Методические указания к выполнению контрольных работ

В течение седьмого семестра студенты должны выполнить одну контрольную работу. Контрольная работа включает в себя три задачи.

Выполнение контрольных работ должно завершаться списком использованных литературных источников. По тексту работы должны быть ссылки на литературные источники. В виде порядкового номера источника в списке в квадратных скобках. На каждой странице контрольной работы оставляются поля для замечаний рецензента.

Контрольная работа № 1

Контрольные работы выполняются по варианту, номер которого соответствует двум последним цифрам в номере зачетной книжки. Все задания к контрольной работе № 1 условно разделены на три группы: А, В и С. В каждой из этих групп содержится по одной задаче. Номер задания по каждой группе определяется из соответствующей таблицы по необходимому варианту.

Например: варианту 81 из группы А будет соответствовать задание № 2. Аналогично вопросы выбираются из группы В и С.

Задание № 1

Цель работы: ознакомиться с алгоритмом оценки реальной химической нагрузки на человека за счет загрязнения воздушной среды и выполнить сравнительный расчет.

Теоретические сведения

Реальную химическую нагрузку на население следует рассматривать как сумму химических загрязнений, поступающих в организм человека через органы дыхания в течении определенного периода времени [1].

Показатель реальной химической нагрузки определяется как сумма произведений суммарного химического загрязнения воздушной среды в различных условиях на время пребывания человека в данных условиях и рассчитывается по формуле:

, (1)

где S – показатель реальной химической нагрузки; P_i – показатель загрязненности воздушной среды; t_i – длительность воздействия в долях суток; n – число различных условий пребывания.

В качестве основных составляющих суммарной химической нагрузки для человека следует принимать дозы загрязнения, вдыхаемые с воздухом в условиях производственных помещений, жилых зданий, салонов городского транспорта, атмосферного воздуха жилой среды города и зон рекреации (парковых и загородных). Таким образом, формулу (1) можно представить в виде:

S = P_пр t_пр + P_ж t_ж + P_тр t_тр + P_жс t_жс + P_рек t_рек , (2)

где P_пр,P_ж,P_тр, P_жс, P_рек– соответствующие уровни химического загрязнения воздушной среды производственных помещений, жилых зданий, салонов городского транспорта, атмосферного воздуха жилой среды города и мест рекреации; t_пр, t_ж, t_тр, t_жс, t_рек– соответствующие доли суточного времени, в течение которого человек подвергается воздействию химических загрязнений, содержащихся в воздушной среде.

Доля суточного времени рассчитывается по формуле

, (3)

где T_i– средняя длительность пребывания человека на производстве, в квартире, на транспорте и открытом воздухе [9,12].

Условный показатель степени загрязненности воздушной среды ( Р_i) определяется по формуле:

, (4)

где K_i– приведенные к 3-ему классу опасности кратности превышения ПДК веществ различных классов; m – число веществ.

Для приведения значений кратностей превышения ПДК (k_i) веществ 1, 2 и 4 классов опасности используются соотношения:

где , и – значения кратностей превышения ПДК соответственно для веществ 1, 2 и 4 классов опасности. Кратность превышения ПДК ( k_i), включая и значения меньшие 1, устанавливается путем деления фактической концентрации данного вещества на среднесуточную ПДК:

. (6)

Справочные данные о ПДК веществ и классах опасности приведены в приложении 1.

Результаты оформить в виде таблицы.

Объект наблюде-ния	Время пребывания человека	Загрязняющие вещества в соответст-вующих условиях пребывания	Средне-суточная концентрация вещества, г/м³	Крат-ность превы-шения ПДК	Приведе-ние к 3 классу опасности
ч	доля суток t_i
Производ-ственное помещение		0,33	Аммиак Оксид углерода (II)	0,007 0,004
Условный показатель степени загрязненности (Р_i)
Показатель реальной химической нагрузки (S_i= Р_i^.t_i)
Жилая площадь

Сравнить показатели реальной химической нагрузки за счет загрязнения воздушной среды производственных помещений, жилых зданий, салонов городского транспорта, атмосферного воздуха жилой среды города и мест рекреации. Определить доли вклада загрязнений в каждом месте пребывания человека в общий показатель реальной химической нагрузки и сделать выводы.

Варианты заданий

	Вторая цифра
Первая цифра

Задание № 2

Цель работы: освоить принципы размещения постов наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы и алгоритм расчета индекса загрязнения атмосферы.

Теоретические сведения

Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы осуществляют на постах, которые подразделяются на три категории [3].

1. Стационарные постыслужат для систематических и длительных наблюдений. Это специальные павильоны, оснащенные необходимыми приборами и аппаратурой для отбора проб воздуха, определения максимально разовых и среднесуточных концентраций вредных компонентов в приземном слое атмосферного воздуха и измерения метеопараметров.

Число их определяется ГОСТ 17.2.3.01-86 в зависимости от численности населения [1]:

1 пост до 50 тыс. жителей;

2 поста до 100 тыс. жителей;

3 поста до 100-200 тыс. жителей;

4-5 постов до 200-500 тыс. жителей;

5-10 постов более 500 тыс. жителей.

Период наблюдений на стационарных постах – в течение года или нескольких лет. Посты размещают как правило на территориях с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха. В зависимости от цели наблюдения они могут быть размещены в зоне влияния промышленных выбросов, выбросов от автотранспорта или в кварталах жилой застройки.

Контроль за уровнем загрязнения атмосферы на стационарных постах осуществляется региональными центрами по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

2. Маршрутные постыслужат для постоянных наблюдений. Отбор проб воздуха и метеорологические измерения на этих постах проводятся с помощью передвижной лаборатории на автомашине. В зависимости от программы сроки наблюдений за концентрацией загрязняющих веществ могут быть в течении месяца, сезона или года. Места контроля могут изменяться в зависимости от цели мониторинга.

3. Передвижные (подфакельные) постыслужат для разовых наблюдений под газовыми факелами. Их выбирают каждый раз под факелом по одной прямой в зависимости от направления ветра на различных расстояниях от источника загрязнения. При выборе места контроля стараются уменьшить влияние других источников загрязнения атмосферного воздуха. Нельзя выбирать место замера вблизи автомагистрали, стационарных источников загрязнения, крупных строений.

Контроль за концентрацией техногенных загрязнений в атмосферном воздухе на маршрутных и передвижных постах осуществляют лаборатории Госкомгидромета, Госкомприроды, Центра госсанэпиднадзора.

Ежегодно утверждается план-график отбора проб атмосферного воздуха, который определяет периодичность, место контроля и перечень контролируемых ингредиентов в зависимости от зоны влияния того или иного источника загрязнения.

Перечень веществ, подлежащих контролю, устанавливается на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загрязнения в городе и метеорологических условий рассеивания примесей в соответствии с РД 52.04.186-89 [6].

Выбору местоположения постов наблюдения и контроля предшествовало проведение соответствующего комплексного регионального эксперимента (КОРЭКС) по исследованию загрязнения воздушного бассейна.

Для оценки суммарного загрязнения атмосферы применяют следующие характеристики:

Комплексный индекс загрязнения атмосферы несколькими веществами (ИЗА), рассчитываемый по формуле

, (1)

где j – порядковый номер вещества; m – число веществ; I – индекс загрязнения атмосферы отдельной примесью (парциальный ИЗА).

Индекс загрязнения атмосферы отдельной примесью (парциальный ИЗА), безразмерный (I_j)

, (2)

где С_ср(j) – средняя концентрация i-го загрязняющего вещества; ПДК_j – среднесуточная ПДК i-го загрязняющего вещества; k_j– константа, принимающая значения 1,5; 1,3; 1,0; 0,85 для соответственно 1, 2, 3 и 4-го классов опасности веществ, позволяющая привести степень вредности i-го вещества к степени вредности оксида серы IV (3 класс опасности).

Полученный таким образом ИЗА показывает, во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха несколькими веществами превышает ПДК двуокиси серы [3, 7].

Задание

Определить необходимое количество стационарных постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха города с населением N человек.

Рассчитать индекс загрязнения атмосферного воздуха на постах наблюдения с целью выявления наиболее загрязненного по сумме веществ района.

Варианты заданий

	Вторая цифра
Первая цифра

Задание № 3

Цель работы: ознакомиться с расчетными характеристиками уровня загрязнения водоема и провести расчет с целью выявления наиболее загрязненных его участков.

Теоретические сведения

Система мониторинга качества воды открытого водоема включает в себя несколько точек отбора проб. При обосновании выбора мест контроля качества воды в открытых водоемах учитываются следующие положения: 1) контроль качества воды в местах рекреации (организованных и неорганизованных пляжах); 2) контроль качества воды в местах сброса сточных и ливневых вод (до и после сброса на различных расстояниях); 3) организация фонового мониторинга качества воды в случае проточного водоема.

Для оценки качества воды в открытых водоемах обычно применяются следующие характеристики:

– среднее арифметическое значение концентрации загрязняющего вещества

С_ср = (1)

где i – порядковый номер замера (результата анализа); N – число анализов; С_i – концентрация загрязняющего вещества по результатам i-го анализа, мг/дм³;

– средняя кратность превышения ПДК (К_ср)

К_ср = (2)

где С_i – фактическая концентрация загрязняющего вещества, мг/дм³; N – число анализов; ПДК_i – предельно допускаемая концентрация, мг/дм³;

– максимальное значение концентрации примеси;

– максимальная кратность превышения ПДК (К_max)

К_max = . (3)

Удельный вес результатов анализов с превышением ПДК загрязняющего вещества рассчитывается по формуле (%):

УВ = , (4)

где m – число анализов выше ПДК; N – общее число анализов.

Комплексный индекс загрязнения воды находится по следующей формуле:

ИЗВ = , (5)

где n – число веществ; K_ср– средняя кратность превышения ПДК i - го вещества.

При его расчете следует учитывать, что химические вещества в воде нормируются по органолептическому и санитарно-токсикологическому признаку.

Задание

Провести оценку качества воды открытого водоема по вышеприведенному алгоритму расчета. Полученные результаты внести в таблицу.

Наименование веществ	Точки отбора проб/ Показатели для водоемов рыбо-хозяйственного назначения
Точка контроля (фоновая)	Место рекреации	Место сброса сточных вод	100 м от сброса сточных вод
Среднее значение концентрации вещества
(Орг. ПДК): Железо Марганец Нефтепродукты Цинк (Сан.-токс): Нитраты Нитриты Свинец Хром +6
Максимально разовая концентрация вещества
(Орг. ПДК): Железо Марганец Нефтепродукты Цинк (Сан.-токс): Нитраты Нитриты Свинец Хром +6
Средняя кратность превышения ПДК
(Орг. ПДК): Железо Марганец Нефтепродукты Цинк (Сан.-токс): Нитраты Нитриты Свинец Хром +6
Максимальная кратность превышения ПДК
(Орг. ПДК): Железо Марганец Нефтепродукты Цинк (Сан.-токс): Нитраты Нитриты Свинец Хром +6
Удельный вес результатов анализов с превышением ПДК загрязняющего вещества
(Орг. ПДК): Железо Марганец Нефтепродукты Цинк (Сан.-токс): Нитраты Нитриты Свинец Хром +6
Индекс загрязнения воды
(Орг. ПДК): (Сан.-токс):

Варианты заданий

	Вторая цифра
Первая цифра

Библиографический список

1. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984.- 560 с.

2. Дмитриев М.Т. Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде / М.Т. Дмитриев, Н.И. Казнина, И.А. Пинигина. - М.: Химия, 1989. - 367 с.

3. Беккер А.А. Охрана и контроль загрязнения природной среды / А.А. Беккер, Т.Б. Агаев. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 286 с.

4. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86 - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с.

5. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 150 с.

6. Бронштейн Д.Л. Современные средства измерения атмосферы / Д.Л. Бронштейн, Н.Н. Александров. - Л.: Гидрометиздат, 1989. -340 с.

7. Горелик Д.О. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. Аэроаналитические измерения. / Д.О. Горелик, Л.А. Конопелько. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 432 с.

8. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и природопользование в России / В.Ф. Протасов, А.В. Молчанов. - М.: Финансы и статистика, 1995. - 528 с.

9. Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. Метрологические аспекты: В 2-х томах / Под ред. Л.К. Исаева. - М.: ПАИМС, 1997. - 512 с. – Т. 1

10. Большаков А.М. Оценка и управление рисками влияния окружающей среды на здоровье населения. / А.М. Большаков, В.Н. Крутько, Е.В. Пуцилло. - М.: Эдиториал УРСС, 1998. - 256 с.

11. Окружающая среда и здоровье населения России: Атлас. - М.: ПАИМС, 1995. -448 с.

12. Ревелль П. Среда нашего обитания: В 4-х книгах. Кн.2. Загрязнение воды и воздуха: Пер. с англ. / П. Ревелль, Ч. Ревелль. - М: Мир, 1995. - 296 с.

13. Ревич Б.А. Региональные и локальные проблемы химического загрязнения окружающей среды и здоровья населения / Б.А. Ревич, Е.Б. Гурвич, Б.Б. Прохоров. - М.: Изд-во "Евразия", 1995. - 203 с.

14. Назаров И.М. Основы дистанционных методов мониторинга загрязнения природной среды / И.М. Назаров, А.Н. Николаев, Ш.Д. Фридман. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 278 с.

Учебное издание

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Программа, методические указания

и контрольные задания

Для студентов специальности 320700

Составители КЛЕПИКОВ Олег Владимирович

КОСТЫЛЕВА Людмила Николаевна

АКАТОВА Инна Николаевна

Редактор Н.А. Сотникова

Корректор Н.В. Бургонова

Компьютерный набор и верстка Л.Н. Костылева, И.Н. Акатова

Подписано в печать

Формат 60´84 1/16. Бумага сетная. Гарнитура Таймс. Ризография.

Усл. печ. л 1,3. Уч. –изд. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ С

Воронежская государственная технологическая академия (ВГТА)

Участок оперативной полиграфии ВГТА

Адрес академии и участка оперативной полиграфии:

394000 Воронеж, пр. Революции, 19