Определение степени загрязнения окружающей  среды с помощью коэффициента загрязнения
Количественную оценку степени загрязнения окружающей среды можно сделать с помощью коэффициента загрязнения G (j), представляющего собой совокупность от всех потенциально возможных загрязняющих веществ S, отнесенных к приведенному числу загрязняющих веществ m_n :

G (j) = S/m_n

Величина определяется из выражения:

S = Σ (С/ F)· F(j)
где С - фактическая концентрация загрязняющего вещества, Ф – предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, F(j) – функция нормирования весов загрязняющих веществ в ранжированной последовательности из j загрязняющих веществ.

         Верхние значения этой функции могут быть получены на основе формулы Лапласа в виде: F(j₁) = 0,992; F(j₂) = 0,984;  F(j₃) = 0,96; F(j₄) = 0,884; F(j₅) 0,626;  F(j₆) = 0,415 и т.д. Некоторые значения относительной вредности пылегазовых и растворенных загрязняющих веществ приведены в таблице, которую следует использовать при учете загрязняющих веществ в виде конгломератов

Приведенное значение числа ЗВ равно:

m_n = Σ F(j)
Если учитывать ЗВ в виде некоторого m-мерного пространства, координаты которого отображаются соответствующими коэффициентами загрязнения, то комплексный коэффициент загрязнения выразится в виде:
G_k = √Σ G²_m(j)

 

где G_k – комплексный коэффициент загрязнения; G_m(j) – коэффициент потенциально возможного ЗВ; m – число ЗВ.

Расчет коэффициентов и оценку степени загрязнения среды обитания для значений  G > 1 можно сделать с помощью таблицы

Таблица

 

Коэффициент загрязнения среды обитания G(j)	Словесная оценка степени загрязнения среды обитания
До 1,0 1 – 1,99 2 – 2,99 3 – 3,99 4 – 5 Более 5	Безвредная Малая Существенная Интенсивная Весьма интенсивная Катастрофическая

Определим коэффициент загрязнения воды сточными водами для экологического региона со следующими показателями:

- результаты наблюдений показали наличие в воде следующих ЗВ: углеводороды – 12 мг/л, детергенты – 16 мг/л, фенол – 17 мг/л,  коагулированная смола – 1 мг/л, фтористые соединения – 0,1 мг/л;

- не удалось опросить экспертов о степени вреда, который эти вещества могут принести экологическим объектам (рыбе, людям и животным).

В связи с этим качественное ранжирование вредности веществ произведено работниками аналитической службы, а значения весов (в соответствии с номером ЗВ в ранжированной последовательности) определено по формуле Лапласа.

При таких исходных данных коэффициент загрязнения воды составит (таблица 1):

G(j) = (2,25 + 0,328 + 3,84 + 1,47 + 0,91)/4,45 = 1,977

Таблица 1



Исходя из результатов расчета G(j) и данных таблицы следует, что загрязнение воды малое, но требуются меры инженерного воздействия по оздоровлению среды обитания.
Задача 3-3 (вариант 9)
Дано:

Материальный баланс производства удобрений  (т/ч): М₁ = 60,5;  М₂ = 2,2; М₃ =34,0;  М₄ = 28,70 (Н₂О – 26, 00; F = 0,70;  пыль  - 2,00);  М″_4а = 3,03 (выбросы: Н₂О – 3,00;  F – 0,02;  пыль – 0,01;  ПДВ: F – 0,015;  пыль -0,005); М′₄ = 5,64 (отходы очистки: Н₂О – 3,00; тв. фаза – 2,64, в т.ч. F -0,67);  М″_4в = 20,03 (сбросы: Н₂О – 20,00; F -0,01;   взвеси – 0, 02;    ПДС: F – 0,00075;  взвеси – 0,015).
Требуется:

Определить наиболее предпочтительный вариант осуществления природоохранных мероприятий, используя оценку коэффициента безотходности (без учета коэффициента полноты использования энергетических ресурсов)
А) доведение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до ПДВ.

В) доведение сбросов загрязняющих веществ в водоемы до ПДС.

С-1) внедрение замкнутой системы производственного водоснабжения с оборотным  использованием воды.

С-2) внедрение замкнутой системы производственного водоснабжения с  повторным  использованием  воды.

В расчетах принять следующие значения предельно допустимых концентраций: растворимые соединения фтора в пересчете на F - ПДК_м.р.=0,02 мг/м^3;  ПДК_в.р.= 0,75 г/м³;  взвешенные  вещества  (пыль нетоксичная, взвеси) ПДК_м.р. = 0,5 мг/м³;    ПДК_в.р  = 10 г/м³.
Решение:

1)Расчет коэффициента безотходности К по базовому варианту:

Где К_м и К_а, соответственно, коэффициент полноты использования материальных ресурсов и коэффициент соответствия природоохранным

К =

требованиям.

Расчет коэффициента полноты использования материальных ресурсов К_м :


Где М₃ – масса готовой продукции, М₁ – масса основного сырья и материалов, М₂ – масса вспомогательного сырья и материалов.

К_м = 34,0 /(60,5 + 2,2) = 0,542

Расчет коэффициента соответствия природоохранным требованиям К_а:



где - коэффициент соответствия водоохранным требованиям:
=  = 0,750
- коэффициент  соответствия  воздухоохранным требованиям:
 = = 0,612
К_а =  = 0,677

Соответственно, значение коэффициента безотходности по базовому варианту составляет К  =  = 0,606

1)     Доведение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до ПДВ:

          К_м = 34,0/(60,5+2,2) = 0,542

           = 0,75 (по базовому варианту)

             = 1 (соблюдение ПДВ)

            К_а =  =0,866

          К =  = 0,685

2)     Доведение сбросов загрязняющих веществ в водоемы до ПДС:

          К_м = 34,0/(60,5+2,2) = 0,542                                                                          

           = 1 (соблюдение ПДС)

             = 0,612 (по базовому варианту)

            К_а =  =0,782

          К =  = 0,651

3)     Внедрение замкнутой системы водоснабжения:

           = 1 (соблюдение ПДС)

             = 0,612 (по базовому варианту)

            К_а =  =0,782

Вариант С – 1 – оборотное использование воды (использование воды в том же технологическом процессе, внутренний рецикл).

          К_м = 34,0/(60,5 + 2,2 – 20,03)  = 0,797

          К =  = 0,789

Вариант С – 2 – повторное использование воды (использование воды в других  технологических процессах в качестве готовой продукции,  внешний рецикл).
К_м = (34,0 + 20,03) /(60,5 + 2,2)  = 0,866

          К =  = 0,823

Таким образом, по результатам оценки коэффициента безотходности наиболее эффективным вариантом осуществления природоохранных мероприятий является внедрение замкнутой системы водоснабжения, в первую очередь повторное использование технической воды (К  = 0,823). Наименее эффективный вариант осуществления природоохранных мероприятий в данном случае - доведение сбросов загрязняющих веществ в водные объекты до ПДС (К = 0,651).