Порядок виконання роботи. 1. Визначити розчинність хімічної речовини (S)1. Визначити розчинність хімічної речовини (S). За літературними даними або експериментально визначити розчинність в грамах на 100 г води при 25 °С. Одержане значення поділити на 100, Одержують значення в межах від 0 до 1. Якщо розчинність перевищує 100 г на 100 г води, то будь-яке значення для будь-якої хімічної речовини прийняти за 1. 2. Визначити леткість хімічної речовини (F). Спочатку визначити тиск насиченої пари 1 молю хімічної речовини за формулою (3) або (4):
де А і В – коефіцієнти; Т – абсолютна температура, К,
де А, В, С – коефіцієнти, наведені в " Справочнике химика", 1971р.: t – температура, оС. Можна скористатися також наведеними в довідниках даними. Визначивши тиск насиченої пари в мм. рт. ст., визначити леткість речовини F (безрозмірна величина) за формулою (5):
3. Вирахувати індекс небезпечності відходів за формулою (1) або (2) залежно від характеристики речовин, які входять до складу відходів. 4. Визначити клас небезпечності відходів за допомогою таблиць 15 або 16. Приклад 1. Визначення класу небезпечності хлористої ртуті. Розчинність становить 6, 59 г в 100 г води або 4, 86 г ртуті в100 г води, тобто S = 0, 0486. Заокруглюємо до другого знака після коми і одержуємо S = 0, 05. У даному випадку F = 0. За довідником Н. Ф. Ізмерова LD5О = І7, 5 мг/кг (приймається до розрахунків мінімальне значення LD5О). Розраховуємо індекс небезпечності речовини (К) за формулою (1):
Згідно з таблицею 15 визначаємо І клас небезпечності НgСl2. Приклад 2. Визначення класу небезпечності чотирьох хлористого вуглецю ССl4. Температура кипіння 76, 5 0С, розчинність у воді 0, 08 г на 100 г води, тобто S = 0, 0008. Заокруглюємо до другого знаку після коми і одержуємо S = 0. За формулою (4) визначаємо Р = 112, 2 мм. рт. ст., тобто F = 0, 15. За довідником Н. Ф. Ізмерова визначаємо LD5О = 6200 мг/кг Розраховуємо індекс небезпечності ССІ4 (К) за формулою (1):
Згідно з таблицею 15 визначаємо, що ССІ4 відноситься до III класу небезпечності. Кожний студент визначає клас небезпечності конкретних відходів окремо за вихідними даними, наведеними в таблиці 17.
Контрольні питання для самоперевірки
1. Чому виникла необхідність визначення класу небезпечності відходів? 2. Чому виникла необхідність розраховувати клас небезпечності відходів? 3. У чому полягає складність захоронення токсичних відходів? 4. Що вважають критерієм токсичності відходів? 5. Що вважають критерієм небезпечності для довкілля відходів? 6. Як визначають розчинність хімічних речовин, які містяться у відходах? 7. Як визначають леткість хімічних речовин, які містяться у відходах? 8. Як визначають клас небезпечності відходів? Таблиця 17 – Значення LD5О для деяких хімічних сполук
ІНДИВІДУАЛЬНА РОБОТА РОЗРАХУНОК ГРАНИЧНО ДОПУСТИМИХ СКИДІВ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН У ВОДНІ ОБ’ЄКТИ Розробка ГДС здійснюється раз у п’ять років. Якщо після закінченню вказаного строку новий проект не розроблений, то відповідні служби не дають дозвіл на подальше водокористування. Якщо у процесі водокористування змінились його умови (змінились основні характеристики на 20 % і більше), необхідно робити новий розрахунок ГДС. При подачі стічних вод у централізовані каналізаційні мережі величини ГДС на ці стоки не встановлюються. При розрахунку ГДС для прибережної зони моря як окремий може бути випуск, який розташований від інших випусків на відстані більше ніж 3 км вздовж лінії берега. Для випусків зворотних вод на рельєф, звідки вони не можуть надходити до водних об’єктів ГДС речовин не розробляється. Для скиду зворотних вод з плавзасобів водного транспорту встановлення ГДС речовин не передбачається. Розроблення, обґрунтування та встановлення ГДС речовин включає такі етапи: Етап 1. Підготовка вихідних даних для розрахунку ГДС речовин. Етап 2. Правове та методичне обґрунтування схеми і моделі розрахунку ГДС речовин. Етап 3. Визначення розрахункових розмірів та розроблення проекту (розрахунок) ГДС речовин. Етап 4. Визначення величин ТПС речовин, оцінка водоохоронної ефективності досягнення ТПС і ГДС речовин. Етап 5. Розроблення пропозицій до плану заходів щодо досягнення ГДС речовин, підготовка документів - проектів ГДС, ТПС речовин і плану заходів. Етап 6. Узгодження і затвердження документів. Розрахунок величин ГДС речовин у водний об'єкт із зворотними водами виконується з урахуванням: а) норм якості води і ГДК речовин у воді водного об'єкта в лімітуючому контрольному створі; б) фонової якості води водного об'єкта до місця впливу випуску зворотних вод; в) витрат, складу і режиму надходження зворотних вод за період дії встановлених ГДС речовин; г) впливу на водний об'єкт на ділянці від місця випуску зворотних вод до лімітуючого контрольного створу інших випусків зворотних вод, господарських факторів; д) ступеня змішування зворотних вод з водою водного об'єкта на ділянці від місця їх випуску до лімітуючого контрольного створу; е) кратності розбавлення зворотних вод водою водного об'єкта в зоні їх початкового змішування і лімітуючому контрольному створі; е) природного самоочищення вод від речовин, що надходять, на ділянці від місця випуску зворотних вод до лімітуючого контрольного створу. (Процеси самоочищення враховують, якщо вони достатньо виражені, а їх закономірності достатньо вивчені). Для розрахунку величин ГДС речовин використовують сукупність фактичних або розрахункових вихідних даних, що включає: гідрографічні, морфометричні, розрахункові гідрологічні і гідрохімічні характеристики водних об'єктів у розрахункових (контрольних, фонових, гирлових і т.д.) створах, коефіцієнти неконсервативності речовин у воді водних об'єктів; - розрахункові кількісні і якісні характеристики основних генетичних складових стоку, що формуються на ділянках басейну між суміжними створами: природної складової (підземного живлення та поверхневого стоку з природних територій водозабору), поверхневого стоку з промислово-житлових (забудованих) і сільськогосподарських (орних) територій; - фактичні і задані (проектні) або розрахункові витрати та склад скиданих зворотних вод, спрацьованої води водосховищ і ставків, перекидуваного стоку, витрати водозаборів; - місця розташування водокористувачів та інших господарських впливів на водні об'єкти по гідрографічній мережі, вимоги водокористувачів до якості води; - техніко-економічні характеристики реалізованих, планованих і можливих водоохоронних заходів. Величини ГДС визначають для всіх категорій водокористувачів як добуток максимальної за годину витрати стічних вод qmах (м3/год) на припустиму концентрацію забруднюючої речовини СГДС (г/м3). При розрахунку умов скидання стічних вод спочатку визначають значення СГДС, що забезпечує нормативну якість води в контрольних створах. ГДС визначають як добуток максимальної годинної витрати зворотних вод на допустиму концентрацію забруднюючої речовини відповідно до формули:
де qmах - максимальна витрата за годину, (м3/год.); СГДС - гранична концентрація забруднюючої речовини, (г/м3). Розрахунок СГДС ведуть у тому випадку, якщо виконується умова Сф < СГДК. У випадку якщо Сф > СГДК СГДС = СГДК. Для визначення розрахункових умов, за яких формулюється найменша асимілююча спроможність водного об’єкту, необхідно враховувати: 1. Витрату водозаборів та скидів зворотних вод. 2. Склад скинутих зворотних вод (що неперевищують фактичні середні значення). 3. Витрати води на незарегульованих ділянках річки. 4. Фонові характеристики водного об’єкту з урахуванням лімітуючего періоду. 5. Витрати води на зарегульованих ділянках річки. 6. Витрати поверхневих та підземних складових у лімітуючі сезони 95%-ої забезпеченості. 7. Склад дощового стоку до забудованої території. Стічні води можуть бути скинуті у водоймища з такою ГДК, за якої в контрольному створі залишаються непорушними всі нормативні показники якості води відповідної категорії водокористування. Концентрацію ГДС для водоймищ розраховують залежно від консервативності речовини – тривалості часу знаходження речовини у потоці води до її перетворення. Коефіцієнт неконсервативності речовин для водних об’єктів залежить від швидкості течії та температури води і має розмірність 1/добу. Для консервативних речовин (речовини, які тривалий час залишаються в потоці), концентрація ГДС визначається за формулою:
де Сф - фонова концентрація забруднюючої речовини у водотоці вище випуску стічних вод, г/м3; СГДК - гранично допустима концентрація забруднюючої речовини у воді водотоку, г/м3; n - кратність загального розведення стічних вод у водотоці, дорівнюється добутку кратності початкового розведення nн на кратність основного розведення nо: n = nн·nо, (3) Для неконсервативних речовин концентрація ГДС визначається за формулою:
де k - коефіцієнт неконсервативності, 1/добу; е - експонента; е = 2, 71; t - час добігання скиду до контрольного створу, розташованого на відстані 500 метрів.
де Vр – швидкість потоку, м/с.
Допустима концентрація забруднюючої речовини у стічній воді ССТ при одному випуску може бути розрахована за формулою:
де Q - витрата води у водному об’єкті, м3/год, q -витрата стічної води, м3/год, γ - коефіцієнт змішування. Необхідний ступінь очищення стічних вод визначають за формулою:
При оцінці якості води враховується принцип адитивності – односпрямованої дії. Відповідно до цього принципу належність декількох речовин до тої самої ЛОШ виявляється в підсумовуванні їхнього негативного впливу. Тому для показників, що нормуються за однаковою лімітуючою ознакою шкідливості (ЛОШ) речовин у воді, ССТ вибирається так, щоб для кожної ЛОШ, визначеної нормативними вимогами до якості води, виконувалось співвідношення:
де ГДКi - гранично допустима концентрація і-ої речовини; L – кількість речовин з даною ЛОШ. 2. Розрахунок гранично допустимих скидів забруднюючих речовин у водний об’єкт Розрахунок проводимо для одного випуску стічних вод у водний об’єкт рибогосподарського значення вищої категорії без врахування консервативності речовин згідно з варіантом роботи. Далі розраховується концентрація Сст за формулами (1.5). Після розрахунку Cст розраховується ГДС за формулою (1.1). Результати розрахунку ГДС і Сст речовин оформленні у вигляді таблиці 2.1.
Для розрахунку затверджених значень ГДС, необхідно розрахувати затверджені значення концентрацій Сст, попередньо розрахувавши фактичний скид за формулою ГДСфакт= q*Cфакт. Затверджені значення ГДС визначають шляхом порівняння значень СГДС розрахункових та Cфакт: а) якщо ССТ > Cфакт, то ССТзатв = Cфакт б) якщо ССТ < Cфакт, то ССТзатв = CСТрозрах в) якщо Cфакт < Cфон, то ССТзатв = Cфакт. Результати розрахунку затверджених значень ГДС та концентрацій надано у вигляді таблиці 18.
Таблиця 18 – Результати розрахунку ГДС і ССТ
Таблиця 19 - Затверджений гранично допустимий скид стічних вод
З таблиці видно, що фактичні скиди більш ніж для половини з заданих для розрахунку речовин (зважені речовини, загальна мінералізація, азот амонійний, нітрити, нафтопродукти) суттєво перевищують затвердженні значення ГДС. Наприклад, для зважених речовин значення ГДС перевищується у десять разів, а для нітритів спостерігається більш ніж тридцятиразове перевищення значення затвердженого скиду! У такій критичній ситуації водокористувачам необхідно терміново приймати заходи щодо дотримання ГДС. Аналіз проб води у контрольному і фоновому створах показав сумарне перевищення ГДК за групами ЛОШ, що представлено у вигляді табл. 2.3. Як виходить з таблиці, в результаті сумування показників перевищення ГДК у контрольному та фоновому створах переважаючою лімітуючою ознакою шкідливості є токсикологічний. Він перевищує показник умови (7) більш ніж у дев’ятнадцять разів. У фоновому створі для цієї групи ЛОШ спостерігається двократне перевищення показника умови 7. Сума відносин групи санітарно-токсикологічного ЛОШ також не відповідає умові (7), особливо це стосується величини суми відносин перевищення ГДК у фоновому створі (прийнята умова перевищується майже у вісім разів). Сума відносин групи рибогосподарського ЛОШ у контрольному створі також не відповідає умові (7)
Таблиця 2.3 - Сумарне перевищення ГДК у контрольному і фоновому створах по групах ЛОШ
Висновки. Аналіз вихідних даних виявив, що фонова концентрація деяких забруднюючих речовин перевищує їх ГДК. Фактична концентрація більшості з заданих для розрахунку речовин перевищує гранично допустиму. При порівнянні фактичних скидів з розрахованими затвердженими скидами забруднюючих речовин виявилося, що за половиною речовин, скиди здійснюються понад нормативи. При цьому, для деяких речовин (зважені речовини, азот амонійний, нітрити) затверджений скид перевищується більш ніж у декілька десятків разів. За ознакою шкідливості, що лімітує, при розрахунку сумарного перевищення ГДК у контрольному та фоновому створах за групами ЛОШ, переважаючим ЛОШ є токсикологічний. А це значить, що для тих показників, які нормуються за цією ЛОШ, необхідно переглянути їх ССТ, так щоб для суми відносин виконувалась прийнята умова. Погана ситуація спостерігається також і для групи санітарно- токсикологічного ЛОШ, особливо це стосується фонового створу. Зважаючи на рибогосподарське значення водотоку і приналежність його до вищої категорії, а також спираючись на отримані результати можна зробити наступні висновки. Обов'язковою умовою для досягнення екологічного нормативу якості води водного об'єкта є дотримання затверджених ГДС водокористувачами, використання очисних споруджень. Необхідно також застосувати розосередженні випуски і впроваджувати більш досконалі технології очищення зворотних вод. ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Тарасова В. В., Малиновський А. С., Рибак М. Ф. Екологічна стандартизація і нормування антропогенного навантаження на природне середовище. Навч. посібник. – К.: Центр учбової літератури, 2007 -276 с. 2. Закон “Про охорону навколишнього середовища” від 26.06.1991 р. 3. Екологічне законодавство України. – Київ, 2001. – 416 с. 4. Войцицький А. П. Нормування антропогенного навантаження на природне середовище. Конспект лекцій. – Житомир: ДАУ, 2005. – 132 с. 5. Клименко М. О., Скрипчук П. М. Стандартизація і сертифікація в екології. Підручник. – Рівне: УДУВГ, 2003. – 202 с. 6. Лабораторний практикум з курсу “Нормування антропогенного навантаження на природне середовище”. Івано-Франківськ, 1999 р. – 59 с. 7. Справочник по охране окружающей среды. Сахав В. Г., Щербицкий Б. В. – К.: Будивельник, 1986. – 528 с. 8. Безпамятов Г.П., Коротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Справочник. – Л.: Химия, 1985. – 528 с. 9. Измеров Н. Ф., Саноцкий И. В., Сидоров К. К. Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном воздействии. м., 1977. 10. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве. м., 1982.
|
, (3)
, (4)
(5)
.
.
, (1)
, (2)
, (4)
,
, (5)
(6)
, (7)
- концентрація забруднюючої речовини у водному об’єкті в контрольному створі k;
