Тема занятия:«Мониторинг загрязнения природной среды».
Цели занятия:
А) Дидактическая
- повторение основных понятий,
- закрепление знаний полученных на лекции и в ходе внеаудиторнойсамостоятельной работы студентов.
Б) Развивающая
- развитие у студентов познавательного интереса к предмету,
- развитие внимания, памяти и логического мышления,
- развитие самостоятельности.
В) Воспитательная
- воспитание стремления к самообразованию,
- формирование научного мировоззрения и уверенности в собственных силах.
Тип занятия: закрепление знаний и формирование умений и навыков по использованию полученных знаний на практике.
Вид занятия: практическое занятие.
Метод обучения: практический, проблемный, метод самостоятельной работы.
Форма обучения:
а) коллективная,
б) индивидуальная.
Материальное обеспечение:
- задания практической работы;
- листы бумаги формат А;
- калькуляторы;
-справочная литература «Таблицы ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения »
Методические рекомендации: для выполнения практических заданий студентам необходимо повторить следующие темы:
- «Основные загрязнители и их классификация».
- «Загрязнение почв».
- «Радиация в биосфере».
Ключевые понятия:
Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) – система наблюдения, оценки и прогнозирования состояния окружающей человека природной среды.
Конечная цель экологического мониторинга – оптимизация отношений человека с природой, экологическая ориентация хозяйственной деятельности.
Экологический мониторинг включает три основные направления деятельности:
наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;
оценку фактического состояния среды;
прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.
В зависимости от степени выраженности антропогенного воздействия различают мониторинг импактный и фоновый.
Фоновый (базовый) мониторинг – слежение за природными явлениями и процессами, протекающими в естественной обстановке без антропогенного влияния. Осуществляется на базе биосферных заповедников.
Импактный мониторинг – слежение за антропогенными воздействиями в особо опасных зонах.
Глобальный мониторинг – слежение за развитием общемировых биосферных процессов и явлений (например, за состоянием озонового слоя, изменением климата).
Региональный мониторинг – слежение за природными и антропогенными процессами и явлениями в пределах какого-то региона (например, за состоянием озера Байкал).
Локальный мониторинг – мониторинг в пределах небольшой территории (например, контроль за состоянием воздуха в городе).
Система наземного мониторинга окружающей среды
( по И. П. Герасимову, 1975)
Ступени мониторинга
|
Объекты мониторинга
|
Характеризуемые показатели
|
Локальный (санитарно-гигиенический, биоэкологический)
|
Приземный слой воздуха
|
ПДК токсических веществ
|
Поверхностные и грунтовые воды, промышленные и бытовые стоки и различные выбросы
|
Физические и биологические раздражители (шумы, аллергены и др.)
|
Радиоактивные излучения
|
Предельная степень радиоизлучения
|
Региональный (геосистемный, природно-хозяйственный)
|
Исчезающие виды животных
|
Популяционное состояние видов
|
Природные экосистемы
|
Их структура и нарушения
|
Агроэкосистемы
|
Урожайность сельскохозяйственных культур
|
Лесные экосистемы
|
Продуктивность насаждений
|
Глобальный (биосферный, фоновый)
|
Атмосфера
|
Радиационный баланс, тепловой перегрев, состав и запыление
|
Гидросфера
|
Загрязнение рек и водоемов; водные бассейны, круговорот воды на континентах
|
|
Растительный и почвенный покровы, животное население
|
Глобальные характеристики состояния почв, растительного покрова и животных. Глобальные круговороты и баланс СО2, О2 и других веществ
|
Биологический мониторинг – это контроль состояния окружающей природной среды с помощью живых организмов.
Главный метод биологического мониторинга – биологическая индикация – это обнаружение и определение биологически и экологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакции на них живых организмов и их сообществ.
Пример решения задачи 1.
Допустим, что в воздухе населенного пункта одновременно присутствуют пары фенола и ацетона в концентрациях:
Сацетона = 0,345 мг/м3
Сфенола =0,009 мг/м3;
Соответствующие ПДК:
ПДКацетона = 0,35 мг/м3
ПДКфенола = 0,01 мг/м3,
т.е. оба вещества присутствуют в концентрациях меньших, чем установленные на них ПДК.
Если в воздухе присутствует несколько веществ, обладающих эффектом суммации, то качество воздуха будет соответствовать установленным нормативам при условии:
С1/ПДК1 + С2/ПДК2 +…….+Сn/ПДКn<1,
где С1, С2,…. Сn – фактические концентрации вредных веществ, обладающих эффектом суммации;
ПДК1, ПДК2,….. ПДКn – предельно допустимые концентрации вредных веществ.
Это означает, что в воздухе населенного пункта сумма отношений концентраций к ПДК веществ,обладающих эффектом суммации, не должна превышать единицы.
Решение:
0,345/0,35 + 0,009/0,9 < 1
0,986 + 0,01< 1
0,996 < 1
Неравенство верно!
ВЫВОД: содержание паров фенола и ацетона в воздухе населенного пункта не превышает норматив.
ОШИБКА: мы осуществляем контроль ПДК вредных веществ в воздухе!!!
ПДК – это закон, он не подлежит контролю!!!
Мы контролируем фактическое содержание вредного вещества (веществ) в воздухе и сравниваем его с нормативной величиной.
Пример решения задачи 2.
В соответствии с раздельным нормированием уровней загрязнения воздуха в рабочих зонах и атмосферного воздуха в населенных пунктах, устанавливаются самостоятельные требования к уровню загрязнения в пределах промышленных площадок и районах жилой застройки.
Согласно СН 245-71 выбросы в атмосферу должны лимитироваться таким образом, чтобы с учетом рассеивания примесей концентрации вредных веществ не превышали:
в воздухе на территории предприятия 30% ПДКрз;
в воздухе населенных пунктов – ПДКмр;
в воздухе населенных пунктов с население более 200 тыс. человек и в курортных зонах – 80% ПДКмр.
При проектировании предприятий в районах, где атмосферный воздух уже загрязнен выбросами от других, ранее построенных предприятий, нормирование выбросов строящегося предприятия ограничивают с учетом присутствующих в воздухе примесей.
Содержание этих примесей рассматривают в качестве фоновой концентрации (Сф).
Если имеется несколько источников выбросов вредных веществ, то требования к качеству воздуха, согласно «Санитарным нормам и правилам СН 245-71» определяются следующим образом:
N
∑Сi<0,3 *ПДКрз – Сф
i=1
- на территории предприятия;
N ∑ C mi <0,3 * ПДК мр – С ф - для воздуха населенного пункта, i=1 где С i– концентрация вредного вещества, выбрасываемого от i-го источника; С mi- наибольшая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенного пункта от i-го источника; N -число источников поступления в воздушный бассейн данного вещества. Соответствует ли нормативам загрязнение атмосферы в городской черте, если загрязняющие вещества присутствуют в концентрациях:С so 2 = 0,04 мг/м 3С СО = 0,9 мг/м 3С NO 2 = 0,05 мг/м 3. Решение:
Найти по таблице значения ПДКмр и ПДКсс :
SO 2 ПДК мр = 0,5 ПДК сс = 0,05 СО ПДК мр = 5,0 ПДК сс = 3,0 NO 2 ПДК мр = 0,085 ПДК сс = 0,04
Рассчитать Сф для каждого компонента:
С ф = 30% от ПДК сс; С фSO 2 = 30% от 0,05 =0,015 С ф СО = 30% от 3,0 = 0,9 С фNO 2= 30% от 0,04 = 0,012
Оценить загрязнение атмосферного воздуха (по СН 245-71 для воздуха населенного пункта) для каждого компонента:
N ∑ C mi <0,3*ПДК мр – С ф - для воздуха населенного пункта. i=1 SO 2 0,04<0,5-0.015 0,04< 0,485 N СО 0.9 < 5- 0,9 0,9 < 4,1 N NO 2 0,05< 0,085-0,012 0,05 < 0,073 N ВЫВОД: загрязнение атмосферного воздуха в городской черте соответствует нормативам (или не соответствует по содержанию конкретного компонента). Предельно допустимые концентрации (мг/м3) вредных веществ в воздухе.
Наименование вещества
|
Предельно допустимые концентрации
|
Рабочая зона ГОСТ 12.1005 -76
|
В воздухе населенных мест
СН 245-71
|
Максимально разовая
|
Среднесуточная
|
Азота диоксид
|
5,0
|
0,085
|
0,04
|
Пыль, взвешенные вещества
|
-
|
0,5
|
0.05
|
Сероуглерод
|
0,5
|
0,003
|
0,03
|
Сероводород
|
10,0
|
0,008
|
0,008
|
Серы диоксид
|
10.0
|
0.5
|
0.05
|
Углерода оксид
|
20,0
|
5,0
|
3,0
|
Альдегиды
|
5,0
|
0.015
|
0.015
|
Сажа
|
-
|
0,15
|
0,05
|
Азота оксиды
|
0.7
|
-
|
0.6
|
Марганца оксиды
|
0.015
|
-
|
0.01
| Вопросы для предварительного контроля:
Определение фонового мониторинга?
Определение локального мониторинга?
Определение импактного мониторинга?
Определение глобального мониторинга?
Определение регионального мониторинга?
Определение биологического мониторинга?
Назначение ПДК?
Как рассчитывается фоновая концентрация (Сф)?
Практическое занятие № 2ВАРИАНТ 1
Задача 1.
Соответствует ли нормативам загрязнение атмосферы от местных предприятий, если концентрации: SO 2 = 0,042 мг/м 3 ПДК = 0,5 мг/м 3СО = 1 мг/м 3 ПДК = 5 мг/м 3NO 2 = 0,06 мг/м 3 ПДК = 0,085 мг/м 3Ответ подтвердить расчетами.
Задача 2.
Соответствует ли нормативам загрязнение атмосферы в г. Твери, если в воздухе обнаружены загрязнения следующих концентраций: СNO 2 = 1,01 мг/м 3Спыль = 1,37мг/м 3ССS 2 = 0,27 мг/м 3CH 2S = 0,08мг/м 3Практическое занятие № 2ВАРИАНТ 2
Задача 1.
Рассчитать соответствует ли нормативам загрязнение атмосферы от автошколы ДОСААФ, если концентрации: Диоксида азота 0,01 мг/м 3 ПДК = 0,085мг/м 3Оксида углерода 0,5 мг/м 3 ПДК = 5 мг/м 3Альдегидов 0,02мг/м 3 ПДК = 0,015мг/м 3
Задача 2.
Соответствуют ли нормативам загрязнения в рабочей зоне вагоностроительного завода при выбросах веществ в следующих количествах: СNO 2 = 0,2мг/м 3CSO 2 = 0,17мг/м 3Cвзвеш. в-в = 0,5мг/м 3Практическое занятие № 2ВАРИАНТ 3
Задача 1.
Соответствует ли нормативам загрязнение атмосферы: а) от прядильного цеха при содержании: СS 2 = 0,2 мг/м 3Н 2S = 0,08мг/м 3б) от отделочного цеха при содержании: СS 2 = 0,3 мг/м 3Н 2S = 0,03 мг/м 3ПДКСS 2 = 0,03мг/м 3ПДК Н 2S = 0,008мг/м 3
Задача 2.
Соответствует ли нормативам загрязнение атмосферы: а) от прядильного цеха при содержании СS 2 = 0,2 мг/м 3Н 2S = 0,08 мг/м 3б) от отделочного цеха при содержании: СS 2 = 0,3 мг/м 3Н 2S = 0,03 мг/м 3 |
