Практическая работа «Оценка качества воды»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего образования

"Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова"

(ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т.Калашникова)

 

Методическое пособие

 

 

по дисциплине «ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ»

 

Практические занятия

Курсовая работа

Самостоятельная работа

 

 

Направление 20.03.01 «Техносферная безопасность»

 

Очная и заочная форма обучения

 

Ижевск 2018

Кафедра «Техносферная безопасность»

 

Составители:

Ложкина Анна Юрьевна,  старший преподаватель кафедры «ТБ»

Ложкина Ольга Николаевна, старший преподаватель кафедры «ТБ»

Козловская Наталья Викторовна, к.б.н., доцент кафедры «ТБ»

 

Учебно – методическое пособие к практическим занятиям и самостоятельной работе разработано в соответствии с ФГОС ВО и утверждено на заседании кафедры «Техносферная безопасность»,

       2018 г. Протокол №   .

 

Заведующий кафедрой «ТБ»

д.т.н., профессор                                   

 __________________ Б.В. Севастьянов

 

В учебно-методическом пособии имеется 5 разделов. Два первых раздела содержат теоретический материал, варианты для решения задач и методические указания к ним. Сформулированы цели и задания для выполнения практических заданиий по темам:

1. Оценка качества воды

2. Расчёт предельно допустимого сброса (ПДС) сточных вод

3. Анализ проб атмосферного воздуха

4. Расчёт предельно-допустимых выбросов

5.  Расчет максимально-допустимой концентрации вредного химического вещества в выбросах в устье источника

6. Оценка размеров санитарно - защитных зон.

По окончании каждого расчётного раздела приведены контрольные вопросы для проверки знаний.

В учебно-методическом пособии имеется раздел по выполнению самостоятельной работы и указаны темы к ним.

В разделе 4 Приведён перечень вопросов к зачёту по дисциплине «Промышленная экология».

Раздел по выполнению курсовой работы содержит требования и рекомендации по выполнению этого вида самостоятельной работы. Приведены примерные темы работ.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Раздел 1. Антропогенное воздействие на гидросферу
Словарь терминов
Практическая работа 1. Оценка качества воды
Практическая работа 2. Расчёт предельно допустимого сброса (ПДС) сточных вод
Практическая работа 3. Расчёт загрязнений в сточных водах
Раздел 2. Антропогенное воздействие на атмосферу. Введение
Практическая работа 1. Анализ проб атмосферного воздуха
Практическая работа 2. Расчёт выбросов загрязняющих веществ при сжигании углеводородного топлива на ТЭС
Практическая работа 3. Расчёт предельно-допустимых выбросов
Практическая работа 4. Расчёт выбросов загрязняющих веществ при сжигании углеводородного топлива на ТЭС
Практическая работа 5. Расчет максимально-допустимой концентрации вредного химического вещества в выбросах в устье источника
Практическая работа 6. Расчет минимальный высоты трубы для рассеивания в атмосферном воздухе промышленных выбросов
Практическая работа 7. Оценка размеров санитарно - защитных зон
Раздел 3. Антропогенное воздействие на литосферу. Обращение с отходами
Практическая работа № 1. Расчет вместимости полигона для ТБО
Раздел 3 Самостоятельная работа студента
Раздел 4. Перечень контрольных вопросов для проведения экзамена
Раздел 5. Курсовая работа
Литература
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

Введение

 

Несмотря на экономический кризис последних лет, экономика различных стран не стоит на месте. Промышленность и технологии развиваются интенсивно. Возникают новые материалы не свойственные природе: металлокерамика, металлопластики, углепластики и другие. В переработку вовлекаются новые виды и огромные объёмы сырьевых ресурсов. Это приводит к интенсивному и тотальному загрязнению окружающей природной среды в целом и отдельных её компонентов в частности.

Интересы отраслей экономики, крупнейших корпораций часто не совпадают с интересами жителей тех территорий, где они действуют. Кроме этого от загрязнения страдают сельскохозяйственные, рекреационные и другие территории.

Становится очевидным, что огромные материальные средства, направляемые на защиту окружающей среды от воздействия техносферы оказываются малоэффективными. В обществе нарастает разочарование социально-экологическими результатами научно-технического прогресса.

Противоречивые тенденции развития промышленности и других отраслей экономики требуют квалифицированного подхода к решению многочисленных вопросов в сохранении окружающей природной среды, как среды жизни человека.

 

Данное учебно-методическое пособие имеет целью научить:

 -анализировать экологическую ситуацию,

 -выбирать и знать применение экобиозащитной техники,

 - выполнять необходимы расчёты,

 - использовать справочную и нормативно - техническую документацию.

 

В учебно - методическом пособии содержится разделы по выполнению практических работ, а также указания по выполнению самостоятельной и курсовой работы. Имеются вопросы для проведения зачёта.

Раздел 1. Антропогенное воздействие на гидросферу

 

Словарь терминов

 

Антропогенная нагрузка – соотношение силы антропогенного воздействия и степени восстановительных способностей природных объектов (водоёмов, атмосферного воздуха и т.д.)

Ассимилирующая способность водного объекта – способность водного объекта принимать определённую массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контрольном створе (пункте) водопользования.

Биохимическое потребление кислорода (БПК) – это количество кислорода, израсходованное в определённый промежуток времени на разложение нестойких органических соединений. БПК измеряют для различных отрезков времени, например, на 5 суток (БПК₅), на 20 суток (БПК₂₀). Измеряют БПК в г/м³.

Водный объект – сосредоточение природных вод на поверхности суши либо в горных породах, имеющее характерные формы распространения и черты водного режима.

Водопользование – использование воды для любых целей без изъятия её из водного объекта (для разведения рыбы, для движения водного транспорта, для отдых людей и т.д.).

Водопотребление – использование воды для любых целей с изъятием её из водного объекта (для использования в промышленности, сельском хозяйстве, для личных нужд и т.д.).

Водозабор – изъятие воды из природного водного объекта с использованием комплекса гидротехнических сооружений для подготовки, подачи и приёма воды через отводящие устройства водопотребителю.

Загрязнение природных вод – привнесение в воду или образование в ней физических, химических или биологических агентов, неблагоприятно воздействующих на среду обитания и здоровье человека и живых организмов.

Источник загрязнения (примесей) – объект, от которого в природные воды поступают примеси растворённых, коллоидных или взвешенных веществ.

Контролируемые показатели – показатели состава и свойств воды, подлежащие контролю при проверке соблюдения установленных норм качества воды в водном объекте и на выпуске сточных вод.

Контрольный створ – поперечное сечение водного потока, в котором контролируется качество воды.

Кумуляция загрязнителей – суммирование вредного воздействия от накопления загрязнителей (поллютантов).

Лимитирующий признак вредности веществ в воде (ЛПВ) – признак, характеризующийся наименьшей безвредной концентрацией вещества в воде. Для водоёмов питьевого и культурно-бытового назначения используют три ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический; для рыбохозяйственных водоёмов применяют ещё два – токсикологический и рыбохозяйственный.

Не зарегулированный водоток – сосредоточение природных вод, на пути движения которых по руслу отсутствуют природные (пороги) и антропогенные преграды (плотины, дамбы), т.е. движение воды происходит беспрепятственно.

Нормированное вещество – примесь в воде, для которой установлена предельно-допустимая концентрация. В настоящее время для водоёмов питьевого и культурно-бытового назначения установлены ПДК более 1600 вредных веществ, а для водоёмов рыбохозяйственного назначения – более 1500.

Нормы качества воды – установление значения показателей состава и свойств воды по видам её использования.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – количество вредного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или временном воздействии которого не оказывается вредного воздействия на здоровье человека и не вызываются неблагоприятные последствия у его потомства. ПДК – концентрация индивидуального вещества в воде, выше которой вода непригодна для установленного вида водопользования. При концентрации вещества равной или меньшей ПДК вода остаётся такой же безвредной для всего живого, как и вода, в которой полностью отсутствует вредное вещество. ПДК установлены для водоёмов двух видов водопользования: - питьевого и культурно-бытового; - рыбохозяйственного.

Предельно допустимый сброс (ПДС) – масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с цель обеспечения норм качества воды в конкретном пункте.

Предельно допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН) – максимальная величина прямого или опосредованного антропогенного воздействия на природный водный объект или его отдельные элементы, которая не вызывает деградации водоёма.

Самоочищение воды – совокупность всех природных процессов в загрязнённых водах, ведущих к восстановлению первоначальных свойств и состава воды.

Свойства воды – совокупность физических, химических, физико-химических, органолептических, биохимических и других свойств.

Состав воды – совокупность минеральных и органических примесей в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а также изотопный состав  содержащихся в ней радионуклидов.

Сточные воды – воды, бывшие в производственно-бытовом или сельскохозяйственном употреблении, и изменившие свои первоначальные свойства в следствии загрязнения.

При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчётном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующее условие:

 

∑_iⁿ [С_рс /С_пдк] = 1,

где - С_рс – концентрация i-го вещества в расчётном створе при условии одновременного присутствия нескольких веществ, относящихся к одному и тому же ЛПВ (например, органолептическому);

   i = 1,2,3,…индивидуальных веществ;

   n – количество веществ с одинаковым ЛПВ;

  С_пдк – предельно допустимая концентрация i-го вещества.

Токсикологический контроль воды – проверка методом биотестирования соответствия токсических свойств воды установленным требованиям.

Фоновая концентрация – концентрация вещества в воде, рассчитываемая применительно к данному источнику примесей в фоновом створе водного объекта при расчётных гидрологических условиях, учитывающая влияние всех источников примесей за исключением данного источника.

Фоновый створ – нулевой створ, поперечное сечение водного потока, в котором определяется фоновая концентрация вещества в воде.

Химическое потребление кислорода (ХПК) – это количество кислорода на 1 литр воды, необходимое для окисления углеродсодержащих веществ до углекислого газа (СО₂), воды (Н₂О), фосфатов (Р₂О₅). Измеряют ХПК в г/м³.

Практическая работа «Оценка качества воды»

Цель работы:

 - оценить качество питьевой воды из системы централизованного водоснабжения;

 - оценить качество воды из поверхностных и подземных водоисточников;

 - проанализировать возможность использования водоисточников для обеспечения населения водой.

 

Задание к практической работе:

1. Ознакомиться с теоретической частью;

2. Получить вариант  для каждого из 3-х заданий у преподавателя;

3. По каждому заданию провести оценку качества воды;

4. Ответить на контрольные вопросы и привести основные термины и их определения;

5. Оформить и сдать преподавателю отчёт по работе.

 

Требования к отчёту

1. Отчёт должен содержать основные термины, применяемые в данной работе и ответы на все контрольные вопросы.

2. Отчёт должен содержать все три выполненных задания.

3. Общий вывод по каждому заданию (заполнить таблицу);

 

№	Показатель качества	Единицы измерения	1 задание (факт)	1 задание (ГОСТ)	2 задание (факт)	2 задание (ГОСТ)	3 задание (факт)	3 задание (ГОСТ)

4. Общий вывод по каждому заданию.

 

Теоретическая часть

Вода является важнейшим фактором жизнедеятельности человека и поэтому вопросу качества воды уделяют особое внимание.

Оценка качества воды производится по следующим параметрам:

- содержанию взвешенных и плавающих веществ;

- запаху;

- привкусу;

- окраске;

- температуре воды;

- значению рН;

- наличию кислорода;

- наличию органических веществ;

- концентрации вредных веществ.

В соответствии с действующим законодательством в области водопользования все водные объекты подразделяются на два вида водопользования:

1 вид - хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование;

2 вид – рыбохозяйственное водопользование.

Хозяйственно – питьевое и культурно-бытовое водопользование подразделяется, в свою очередь, на две категории:

1 категория - водные объекты хозяйственно-питьевого водоснвбжения и снабжения предприятий пищевой промышленности;

2 категория – водные объекты, используемые для купания, занятий спортом и отдыха населения.

Нормы качества воды любых водных объектов включают:

- общие требования к составу и свойствам воды в зависимости от видов водопользования;

- перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ в воде водных объектов для различных видов водопрользования.

Особые требования предъявляются к питьевой воде (ГОСТ Р 51232-98  «Вода питьевая»).

При оценке качества воды водных объектов, необходимо сравнить приведенные в заданиях результаты анализов их физических и химических показателей, химического состава и санитарно-бактериологических и биологических характеристик с соответствующими нормативными материалами.

• При оценке качества питьевой воды, в хозяйственно-питьевых водопроводах, сравнение ведется в ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая».

• При оценке качества воды в поверхностном водном объекте, используемом для хозяйственно-питьевого водоснабжения и культурно-бытовых нужд населения используется следующий документ - «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

Практическая часть