ПРАКТИЧНА РОБОТА 2

РОЗРАХУНОК ЕФЕКТУ СУМАЦІЇ ПРИ НОРМУВАННІ ЗАБРУДНЕНЬ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Мета роботи: Освоєння методики розрахунку концентрації забруднюючих речовин у повітряному та водному середовищі при їх комбінованої дії за типом сумації.

 

1 Основні теоретичні положення

За ступенем дії на організм людини шкідливі речовини поділяються на 4 класи:

1-й клас – речовини надзвичайно шкідливі;

2-й клас – речовини високо шкідливі;

3-й клас – речовини помірно шкідливі;

4–й клас – речовини мало шкідливі.

У сучасних умовах розвитку суспільства створюються умови надходження в навколишнє середовище і організм людини одночасно декількох речовин. У зв’язку з цим з’явилось таке поняття як комбінована дія хімічних речовин. Існують три основні типи комбінованої дії хімічних речовин:

- синергізм, коли одна речовина посилює дію іншої;

- антагонізм, коли одна речовина послаблює дію іншої;

- сумація, або адитивна дія, коли дія речовин в комбінації сумується.

Що шкідливіша речовина, то складніше здійснити захист середовища і то нижчий його ГДК.

Накопичені токсикологічними дослідженнями дані свідчать про те, що в більшості випадків промислові викиди і скиди шкідливих речовин у комбінації діють за типом сумації, тобто дія їх додається. Це важливо враховувати, оцінцінюючи якість повітряного та водного середовища.

У випадку наявності в атмосферному повітрі або у водному середовищі декількох забруднюючих речовин, які мають здатність до сумарної дії їх сумарно допустима концентрація повинна відповідати умові:

де С_І, С₂,..., С_n - фактичні концентрації речовин при одночасному відборі проб в одній місцевості (мг/м³ або мг/дм³), ГДК₁, ГДК₂,..., ГДК_п - гранично допустимі концентрації цих речовин (мг/м³ або мг/дм³).

Для кожної речовини в повітрі встановлюються два нормативи концентрації: максимальна разова і середньодобова.

Максимально разова концентрація - це найвище значення забруднюючих речовин у повітрі, отримане завдяки аналізу багаторазово відібраних проб. Поняття ГДК_мр використовують при встановленні науково-технічних нормативів гранично допустимих викидів забруднюючих речовин. Максимальна разова ГДК встановлюється для відвернення рефлекторних реакцій у людини через подразнення органів дихання за короткочасного впливу (до 20 хв.) атмосферних забруднень. Оскільки концентрація забруднень в атмосферному повітрі не є постійною в часі та змінюється залежно від метеорологічних умов, рельєфу місцевості, характеру викиду, разові проби повітря слід відбирати кілька разів на добу впродовж 20-З0 хв. У результаті розсіювання шкідливих домішок у повітрі на межі санітарно-захисної зони підприємства концентрація шкідливої речовини в будь-який момент часу не повинна перевищувати ГДК_мр.

Середньодобова концентрація - це середньо­арифметичне значення разових концентрацій у пробах атмосферного повітря впродовж 24 годин безперервно або з рівними інтервалами між відборами.

Середньодобова ГДК (ГДКсд) встановлюється для запобігання негативного впливу на людський організм протягом цілодобового використання повітря. ГДК_СД розрахована на всі групи населення і на невизначено довготривалий період впливу, а отже, як наслідок, є найжорсткішим санітарно-гігієнічним нормативом, який встановлює концентрацію шкідливої речовини у повітряному середовищі. Саме величина ГДК_СД може служити за " еталон" для оцінки стану повітряного середовища в селітебній зоні.

ГДК деяких найбільш поширених шкідливих речовин в атмосферному повітрі населених пунктів наведено в таблиці 1. Як видно, нижня межа токсичності шкідливих речовин, тобто їх ГДК, дуже відрізняються.

Нормативи до якості води водних об’єктів встановлюють залежно від виду водокористування: перша і друга категорії та рибогосподарське водокористування.

До першої категорії відносяться ділянки водойм, які використовують як джерела централізованого чи децентралізованого господарсько-питного водопостачання, а також для водопостачання підприємств харчової промисловості.

До другої категорії належать ділянки водойм, які використовують для купання, занять спортом та відпочинку, а також ті, що розташовані в межах населених пунктів. Крім того, встановлені більш жорсткі нормативи якості стічних вод, що скидаються у водойми, що використовуються з рибогосподарською метою.

Таблиця 2 - ГДК деяких шкідливих речовин у повітрі населених пунктів, мг/м³

Речовина	ГДКсд	ГДКмр
Тверді речовини (пил)	0, 15	0, 2
Двоокис сірки	0, 05	0, 5
Двоокис азоту	0, 04	0, 085
Окис азоту	0, 06	0, 4
Окис вуглецю	3, 0	5.0
Аміак	0, 04	0, 2
Хлористий водень	0, 2	0.2
Ціанистий водень	0, 01	-
Окис кадмію	0, 001	-
Свинець	0, 0003	0, 03
Сірководень	0, 005	0, 03
Бенз(а)пірен	0.000001	-
Фенол	0, 003	0, 01
Формальдегід	0, 003	0, 035
Фтористий водень	0, 005	0, 2

 

Якість води - це сукупність фізичних, хімічних, біологічних, та бактеріологічних показників. Вона визначається ступенем її забруднення. Основним показником нормування забруднюючих речовин водних об’єктів є гранично допустима концентрація у воді водойми господарсько-питного та культурно-побутового водокористування

У зв’язку з поліфункціональним використанням водойм та різноманітністю форм впливу на організми (контактний, дія через внутрішні органи, дія на органи чуття) вводиться лімітуючий показник шкідливості.

Лімітуючий показник шкідливості - відображає пріоритетність вимог до якості води. Як і для атмосферного повітря, встановлено окреме нормування якості води, хоча принцип тут інший і пов’язаний із категорією водокористування:

- для господарсько-питного водопостачання населення і підприємств харчової промисловості встановлюють загальносанітарні та органолептичні ліміти;

- для культурно-побутового призначення встановлюють санітарно-токсикологічні ліміти;

- для рибогосподарського призначення — встановлюють ще два - токсикологічні та рибогосподарські ліміти.

У таблиці 2 наведено допустимі концентрації шкідливих речовин у воді водойм господарсько-питного та культурно-побутового призначення.

 

2 Приклади виконання розрахунків

 

Задача 1. Визначити допустиму концентрацію оксиду вуглецю у повітрі житлової зони за умов сумарної дії його з оксидом сірки та сірководнем, зробити відповідні висновки.

Дані для розрахунків: концентрація оксиду сірки в повітрі житлової зони становить 0, 015 мг/м'³, концентрація сірководню -0, 002 мг/м³.

ГДК_сд для SО₂, Н₂S та СО наведені в табл. 3.

Розв'язок: На підставі наведеної вище формули допустима концентрація оксиду вуглецю в атмосферному повітрі набуде такого вигляду:

 

Таблиця 3.-Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у воді водойм господарсько-питного та культурно-побутового призначення

Визначаємо допустиму концентрацію оксиду вуглецю у повітрі житлової зони:

мг м^-3

Висновок. З проведених розрахунків видно, що з урахуванням сумарної дії декількох шкідливих компонентів повітря, концентрація оксиду вуглецю не повинна перевищувати 0, 9 мг/м³, що значно нижче за його ГДКсд.

Задача 2. Концентрації і ГДК двох забруднюючих речовин сумісної дії (з однаковою ЛОШ) у водному середовищі складають: С₁ = 150 мг/дм³, С₂ = 60 мг/дм³, ГДК₁ =300 мг/дм³, ГДК₂ = 100 мг/дм³. Визначити ступінь забруднення цими компонентами водного середовища і зробити висновок про відповідність забруднення вимогам норм.

Розв’язок. Згідно з умовою

 

сума відносних концентрацій буде дорівнювати:

150/300 + 60/100 = 1, 1,

тобто більше 1.

Висновок. Ступінь забруднення водного середовища не відповідає вимогам.

Контрольні питання для самоперевірки

 

1. За яких умов спільна наявність у повітрі забруднюючих речовин володіє ефектом сумації?

2. Дайте визначення максимально разової концентрації забруднюючої речовини у повітрі, середньодобової концентрації.

3. Що таке ефект синергізму, антагонізму? Наведіть приклади.

4. Які встановлено категорії водокористування?

5. Що таке лімітуюча ознака шкідливості? Яку роль вони виконують при нормуванні антропогенного навантаження на природні об’єкти?

6. Які встановлено лімітуючі ознаки шкідливості?