Теоретическое введение. Предельно- допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ - это такая максимальная концентрация примеси в атмосфере

Предельно- допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ - это такая максимальная концентрация примеси в атмосфере, при которой на человека и окружающую среду не оказывается ни прямого, ни косвенного воздействия.

Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воздух, установлены два норматива ПДК: максимально- разовый (ПДК_мр) и среднесуточный (ПДК_сс).

ПДК_мр – концентрация (в мг/м³), которая в течение 30 минут не должна вызвать рефлекторных реакций у человека.

ПДК_сс – концентрация (в мг/м³), которая не должна оказывать на человека вредного воздействия при дыхании в течение 24 часов.

Задание 1. Ознакомьтесь с основными вредными химическими веществами из таблицы 1, 2, 3 в атмосфере, почве, водоеме.

Антропогенные факторы среды – это факторы, возникновение которых обусловлено хозяйственной или иной деятельностью человека. Наибольшую опасность для человека и животных представляют экотоксиканты.

Экотоксиканты – вредные химические вещества, загрязняющие окружающую среду и отравляющие находящиеся в ней живые организмы. Основными источниками их поступления являются: предприятия химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, деревообрабатывающей, топливной и других промышленных отраслей; различные виды транспорта (особенно автомобильный); ТЭЦ и другие энергетические установки; сельскохозяйственное производство (минеральные удобрения, пестициды); АЭЦ и предприятия, использующие атомную энергию и т.д. В современном обществе ежедневно используются сотни тысяч химических веществ. Среди десяти наиболее опасных веществ и факторов воздействия следует назвать тяжелые металлы (Hg, Co, Mo, Pb, Cd, As, Zn, Cu, и др.), летучие органические соединения, формальдегид, пестициды, побочные продукты сгорания (CО, СО₂, NO₂, SО₂ и др.), ядовитые и канцерогенные вещества в продуктах питания, пыль, асбест, бактерии, радиацию. Невозможно контролировать множество химических реакций между этими веществами, их индивидуальные токсические эффекты.

В настоящее время автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота и угарным газом, содержащимися в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по СО и более 50% по NOх от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NOх можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного двигателя, а также двигателя в режиме прогрева. Концентрация оксида углерода (11) в выхлопных газах автомобиля составляет 0, 3-10%, углеводородов (несгоревшего топлива) – до 3% и оксидов азота –до 0, 8%. Последствия отрицательного воздействия на организм человека основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу и из выхлопных газов, приведены в таблице:

 

Таблица 1. ПДК вредных химических веществ в атмосфере воздуха

Вещество	Концентрация, мг/м3
максимальная разовая	среднесуточная
Оксид азота	0, 6	0, 06
Диоксид азота	0, 085	0, 085
Аммиак	0, 2	0, 04
Бензол	1, 5	0, 8
Бенз(а)пирен	-	0, 000001
Ртуть металлическая	-	0, 0003
Сероводород	0, 008	0, 008
Сероуглерод	0, 03	0, 005
Оксид углерода	5, 0	3, 0
Фенол	0, 01	0, 003
Формальдегид	0, 035	0, 003
Хлор	0, 1	0, 03
Диоксид серы	0, 5

 

Таблица 2. ПДК вредных веществ в водоеме для общественного и бытового использования

 

Вещество	Концентрация, мг/м3	Вещество	Концентрация, мг/м3
Аммиачная селитра	2, 0	Нитриты	1, 0
Аммиак	0, 39	Ртуть	0, 0005
Бенз(а)пирен	0, 000005	Свинец	0, 1
Сера	0, 001	Фенол	0, 001
Нитраты		Кобальт	1, 0
Формальдегид	0, 05	Фенол	0, 001

Таблица 3. ПДК вредных веществ в почве

 

Вещество	Концентрация, мг/кг	Вещество	Концентрация, мг/кг
Кобальт	5, 0	Сера	160, 0
Бенз(а)пирен	0, 02	Мышьяк	2, 0
Ртуть	2, 1	Формальдегид	7, 0
Свинец	32, 0	Суперфосфат
Формальдегид	7, 0	Хром	0, 05

 

Задание 2. Используя следующие санитарно- гигиенические требования для каждого загрязняющего вещества, рассчитайте необходимый объем воздуха для разбавления вредных веществ, выделяемых автотранспортом:

где Сi - фактическая концентрация вредного вещества, мг/м3; ПДКi – максимально разовые ПДК вредных веществ.

При одновременном содержании в атмосферном воздухе нескольких веществ однонаправленного действия их суммарная концентрация должна удовлетворять неравенству

Где С1, С2 и Сn - концентрации вредных веществ однонаправленного действия в атмосферном воздухе, мг/м3;

ПДК1, ПДК2 и ПДКn - соответствующие ПДК этих веществ, мг/м3.

1) Выберите участок автотрассы вблизи учебного заведения длиной 0, 5-1 км, имеющий хороший обзор из окна, парка, с прилегающей территории.

2) Определите число единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 20 минут, 1 часа.

3) Заполните учетную таблицу 4.

4) Рассчитайте общий путь, пройденный выявленным числом автомобилей каждого типа за 1 час (Li, км) по формуле:

где: I - тип автотранспорта;

L - длина участка, км;

Li – число автомобилей каждого типа за 1 час.

 

Таблица 4. Учетная таблица

 

Тип автотранспорта	Всего за 20 мин.	За 1 час, Ni	Общий путь за 1 час, Li км
Легковые автомобили
Грузовые автомобили
Автобусы
Дизельные грузовые автомобили

 

5) Рассчитайте количество топлива (Qi, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин по формуле:

 

6) Определите общее количество сожженного топлива каждого вида (∑ Q).

Таблица 5. Нормы расхода топлива

 

Тип автотранспорта	Средние нормы расхода топлива (л на 100 км)	Удельный расход топлива Υ i (л на 1 км)
Легковые автомобили	11-13	0, 11-0, 13
Грузовые автомобили	29-33	О, 29-0, 33
Автобусы	41-44	0, 41-0, 44
Дизельные грузовые автомобили	31-34	0, 31-0, 34

 

Таблица 6. Расход топлива

 

	Тип автотранспорта	Li	Q
	Бензин	Дизельное топливо
	Легковые автомобили
	Грузовые автомобили
	Автобусы
	Дизельные грузовые автомобили
	Всего	Σ Q

 

7) Рассчитайте объем выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего и занесите результаты по объему выбросов в таблицу 8.

Таблица 7. Коэффициенты выброса

 

Вид топлива	Значения коэффициентов (К)
Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0, 6	0, 1	0, 04
Дизельное топливо	0, 1	0, 03	0, 04

 

Таблица 8. Объем выбросов

 

Вид топлива	Σ Q	Количество вредных веществ, л
Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин
Дизельное топливо
Всего	(V), л

 

8) Рассчитайте массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле:

где М – молекулярная масса вещества.

9) Рассчитайте количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно допустимых условий окружающей среды.

 

Таблица 9. Объем воздуха для разбавления вредных веществ

Вид вредного вещества	Количество, л (объем)	Масса, г	Значение ПДК, мг/м3	Объем воздуха для разбавления, м3
Угарный газ
Углеводороды
Диоксид азота

 

10) Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участка дороги.

 

Контрольные вопросы:

1) Что такое антропогенные факторы среды?

2) Перечислите токсичные вещества, обладающие способностью накопления в природной среде и в организме человека.

3) Какие токсичные вещества приводят к высокой утомляемости человека, понижению его физической и умственной работоспособности и повышенной чувствительности к инфекциям, особенно при стрессовых воздействиях?

4) Какие источники способствуют накоплению солей тяжелых металлов в организме человека?

5) Какие средства следует применять для защиты организма от антропогенных экотоксикантов?