Home » МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ З ОСНОВ ЕКОЛОГІЇ ДЛЯ СТУДЕНТІВ 1 КУРСУ ФАРМАЦЕВТИЧНОГО ФАКУЛЬТЕТУ (провізори, 5 год

МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ З ОСНОВ ЕКОЛОГІЇ ДЛЯ СТУДЕНТІВ 1 КУРСУ ФАРМАЦЕВТИЧНОГО ФАКУЛЬТЕТУ (провізори, 5 год

27 Червня, 2024

МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ З ОСНОВ ЕКОЛОГІЇ ДЛЯ СТУДЕНТІВ 1 КУРСУ МЕДИЧНОГО ФАКУЛЬТЕТУ (Біологія, 6 год.)

ЗАНЯТТЯ № 2

Теми: 1. Методика розрахунку гранично допустимого викиду (ГДВ) та ефективності атмосфероохоронних споруд.

2. Методика розрахунку гранично допустимого скиду та ефективності водоохоронних споруд.

Мета: 1. Оволодіти методикою розрахунку ГДВ та ефективності атмосфероохоронних споруд.

2. Оволодіти методикою розрахунку ГДС та ефективності водоохоронних споруд.

ПРОФЕСІЙНА ОРІЄНТАЦІЯ СТУДЕНТІВ

Промислові викиди в атмосферу несприятливо впливають перш за все на людину та на навколишнє природне середовище, поширюючись на значну відстань, забруднюючи приземний шар повітря не лише на промислових майданчиках, але й на прилеглих населених територіях. Систематична або периферична наявність у атмосферному повітрі населених пунктів шкідливих речовин з концентраціями, що перевищують нормативні величини, призводить захворювань, навіть ракових, ускладнює перебіг серцево-судинних захворювань, сприяє виникненню та розвитку захворювань дихальної і нервової систем людини. Інтенсивне забруднення атмосферного повітря погіршує санітарні умови проживання населення.

Умови та вимоги до скидання стічних вод у водойми регламентується «Правилами охорони поверхневих вод» (1991), «Санітарними правилами і нормами охорони поверхневих вод від забруднення. СанПіН № 4630–88», «Правилами охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами» (1999). В ці правила включені основні положення охорони поверхневих вод від забруднення, нормативи якості води водних об’єктів, які використовуються для господарсько-питних та культурно-побутових потреб населення, а також для рибогосподарської мети; технічні умови відведення стічних вод у водойми, порядок їх погодження та контроль за їх виконанням. Правила поширюються на підприємства, які проектуються, реконструюються і розширюються, а також на діючі підприємства.

Оцінка технологічної ефективності роботи споруд потрібна також для організації раціональної експлуатації споруд і для вияснення причин незадовільних показників очистки.

Методика виконання практичної роботи

І. Тема № 1 . “Методика розрахунку гранично допустимого викиду (ГДВ) та ефективності атмосфероохоронних споруд.”

1. Ознайомитися з основними методами очистки газових сумішей.

2. Замалювати схеми обладнання для очистки газів і показати на них шляхи руху газових сумішей.

3. Розв’язати ситуаційні задачі по розрахунку гранично допустимого викиду (ГДВ) та ефективності атмосфероохоронних споруд.

ІІ. Тема № 2. “Методика розрахунку гранично допустимого скиду та ефективності водоохоронних споруд.”

1. Ознайомитися з основними методами очистки стічних вод.

2. Розв’язати ситуаційні задачі по розрахунку гранично допустимого скиду (ГДС) та ефективності водооохоронних споруд.

ПРОГРАМА САМОПІДГОТОВКИ СТУДЕНТІВ

І. Тема № 2 “Методика розрахунку гранично допустимого викиду (ГДВ) та ефективності атмосфероохоронних споруд.”

Контрольні питання:

1. Джерела, масштаби і наслідки забруднення атмосфери в сучасних умовах.

а) класифікація забруднень навколишнього середовища;

б) джерела забруднення атмосфери;

в) типи смогів, умови їх виникнення;

г) проблема руйнування озонового шару Землі, можливі причини і наслідки;

д) парниковий ефект, причини, можливі наслідки.

2. Вплив на довкілля ТЕС, ГЕС, газових та пилових викидів промислових підприємств. Викиди шкідливих речовин автомобільним, залізничним, водним транспортом. Проблеми забруднення довкілля автотранспортом. Техногенні навантаження на довкілля у різних регіонах країни

3. Стан повітряного середовища в Україні.

4. Охорона атмосфери від забруднення.

5. Основні методи очистки газових сумішей (адсобційний, абсорбційний, електричний, спалювання органічних домішок, озонування).

6. Обладнання для очистки газових сумішей (пилоосаджувальні камери, циклони, апарати мокрої очистки газів, фільтри, абсорбери та інші)

ІІ. Тема № 2. “Методика розрахунку гранично допустимого скиду та ефективності водоохоронних споруд.”

Контрольні питання:

1. Розхід і якісний склад стічних вод та режим їх відведення.

2. Методи виявлення санітарних умов спуску стічних вод у водойму.

3. Методи очищення стічних вод.

4. Обладнання для очищення стічних вод (схема вертикального відстійника, схема каркасно-насипного фільтра).

5. Визначення технологічної ефективності очисних споруд.

6. Оцінка технологічної ефективності пісковловлювачів.

7. Оцінка технологічної ефективності первинних відстійників.

8. Оцінка технологічної ефективності аеротенків та біофільтрів.

9. Оцінка вторинних відстійників та мулоущільнювачів.

Семінарське обговорення теоретичних питань

1. Джерела, масштаби і наслідки забруднення атмосфери в сучасних умовах.

– класифікація забруднень навколишнього середовища;

– джерела забруднення атмосфери;

– типи смогів, умови їх виникнення;

– проблема руйнування озонового шару Землі, можливі причини і наслідки;

– парниковий ефект, причини, можливі наслідки.

3. Стан повітряного середовища в Україні.

4. Охорона атмосфери від забруднення.

7. Розхід і якісний склад стічних вод та режим їх відведення.

8. Методи виявлення санітарних умов спуску стічних вод у водойму.

9. Методи очищення стічних вод.

10. Обладнання для очищення стічних вод (схема вертикального відстійника, схема каркасно-насипного фільтра).

11. Визначення технологічної ефективності очисних споруд.

12. Оцінка технологічної ефективності пісковловлювачів.

13. Оцінка технологічної ефективності первинних відстійників.

14. Оцінка технологічної ефективності аеротенків та біофільтрів.

15. Оцінка вторинних відстійників та мулоущільнювачів.

Тестові завдання та ситуаційні задачі

ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ

1. В чому суть біологічної очистки стічних вод ?

A. Видалення нерозчинних органічних домішок

B. Видалення піску

C. Видалення жиру

D. Видалення розчинних органічних речовин

E. Мінералізація органічних забруднень

2. Комбінована дія – це сумісна дія:

A. Двох і більше хімічних чинників, що надходять інгаляційним і пероральним шляхом.

B. Двох і більше хімічних чинників, що надходять інгаляційним шляхом.

C. Шуму і пилу.

D. Шуму і вібрації і двох хімічних чинників, що надходять інгаляційним і пероральним шляхом.

Е. Високої температури і хімічних чинників, що надходять через шкіру.

3. В чому суть механічної очистки стічних вод ?

A. Видалення нерозчинних домішок жиру

B. Покращення процесів окислення

C. У флотації і сорбції

D. Прискорення нейтралізації і коагуляції

E. Мінералізація органічних забруднень

4.Шкідливі речовини в атмосферному повітря за імовірністю їхнього несприятливого впливу на умови життя, самопочуття і здоров’я населення поділяють на:

А. 2 класи.

В. 3 класи.

С. 4 класи.

D. 5 класів.

Е. 6 класів.

5. При дослідженні забруднення атмосферного повітря в районі житлової забудови, розташованому на відстані 1,2 кілометра від промислової зони встановлено, що середньодобова концентрація діоксиду азоту становить 0,04 мг/м³, аміаку – 0,02 мг/м³, оксиду вуглецю – 3,0 мг/м³, хлору – 0,03 мг/м³. Яким є рівень та ступінь небезпеки забруднення атмосферного повітря у цьому районі?

A. Допустимий, безпечний

B. Недопустимий, малонебезпечний

C. Недопустимий, помірно небезпечний

D. Недопустимий, небезпечний

E. Недопустимий, шкідливий

6. Гігієнічну ефективність очищення промислових стічних вод при спуску їх у межі міста можна вважати достатньою, якщо:

A. технічна ефективність роботи очисних споруд більше 90%

B. технічна ефективність роботи очисних споруд більше 98%

C. концентрація хімічних речовин в стічних водах після очищення відповідає ГДК

D. концентрація хімічних речовин в найближчому після спуску створі водокористування відповідає ГДК

E. сума відношень концентрацій окремих речовин у стічних водах до їхніх ГДК не повинна перевищувати 1,5

Ситуаційні задачі:

Задача 1. Визначити ГДВ, значення приземної концентрації Сmах, віддаль від джерела, на якій досягається максимальна концентрація шкідливих речовин -Хmах, зону впливу підприємства при слідкуючих даних:

Об’єм технологічного викиду газоповітряної суміші q = 3.38 м³/с; висота димової труби Н = 15 м; діаметр отвору джерела викиду D = 0.4 м; коефіцієнт температурної стратифікації А = 120; коефіцієнт що враховує вплив рельєфу на розсіювання газоповітряної суміші η= 1, для пилу ГДКм.р. =0.5 мг/м³; фонова концентрація пилу Сф = 0.05 мг/м³; різниш між температурою пилу, цю викидається та навколишнього повітря ∆T = 10 °С.

Задача 2. По трубопроводу подається повітря з концентрацією пилу С_вх. В результаті аналізу повітря після очисного апарату встановлено, що у пробі об’ємом V (м³) міститься m (г) пилу. Визначити концентрацію пилу С_вих після апарату, степінь очистки апарату та коефіцієнт проскоку частинок через апарат. Порівняти з ГДК для пилу неорганічного (ГДК= 0,15 мг/м³) та визначити чи потрібна подальша очистка.

Задача 3. Виконати розрахунок проектів ГДС для підприємства при умовах, що скид стічних вод здійснюється у межах міста у річку, яка використовується для централізованого господарсько-питного водопостачання. Розхід стічних вод дорівнює q=18.75 м³/год. По даним лабораторії опосередкований склад стічних вод слідкуючий (мг/дм³): завислі речовини – 30, мінеральний склад (по сухому залишку) – 1200, в т.ч. хлориди – 800, сульфати – 370, БСКп -250, ПАР – 57, хром – 6, фенол – 4, оцтова кислота – 6, спирт метиловий – 8, фарбник катіоновий – 4.

На підставі даних санітарно-епідеміологічної станції встановлена фонова концентрація завислих речовин С_ф=42 мг/дм³. Розрахунок ГДС здійснюється по загальним і специфічним показникам забруднюючих речовин.

Задача 4. В атмосферному повітрі в межах санітарно-захисної зони фармфабрики встановлені середньодобові концентрації таких речовин: ацетон – 0,15 мг/м³, фенол – 0,002 мг/м³. Визначити показник гранично допустимого забруднення цією сумішшю, компоненти якої мають адитивну дію.

Задача 5. Визначення ефективності роботи вторинного відстійника щодо затримання завислих речовин (активного мулу) при таких умовах експлуатації: час перебування води у відстійнику = 1,27 год; БСК₅ збовтаної очищеної води – 19,5 мг/л; БСК₅ відстояної очищеної води = 13 мг/л; концентрація завислих речовин в очищеній воді = 23 мг/л.

Вірні відповіді на тестові завдання і ситуаційні задачі

Відповіді до тестів : 1. – Е. 2. – В. 3. – А. 4. – С. 5. – А. 6. – С.

Відповіді до ситуаційних задач:

Задача 1. Еталон відповіді:

Знаходимо фактор f:

Оскільки значення f=127.96>100, то викиди відносять до холодних.

Для визначення коефіцієнта розрахуємо Vmax.

Швидкість виходу газоповітряної суміші з отвору джерела дорівнює:

При значенні

Далі розраховуємо ГДВ:

Значення максимальної приземної концентрації пилу визначається за формулою:

В умовах, коли значення Хmах визначаємо по формулі:

X_max=d*H=10.6*15=160 м

де: d=11.4*Vmax=11,4*0,93=10,6

Зона впливу підприємства знаходимо з виразу:

L=10*Xmax=l 0*160= 1600 м.

Внаслідок виконаних розрахунків отримані слідуючи дані:

ГДВ=2,04 г/с; Сmах=0.45 мг/м³; Хmах=16О м; L=1600 м.

Задача 2. Еталон відповіді:

Основний параметр, що характеризує процес очистки в різних апаратах – це степінь очистки або загальна ефективність очистки η:

η = ( С_вх – С_вих)/С_вх, де

С_вх і С_вих – масові концентрації домішок в газі відповідно до та після апарата, мг/м³.

Якщо очистка проводиться в системах послідовно з’єднаних апаратів, то загальний степінь очистки: η = 1 – (1 – η₁) (1 – η₂) …(1 – η_n), де

η₁, η₂, η_n – степінь очистки n-го апарата.

Для оцінки ефективності процесу очистки також використовують кількість проскоку К частинок через апарат: К = С_вих/ С_вх = 1 –η, де

η – степінь очистки апарата;

С_вх і С_вих – масові концентрації домішок в газі відповідно до та після апарата, мг/м³.

Задача 3. Еталон відповіді:

Згідно нормативних вимог концентрація завислих речовин у стічних водах для водойм 1-ої категорії не повинна перевищувати 0.25 мг/л, від С_ф, але при Сф>30 мг/л, С_ст= 1.05Сф=31.5 мг/л.

Фактична концентрація завислих речовин у стічних водах складає 30мг/л, тоді згідно формули (3.1), маємо

ГДС_з.р=18.75*30=562.5 г/год

У стічних водах мінеральний склад по сухому залишку і вмісту хлоридів перевищує допустимий ГДК (відповідно 1000 та 350 мг/л), ГДС розраховується з урахуванням нормативів ГДК

ГДС_м.с=18.75*1000=18750 г/год

ГДС_хл=18.75*350=6482.8 г/год

Розрахунок для сульфатів проводиться по фактичному складу (370мг/дм³), так як їх склад не перевищує ГДК (500 мг/дм³)

ГДСс=18.75*370=6937.5 г/год

Згідно норм, БСКп у стічних водах не повинно перевищувати для водойм 1-ої категорії 3 мг/дм³, а фактичне значення складає 250 мгО₂/дм³. Тому БСКп розраховують з урахуванням нормативу ГДК

=18.75*3=56.25 г/год

Таке суттєве зменшення значення ГДС_БСК можливо досягти лише шляхом локальної очистки стічних вод після цехових чи загальнозаводських очисних споруд.

Далі, для задоволення вимог норм розрахунок проводиться по специфічним показникам. Відповідність вимогам норм настає, коли сума відношень концентрацій специфічних забруднюючих речовин до їх значень ГДК при однакових показниках ЛПШ не перевищує одиниці, згідно формули (3.5).

Для виконання умов норм і розрахунку ГДС по табл. Д1.3. визначається ЛПШ і ГДК для кожної забруднюючої речовини (мг/дм³): ПАР – 0.5,орг.; хром⁺³– 0.5, с. – т., фенол – 0.001, орг.; оцтова кислота – 1.0, заг.; спирт метиловий 3, с. – т.; фарбник катіоновий – 0.04, орг.

Далі здійснюється перевірка вимог згідно (3.5)

Так, як згідно розрахунків, сума кожного з рівнянь перевищує одиницю, то в даному випадку, прийнято, що за рахунок удосконалення технологічних процесів, використання ефективних методів очищення, виконання і проведення відповідних обґрунтувань і техніко — економічних розрахунків можна досягти граничних значень концентрацій у стічних водах. Для цього, при сталих значеннях знаменника, шляхом підбору визначають значення чисельника у вищенаведених відношеннях з урахуванням вимог по формулі (3.5)

Отримані значення чисельника беруться за основу вибору технології локальної очистки і визначення нормативів ГДС.

ГДС_прд=18.75*0.2=3.75 г/год

ГДС_ср=18.75*0.0001=0.0019 г/год

ГДС_фк=18.75*0.02=0.38 г/год

ГДО_хр=18.75*0.4=7.5 г/год

ГДС_с.м=18.75*0.6=11.25 г/год

ГДО_к.о=18.75*1=18.75 г/год

Після остаточних розрахунків показники концентрації забруднюючих речовин (фактичні і ГДС) зводять до табл. 1:

Зведені дані для розрахунків проектів ГДС

Таблиця 1

№ п/п

Найменування забруднюючої речовини

ГПШ

Розхід стічних вод, q м³/год

Концентрація забруднюючої речовини, Сі, г/м³

ГДК,

Г/м³

Фактичний склад забруднюючої речовини. г/год

ГДС, г/год

Пар

Орг.

18.75

0.5

1068.7

3.75

Фенол

Орт.

18.75

0.001

75.0

0.0019

Фарбник катіоновий

Орг.

18.75

0.04

75.0

0.38

Хром⁺³

С.-т.

18.75

0.5

112.5

7.5

Спирт метиловий

С.-т.

18.75

3.0

150.0

11.25

Оцтова кислота

Заг.

18.75

1.0

112.5

18.75

Задача 4. Еталон відповіді:

Показник гранично допустимого забруднення (ГДЗ) атмосферного повітря – це відносний інтегральний критерій оцінки забруднення атмосферного повітря населених місць, який характеризує інтенсивність та характер спільного впливу всієї сукупності наявних у ньому шкідливих домішок.

∑ПЗ = С₁/ГДК₁ х К₁ + С₂ /ГДК₂ х К₂ + … С_n / ГДК_n х К_n ,де

С₁, С₂…С_n – фактичні концентрації речовин, що входять до складу суміші, мг/м³;

ГДК₁, ГДК₂…ГДК_n – відповідні значення ГДК (або ОБРД) речовин, що входять до складу суміші;

К₁; К₂ …К_n – коефіцієнти, які враховують клас небезпеки певної речовини.

ГДК_{ацетону}= 0,35 мг/м³, клас небезпечності – 4 (мало небезпечні), К_ацетон_у для 4 класу небезпечності = 1,1.

ГДК_фенолу = 0,003 мг/м³, клас небезпечності – 2, К_фенолудля 2 класу небезпечності = 0,9.

∑ПЗ = 0,15 мг/м³ / 0,35 мг/м³ х 1,1 + 0,002 мг/м³ / 0,003 мг/м³ х 0,9 = 0,47 + 0,6 = 1,07

Дані речовини ацетон і фенол проявили ефект сумації

Задача 5. Еталон відповіді: За табл. 3 шляхом інтерполяції знаходимо, що для Т = 1,27 год та БСК_5відст = 13 мг/л концентрація завислих речовин в очищеній воді складе 24 мг/л.

Розходження концентрації завислих речовин за таблицею та експлуатаційними даними складає 24 – 23 = 1 мг/л (або 4 %), що свідчить про добру роботу відстійника.

Таким чином, проведені розрахунки показують, що всі основні споруди експлуатуються задовільно, про що свідчать невеликі розходження розрахункових та фактичних показників якості очищеної води. Проте, на станції не можуть бути досягнуті проектні показники з очистки стічних вод внаслідок перевантаження очисних споруд. У зв’язку з цим тимчасово до здійснення будівництва додаткових очисних споруд у відповідності з планом заходів досягнуті на даний час показники очистки води за завислими речовинами – 23 мг/л та БСК_5збов – 19,5 мг/л повинні бути тимчасово включені в дозвіл на спеціальне водокористування.

ВИХІДНИЙ РІВЕНЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Студент повинен знати:

1. Основні джерела забруднення атмосфери.

2. Можливі наслідки забруднень атмосфери в сучасних умовах.

3. Основні принципи охорони атмосфери від забруднення.

4. Методику розрахунку ГДВ в повітрі.

5. Основні газопилоочисні установки для очистки викидів в атмосферу.

6. Основні поняття гігієнічного нормування.

7. Методи очищення стічних вод.

8. Обладнання для очищення води.

9. Розрахунок ГДС стічних вод хімічних підприємств.

10. Визначення технологічної ефективності очисних споруд.

11. Оцінка технологічної ефективності пісковловлювачів.

12. Оцінка технологічної ефективності первинних відстійників.

13. Оцінка технологічної ефективності аеротенків та біофільтрів.

14. Оцінка вторинних відстійників та мулоущільнювачів.

Студент повинен вміти:

1. Розрахувати гранично допустимі викиди (ГДВ) хімічних речовин в повітрі.

2. Вміти рекомендувати можливі заходи захисту атмосферного повітря від забруднення. Оцінити ефективність очиски забрудненого повітря на установках і апаратах.

3. Розрахувати гранично допустимі скиди (ГДС) хімічних речовин в стічних водах підприємства. Дати оцінку забрудненню водойми.

4. Оцінити ефективність роботи пісковловлювачів, первинних відстійників, вторинних відстійників, аеротенків, біофільтрів та мулоущільнювачів.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

Основна

1. Матеріали підготовки до практичних занять

http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/hihiena/classes_stud/uk/med/biol/ptn/%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B8%20%D0%B5%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97/1/02.%20%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BA%D0%B0%20%D1%80%D0%BE%D0%B7%D1%80%D0%B0%D1%85%D1%83%D0%BD%D0%BA%D1%83%20%D0%B3%D0%B4%D0%B2%20%20%D1%82%D0%B0%20%D0%B5%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%96%20%D0%B0%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%BE%D1%85%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B8%D1%85%20%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%83%D0%B4..htm

2. Є.М.Нейко, Л.В. Глушко, М.І. Мізюк. Основи екології. К.: “Здоров’я” , 2002.

3. Є.М.Нейко, Л.В. Глушко, М.І. Мізюк. Основи екології. Посібник для практичних занять. К.: “Здоров’я” , 2002.

4. В.С.Джигирей “Екологія та охорона навколишнього природного середовища. К., 2000, с. 168-174.

Додаткова

1. І.І.Даценко та спів авт. Загальна гігієна. Посібник для практичних занять. Львів: Світ, 2001 , с. 48 –74.

2. Білявський Г.О. і інш. Основи загальної екологіі. –К.: “Либідь”, 1995. – 367 с.