеленению газоустойчивыми породами деревьев и кустарников. При прохождении промышленных выбросов через озелененную зону концентрация содержащихся в них пыли и газов должна уменьшиться не менее чем вдвое. Зеленые насаждения особенно эффективны для локализации неорганизованных выбросов пыли и выделений дыма из низких труб. Если вокруг предприятий растет хвойный лес, то его деревья по мере их усыхания заменяют лиственными породами.

Обустройство СЗЗ. Озеленение СЗЗ не производится с тех сторон предприятия, где жилая застройка отсутствует. Величина озеленения СЗЗ зависит от класса предприятий, к которым она относится, и составляет, %: для предприятий IV и V классов -- не менее 60; II и III -- не менее 50; I класса -- не менее 40.

Недостаточно продуманная система посадки зеленых насаждений м. привести к отрицательному эффекту. Создание сплошного лесного массива в СЗЗ при низких ист. выброса вр. в-в, с одной стороны, макс. уменьшает опасность неблагоприятного воздействия предприятий на население, а с др. -- м. способствовать застойным явлениям и росту концентраций вредных веществ непосредственно на промышленной площадке из-за ухудшения естественной проветриваемости территории. Для предотвращения последнего при размещении зеленых насаждений в СЗЗ устраивают своеобразные коридоры, соответствующие габаритам промплощадок. В них размещают продольные древесно-кустарниковые полосы одноструктурного построения шириной 22,5 м. В каждой полосе десять деревьев, расположенных на расстоянии 2,5 м друг от друга, причем два центральных дерева (пятое и шестое) -- наиболее высокие, рост остальных понижается к краям полосы. Количество продольных полос в коридоре определяется общей его шириной, соответствующей габаритам промплощадки, и величиной межполосного разрыва (100-120 м).

Поперечная по отношению к полосам коридоров система защитных полос на территории СЗЗ имеет ту же ширину (22,5 м), что и полосы коридоров. Через каждые 30-50 м полосы в ней устраивают 10-15-метровые разрывы, роль которых выполняют посадки, состоящие из высоких, средних и низких кустарников. Разрывы между параллельными древесно-кустарниковыми защитными полосами составляют 40-50 м. Они используются под посевы наиболее газоустойчивых трав, а также для сельского хозяйства, садоводства и огородничества.

4. Особенн. нормир. загряз. гидросферы. Критерии оценки качества воды. Структура ПДС. Методы контроля загряз. гидросферы. Мониторинг загряз. гидросферы

Водные объекты: на 3 категории:

1. ист. централизованного хоз-питьевого водоснабжения, водоснабжения пред-ий пищевой промыш.;

2. водоёмы используемые в культурно-быт-х целях насел., рекреации, спорта, купания, а т.ж в пределах насел. пунктов.

3. водоёмы рыбохозяйственные: - высшая категория - нерестилища; І категория - ниже, по течению реки; ІІ категория - лиманы, устья рек.

В практике ПДК производят сразу для первых 2-х категорий.

Критерии оценки качества воды. Определяют санитарные показатели свойств воды: - плавающие примеси (пятна масел); - запахи, окраска, температура, жесткость Рн (6,5-8,5), минеральный состав по сухому остатку, растворенный кислород, БПК (І категории не более 3,0мгО₂/л, ІІ категории не более 6,0мгО₂/л), ХПК (І категории не менее 15,0мгО₂/л, ІІ категории менее 30,0мгО₂/л).

Загрязнение питьевой воды и водоисточников питьевого и рекреационного назначения рассматривается по санитарным показателям (коли-индекс, патогенные микроорганизмы, возбудители паразитарных болезней и микроментозы человека) и содержанию хим. веществ. Санитар. показатели оцениваются по числу встречаемости зараженных проб или по числу возбудителей в пробе. Концентрации хим. веществ соотносятся с ПДК. Заключение о степени санитарно-экологического неблагополучия м.б сделано исходя из стабильного сохранения негативных значений ведущих показателей на протяжении не менее одного года и на основании нескольких критериев, за исключением особо опас. в-в, когда выводы делаются т/ко по факту их концентрации в воде.

Основными стандартными методами контроля над сост. загрязнения вод яв-ся опред. хим. потребления О₂ (ХПК) и биохимического потребления О₂ (БПК).

ХПК -- величина, характеризующая общее содержание в загрязненной воде орг. и неорг. восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. Значение ХПК выражают в единицах кол-ва О₂, расходуемого на окисление. БПК - оценивается кол-вом О₂, затраченного на окисление находящихся в воде орг. в-в в аэробных условиях в результате биолог. процессов, происходящих в загрязненной воде. При относительной простоте и доступности указанных методов достичь высокой точности определения концентрации загрязнений невозможно. А такие соединения, как толуол, бензол не окисляются, следовательно, определить их наличие в воде этими методами невозможно.

При анализе состава вод, в т.ч. и сточных, чаще всего применяют такие методы, к/е дают возможность определить широкий спектр хим. в-в. Это атомно-эмиссионный, рентгеновский, хромотографические методы. Имеются в промыш. производстве и приборы-автоматы, применяемые для проведения анализов природных и техногенных вод.

Мониторинг поверхностных вод - это точка на водном объекте по к/й производится комплекс работ в категории пункта контроля

Есть 4 категории: 1-я располагаются в районе городов с населением выше 1 млн. чел. в местах нереста особо ценных рыб в районах организованного сброса сточ. вод, в силу чего наблюдается высокая загрязнённость воды;

2-я в районах городов с населением от 500 тыс. В районах важного рыбного значения. В местах нереста и зимовья особо ценных рыб. В районах организованного сброса сточных вод (превышение ПДК)

3-я: устанавливается в районах городов с населением менее 500000 чел на замыкающих створах в речных системах в речных системах или в море.

4-я: в пределах ООПТ, скотомогильники, места выруба лесов

Категории пунктов влияют на чистоту отбора проб воды и на полноту ингредиентов

Понятие створа наблюдения - это условное поперечная линия, пересекающая объект. Расположение створа наблюдения зависит от гидрологических особенностей в зависимости от организованных выпусков сточ. вод и интересов водопользователя. На водотоках устанавливают только один створ наблюдения там, где более загрязнённый участок реки впадает в другой водоём. При этом один створ наблюдения располагается выше источника ЗВ.

Расположение створа. Створы устанавливают не менее 3-х, как можно ровнее. 1 створ выше ист. ЗВ (фоновый); 2 створ ниже ИЗ. Рассчитать можно с помощью программы ЗЕРКАЛО

На водоёмах замедленного водообмена от 0.1-5 - умеренный водообмен, здесь уст. фоновый створ, 2-й створ совмещают с местом выпуска сточ. вод.

Понятие вертикали - условная отвесная линия от поверхности воды до дна водоема. Кол-во вертикалей в створе на водотоке зависит от однородности или неоднородности хим. состава воды.

3 метра у одного у берега и у другого. От чего зависит количество вертикалей

1-я вертикаль закладывается не далее 500 м. от берегов; 2-я за границей зоны загрязнения

Понятие горизонта - место вертикали по глубине. Кол-во горизонтов зависит от глубины. При глубине до 5 метров уст. 1 горизонт (0.3м), от 5-10 метров уст. 2 горизонт, если глубина до 10м отбирают замеры с 3-х горизонтов.

Отбор проб воды. По режиму работы устройства: автоматическое, полуавтоматические и ручные. В России практически используются ручные устройства отбора воды. Они представлены специальными ёмкостями или приспособлениями и опускаются на глубину. Поверхностные пробы снимают ведром. При необходимости прикрепляют к шесту. Специфику имеют газовые составляющие. Здесь важно, чтобы проба воды была защищена от внеш. факторов. Воду переливают из бутылки не сверху, а снизу ч/з сифонную трубу.

Способы и условия отбора. В водотоках отбирают как простые или смешанные пробы. Смешанная - объединенная проба из нескольких участков. Отбор проб может быть разовой и серийная. К месту отбора серийных проб особые требования: -в любое время года к этому месту должен быть лёгкий доступ.

Порядок проведения работ - прозрачность и цвет воды; - теплоотдача; - отбор проб воды; - наполнение соотв. ёмкостей для опред. рН, О2, СО.

К пробе заполняется сопроводиловка. Там пишут: место отбора, название реки, точка отбора и время, фамилия и имя спец-а, метеоусловия, метод консервации, условия хранения и транспорт образований.

При исследовании ф\х качества воды сосуды заполняются под пробку. А для микро-био иссл. сосуд не должен быть заполнен до верху. Посуда - стекло. Отбор проб из родников, скважин. Если источник снабжен трубой, то пробы берут прямо из неё.

Отбор проб из техногенных источников. Станция водопровода, верховодка. Пробы будут из выходной воды насоса и водопроводных кранов. Полуавтоматический м. - схож с процессом аспирации воздуха. В кач-ве побудителя движения исп насос.

Отбор сточных вод. Они хар-ся не постоянством состава. Поэтому однократного взятия пробы не достаточно. Обычно проводят среднюю пробу за сутки и проводят серийный отбор по предварительным разработанному графику.

Обобщение материалов гидрохимических наблюдений. Местное подразделение гидропосты УЦГМС. Информация заносится в журналы гидрохим-ой загрязненности (ГХЗ). По кач-ву воды специализируется Гидрохимический институт Ростов-на-дону.

ИЗВ-источник загрязнения воды. Есть 7 классов кач-ва воды (коспект)

Мониторинг состояния подземных вод. Исследования проводятся с помощью сети наблюдательных скважин. Наблюдательные скважины располагаются с учётом местоположения источника, его форм и размеров и с учётом конфигурации области загрязнения подземных вод, с учётом перетекания подземных вод из выше или ниже лежащих водных городов. Нефте-шламо накопители и хранилища - осн. загрязнители.

Частота отбора проб из скважин. Определяется скоростью движения воды с большой частотой отбираются пробы из скважин вблизи границы и с меньшей из удалённых скважин. рН, минерализация, жёсткость воды, содержание осн. ионов, перманганатая окисляемость. Исслед. все водоисточники кот. м.б использованы в качестве наблюдательных. Устанавливается расстояние водопунктов от ИЗ. Расположение наблюдательных скважин отн. направления движения загрязнённых вод. Набл с какого времени и как часто проводятся измерения в трактах.

Значение наблюдения скважин в пределах города. ИЗ: пром объекты; городская свалка, АЗС, склады горючего, система город канализации, машины... Эти ИЗ наносятся на карту, далее заносим пункты наблюдения, собираем информацию о питьевых источниках в пределах города. Данные ИЗОГИПС горизонтов грунтовых вод, о направлении потока ПЗ вод с учётом всех этих факторов наблюдения размещения ПВ.

Структура ПДС - цель: обоснование безопасное кол-во ЗВ входящих в сточ. воды по не превышению гиг-х и рыб-х нормативов в водные объекты.

Задачи: - сост. баланса водопотребления и водоотведения произ-х стоков; - моделирование процессов разбавления; эконом. мех-м компенсации за загр. ОС; - сост. в разработке и проведению ведомственного мониторинга. Структура ПДС предполагает прогноз-й фон сущ-ей ситуации:

1. характеризуется предприятие как водопользователь - где располагается, откуда поступает вода, какие цеха используют, характеристика очистного сооружения;

2. гидрол-й и гидрохим-й режим близлежащих водоемов;

3. характеристика вод.объектов;

4. оценка воздействия (ск-ко обра-ся в-в, какая концентрация, куда поступают, что создают);

5. предложения по прироохраным мероприятиям;

6. программы ведомственного мониторинга;

7. оценка платежей

8. составляется договор - ск/ко необходимо воды

ПДС бывает на рельеф, в водоем, сбор стоков и их вывоз.

ПДС не разрешается если все стоки сбрасываются в городскую канализацию.

5. Ист. загрязнения водных объектов и контроль за ними. Виды сточных вод. Разбавление и самоочищение сточных вод. ЗВ, их свойства и особенности воздействия на организмы. Питьевая вода, как фактор здоровья (у Мальковой)

Ист. загрязнения поверхностных вод (ИЗПов.в). Осн. причина загрязнения водных бассейнов -- сброс неочищенных или недостаточно очищенных ст. вод. Преобладающая часть воды, используемой в промыш., с/х, в хоз.-бытовых целях, возвращается в водоемы загрязненной. ИЗПов.в становятся объекты, вносящие в них ЗВ, микроорганизмы или избыточную теплоту.

Промышленные стоки, поступающие в системы производственной канализации. Их кол-во и состав сильно различаются в зависимости от типа и мощности предприятия, вида сырья, характера технологии, используемой аппаратуры и т.д. На долю промышленности приходится 70-80% всех ст. вод. Существует два типа водоснабжения предприятий -- прямоточное, при к/м отработанные воды, в той или иной степени очищенные или неочищенные, возвращаются в водоем, и оборотное, при к/м ст. воды после очистки вновь многократно используются в производственном процессе. По мере внедрения систем оборотного водоснабжения доля промыш. стоков в загрязнении водных объектов постепенно снижается.

В промыш. производстве вода используется как теплоноситель, поглотитель, растворитель, средство транспортировки, а часто для нескольких целей одновременно. Промыш. ст. воды очень сильно различаются степенью загрязненности. Нек/е виды промышл. ст. вод содержат компоненты, представляющие определенную ценность как сырье.

Различают четыре класса ст. вод: загрязненные неочищенные, недостаточно очищенные, нормативно очищенные, условно чистые (не требующие очистки).

Разновидностью промыш. ст. вод яв-ся теплые воды электростанций. Они могут и не содержать ЗВ, но вызывать нарушение температурного режима (тепловое загрязнение), приводящее к искажению биолог. процессов и эвтрофикации водоемов.

Хозяйственно-бытовые (коммунальные) стоки сост. ?20% всего объема ст. вод, причем по мере снижения вклада промыш. ист. их доля в водоотведении постепенно растет.

Диффузные ист. загрязнения: взвешенные вещества (ВВ), удобрения, пестициды, нефтепродукты, ТМ, смываемые ливневыми и талыми водами с полей и с городских улиц. В нек/х случаях (н-р, животноводческие комплексы, перерабатывающие предприятия) поступающие ЗВ концентрируются и по характеру воздействия почти не отличаются от промыш.стоков. Воздействие данного источника загрязнения усугубляется отсутствием (как правило) очистки. Воздействие диффузных ист. загрязнения сложно не только предотвратить, но даже учесть. Наиболее подвержены воздействию диффузных источников загрязнения малые реки.

Жидкие п/и, сопутствующие вещества (нефть и рассолы из глубинных горизонтов, шахтные и рудничные сточные воды) м. попадать в водоемы вследствие потерь при добыче и транспортировке и из естественных выходов (н-р, у берегов Калифорнии, в Мексиканском и Персидском заливах). Этот источник загрязнения, в связи с большими масштабами добычи и транспортировки нефти, в сочетании с износом оборудования и другими причинами роста аварийности в последние десятилетия многократно приводил к катастрофическим последствиям (аварии танкеров у берегов Великобритании, Японии, на Аляске, аварии нефтепроводов в республиках Коми и Башкортостан).

Объекты водопользования: загрязнение водоемов водным транспортом, лесосплавом, добычей п/и в акваториях.

Загрязнения, поступающие из атмосферы в рез/те их осаждения и вымывания атмосферными осадками (иногда до 15%).

Образование ЗВ непосредственно в водоемах, что чаще всего бывает связано с созданием водохр-щ (усиленное развитие фитопланктона, в т. ч сине-зеленых водорослей, выделяющих токсичные вещества).

Контроль ИЗПов.в схож с контролем атмосферных выбросов: предприятия представляют данные о водопотреблении и водоотведении для определения платежей (форма 2-ТП водхоз), природоохранные органы периодически проверяют их достоверность. Показатели содержания ЗВ в ст. водах опред. аналитическим или расчетным путем. Статистическая форма 2-ТП (водхоз) в части, касающейся сбросов поллютантов, менее детализирована, чем форма 2-ТП (воздух), в ней предусмотрены лишь графы для десяти учитываемых веществ вместо открытого списка. Предприятия разрабатывают и реализуют планы водоохранных мероприятий. Из планов водоохранных мероприятий отдельных предприятий, а также мероприятий местного, регионального и общегосударственного значения, финансируемых за счет соответствующих бюджетов и внебюджетных эколог. фондов, формируются разделы, посвященные охране водных объектов, целевые комплексные программы ООС местного, регионального и государственного уровней.

Виды сточ. вод. Все сточ. воды по ист. образования м.б разделены на: с/х, производственные, хоз-бытовые и поверхностный сток.

Хоз-бытовые - от санитарных узлов, душевых и им подобных установок технологических производств, все стоки предприятий сферы услуг, коммунального хозяйства, жилищного фонда. Большая бактериальная загрязненность (1л/400мг бактерий). Постоянный сост. в году. Нормируется; ВВ, БПК, азот аммонийный, фосфаты, хлор, сульфаты, СПАВ.

Производственным относят ст. воды технологических процессов. 1. отрасли - особо токсичными сбросами - 5 баллов; 2. отрасли - чёрной и цветной металлургии; 3. отрасли - с токсичными сбросами от 1 до 2б (топливная, теплоэнергетика, пищевая); 4. отрасли - смалыми токсичными сбросами - машиностроение, металлообработка, пр-во строй. матер.

Поверхностный сток - отличительная особ. - это их эпизодичность, неравномерность, сост. хим. в пределах города зависит от факторов: род поверхности (асфальт, газон); от плотности населения, от транспорта.

С/х - бактереологическая, паразитологическая загр-ть, повышенное содерж. орг. в-в, биогенных.

В зависимости от степени загрязнения сточные воды, сбрасываемые в водоем, делят на: незагрязненные (условно чистые), нормативно очищенные и без очистки (загрязненные). К условно чистым относят такие стоки, к/е не приводят к изменениям физико-хим. состава водоема в месте сброса. Они не требуют предварительной очистки. Нормативно очищенными назыв. прошедшие очистку стоки, сброс к/х не приводит к изменению качества воды в водоеме. Содержание ЗВ в них соответствует ПДК. К загрязненным относят стоки, сброшенные без очистки или недостаточно очищенные, содержащие ЗВ выше ПД норм.

По генезису примесей стоки классифицируют на: загрязненные преимущественно неорганическими (металлургические и цементные заводы, предприятия основной химпромышленности и т.п.), органическими (нефтехимия, органический синтез), смешанными, т.е. органическими и неорганическими (нефте- и газодобыча), примесями, а также микроорганизмами (бактериями, вирусами), наиболее характерными для биохимических и биологических процессов.

По степени агрессивности различают: неагрессивные (рН 6,5-8,0), слабоагрессивные (рН 6,0-6,5 и 8-9) и сильноагрессивные (рН менее 6 и более 9) стоки. Это деление совпадает с представлениями соответственно о нейтральных, слабокислых и слабощелочных, сильнокислых и сильнощелочных средах.

Разбавление и самоочищение сточных вод. - ест. разрушения загрязнителей в среде, в рез-те пр. хим., физ, биолог процессов.

6. Принципы и методы математического моделирования разбавления сточных вод

Модели водных экосистем занимают большое место в математической экологии, потому, что водная среда гораздо более гомогенна, чем суша, ее легче изучать и моделировать.

Водные системы дают людям, животным, сельскому хозяйству и промыш.-ти воду. Океаны, моря и реки обеспечивают в разных странах от 20% до 80% потребности людей в белковой пище. Однако качество воды в водоемах и их продуктивность неожиданно и резко падает. Это связано, в первую очередь, с тем, что водоемы традиционно использовались людьми как бесплатные системы по переработке отходов, что привело к их существенному загрязнению, нарушению естественных биологических и химических процессов. Потребности оптимизации использования водных систем и понимания, происходящих в них процессов привели к быстрому развитию математического моделирования водных систем. В настоящее время насчитываются тысячи моделей разной степени сложности и подробности. Планирование любого водохозяйственного мероприятия сопровождается и предваряется построением математической модели водной системы.

Математические модели помогают разработать оптимальную стратегию управления водными ресурсами, в том числе рыбным хозяйством.

Методы математического моделирования.

1.Уравнение турбулентной диффузии (для консервантивного в-ва) к/й неразлогается хим. путем (за счет разбавления).

2. Перенос в-в для малых рек метод Фролова-Родзилера

3. Ученье переноса в-в в водоемах по Караушеву. Считается основным

4. Метод при рассеивании выпуска - м-д Лапшева. Учитывается начальное разбавление, обусловленное различием скорости истечением стоков, и скорости движения массы воды.

7. Осн. направления снижения загрязненности гидросферы. Технологические пути снижения образования ЗВ и методы очистки сточных вод. Регулирование пространственно-временного распределения сбросов.

Осн. направления снижения загрязненности гидросферы - это очистка сточ. вод.

Выбор способа очистки зависит от ряда факторов и д. учитывать кол-во и степень загрязнения сточ. вод, их физические, физико-хим., хим. характеристики, возможность извлечения ценных и наиболее вредных продуктов, а также обеспечивать макс. использование воды, до и после очистки, в технологическом процессе и системах водооборота.

Методы очистки сточных вод их подразделяют на: механические и биологические.

Механические - мех. удаление из стоков нерастворенных примесей. Используют ряд сооружений:

- сито - задерживает в стоках примеси размером до 5мм;

- решётки - от 5мм до 20мм, но нужна при этом определённая скорость воды, недолжна, превышать 0,8-1м/сек.;

- песколовки - улавливают минеральную взвесь, скорость течения от 0,15 -3,0м/сек, размерность не более 0,2мм.

- отстойники первичные - частицы менее 0,2мм, вода отстаивается в отстойнике около 2х часов, скорость - 7мм/сек.

При мех. очистке вода очищается только на 40 - 50%. БПК снижается т/ко на 20%.

Биологическая - базируется на способности нек/х м/о использовать для своего развития орг.в-ва находящиеся в ст. водах в коллоидном и растворенном сост. В зависимости от усл. в к/х проходит очистка, сооружения делится на 2 вида:

- где идёт в усл. близким к ест-м - это поля фильтрации, биопруды - очистка идёт на 90%. Биопруды - иск. созд. водоёмы - многоступенчатые (отстойник - оседание ВВ; дальше ест. отмирание микрофлоры неск/ко суток, оседание взвеси, УФ облучение; дальше др. пруд рачковый, рыбовой и т.д)

- иск. созд. сооружения - где ведётся в иск. созд. условиях. АЭРОТЕНКИ (подобие песколовки) вода находиться около 4 - 8часов. Затем идёт на вторичный отстойники, скорость еще меньше 5мм/сек, освобождаются от ила активного, м.б сброшена в вод. объект если подлежит нормативам.

8. Критерии и методы оценки загрязнения почв. Методы рекультивации и реабилитации нарушенных и загрязненных земель

Критерии: загрязнения почв селитебных территорий выступают показатели санитарного состояния (заражение патогенными микроорганизмами), радиоактивного загрязнения и концентрации токсичных хим. веществ. Санитарное состояние почв оценивается по числу микроорганизмов, их радиоактивное загрязнение -- по мощности экспозиционной дозы (мкР/час) и степени радиоактивного заражения отдельными радиоизотопами (кюри/м), химическое загрязнение почв -- по суммарному показателю химического загрязнения -- Zc. При этом необходимо подчеркнуть, что и в этом случае при определении величины Zc не оговорен перечень металлов, к которым применим данный показатель, что в значительной степени снижает его информативность.

Состояние почв, как критерий оценки качества природной среды, определяется по уровню физической деградации, химическому и биологическому загрязнению. Показатели деградации почв включают площадь выведенных из сельхозоборота земель вследствие эрозии, дефляции, засоления, заболачивания, уничтожения гумусового горизонта, уплотнения почвы и т.д. Хим. загрязнение оценивается по кратности превышения над ПДК отдельно для веществ разного класса опасности. Биолог. показатели вкл. активность микробной массы и уровень фитотоксичности почвы, т.е. свойство загрязненной почвы подавлять прорастание семян, рост и развитие высших растений.

Мониторинг почвенного покрова. Сост. в обследовании почвы с учетом санитарно-эпидемиалогического сост. р-она, уровня и характера техногенной нагрузки, условий землепользования. Обследуют почвы терр. повышенного риска воздействий на здоровье насел (д/сады, школы, больницы, селитьба, зоны санитр. охраны водоёмов, рекреационные зоны и т.д). Осущ-ся в полевых условиях, характер экспидиционных работ (анализ карт, фото, определения заложения карт и точек отбора на местности, проложения маршрутов, время проведения проб не имеет значения, повторное проведение через 5-7 лет. Для изуч. фона отбирают почвы к/е находятся в удалении от с/х угодий.

При контроле за загрязнением почв в пром.зоне - площадки для отбора проб располагают на площади трехкратной величины СЗЗ вдоль векторов розы ветров на расстоянии от источника загрязнения 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000м и более.

Контроль и загрязнение почв пестицидами. Есть постоянные и временные пункты наблюдения. Учитываются вид применяемых пестицидов. На терр. молокозаводов, овощных баз, птицефабрик, рыбхозов, лесхозов. 2 раза в год на содержание пестицидов (весной после сева и после сбора урожая - осенью). Для установления миграции - 6 раз в год (фоновые до посева, 2-4 раза во время вегетации культур, 1-2 в период уборки). Для оценки площадного загр. - сост. исходная проба почвы в к/ю входят 20-30 не больших проб, к/е отбираются в поле по диагонали. Метод конверта, глубина 20см.

Методы рекультивации и реабилитации нарушенных и загрязненных земель. Н-р, нефтью и нефтепромысловыми водами.

Происходит в 4 этапа:

· Локализация ЗВ (вкл. 11 пунктов); информирую об аварии;

· ликвидируют ист. аварии;

· загр. участок локализуют - путём обвалования его грунтом;

· подготовка подъезда техники для сбора жидкости;

· разбивается на кварталы, сжимается, жидкая часть откачивается.

· подготовка приемок для окончательной откачки остающейся жид.фазы;

· допускается замена обваловки, откачивают жид. фазу, для уменьшения просачивания нефти ловушку засыпают сорбентом (торф, песок);

· ПРОМЫВКА ПОЧВЫ СТРУЯМИ ВОДЫ; вывоз жид. фазы в спец. приемники для утилизации;

· не допускается засыпка дренаж каналов до их полной очистки, нельзя сжигать на поверхности почвы.

2. Подготовительный этап рекультивации;

3. Техническая рекультивация;

4. Биологическая рекультивация.

9. Отходы производства и потребления; происхождение, состав и свойства наиболее распространенных типов отходов

Классификация отходов проводится по ряду признаков. Наиболее общим является деление по форме материальной субстанции, в к/й они находятся. По этому признаку отходы разделяют на: вещественные и энергетические. К последним относятся механические колебания и волны, электромагнитные поля.

Отходы в вещественной форме различают по: агрегатному состоянию -- газообразные, жидкие, твердые и условно твердые (пастообразные); химическому составу -- органические и неорганические; генезису (происхождению) -- бытовые и производственные (промышленные, сельскохозяйственные, промысловые); по возможности применения -- вторичные материальные ресурсы, к/е используются или пригодны к эффективному употреблению на данном этапе развития науки и техники; отбросы; по токсическому действию -- первый класс (чрезвычайно опасные вещества), второй (высокоопасные), третий (умеренно опасные) и четвертый (малоопасные); по способности к самостоят. горению -- горючие и негорючие. Возможны и др. признаки деления отходов.

В области государ. управления при обращении с отходами для учета, контроля, нормирования и т.д. Госкомэкологией России разработан Федер. классификационный каталог отходов, к/й зарегистрирован в Минюсте России 29.12.1997. Для формализации видов отходов, удобства передачи информации, ее сбора и обработки введена кодовая система Каталога отходов. Последний содержит перечень их видов, систематизированных по совокупности приоритетных признаков: происхождению, агрегатному состоянию, хим. составу, эколог. опасности. Каждому виду присваивается шестизначный код.

Каталог имеет пять уровней классификации, расположенных по иерархическому принципу (блоки, группы, подгруппы, позиции и субпозиции). Высшим уровнем классификации являются блоки, сформированные по признаку происхождения отходов: органического пр. происхождения (животного и растительного); минерального происхождения; хим. происхождения; коммунальные (включая бытовые).

Каждый блок состоит из групп, к/е делятся на подгруппы. В каждой подгруппе выделяются позиции и соответствующие им субпозиции. Разделение на группы, подгруппы, позиции и субпозиции основано на следующих признаках: происхождение сырья; принадлежность к определенному производству, технологии; химический состав; агрегатное состояние и др. свойства.

Позиция представляет собой полную характеристику вида отхода в отличие от верхних уровней классификации. Субпозиция заключает в себе информацию об эколог. опасности конкретного вида отхода. Название виду присваивается с учетом происхождения и хим. состава отхода.

В каталоге принято обозначение кодов арабскими цифрами, но в шестом разряде кода могут быть и буквенные символы некоторых видов отходов. Структура кодового обозначения построена по десятичной системе и включает в себя код блока, группы, подгруппы, позиции и субпозиции.

Блок обозначается цифровым кодом с одной первой значащей цифрой, отличной от нуля, например 100 000.

Группа обозначается цифровым кодом с двумя первыми значащими цифрами, отличными от нуля, например 110 000.

Подгруппа обозначается цифровым кодом с тремя первыми значащими цифрами, отличными от нуля, например 111

Позиция обозначается цифровым кодом с пятью первыми значащими цифрами, отличными от нуля, например 111

Субпозиция обозначается шестизначным цифровым кодом, например 111 111.

Блок, группа и подгруппа отражают развернутую характеристику происхождения отхода, а позиция и субпозиция -- его состав и свойства. Шестая цифра кода обозначает уровень эколог. опасности отхода в соответствии с установленным классом опасности. Для каждого отхода должен быть определен его вид (шестизначный код). При поиске вида отхода в Каталоге определяющим является код, а не наименование отхода.

Для наглядности ниже приведено расположение одного из видов отходов в Федер классификационном каталоге.

Коды отходов. Наименование

500 000 Отходы химического происхождения

510 000 Отходы оксидов, гидрооксидов

511 000 Гальванические шламы