Контрольная работа по "Экологии"

 

                                                                                                            Таблица 5

Зависимость величины коэффициента К₁ от влажности горной породы

Влажность породы (φ), %	Значение коэффициента К1
5,0 – 7,0	1,0

 

   Таблица 6

Зависимость величины коэффициента К₂ от скорости ветра

Скорость ветра (V), м/с	Значение коэффициента К2
2-5	1,2

 

 

                                                                                                         Таблица 7

Зависимость величины коэффициента К₃ от высоты разгрузки горной породы

Высота разгрузки горной породы (Н), м	Значение коэффициента К3
1,5	0,6

Решение

Годовое  количество  пыли, выделяющейся при работе экскаваторов, рассчитывается по формуле [8]

,   т/год

где   – коэффициент, учитывающий влажность перегружаемой горной породы (принимается по табл.5);

         – коэффициент, учитывающий скорость ветра в районе ведения экскаваторных работ (принимается по табл.6);

       – коэффициент, зависящий от высоты падения горной породы при разгрузке ковша экскаватора в автомобиль (принимается по табл.7);

      – удельное выделение пыли с тонны перегружаемой горной породы,  принимается   равной 3,5 г/т;

     Q –  часовая производительность экскаватора, т/час;

       - время смены, час;

       -  количество смен в сутки, шт;

     -  количество рабочих дней в году, дн.

 

М_n = 1,0*1,2*0,6*3,5*1200*8*3*230*10^-6 = 16692480*10^-6 = 16,69248 т/год

Ответ: Годовое количество пыли, выделяющейся при работе экскаваторов равна 16,69248 т/год.

Задача 4

 

«Интегральная оценка качества атмосферного воздуха»

Задание. Промышленное предприятие выбрасывает в атмосферу несколько загрязняющих веществ с концентрациями в приземном слое С_i.

Требуется: 1) определить соответствие качества атмосферного воздуха  требуемым нормативам; 2) оценить  степень опасности загрязнения  воздуха, если оно есть; 3) при высокой степени опасности определить меры по снижению загрязнения воздуха.

Исходные данные приведены  в таблице 8.

Таблица 8

Исходные данные для  расчета

Вариант	Загрязняющие вещества, i	Концентрация, Сi, мг/м3
6	аэрозоль серной кислоты	0,11
	диоксид азота	0,3
	диоксид серы	0,3
	серный ангидрид	0,4

 

Решение

1. Для решения задачи  рекомендовано использовать индекс  суммарного загрязнения воздуха  (J_m), который рассчитывается по формуле:

 

J_m=Σ(С_i·A_i)^qi

 

 

где С_i – концентрация i-го вещества в воздухе; А_i – коэффициент опасности  i-го вещества, обратный ПДК этого вещества: А_i = 1/ПДК; q_i –коэффициент, зависящий от класса опасности загрязняющего вещества: q=1,5; 1,3; 1,0; 0,85 соответственно для 1-го, 2-го, 3-го и 4-го классов опасности.

 

2. Значения ПДК для  заданных загрязняющих веществ  и их класс опасности взять из таблицы 9.

                                                                                                         Таблица 9

№ п/п	Загрязняющее вещество	Среднесуточная концентрация, мг/м3	Класс опасности
9	аэрозоль Н2SO4	0,1	2
12	диоксид азота	0.04	2
13	диоксид серы	0.05	2
14	серный ангидрид	0.05	2

 

3. Степень опасности  загрязнения воздуха оценить  по таблице 10.

                                                                                                       Таблица 10

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 5

    

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

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

Требуется определить: 1) предполагаемую конфигурацию размеры  ореолов загрязнения в водоносном горизонте на время t₁, t₂, и t₃ после аварийного сброса;  2) степень разбавления загрязняющего потока по состоянию на время t₁, t₂, и t₃; 3) Интервал времени, после которого концентрация сульфанола в водоносном пласте достигнет ПДК, т.е. санитарной нормы.

Исходные данные (см. табл. 11):

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

2. Мощность  водоносного горизонта Н, м;

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

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

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

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

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

Решение

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

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

М₁= (V₀+ V₁)· t₁

 

М₁=(0,1+2,5)*3600=9360 см = 93,6 м

М₂=(0,1+2,5)*14400=37440 см = 374,4 м

М₃=(0,1+2,5)*28800=74880 см=748,8 м

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

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

b₂=0,1*14400=1440см=14.40 м   a₂=2,5*14400=36000см=360 м

b₃=0,1*28800=2880см=28.8 м  a₃=2,5*28800=72000 см=720 м

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

S₁=М₁*b₁=93,6*3,6=336,96м

  S₂= М₂*b₂=374.4*14,40=5391,36 м

S₃= М₃*b₃=748,8*28,8=21565,44 м

 

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

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

 

для t₁,  

,

для t₂,  

,

для t₃,  

.

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

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

C мг/л=1,5 % × 1,5 × 10⁴ = 2,25 × 10⁴ мг/л.

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

 

;

;

3. По полученным результатам  строится график зависимости  концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте от времени (рис. 2). Проведя на графике линию, параллельную оси абсцисс на уровне заданного ПДК, определяется путем экстраполяции интервал времени, через который уровень загрязнения в водоносном горизонте придет к санитарной норме, т.е. к ПДК. На рисунке 2 этот уровень равен 1,2 часа.

Таблица 11

Параметры водоносного пласта	Ед. изм.	Варианты
		6
Мощность пласта, Н	м	3
Эффективная пористость, Пэф	%	3.3
Скорость потока, V	см/сек	2,5
Скорость диффузии V0	см/сек	0,1
Объем аварийного выброса, Q	м3	2
Концентрация загрязняющего вещества, С	%	1.5
Интервалы времени, t1 t2 t3	час час час	1 4 8
Условные ПДК	мг/л	0,08