Реферат Законы и границы кредита 2
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
| Содержание | |
| Введение | 1 |
| Санитарная техника городов | 2 |
| Тема № 1 «Принцип проектирования систем водоснабжения и водоотведения»…………………... | 2 |
| Тема № 2 «Требования к качеству воды для систем водоснабжения»………………………………. | 6 |
| Тема № 3 «Перспективные методы (технологии) очистки сточных вод»…………………………… | 7 |
| Тема № 4 «Перспективные методы (технологии) очистки питьевых вод»………………………….. | 9 |
| Тема № 5 «Схемы санитарной очистки городов»……………………………………………………... | 19 |
| Тема № 6 «Сбор и накопление твердых и жидких бытовых отходов. Обезвреживание твердых отходов»…………………………………………………………………………………………………... | 20 |
| Мероприятия по охране водоёмов | 23 |
| Тема № 1 «Правила и нормативы охраны водоемов от загрязнений»……………………………….. | 23 |
| Тема № 2 «Виды загрязнений, их классификация, ПДК, ПДС, ПДВ»……………………………….. | 26 |
| Тема № 3 «Влияние загрязнителей на здоровье населения»………………………………………….. | 28 |
| Тема № 4 «Учет водопотребления и водоотведения, измерительные устройства для их учета»….. | 29 |
| Мероприятия по охране воздушного бассейна | 31 |
| Тема № 1 «Правила, нормативы и методики по охране воздушного бассейна»…………………….. | 31 |
| Тема № 2 «Порядок проектирования газоочистных и пылеулавливающих установок»…………… | 40 |
| Тема № 3 «Расчет ПДВ для промышленных предприятий»………………………………………….. | 42 |
| Тема № 4 «Методы определения количественного и качественного состава выбросов»…………... | 46 |
| Радиоактивные загрязнения и их измерение | 48 |
| Тема № 1 «Источники радиоактивного заражения внешней среды»………………………………… | 48 |
| Тема № 2 «Биологическое действие ионизирующих излучений»……………………………………. | 50 |
| Тема № 3 «Методы обнаружения и измерения радиоактивных излучений»………………………... | 51 |
| Тема № 4 «Дозиметры»………………………………………………………………………………….. | 52 |
Санитария и гигиена
Список литературы
1. Д. А. Ярошевский, Ю. Ф. Мельников, И. Н. Корсакова «Санитарная техника городов» М.: Стройиздат, 1990 г.
2. И. П. Кирлатовский «Охрана природы» М.: Химия, 1980 г.
3. Г. И. Николадзе, М. А. Сомов «Водоснабжение» М.: Стройиздат, 1995 г.
Лекция № 1
Введение
Гигиена – (от гр. hygienos – здоровый) это область науки, в частности медицины, изучающая влияние условий жизни, труда на человека и разрабатывающая профилактики различных заболеваний, обеспечивающая оптимальные условия для существования, сохраняющая здоровье и продлевающая жизнь.
Основами гигиены служат гигиенические нормативы:
1. Предельно допустимые концентрации (ПДК) и уровни (ПДУ);
2. Ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) для воздуха населённых мест и промышленных предприятий, воды, продуктов питания с целью создания наиболее благоприятных условий для сохранения здоровья и предупреждения заболеваний, обеспечения высокой работоспособности.
Хорошо организованное водоснабжение населённых мест – один из важнейших социальных факторов труда и быта людей, способствующий:
1. Поддержанию высокого уровня общественного здоровья.
2. Предупреждению многих эпидемиологических заболеваний.
3. Общему благоустройству и санитарному комфорту в жилищах.
Санитария – применение на практике мероприятий, разработанных гигиеной и направленных на улучшение здоровья населения, оздоровление окружающей среды и продление жизни человека. В РФ санитарный контроль осуществляют санитарно-эпидемиологические станции.
Внешняя среда представляет собой комплекс разнообразных факторов, которые разделяют на три группы.
| Внешняя среда | ||
| Физические факторы | Химические факторы | Биологические факторы |
1. Физические факторы среды (температура, влажность и движение воздуха, атмосферное давление, атмосферное электричество, солнечное излучение).
2. Химические факторы среды (различные вещества, являющиеся основой окружающей среды, в составе воздуха, воды, почвы или их примеси).
3. Биологические факторы среды (патогенные микробы, вирусы грибки).
По характеру воздействия на организм человека факторы среды также можно разделить на три группы.
1. Первая группа – вредные или даже губительные для здоровья факторы. К ним относятся возбудители различных заболеваний, ядовитые вещества, пыль.
2. Вторая группа – полезные факторы. К ним относятся чистый и свежий воздух, богатый кислородом.
3. Третья группа – факторы, которые могут быть и полезными, и вредными, в зависимости от того, как человек их использует. Например, солнечные лучи необходимы для нормального развития и жизнедеятельности организма, но при неумеренном загорании они приносят вред здоровью.
Санитарная техника городов
Санитарная техника городов – обобщённое название ряда отраслей техники, обеспечивающих создание в жилых, общественных и промышленных зданиях на территориях городов, посёлков и промышленных предприятий, необходимого санитарного благоустройства быта, трудовой деятельности и отдыха населения. В более узком смысле – совокупность технических средств систем водоснабжения, канализации, очистки сточных вод, очистки воздуха, вентиляции, кондиционирования воздуха, очистки населённых мест. Одна из важнейших задач санитарной техники - оздоровление и санитарная защита водоёмов и воздушных бассейнов. Развитие и совершенствование санитарной техники в значительной мере способствуют повышению уровня благоустройства населённых мест.
Тема № 1 «Принцип проектирования систем водоснабжения и водоотведения»
Для того чтобы получить наиболее удачное комплексное решение схемы водоснабжения, необходимо выбирать ее одновременно со схемой канализации или утилизации сточных вод. Проектирование водопроводов и канализаций осуществляют в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП) и техническими условиями строительства внешних водопроводных и канализационных сетей. Основными исходными материалами для разработки проекта водоснабжения и канализации являются проект объекта и генеральный план застройки населенного пункта. В заданиях по разработке проекта характеризуют объект проектирования и указывают границы территории, которую следует обеспечить водоснабжением и канализацией, расчетный период, сроки очередности строительства, а также стадии проектирования. Проектирование водоснабжения осуществляется в два этапа: разработка проектного задания со сметно-финансовыми расчетами и изготовление рабочих чертежей на основе утвержденного проектного задания. Систему водоснабжения и канализации проектируют и рассчитывают на определенный расчетный период. При этом расчетным периодом называют промежуток времени, на протяжении которого сооружения будут иметь необходимую расчетную мощность и пропускную способность, а также будут отвечать своему назначению без перестройки.
Проектирование систем водоснабжения.
Водоснабжение – совокупность мероприятий по обеспечению водой различных потребителей (населения, промышленных предприятий, транспорта). Комплекс инженерных сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, называется системой водоснабжения или водопроводом. Все современные системы являются централизованными.
В зависимости от назначения обслуживаемых объектов современные водопроводы подразделяются на коммунальные и производственные.
Для целей водоснабжения используются природные источники воды – поверхностные (реки, водохранилища, озёра, моря) и подземные (грунтовые и артезианские воды и родники). Для нужд населения наиболее пригодны подземные воды. Однако для снабжения водой больших населённых мест подземных источников часто оказывается недостаточно, а получение из них значительного количеств воды экономически невыгодно. Поэтому для водоснабжения крупных городов и промышленных объектов используют преимущественно поверхностные источники пресной воды. Для получения воды из природных источников, очистки в соответствии с нуждами потребителей и для подачи к местам потребления служат следующие сооружения.
| Водоприемные сооружения |
| НС-I подъема |
| Очистные сооружения |
| Сборные резервуары чистой воды |
| НС-II и повысительные НС |
| Водоводы и водопроводные сети |
Общая схема водоснабжения может видоизменяться в зависимости от конкретных условий. Если, например, вода источника не требует очистки, из схемы выпадают очистные и связанные с ними сооружения. При расположении источника на более высоких отметках, чем снабжаемый водой объект, вода может быть подана самотёком, и поэтому нет необходимости в устройстве насосных станций. Расположение водонапорных башен и резервуаров зависит от рельефа местности. В некоторых системах используется несколько источников, что ведёт к увеличению числа основных сооружений. Иногда сооружают повысительные насосные станции, забирающие воду из основной сети города и подающие её в возвышенные районы.
Водоприёмные сооружения.
Имеют различное устройство в зависимости от вида источников водоснабжения и местных условий.
Вода поднимается из подземных источников в большинстве случаев центробежными насосами. Весьма эффективны погружные насосы, опускаемые под уровень воды в колодец вместе с электродвигателем, заключённым в водонепроницаемый кожух. Для городских водопроводов, использующих подземные воды, обычно сооружают группу колодцев. Вода из них поступает в сборный резервуар и оттуда подаётся потребителям насосной станцией. Шахтные колодцы применяют при относительно неглубоком залегании подземных вод. В системах водоснабжения населённых мест водоприёмные сооружения всех типов включаются в зону санитарной охраны.
Насосные станции.
Современных систем водоснабжения оборудуются, как правило, центробежными насосами с электрическим приводом, а также регулирующей, предохранительной и контрольно-измерительной аппаратурой. Многие насосные станции имеют телеуправление и полностью автоматизированы.
Очистные сооружения.
Обрабатывают природную воду с целью придания ей качеств, соответствующих требованиям потребителей. Очищенная вода подаётся к объекту по водоводам и разводится по его территории водопроводной сетью. К уличной сети присоединяются домовые ответвления, по которым вода вводится в здания. Внутри зданий устраивается сеть внутреннего водопровода, подводящая воду к точкам её разбора через различные водоразборные устройства (краны). В производственных зданиях вода подводится к различным технологическим агрегатам, машинам, аппаратам, котлам. Разбор воды осуществляется частично и из наружной (уличной) сети через водоразборные колонки (краны). Подача воды для тушения пожаров осуществляется из наружных пожарных гидрантов, располагаемых на уличной сети. Внутренние пожарные краны устанавливаются в общественных и производственных зданиях, а также в жилых домах выше 11 этажей.
Для промышленных предприятий (в определённых условиях) применяют так называемые оборотные системы, а также системы с последовательным использованием воды. Оборотные системы служат для предотвращения нерационального использования природных вод и их загрязнения. В таких системах воду после надлежащей обработки (охлаждения или осветления) снова подают потребителям. Системы с последовательным использованием воды применяют в тех случаях, когда вода, сбрасываемая одним производственным потребителем, может употребляться другим.
Вследствие значительного роста водопотребления в населённых местах и промышленности в некоторых районах местные природные источники оказываются недостаточными для удовлетворения потребностей в воде. В такие районы вода подаётся из удалённых источников. Так, одним из источников водоснабжения Москвы является река Волга, из которой вода поступает по каналу на расстояние 128 км.
Проектирование систем водоотведения.
Канализация – комплекс инженерных сооружений, оборудования и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и отведение за пределы населённых мест и промышленных предприятий загрязнённых сточных вод, а также их очистку и обезвреживание перед утилизацией или сбросом в водоём. Различают внутреннюю и наружную канализацию. Внутренняя канализация служит для приёма сточных вод и отведения их из здания в наружную канализационную сеть. Элементами внутренней канализации являются санитарные приборы, отводные трубы, стояки и выпуски из зданий. Наружная канализация предназначена для транспортирования сточных вод за пределы населённых мест и промышленных предприятий.
| Трубопроводы (самотечные и напорные) |
| Насосные станции |
| Очистные сооружения |
Под системой канализации принято понимать совместное или раздельное отведение трёх категорий сточных вод (бытовых, производственных и дождевых). В практике городского строительства наибольшее распространение получили общесплавная и раздельная системы. При общесплавной системе все три категории сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы населённого места. При раздельной системе дождевые и условно чистые производственные воды удаляют по одной сети труб и каналов, а бытовые и производственные по другой (одной или нескольким канализационным сетям). Раздельная система может быть полной или неполной.
Схемой водоотведения называют технически и экономически обоснованное проектное решение принятой системы канализации, с учётом местных условий и перспектив развития объекта канализования. Каждая схема может быть осуществлена различными техническими приёмами в отношении трассирования сетей и коллекторов, глубины их заложения, количества насосных станций, числа и местоположения очистных сооружений, необходимой степени очистки сточных вод, очерёдности строительства.
В зависимости от рельефа местности всю канализуемую территорию населенного пункта условно делят на бассейны канализования, т. е. участки, ограниченные водоразделами. В каждом бассейне по подземным канализационным трубам уличной сети сточные воды собирают в один или несколько коллекторов. Сточные воды сплавляют по коллекторам самотёком, а в случаях большого заглубления коллектора сеть разделяют на несколько районов с нормальным заглублением трубопроводов. Из этих районных сетей сточные воды направляют к районной насосной станции перекачки, откуда они по напорному трубопроводу поступают на более высокую отметку в самотёчные коллекторы. Устраивают также канализационные насосные станции для подачи сточных вод непосредственно к очистным сооружениям, откуда очищенные воды по выпуску сбрасывают в водоём.
В эпоху феодализма, а особенно в последующий период развития капитализма возросшая плотность населения привела к ухудшению санитарного состояния городов. Участившиеся эпидемии вызвали необходимость строительства водопроводов, а затем и канализации. Это диктовалось также развитием промышленности и увеличением объёмов производственных сточных вод. Интенсивное строительство канализации началось в Европе только с 19 века.
Для большей части канализационных сооружений разработаны и применяются типовые проекты, значительно сокращающие затраты труда и сроки сооружения систем водоотведения.
Лекция № 2
Тема № 2 «Требования к качеству воды для систем водоснабжения»
Контроль над качеством питьевой воды, осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая" и СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Качество подаваемой населению воды (на всём пути её транспортирования от водопроводной станции до потребителя) подвергается строгому санитарному контролю. Санитарный надзор, осуществляемый районными и городскими санэпидстанциями, распространяется на все системы хозяйственно-питьевого водоснабжения населённых мест и другие системы, подающие воду питьевого качества. На территории, входящей в зону санитарной охраны, устанавливается режим, обеспечивающий надёжную защиту источника водоснабжения от загрязнения и сохранение требуемых качеств воды. Проект зон санитарной охраны составляет неотъемлемую часть каждого проекта водоснабжения, без которого он не может быть утвержден.
Одна из главных экологических проблем человека – качество питьевой воды, которая напрямую связана с состоянием здоровья населения, экологической чистотой продуктов питания, с разрешением проблем медицинского и социального характера.
По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) – 85 % всех заболеваний в мире передается водой. Ежегодно 25 миллионов человек умирает от этих заболеваний.
В Новых Санитарных правилах и нормах РФ (СанПиН 2.1.4.559-96) были определены показатели по вирусам, ужесточены требования по наличию пестицидов, а по хлорсодержащим веществам нормы увеличены более чем в три раза.
Это объясняется вынужденным выбором для очистки воды одного из двух зол: обеззараживать воду обильным хлорированием и нарушать норму по хлору или смириться с наличием в воде бактерий. При хлорировании природных вод образуются хлорсодержащие токсичные, мутагенные и канцерогенные вещества – тригалометаны.
Следует отметить, что в упомянутых выше Санитарных нормах РФ допускается содержание свинца и алюминия соответственно в 3–10 раз больше, чем это предусмотрено в стандартах ВОЗ. При этом необходимо учитывать, что свинец и алюминий относятся к классу высоко опасных веществ. Свинец откладывается в костях, приводит к изменениям в центральной нервной системе (полиневриты, церебральный артериосклероз), крови (снижение гемоглобина, уменьшение числа эритроцитов), желудочно-кишечном тракте (спастический хронический колит), а также к нарушению обмена веществ, "угнетению" многих ферментов и гормонов. Даже небольшое количество свинца вызывает поражение почек.
Алюминий парализует нервную и иммунную системы, особенно уничтожающе он действует на детский организм, способствует развитию болезни Альцгеймера.
Длительное использование питьевой воды с нарушением гигиенических требований по химическому составу обуславливает развитие различных заболеваний у населения. Неблагоприятное биологическое воздействие избыточного поступления в организм ряда химических веществ проявляется не только в повышении общей или специфической заболеваемости, но и в изменении отдельных показателей здоровья, свидетельствующих о начальных патологических сдвигах в организме.
| Алюминий | Свинец | Медь | Никель | Цинк |
| Нервная система | Отложение в костях | Поражение слизистых | Поражение кожи | Поражение почек |
| Иммунная система | Изменения ЦНС | |||
| Болезнь Альцгеймера | Изменение крови | |||
| Поражение почек | ||||
| Изменение ЖКТ |
Тема № 3 «Перспективные методы (технологии) очистки сточных вод»
Очистка сточных вод – комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах.
В хозяйственно-бытовых сточных водах около 42 % загрязнений составляют минеральные вещества, 58 % – органические вещества. При поступлении в водоемы сточных вод без очистки наблюдается дефицит кислорода и накопления сероводорода, усиленное размножение цианобактерий и сине-зеленых водорослей («цветение» воды), что в свою очередь вызывает массовый замор водных организмов, особенно промышленных видов рыбы. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах восстановительную среду, в которой возникает особенный тип иловых вод, которые содержат сероводород, аммиак, ионы металлов. Такая вода становится непригодной для питьевых целей.
Значительную часть в загрязнение воды вносят детергенты (моющие средства). Детергенты, попадая в водные объекты, вызывают вспенивание, ухудшают органолептические свойства воды, нарушают процессы кислородного обмена, токсично влияют на фауну, утруждают процессы биологического окисления органических веществ, препятствуют биологической очистке сточных вод. Кроме того, в неочищенных водах могут содержаться возбудители разнообразных инфекционных заболеваний.
Рост научно-технического прогресса, развитие промышленного и жилищно-бытового строительства, требуют улучшения качества подаваемой воды потребителям. Резервы воды истощаются из-за нарастающего загрязнения водных источников. Так как естественные биологические процессы, которые протекают в водоёмах, уже не обеспечивают самоочищения, происходит нарушение экологического равновесия.
Сточные воды, кроме различных загрязнений, содержат ещё и соединения азота и фосфора. Проблема удаления азотосодержащих и фосфорсодержащих соединений возникла в связи с ухудшением качества воды рек и водохранилищ питьевой воды, вызванного эвтрофикацией, которая обуславливается наличием избыточного количества питательных элементов в поверхностных слоях воды. Это в свою очередь вызывает усиленный рост водорослей и макрофитов. Эта водная растительность мешает прохождению света вглубь водоёма, потребляет растворённый кислород и приводит к разрушению фауны и полному исчезновению рыбы.
Таким образом, глубокая биологическая очистка сточных вод от соединений азота является одной из глобальных проблем. Экологически чистые и эффективные методы биологической очистки сточных вод от соединений азота требуют строительства новых, расширения уже существующих очистных сооружений. Глубокое и всестороннее изучение вопроса удаления из воды соединений азота ведётся уже много лет различными специалистами в этой области наук многих стран мира.
| Примеси в сточных водах |
| Минеральные вещества |
| Органические вещества |
| Детергенты |
| Возбудители инфекционных заболеваний |
| Соединения азота |
| Соединения фосфора |
Применяемые в нашей стране технические решения для биологической очистки сточных вод, не обеспечивают эффективного удаления соединений азота до требований предельно допустимых концентраций (ПДК) для сброса в водоём. За рубежом методы биологической нитрификации денитрификации находят всё более широкое применение для очистки городских и промышленных сточных вод. Однако потенциальные возможности совершенствования процесса использованы ещё далеко не полностью. Существует много методов очистки, которые можно разделить на группы.
| Механические методы |
| Основаны на процедурах процеживания, фильтрования, отстаивания, интенсивного разделения. Позволяют отделить нерастворимые примеси. По стоимости механические методы очистки относятся к одним из самых дешёвых методов. |
| Химические методы |
| Применяются для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, обесцвечивание и обеззараживание. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка. |
| Физико-химические методы |
| При этом используются процессы коагуляции, окисления, сорбции, экстракции, электролиза, ионно-обменной очистки, обратного осмоса. Это высокопроизводительный способ очитски, отличающийся высокой стоимостью. Позволяет очистить сточные воды от мелкодисперсных и грубодисперсных частиц, а также растворённых соединений. |
| Биологические методы |
| В основе этих методов лежит использование микроорганизмов, поглощающие загрязнители сточных вод. Применяются биофильтры с тонкой бактериальной плёнкой, биологические пруды с населяющими их микроорганизмами, аэротенки с активным илом из бактерий и микроорганизмов. |
| Комбинированные методы |
| Используются на нескольких этапах. |
Применение того или иного метода зависит от концентрации и вредности примесей.
Лекция № 3, 4, 5
Тема № 4 «Перспективные методы (технологии) очистки питьевых вод»
Показатели качества воды.
Традиционно для оценки качества воды в водном объекте или в источнике водоснабжения используются физические, химические и санитарно-бактериологические показатели. К физическим показателям качества воды относят температуру, запахи и привкусы, цветность и мутность. Химические показатели характеризуют химический состав воды. Обычно к числу химических показателей относят водородный показатель воды рН, жесткость и щелочность, минерализацию (сухой остаток), а также содержание главных ионов.
К санитарно-бактериологическим показателям относят общую бактериальную загрязненность воды и загрязненность ее кишечной палочкой, содержание в воде токсичных и радиоактивных микрокомпонентов. В зависимости от загрязненности водного объекта и назначения воды предъявляются и дополнительные требования к ее качеству.
Качество - это характеристика состава и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования.
Показатели качества - это перечень свойств воды, численные значения которых сравнивают с нормами качества воды.
Нормы качества - это установленные значения показателей качества воды для конкретных видов водопользования.
Показатели качества и нормы качества воды не являются жестко установленными и неизменными. С ухудшением состояния окружающей среды в результате ее загрязнения, установлением причинно-следственной связи между количественной и качественной характеристиками загрязнения и негативными изменениями изменяются показатели и нормы качества. Как правило, они становятся более жесткими. В то же время на эти показатели и нормы непосредственное влияние оказывает экономическая целесообразность. Можно научно обосновать высокие нормы качества питьевой воды, но высокая стоимость производства воды такого качества не позволит обеспечить массовый ее сбыт.
Дефицит пресной воды приводит к необходимости использования для питьевых целей очищенных сточных вод, которые в основном и пополняют запасы грунтовой воды. Загрязненность источников водоснабжения привела к необходимости введения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ. Таким образом, заранее была признана экономическая нецелесообразность полной очистки воды с доведением показателей ее качества до качества воды лучших природных источников. В нашей стране до последнего времени гигиенические требования к качеству воды определялись ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». В соответствии с этим документом, показатели качества воды подразделялись на:
ü микробиологические;
ü токсикологические;
ü органолептические.
С 1996 года гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем водоснабжения определяются санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода». В этом документе показатели качества воды подразделяются на:
ü эпидемические;
ü органолептические;
ü радиологические;
ü химические.
Эпидемические показатели.
Вода является идеальной средой для развития многочисленных форм бактерий, простейших и высших организмов. Некоторые из развивающихся в воде микробов являются распространителями «водных инфекций», к числу которых относят возбудителей брюшного тифа, паратифов, холеры, дизентерии и т. д. Вода может быть переносчиком различного рода зародышей глистов (аскарид, карликового цепня и др.) и простейших (амеб, лямблий). В связи с обилием форм патогенных организмов, а также сложностью и длительностью их определения прибегают к анализу воды на наличие в ней «показательных» микробов, что указывает на возможность загрязнения воды патогенной микрофлорой. Значительная часть патогенных микроорганизмов попадает в водные объекты с фекалиями человека и животных. Эти загрязнения, независимо от наличия в них патогенных микробов, всегда содержат непатогенный микроорганизм - кишечную палочку (Еscherichia Coli), постоянно присутствующую в кишечнике человека и теплокровных животных.
Количество кишечных палочек в воде характеризует степень ее загрязнения фекальными стоками. Эти данные используются для контроля за качеством очистки и обеззараживания воды на водоочистных станциях. До последнего времени считалось, что снижение количества кишечных палочек до 3 в 1 л воды в результате ее обеззараживания обеспечивает полную гибель бактерий тифопаратифной группы, туляремийной палочки, бруцеллеза и др. Количество кишечных палочек в 1 л воды называется коли-индексом, а количество воды, в которой содержится 1 кишечная палочка, называется коли-титром. В соответствии с ГОСТ 2874-82, коли-титр, равный 333 мл, должен обеспечивать эпидемическую безопасность питьевой воды. Однако, по СанПиН 2.1.4.559-96, в 100 мл воды не должно быть этих бактерий. Бактериальная загрязненность воды характеризуется также числом содержащихся в ней бактерий. Оно не должно превышать 50 в 1 мл воды (50 000 в 1 л). В воде должны также отсутствовать и простейшие.
Органолептические показатели.
К числу органолептических показателей относятся:
ü запах;
ü привкус (вкус);
ü цветность;
ü мутность воды.
Наличие запахов и привкусов обусловлено присутствием растворенных в воде газов, минеральных солей, органических веществ, жизнедеятельностью микроорганизмов.
Запах воды может иметь природное (болотный, гнилостный, землистый, сероводородный) и искусственное (ароматический, хлорный, фенольный, хлорфенольный, нефтяной) происхождение.
Привкус
.
Привкус воды может быть горьковатым, солоноватым, сладковатым, кисловатым и т. д.
Для количественной оценки запаха и привкуса используют 5-балльную шкалу.
Как правило, с повышением температуры запахи и привкусы усиливаются. Вода, используемая для питья, не должна иметь при температуре 60 °С оценку более 2 баллов. Запахи и привкусы определяют опытные лаборанты органолептически, поэтому данная оценка достаточно субъективна.
Цветность
.
Окраска воды в тот или иной цвет, в основном свойственна водам поверхностных источников. Она может быть вызвана природными веществами (сложные высокомолекулярные соединения почвенного происхождения, железо в коллоидной форме, некоторые ионы) и веществами, поступающими в водные объекты со сточными водами. Цветность измеряется в градусах стандартной платинокобальтовой шкалы путем сравнения исследуемой пробы с водой эталонной цветности. Цветность питьевой воды не должна превышать 20°. В исключительных случаях, по согласованию с органами санитарного надзора, этот показатель может достигать 35°.
Мутность
(прозрачность).
Зависит от наличия в ней взвешенных частиц и определяется непосредственно - весовым методом или косвенно - по шрифту или кресту. Весовым методом мутность определяют, взвешивая на лабораторных весах отфильтрованную часть механических примесей. Мутность питьевой воды не должна превышать 1,5 мг/л. Использование мутной воды для питьевого водоснабжения нежелательно, а иногда и просто недопустимо. При косвенном методе оценкой мутности является высота столба воды в цилиндре, через который можно отчетливо рассмотреть специальный шрифт или грани креста. Эта высота должна составлять не менее 30 см при определении мутности по шрифту и не менее 300 см - при определении по кресту.
Радиологические показатели.
Источниками поступления радиоактивных веществ в водные объекты являются минеральные и геотермальные воды, которые формируются в непосредственной близости от природных залежей радиоактивных руд, жидкие и твердые радиоактивные отходы, радиоактивные материалы, нарушения условий их переработки и хранения, а также выбросы и аварии на радиационных объектах. В водных объектах могут присутствовать изотопы трития, натрия, фосфора, хрома, кобальта, цезия и др. Эти радиоактивные элементы могут находиться как в форме катионов и анионов, так и в виде комплексных соединений. Измеряются радиометрические показатели дозиметрическими приборами.
Химические показатели.
К химическим показателям воды относятся:
ü водородный показатель рН;
ü общая минерализация (сухой остаток);
ü жесткость;
ü щелочность;
ü окисляемость;
ü концентрация растворенных органических и неорганических веществ – нефтепродуктов;
ü поверхностно-активных веществ (ПАУ).
Водородный показатель воды.
Это показатель концентрации водородных ионов, численно равный отрицательному логарифму концентрации водородных ионов: рН = -1g(Н+). Активная реакция воды в зависимости от концентрации водородных ионов может быть нейтральной, кислой или щелочной.
Молекула воды относится к слабым электролитам, степень ее диссоциации на ион водорода Н+ и гидроксильный ион ОН- невелика. Из 10 млн. молекул только одна распадается на ион водорода и гидроксильный ион: Н2О=Н++ОН-. Произведение концентраций этих ионов есть величина постоянная и называется ионным произведением воды Kw
=(
H
+
)(
OH
-
)=(10-7)(10-7)=10-17 (моль/л)2. Напомним, что моль - это такое количество вещества, которое численно равно его молекулярной, атомной или ионной массе. В воде с нейтральной реакцией концентрация ионов водорода СH+ равна концентрации гидроксильных ионов СOH+, что составляет приблизительно С=10-7г/л.
Видно, что величина рН воды численно равна показателю степени концентрации водородных ионов, взятому с противоположным знаком.
Характеристика водных растворов при различной концентрации водородных ионов.
Для питьевой воды величина рН должна составлять от 6 до 9. Измеряют активную реакцию воды специальными приборами рН-метрами, иногда с помощью индикаторов. Цвета важнейших индикаторов при различных значениях рН приведены в таблице.
| Наименование индикатора | Цвет индикатора в различных средах | ||
| Кислая | Нейтральная | Щелочная | |
| Метиловый оранжевый | Красный (рН<3,1) | Оранжевый | Желтый (рН>4,4) |
| Метиловый красный | Красный (рН<4,2) | Оранжевый | Желтый (рН>6,3) |
| Фенолфталеин | Бесцветный (рН<8,0) | Бледно-малиновый | Малиновый (рН>9,8) |
Общая минерализация.
Общая минерализация – это суммарная концентрация анионов, катионов и недиссоциированных, растворенных в воде органических веществ, выраженная в граммах на кубический дециметр или литр (г/дм3, г/л). Общая минерализация воды совпадает с сухим остатком, который получают путем выпаривания определенного объема воды, предварительно профильтрованного через бумажный фильтр, и последующего высушивания остатка до постоянного веса при температуре 105-120 °С. Сухой остаток можно рассчитать также путем суммирования значений концентраций анионов и катионов, определенных методами химического анализа. Минерализация питьевой воды не должна превышать 1 г/л.
| Наименование вод | Минерализация, г/кг |
| Пресные | 1,0 |
| Солоноватые | 1,0-25,0 |
| С морской соленостью | 25,0-50,0 |
| Рассолы | 50,0 и выше |
Жесткость воды.
Жесткость воды обусловлена наличием в ней катионов кальция и магния. Эти катионы образуют малорастворимые соли с обычно присутствующими в воде карбонатными и гидроксильными ионами. Имеющиеся в природных водах бикарбонатные ионы при нагревании разлагаются на углекислый газ и карбонатный ион: 2Н2СО3—›С02+СО32-+Н2О.
Если в воде присутствуют катионы жесткости, то, взаимодействуя с карбонатными ионами, при высоких температурах они образуют малорастворимые соли. Поэтому жесткие воды могут образовывать накипь и отложения на бытовой технике, котлах, трубопроводах горячей воды. Катионы жесткости образуют малорастворимые соли также с жирными кислотами, входящими в состав мыла. Поэтому при использовании жесткой воды для стирки белья ее необходимо предварительно умягчать, т. е. устранять из нее катионы жесткости.
Жесткость воды определяют путем титрования пробы воды реактивом «трилон-Б» в присутствии индикатора мурексида или хрома темного синего при значении рН пробы около 9. По количеству трилона-Б, необходимого для изменения окраски индикатора, судят о жесткости воды. Концентрацию катионов жесткости в воде определяют в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л) или в милли-молях на литр (ммоль/л). Жесткость воды для питьевых целей ограничена концентрацией 7 ммоль/л.
Окисляемость воды.
Окисляемость воды обусловлена наличием в ней органических веществ, а также ряда легко окисляющихся неорганических примесей, таких как двухвалентное железо, сероводород, сульфиты и т. д. Окисляемость воды, или химическое потребление кислорода (ХПК), определяют количеством кислорода, израсходованного при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием различных окислителей. Существует несколько методов определения окисляемости воды: перманганатный, бихроматный, йодатный и т. д. Название метода зависит от используемого окислителя. В практике водоподготовки широко используется метод перманганатного окисления. Перманганатная Окисляемость питьевой воды не должна превышать 5 мг/л.
Органические и неорганические вещества.
Общее число химических веществ, которые в результате производственной деятельности загрязняют природные воды и могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека, постоянно растет и в настоящее время превышает 50 000. Поэтому проведение тестов на определение концентрации всех химических веществ, которые могут присутствовать в воде, просто невозможно.В то же время систематизированы наиболее часто встречающиеся в природных водах и образующиеся при обработке воды химические вещества, которые могут нанести вред здоровью человека. В СанПиН 2.1.4.559-96 представлены предельно допустимые концентрации этих химических веществ. При их появлении в источнике водоснабжения необходимо определять их концентрацию в природной или обработанной воде и в случае превышения ПДК проводить доочистку воды.
Принципы и методы очистки воды.
Отклонение качества воды в природном источнике от требований ГОСТа определяет методы и технологию очистки воды. В практике водоснабжения городов наиболее распространенными являются следующие методы.
Осветление и обесцвечивание воды.
Осветление - это устранение мутности воды путем снижения в ней содержания взвешенных примесей. Мутность природной воды, особенно поверхностных источников в паводковый период, может достигать 2000-2500 мг/л (при норме для воды хозяйственно-питьевого назначения не более 1,5 мг/л). Взвешенные в воде примеси обладают различной степенью дисперсности - от грубых, быстро оседающих частиц до мельчайших, образующих коллоидные системы. Тонкодисперсные коллоидные частицы, обладая одноименным электрическим зарядом, взаимно отталкиваются и вследствие этого не могут укрупняться и выпадать в осадок. Одним из наиболее широко применяемых на практике способов снижения в воде содержания тонкодисперсных примесей является их коагулирование с последующим осаждением и фильтрованием. Сущность процесса коагулирования заключается в следующем. В исходную воду вводят специальные вещества, называемые коагулянтами. Особенность этих веществ заключается в том, что они имеют противоположный по отношению к коллоидным частицам заряд. При добавлении в воду коагулянтов происходит постепенное снижение электролитического потенциала отдельных коллоидных частиц. Под действием сил молекулярного притяжения эти частицы начинают слипаться, укрупняться и выпадать в осадок. Коагуляция завершается образованием видимых невооруженным глазом хлопьев и отделением их от жидкой среды. Оседающие хлопья при движении адсорбируют на своей поверхности взвешенные примеси. Таким образом, по мере осаждения хлопьев происходит постепенное осветление воды. В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий А2(SО4)3, железный купорос FеSО4 и хлорное железо FеСl3.
Необходимая для осветления воды доза коагулянта зависит от ее мутности, водородного показателя и времени отстаивания; на практике подбирается опытным путем и чаще всего составляет 60-120 мг/л. Коагулянт вводят в обрабатываемую воду в виде раствора. Сухой коагулянт вначале растворяют в специальных емкостях, а затем дозируют в обрабатываемую воду. Для улучшения эффекта осветления и уменьшения расхода коагулянта его следует хорошо и быстро (в течение 1-3 мин) перемешать с водой. Для этого применяются специальные смесительные устройства. Из смесителей вода поступает в камеры реакций, где в течение 20-40 мин происходит процесс хлопьеобразования. Из камер реакций вода, насыщенная хлопьями коагулянта, поступает в отстойники. Осветленная в отстойнике вода подвергается фильтрованию. Для фильтрования воды используется барабанный фильтр, представляющий собой сетку с размером ячейки 40×40 мкм. Обрабатываемая вода подается внутрь барабана, фильтруется через вращающуюся сетку, освобождается от взвешенных частиц и примесей и подается на дальнейшую обработку. Отфильтрованные на сетке загрязнения током воды смываются в канализацию.
Для фильтрования воды на водоочистных станциях часто применяются открытые скорые фильтры.
Опреснение воды.
Опреснение воды – способ обработки воды с целью снижения концентрации растворённых солей до степени (обычно до 1 г/л), при которой вода становится пригодной для питьевых и хозяйственных целей. Опреснение воды может быть осуществлено, как с изменением агрегатного состояния воды (дистилляция, замораживание), так и без изменения её агрегатного состояния (электродиализ, гиперфильтрация, или обратный осмос, ионный обмен, экстракция воды органическими растворителями, экстракция воды в виде кристаллизационной воды кристаллогидратов, нагрев воды до определённой температуры, сорбция ионов на пористых электродах, биологический метод с использованием способности некоторых водорослей поглощать соли на свету и отдавать их в темноте и др.).
Обеззараживание воды.
Обеззараживание воды (удаление бактерий, спор, микробов и вирусов) является заключительным этапом подготовки воды питьевой кондиции. Использование для питья подземной и поверхностной воды в большинстве случаев невозможно без обеззараживания. Обычными методами при очистке воды являются:
ü Хлорирование. Путем добавления хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия или кальция.
ü Озонирование. При применении озона для подготовки питьевой воды используются окислительные и дезинфицирующие свойства озона.
ü Ультрафиолетовое облучение. Используется энергия ультрафиолетового излучения для уничтожения микробиологических загрязнений. Кишечная палочка, бацилла дизентерии, возбудители холеры и тифа, вирусы гепатита и гриппа, сальмонелла погибают при дозе облучения менее 10 мДж/см2, а ультрафиолетовые стерилизаторы обеспечивают дозу облучения не менее 30 мДж/см2.
Обезжелезивание воды.
Наличие железа можно определить и на вкус. Начиная с концентрации 1,0-1,5 мг/л вода имеет характерный неприятный металлический привкус. Уже при концентрации 0,5 мг/л идет интенсивное появление хлопьев, образующих рыхлый шлам, который забивает теплообменники, радиаторы, трубопроводы, сужает их проходное сечение.
К наиболее часто используемым методам можно отнести:
ü Аэрирование – окисление кислородом воздуха с последующим осаждением и фильтрацией. Расход воздуха для насыщения воды кислородом составляет около 30 л/м3. Реакция окисления железа требует довольно длительного времени и больших резервуаров, поэтому этот способ используется только на крупных муниципальных системах.
ü Каталитическое окисление с последующей фильтрацией. Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в высокопроизводительных компактных системах. Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Наибольшее распространение в современной водоподготовке нашли фильтрующие среды на основе диоксида марганца (MnO2). Железо в присутствии диоксида марганца быстро окисляется и оседает на поверхности гранул фильтрующей среды. Впоследствии большая часть окисленного железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Таким образом, слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой. Для улучшения процесса окисления в воду могут добавляться дополнительные химические окислители. Все системы на основе каталитического окисления с помощью диоксида марганца имеют большой удельный вес и требуют больших расходов воды при обратной промывке. Тем не менее, именно применение этого метода представляется наиболее перспективным направлением в деле борьбы с железом и марганцем в воде.
ü Озонирование воды - наиболее эффективный способ очистки воды от железа.
Умягчение воды.
Жёсткость воды – совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния. Вода с большим содержанием таких солей называется жёсткой, с малым содержанием мягкой. Различают:
ü временную жёсткость (карбонатную), образованную гидрокарбонатами;
ü постоянную жёсткость (некарбонатную), вызванную присутствием других солей.
Временная жёсткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в воде сульфатов, хлоридов кальция и магния. В России для измерения жёсткости чаще используется нормальная концентрация ионов кальция и магния, выраженная в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Один мг-экв/л соответствует содержанию в литре воды 20,04 миллиграмм Ca2+ или 12,16 миллиграмм Mg2+ (атомная масса делённая на валентность).
Методы устранения.
ü Обратный осмос. Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %. В качестве недостатка данного метода следует отметить необходимость предварительной подготовки воды, подаваемой на обратноосмотическую мембрану.
ü Электродиализ. Основан на удалении из воды солей под действием электрического поля. Удаление ионов растворенных веществ происходит за счёт специальных мембран. Так же как и при использовании технологии обратного осмоса, происходит удаление и других солей, помимо ионов жёсткости.
ü Термический способ. Основан на нагреве воды, устраняет только временную (карбонатную) жёсткость.
ü Реагентное умягчение. Метод основан на добавлении в воду соды или гашеной извести. При этом соли кальция и магния переходят в нерастворимые соединения и, как следствие, выпадают в осадок. Этот метод оправдан при относительно больших расходах воды, поскольку связан с решением ряда специфических проблем: фильтрации осадка, точной дозировки реагента.
ü Катионирование. Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний, железо и марганец). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдавая ионы натрия или водорода. Эти методы соответственно называются Na-катионирование и Н-катионирование. При правильно подобранной ионообменной загрузке жёсткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 мг-экв/л, при двухступенчатом — до 0,01 мг-экв/л.
Лекция № 6
Тема № 5 «схемы санитарной очистки городов»
Очистка территорий населенных пунктов – одно из важнейших мероприятий, направленных на обеспечение экологического и санитарно-эпидемиологического благополучия населения и охрану окружающей среды. В городах происходит наиболее интенсивное накопление твердых бытовых отходов, которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании могут серьезно загрязнять окружающую природную среду. Поэтому санитарная очистка городов - одно из важнейших санитарно-гигиенических мероприятий, способствующих охране здоровья населения и окружающей природной среды, и включает в себя комплекс работ по сбору, удалению, обезвреживанию и переработке бытовых отходов и уборке городских территорий.
Генеральная схема очистки – проект, направленный на решение комплекса работ по организации, сбору, удалению, обезвреживанию бытовых отходов и уборке городских территорий.
Генеральная схема определяет:
1. Очередность осуществления мероприятий.
2. Объемы работ по всем видам очистки и уборки.
3. Системы и методы сбора, удаления, обезвреживания и переработки отходов.
4. Необходимое количество уборочных машин, механизмов, оборудования и инвентаря.
5. Целесообразность проектирования, строительства, реконструкции или расширения объектов системы санитарной очистки, их основные параметры и размещение, ориентировочные капиталовложения на строительство и приобретение технических средств.
Как правило, генеральная схема очистки разрабатывается в составе генерального плана города на срок до 5 лет с выделением первой очереди мероприятий, а прогноз может охватывать срок до 10-20 лет.
Необходимость разработки генеральной схемы очистки территорий населенных пунктов определена СанПиН 42-128-4690-88.
Генеральная схема очистки должна содержать:
1. Общие сведения о городе и природно-климатических условиях.
2. Материалы по существующему состоянию и развитию города на перспективу.
3. Данные по современному состоянию системы санитарной очистки и уборки.
4. Материалы по организации и технологии сбора и вывоза бытовых отходов.
5. Расчетные нормы и объемы работ.
6. Методы обезвреживания отходов.
7. Технологию механизированной уборки городских улиц, дорог, площадей, тротуаров и обособленных территорий.
8. Расчет необходимого количества спецмашин и механизмов по видам работ.
9. Организационную структуру предприятий системы санитарной очистки и уборки.
10. Капиталовложения на мероприятия по очистке территорий.
11. Графическую часть и основные положения схемы.
Тема № 6 «Сбор и накопление твёрдых и жидких бытовых отходов. Обезвреживание твёрдых отходов»
Общие сведения о твёрдых бытовых отходах.
Твёрдые бытовые отходы (ТБО) – товары, потерявшие потребительские свойства, наибольшая часть отходов потребления. Ежегодно количество мусора возрастает примерно на 3% по объёму.
Твердые бытовые отходы представляют собой сложную гетерогенную смесь.
По морфологическому признаку ТБО в настоящее время состоит из следующих компонентов:
ü бумага (газеты, журналы, упаковочные материалы);
ü пластмассы;
ü пищевые и растительные отходы;
ü различные металлы (цветные и чёрные);
ü текстиль;
ü древесина;
ü кожа, резина;
ü кости.
Фракционный состав ТБО (массовое содержание компонентов, проходящих через сита с ячейками разного размера) сказывается как на сборе и транспортировке отходов, так и на технологии их последующей переработки, сортировки.
Химический состав ТБО необходим для определения качества получаемого при переработке ТБО компоста или биогаза.
Состав ТБО отличается в разных странах, городах. Он зависит от многих факторов, включая благосостояние населения, климат и благоустройство. На состав ТБО существенно влияет система сбора в городе стеклотары, макулатуры и т. д. Он может меняться в зависимости от сезона, погодных условий. Так на осень приходится увеличение количества пищевых отходов, что связано с большим употреблением овощей и фруктов в рационе питания. А зимой и осенью сокращается содержание мелкого отсева (уличного смета).
Полигоны твёрдых бытовых отходов.
Любой полигон твердых бытовых отходов (ТБО) представляет собой большой биохимический реактор, в недрах которого в процессе эксплуатации, а также в течение нескольких десятилетий после закрытия в результате анаэробного разложения отходов растительного и животного происхождения образуется биогаз, представляющий собой смесь метана и углекислого газа примерно в равной пропорции. В последнее время особую актуальность приобрели парниковые свойства метана, содержащегося в биогазе, в связи с проблемой изменения земного климата. Неизбежное попадание биогаза в атмосферу сопровождается выбросами загрязняющих органических веществ. Наличие не метановых органических соединений является причиной неприятного запаха, распространяющегося в окрестностях полигона. Некоторые из органических веществ обладают выраженным токсичным действием.
Объёмы накопления ТБО.
Анализ данных по твердым бытовым отходам в городах России показывает, что среднесуточная норма накопления ТБО за год в благоустроенных жилых зданиях составляет 0,52 кг/чел или 0,96 м3/чел при плотности до 0,2 т/м3. Коэффициент суточной неравномерности накопления ТБО (неравномерность поступления в приемные контейнеры) равен 1,26. Максимальное накопление наблюдается осенью. ТБО отличаются стабильно высоким содержанием органического вещества (до 78 % сухого вещества) с незначительными сезонными колебаниями. ТБО имеют низкую теплотворность. Удельная теплота сгорания их составляет 1480 ккал/кг, колеблясь по сезонам года от 1224 до 1612 ккал/кг.
| Среднесуточная норма накопления ТБО за год | 0,52 кг/чел или 0,96 м3/чел |
| Коэффициент суточной неравномерности накопления ТБО | 1,26 |
| Содержание органического вещества | 78 % сухого вещества |
| Удельная теплота сгорания | от 1224 до 1612 ккал/кг |
Переработка ТБО.
В начале 90-х годов на территории России работало до 7 мусоросжигательных заводов (МСЗ). Основным назначением сжигания является уменьшение объема ТБО перед вывозом на полигон захоронения. Вывоз золы и шлака составлял до 30 % от массы сжигаемых отходов. В настоящее время работает лишь один мусоросжигательный завод в Москве (специальный завод № 3). Существенным недостатком технологического цикла всех действовавших МСЗ было отсутствие очистки выбрасываемых в атмосферу газов и золы, содержащих тяжелые металлы и диоксины, не улавливаемые в электрофильтрах.
Главной проблемой переработки ТБО является их несортированность, высокая влажность, низкая теплотворность и, как следствие, невозможность соблюдения экологически безопасной технологии складирования на полигонах, компостирования, сжигания мусора.
Раздельный сбор разных категорий ТБО определяет эффективность и стоимость утилизации отдельных компонентов. Наиболее неудобны для утилизации смешанные отходы, содержащие смесь биоразлагаемых влажных пищевых отходов, пластмасс, металлов, стекла и прочие компоненты.
| Методы обезвреживания ТБО | ||
| Раздельный сбор | Захоронение | Сжигание |
| Определяет эффективность и стоимость утилизации отдельных компонентов | Самый дешевый способ | Наиболее распространённый метод утилизации с последующим захоронением образующейся золы |
Общие сведения о жидких бытовых отходах.
Жидкие бытовые отходы (ЖБО) представлены в основном сточными водами хозяйственно-бытового назначения.
В процессе жизнедеятельности человека, в среднем, взрослому человеку необходимо около 250 литров воды в сутки.
Ассенизация - это способ очистки нечистот в отсутствии канализации, представляет собой систему сбора, временного хранения, удаления, вывоза и обезвреживания жидких нечистот, сточных вод промышленных предприятий и прочих организаций, не присоединенных к централизованной канализационной системе, а также ливневых и талых вод, стекающих в выгребные ямы.
Вышеперечисленные виды жидких бытовых отходов (ЖБО) некоторое время хранятся в септике - подземном отстойнике, который требует обслуживания с периодичностью дважды в месяц.
Откачка жидких отходов из септика происходит посредством специального ассенизаторского транспорта – илососов. Такие машины для откачки канализации оснащены автомобильной цистерной, вакуумным насосом высокого давления с приводом, а также всасывающей стрелой, управляемой при помощи дистанционного пульта - все необходимое для быстрой и аккуратной ассенизации. После откачки вакуумным насосом ЖБО из септика каналы участка промываются водой из резервуара ассенизаторской машины. Затем нечистоты вывозят на специально предназначенные для этой цели поля, распаханные участки земли, где происходит обезвреживание ЖБО. Такие поля озеленены, имеют водопровод и площадку для обработки спецтехники.
Геомембрана – рулонный полимерный изоляционный материал, использующийся при сооружении противофильтрационных экранов для накопления жидких отходов (накопителей промышленных сточных вод, биологических прудов, накопителей дождевых сточных вод, прудов-отстойников, бассейнов-испарителей), накопителей твёрдых отходов и противопожарных водоёмов.
Лекция № 7
Мероприятия по охране водоемов
Тема № 1 «Правила и нормативы охраны водоёмов от загрязнений»
Рост промышленного и городского водопотребления, сопровождаемый сбросом в реки большого количества сточных вод, приводит к тому, что вода превращается в ценное дефицитное сырьё.
Очистка рек, озёр и водохранилищ осложняется тем, что в сточных водах увеличивается количество трудно окисляемых и вредных веществ, таких как синтетические моющие средства и другие продукты органического синтеза. Эффективная очистка промышленных и городских сточных вод для сохранения чистоты источников водоснабжения является одной из первоочередных водохозяйственных проблем.
Действующие Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами регламентируют качество воды водоёмов в расчётных пунктах водопользования, а не состав сточных вод. Охрана водоёмов от загрязнения не связана со всей их протяженностью, а только с определёнными пунктами, на подходе к которым вода должна отвечать нормативным показателям качества. Условия спуска сточных вод в водоёмы определяют с учётом возможного их разбавления водой водоёма на пути от места выпуска до ближайшего расчётного створа водопользования.
В качестве источников питьевого водоснабжения используют преимущественно закрытые источники, а поверхностные воды и открытые лишь в случаях недостаточного дебита или неудовлетворительного качества подземных вод. Устанавливаются две зоны санитарной охраны: строгого режима и ограничений.
Первая зона (строго режима) – территория, где производится забор воды и расположены головные сооружения водопровода (при использовании открытых водоёмов включает противоположный берег и участок не менее 200 м ниже водозабора; при использовании подземных вод около 0,25 га с радиусом не менее 30 м вокруг скважин), ограждается, окружается полосой зелёных насаждений и обеспечивается охраной; запрещается строительство.
Вторая зона (зона ограничений) – охватывает территорию, поверхностный и подземный сток, на которой могут влиять состав и свойства воды источника водоснабжения. Граница её для проточных поверхностных водоёмов устанавливается в зависимости от характера загрязнений и скорости самоочищения. Вдоль берега сохраняются или производятся лесные посадки шириной 150-200 м и соблюдается строгий санитарный режим.
Для подземных источников границы второй зоны устанавливают индивидуально. "Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" (1961) регламентируют допустимое содержание в воде вредных веществ; разработаны и утверждены предельно-допустимые концентрации более чем для 100 веществ, поступающих в водоёмы в составе промышленных сточных вод. При центральном водоснабжении вода перед поступлением к потребителю подвергается обработке. Санитарно-эпидемиологическая служба контролирует выбор источника для питьевого водоснабжения и проекты строительства водопроводных сооружений и в порядке текущего надзора качество воды, эффективность работы очистных сооружений и правильность их эксплуатации.
Условия сброса сточных вод в водоёмы.
Очищенные сточные воды из-за неполноты очистки требуют разбавления чистой водой, причём кратность разбавления определяется в основном остаточным содержанием веществ, не полностью разрушенных в процессе очистки. В городах и районах с дефицитными водными источниками придётся применять более совершенные методы очистки сточных вод, или подавать воду для разбавления из другой речной системы.
В таких условиях большое значение приобретает внедрение на предприятиях оборотного водоснабжения, повторное использование очищенных сточных вод и рационализация технологии производства в направлении снижения водопотребления, количества и концентрации сточных вод.
Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами установлены нормы качества воды по основным санитарным показателям для водоёмов двух видов водопользования.
ü К первому виду относятся участки водоёмов, используемые в качестве источников централизованного или нецентрализованного питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.
ü Ко второму виду относятся участки водоёмов, используемые для спорта, купания и отдыха населения, а также водоёмы в черте населённых пунктов.
Ближайшие к месту выпуска сточных вод пункты водопользования на водоёмах первого и второго вида устанавливаются органами Государственного надзора с учётом перспектив использования водоёма. Состав и свойства воды должны соответствовать нормативам воды в створе, расположенном на проточных водоёмах в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоёмах – озёрах и водохранилищах – в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.
Основные нормативы качества воды (после спуска).
ü Взвешенные вещества.
Содержание взвешенных веществ в воде после спуска сточных вод не должно увеличиваться больше, чем на 0,25 мг/л для водоёма первого вида и на 0,75 мг/л для водоёма второго вида. Для водоёмов, содержащих в межень более 30 мг/л природных минеральных взвесей, допускается увеличение концентрации взвешенных веществ в воде до 5 %.
ü Плавающие примеси.
На поверхности водоема не должно быть плавающих плёнок, пятен минеральных масел и скопления других примесей.
ü Запахи и привкусы.
Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивностью более 2 баллов.
ü Окраска.
Окраска не должна обнаруживаться в столбике воды высотой 20 и 10 см для водоёмов первого и второго видов.
ü Температура.
Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна повышаться более чем на 3оС.
ü Активная реакция.
рН воды водоёма после смешения со сточными водами не должна выходить за пределы 6,5-8,5.
ü Минеральный состав.
Для водоёмов первого вида не должен превышать по плотному остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов – 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л; для водоёмов второго вида минеральный состав нормируется по показателю «Привкусы».
ü Растворённый кислород.
В воде водоёма после смещения со сточными водами количество растворённого кислорода не должно быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе, взятой до 12 часов дня.
ü Биохимическая потребность в кислороде (БПК).
Полная потребность воды в кислороде при 20оС не должна превышать 3 и 6 мг/л для водоёмов первого и второго видов.
ü Возбудители заболеваний.
Не должны содержаться в воде. Методы предварительной очистки и обеззараживания сточных вод согласовываются в каждом отдельном случае с органами Государственного санитарного надзора.
ü Ядовитые примеси.
Не должны находиться в концентрациях, которые могут оказать прямое или косвенное вредное действие на здоровье людей.
При выпуске сточных вод в рыбохозяйственные водоёмы к составу и свойствам воды предъявляются более высокие требования.
Лекция № 8
Тема № 2 «Виды загрязнений, их классификация, ПДК, ПДС, ПДВ»
Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.
Виды загрязнений.
Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на типы:
ü Механические. Повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений.
ü Химические. Наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия.
ü Бактериальное и биологическое. Наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей.
ü Радиоактивное. Присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах.
ü Тепловое. Выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.
| Классификация сточных вод | |||
| Фановые | Хозяйственно-бытовые | Подсланевые | Производственные |
| Характерно высокое бактериальное загрязнение, а также органическое загрязнение. Объём этих вод сравнительно невелик. | Характеризуются невысоким органическим загрязнением. Сброс их запрещён только в зоне санитарной охраны. | Образуются в машинных отделениях судов. Они отличаются высоким содержанием нефтепродуктов. | Загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов. |
Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов – обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности.
На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождается поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры, мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. Из гниющей древесины и коры выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно молоди и икры.
Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения:
ü плавающую на воде нефтяную пленку;
ü растворенные или эмульгированные в воде нефтепродукты;
ü осевшие на дно тяжелые фракции.
Это затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 квадратных километров. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.
Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со струями дождевой и талой воды. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе, а по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом.
Предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК) – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.
Предельно допустимые сбросы (ПДС) – количество вещества, выраженное в массовой доле и находящееся в объеме сточных вод, максимально допустимое к отведению с принятым порядком в данную точку водного бассейна в единицу времени с целью обеспечения качества воды в конечной точке, основанное на предельно допустимой концентрации (ПДК) веществ в объектах водопользования.
Нормативы для проекта ПДС устанавливаются для каждого источника сточных вод в соответствии с водным законодательством РФ. Основанием нормирования при расчете ПДС являются предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ, производственная мощность объекта, данные о наличии мутагенного эффекта и иных вредных последствий по каждому источнику загрязнения а, так же, социальные и экономические факторы.
Основной стадией разработки проекта ПДС является процесс инвентаризации источников сбросов сточных вод в результате, которого прорабатываются методы отвода сточных вод с территории предприятия, устанавливается наличие канализации и сооружений очистки, выявляются санитарно охранные зоны источников водопользования
Основная задача проекта ПДС заключается в разработке рентабельных мероприятий и предложений по защите водных объектов от неправомерных воздействий хозяйственной и иных видов деятельности на поверхностные водные объекты, часто используемые как конечный пункт сточных вод.
Предельно допустимые выбросы (ПДВ) – установленная норма выбросов загрязняющих веществ.
В целях предупреждения вреда, который может быть причинен экологии окружающей среды, здоровью и генетическому фонду человека, лица имеющие источники вредных выбросов обязаны организовать разработку ПДВ.
Инвентаризация источников загрязняющих выбросов определяет процессы и, непосредственно, источники негативного воздействия на окружающую среду.
Основной задачей проекта ПДВ является разработка эффективных мероприятий и предложений по снижению воздействия вредных веществ, гарантирующих допустимые концентрации на территории жилой застройки, особо охраняемых природных территориях и в зоне санитарной защиты.
Согласованный проект ПДВ – основание для выдачи "Разрешения на выброс загрязняющих веществ в атмосферу", действующего в течение 5 лет и подтверждающего законность и безопасность данного вида деятельности.
Тема № 3 «Влияние загрязнителей на здоровье населения»
По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) вода содержит 13 тысяч потенциально токсичных элементов; 80% заболеваний передаётся водой; 25 миллионов человек ежегодно умирают от них.
| Виды загрязнений воды | Вызываемые заболевания |
| Тяжёлые металлы | |
| Свинец, ртуть, кадмий, цинк, никель, хром | |
| 1. Атеросклероз 2. Полиневрит 3. Гипертония 4. Поражение органов кроветворения (костный мозг) 5. Потеря остроты зрения | |
| Радиоактивные загрязнения | |
| Уран, плутоний, торий, стронций, цезий | |
| 1. Онкологические заболевания 2. Генетические изменения 3. Ослабление иммунитета 4. Врожденные пороки у детей 5. Ломкость и плохая сращиваемость костей у детей | |
| Неорганические вещества | |
| Азот, фосфор | |
| Вызывает рост в водопроводных коммуникациях и артезианских скважинах сине-зеленых водорослей, плохо поддающихся фильтрации и вырабатывающих токсины. Попав в организм человека, подтачивают его иммунитет | |
| Канализационные стоки | |
| Различные токсичные вещества, болезнетворные микробы | |
| 1. Гастроэнтерит 2. Гепатит 3. Миокардит 4. Менингит 5. Полиомелит 6. Скрытые формы (более 80 % кишечных расстройств этимологически не расшифровано) | |
| Хлороорганика, неорганические ядовитые вещества | |
| Фтор, хлор и его соединения, бром, хлороформ | |
| 1. Нефриты 2. Гепапиты 3. Высокая мертворождаемость 4. Токсикозы беременности и врожденные аномалии плода 5. Мутагенные эффекты 6. Образование диоксина 7. Ослабление иммунной системы 8. Поражение детородных функций мужчин и женщин 9. Онкологические заболевания внутренних органов | |
| Синтетические удобрения и ядохимикаты | |
| Гербициды, пестициды, нитраты, нитриты | |
| Приводит к зарастанию водоёмов, уменьшению кислорода в воде, что приводит к массовой гибели рыбы и заражению воды болезнетворной микрофлорой. | |
Тема № 4 «Учёт водопотребления и водоотведения, измерительные устройства для их учёта»
В настоящее время одной из актуальных проблем является своевременное и качественное предоставление жилищно-коммунальных услуг (ЖКУ) по экономически обоснованным тарифам при одновременном ресурсосбережении.
Нормы потребления воды.
Вода используется потребителями для самых различных целей, но все расходы воды можно свести к трем основным категориям:
ü хозяйственно-питьевые или бытовые нужды;
ü производственные нужды;
ü тушение пожаров.
На хозяйственные и производственные нужды подача воды должна осуществляться за счет постоянной нормальной работы водопровода. На пожаротушение вода используется эпизодически и для ее подачи форсируют работу водопровода лишь на время тушения пожара.
К хозяйственно-питьевому водоснабжению относят расход воды на питье, гигиенические нужды, приготовление пищи, уборку помещений, а также на полив зеленых насаждений. Потребность воды определяют по количеству жителей и нормам водопотребления с учетом коэффициентов неравномерности. При этом нормой хозяйственно-питьевого водопотребления называют среднесуточное количество воды, которое расходуется одним человеком. В зависимости от степени благоустройства жилого дома и его санитарно-технического оборудования нормы потребления могут быть различными. Для больших административных или промышленных центров, для курортов и для домов, насыщенных современной техникой (стиральные и посудомоечные машины, бассейны со сменной водой и т.п.), нормы водопотребления могут быть увеличены при соответствующем обосновании. Расход воды для полива зеленых насаждений учитывают, исходя из конкретных запросов. Для засушливых районов, а также при необходимости массового полива зеленых насаждений на большой площади норму на полив устанавливают, исходя из местных условий.
Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления.
| Характер оборудования домов санитарно-техническими приборами | Водопотребление на одного жителя, л/сут | Коэффициент часовой неравномерности | |
| Среднесуточное | Максимальное | ||
| Внутренний водопровод, канализация и центральное горячее водоснабжение | 160 — 210 | 185 — 240 | 1,25 — 1,15 |
Принцип нормирования расхода воды на пожаротушение существенно отличается от принципа нормирования воды на хозяйственно-питьевые нужды. Для внешнего пожаротушения вода подается через пожарные гидранты, установленные на внешней водопроводной сети, а для внутреннего – через пожарные краны, установленные на сети внутреннего водопровода. Для некоторых категорий помещений применяют особый вид противопожарного оборудования в виде дренчерных систем, водяных завес и других современных видов пожаротушения.
Расчетную интенсивность подачи воды на пожаротушение, а также количество возможных одновременных очагов пожара устанавливают из специфики помещений в соответствии с противопожарными нормами. Расчетным расходом называют то количество воды, на пропуск которой должна быть рассчитана сеть водопровода. Обычно водопровод рассчитывают на максимальный расход воды, в то время, когда суточное водопотребление может колебаться: днем оно значительно больше, чем ночью.
Потребление воды на протяжении каждого часа тоже может колебаться. Учет этих колебаний очень сложен и обычно не имеет практического значения. Поэтому при расчете водопровода условно принимают, что расход воды в течение одного часа остается постоянным.
Приборы учёта водопотребления.
В настоящее время ведется активная работа с целью экономии воды в жилищном фонде. Для стимулирования жителей к экономии воды введена новая система оплаты водопотребления. В частности, плата взимается за количество воды, реально потребленной домохозяйством или коммерческой организацией. Это достигается путем внедрения специальных приборов учета водопотребления. Эта система состоит из приборов двух уровней:
ü индивидуальные приборы учета;
ü внутридомовые приборы.
Приборы второго уровня обрабатывают данные, полученные от приборов первого уровня, и автоматически передают эти данные в городскую систему учета.
Лекция № 9, 10
Мероприятия по охране воздушного бассейна
ТЕМА № 1 «ПРАВИЛА, НОРМАТИВЫ И МЕТОДИКИ ПО ОХРАНЕ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА»
Общие сведения о воздушном бассейне.
Воздушный бассейн – воздушное пространство в пределах территории города, посёлка, села или промышленного предприятия. Принято условно считать, что верхняя граница воздушного бассейна проходит над самым высоким местным зданием или сооружением.
Воздушный бассейн является источником воздуха, необходимого для жизни человека, животных и растений, а также используемого для различных технологических процессов, систем вентиляции, отопления, транспортных средств и т.п. В связи с быстрыми темпами развития промышленности, её концентрацией на ограниченных территориях городов, ростом численности населения воздушный бассейн подвергается непрерывному загрязнению выбросами промышленных предприятий, вентиляционных и отопительных установок, а также неприятными запахами от разложения органических отбросов, сопутствующих жизнедеятельности человека и животных. Особое загрязнение воздушного бассейна создают промышленные предприятия, отопительные и энергетические установки и автомобильный транспорт. Концентрации окиси углерода от выхлопных газов автомобильного транспорта на городских дорогах нередко превышают предельно допустимые уровни.
В отдельных случаях, обусловленных плохим проветриванием воздушного бассейна, вредные вещества могут накапливаться в приземных слоях воздуха, образуя ядовитый туман (смог), вызывающий массовые отравления населения (в Лондоне в 1952 смог явился причиной гибели около 4 тыс. человек и многочисленных заболеваний органов дыхания). Экономическими последствиями промышленных выбросов являются:
а) потеря ценного сырья;
б) гибель растительности;
в) снижение урожайности с/х культур;
г) ущерб в результате коррозии различных материалов.
Оздоровление воздушного бассейна.
Освобождение воздушного бассейна от загрязнений естественным путём, т. е. под действием ветра и инверсионных воздушных потоков, зависит от климатических и метеорологических условий, рельефа местности и степени концентрации промышленности на территории населённого пункта. Оно далеко не всегда обеспечивает необходимую чистоту атмосферного воздуха. Поэтому оздоровление воздушного бассейна стало одной из важнейших задач современного градостроительства, городского и коммунального хозяйства.
В городах запрещается размещать промышленные предприятия, технологические процессы которых связаны с выбросом в атмосферу вредных веществ, опасные в санитарном отношении предприятия выносятся за пределы городов. Для отопления используется в основном газообразное топливо, сжигание которого даёт наименьшую степень загрязнения воздушного бассейна. При других видах топлива применяется централизованное теплоснабжение с устройством в центральных котельных или на ТЭЦ эффективных газоочистных установок. Снижение уровня загрязнения воздушного бассейна автомобильным транспортом достигается модернизацией двигателей, их лучшей эксплуатацией, использованием высокосортных видов топлива. Радикальное решение проблемы защиты воздушного бассейна от загрязнения выхлопными газами автомобилей связано с полной электрификацией средств городского транспорта.
Оздоровление воздушного бассейна промышленных объектов осуществляется внедрением в производство более совершенного оборудования и технологии, применением в технологических процессах нетоксичных или малотоксичных материалов, герметизацией технологических агрегатов и коммуникаций, обеспечением промышленных предприятий аппаратурой и установками для газоочистки и рекуперации выбросов. Дополнительными средством является увеличение высоты дымовых труб (до 300 м) для отвода на большее расстояние выбрасываемых в атмосферу вредных газов и более эффективного рассеивания их в зоне приближения к поверхности земли. По действующим санитарным нормам, промышленные предприятия, выделяющие производственные вредности (газ, дым, копоть, пыль и др.), не допускается располагать с наветренной стороны по отношению к ближайшему жилому району. При определении всех мероприятий по борьбе с загрязнением воздушного бассейна (технологические мероприятия, очистные установки и их эффективность, высота выведения выбросов, ширина санитарно-защитной зоны и др.) исходят из того, чтобы содержание вредных веществ в воздухе населенных мест находилось на уровне, не превышающем установленных предельно допустимых концентраций. Для обеспечения этих требований органами государственного санитарного надзора созданы специальные станции по контролю состояния воздушного бассейна на территории городов.
Нормативы по охране воздушного бассейна.
Нормативы и требования по охране воздушного бассейна изложены в ГОСТ 17.2.3.02-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями» и СанПиН 4946-89 «Санитарные правила по охране атмосферного воздуха».
Источники загрязнения воздушного бассейна.
Наличие предприятий, выделяющих вредные выбросы, даже при высокой эффективности очистных установок (до 97-98 %) существенно влияет на состояние атмосферного воздуха городов. В сельской местности загрязненность атмосферы в 10 раз, а в промышленных городах в 150 раз выше, чем над океаном. Очаги ярко выраженного загрязнения связаны с зонами промышленных районов крупных городов и городских агломераций.
Основные источники загрязнения:
а) энергетические установки;
б) промышленные производства;
в) транспорт (особенно автомобильный);
г) коммунально-бытовой сектор;
д) сельское хозяйство.
Значимость тех или других источников загрязнения воздуха различна в разных странах и городах, она меняется от уровня научно-технического прогресса, стратегии взаимодействия техники и природы, уровня благоустройства населенных мест и многих других социально-экономических факторов.
К числу основных промышленных источников загрязнения относятся предприятия черной и цветной металлургии, комплексы химических, нефтеперерабатывающих и сланцеперерабатывающих предприятий по производству строительных материалов. Поскольку на современном этапе развитие процессов урбанизации за крупным промышленным производством сохраняется определяющая роль основного градообразующего фактора, проблема загрязнения атмосферы - одна из основных проблем охраны окружающей среды.
Последствия загрязнения атмосферного воздуха.
Загрязнение воздуха имеет многообразные вредные последствия. Воздействия эти могут быть различны в зависимости от вида загрязнителя, его концентрации в воздухе, длительности и периодичности воздействия.
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.
| Вредные вещества | ПДК, мг/м3 | ||
| Максимальные разовые | Среднесуточные | ||
| Человек | Растения | Человек | |
| Азота двуокись | 0,085 | 0,02 | 0,04 |
| Двуокись серы | 0,5 | 0,02 | 0,05 |
| Аммиак | 0,2 | 0,05 | 0,04 |
| Бензол | 1,5 | 0,1 | 0,1 |
| Взвешенные вещества | 0,5 | - | 0,15 |
| Метанол | 1,0 | 0,2 | 0,5 |
| Окись углерода | 5,0 | 4000 | 3,0 |
| Сероводород | 0,008 | 0,02 | - |
| Хлор | 0 | 0,025 | 0,03 |
Оценка состояния воздушного бассейна.
Оценка состояния воздушного бассейна, прежде всего, включает определение потенциальной опасности его загрязнения в зависимости от природно-климатических факторов конкретной территории города или района, определяющих способность атмосферы рассеивать и адсорбировать вредные примеси. Это зависит от характера турбулентного обмена и скорости ветра, наличия туманов, рельефа местности и других факторов. Неблагоприятный характер рассеивания вредных веществ наблюдается, в частности, при наступлении температурных инверсий. Инверсии представляют собой такое состояние атмосферы, при котором температура в приземном слое воздуха растет, а не падает, как это бывает в обычных условиях. При этом нижняя менее нагретая поверхность инверсионного слоя вследствие большей плотности, играет роль экрана, от которого факел загрязняющих веществ отражается к земле и распространяется на большие расстояния.
Значительное повышение уровня загрязнения воздушного бассейна, как правило, наблюдается при застоях воздуха (сочетание слабых ветров с приземными инверсиями температуры) и штилях (низкие скорости ветра от 0 до 1 м/с).
Сочетание метеорологических параметров, обуславливающих тот или иной уровень загрязнения воздушного бассейна (концентрации примесей в приземном слое воздуха) для источников с фиксированными параметрами выбросов принято характеризовать величиной так называемого «потенциала загрязнения воздуха» (ПЗА).
В процессе оценки загрязнения воздушного бассейна города определяются:
а) основные источники вредных выбросов в воздушный бассейн (промышленные и энергетические объекты, автотранспорт) и их характеристики;
б) районы города с уровнем загрязнения атмосферного воздуха сверх нормативного;
в) социально-экономическая оценка уровня загрязнения атмосферы.
Для характеристики основных источников вредных выбросов в воздушный бассейн по данным инвентаризации определяется количественный и качественный состав вредных выбросов, рассчитывается годовой валовый выброс всех вредных веществ промышленными, энергетическими и транспортными источниками в целом по городу, дается ретроспективный анализ выбросов за 5-10 лет. Оценка загрязнения атмосферного воздуха города и его отдельных районов базируется на расчетных методах определения концентрации вредных веществ и их соединений в приземном слое атмосферного воздуха и установлении ареалов их распространения на территории, прилегающей к источникам выбросов.
При оценке загрязнения атмосферы на расчетный срок учитываются не только количество выбрасываемых вредных веществ при существующих объемах промышленного производства, но и предполагаемый рост его мощностей и объемов, возможные варианты очистки, данные об изменении социально-экономических показателей и инфраструктуры города или района.
Уровни загрязнения воздушного бассейна в ходе проведения расчетов могут быть описаны либо в натуральных показателях концентрациях вредных веществ (мг/м3), либо в нормированных показателях, характеризующих кратность превышения ПДК. Поскольку на отдельных участках территории города концентрации вредных веществ могут в несколько раз превышать нормативы ПДК, вводят дополнительную оценку загрязнения по степеням опасности для здоровья населения.
Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя – индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют.
Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха.
Результатом оценки может явиться выделение на территории города зон с «допустимым», «слабым», «умеренным» и «сильным» уровнем загрязнением. При определении факторов, обуславливающих то или иное состояние атмосферного воздуха, принимаются во внимание особенности планировки и застройки города в целом и его отдельных элементов (ориентация и профили улиц, формирующие аэрационный режим на городской территории, влияние открытых, застроенных и озелененных пространств на характер движения и турбулентный режим воздушных потоков и др.).
Аэрозольное загрязнение.
Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки.
Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм.
Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже.
| Производственный процесс | Выброс пыли млн.т./год |
| Сжигание каменного угля | 93,60 |
| Выплавка чугуна | 20,21 |
| Выплавка меди (без очистки) | 6,23 |
| Выплавка цинка | 0,18 |
| Выплавка олова (без очистки) | 0,004 |
| Выплавка свинца | 0,13 |
| Производство цемента | 53,37 |
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. м3 условного оксида углерода и более 150 т пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств - измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает.
Неблагоприятное действие веществ, обладающих различными токсичными свойствами, при проникание в организм человека может проявляться в виде острых или хронических отравлений и другого рода заболеваний. В дыхательных путях человека задерживается от 13 до 48% содержащихся в воздухе примесей.
Фотохимический туман (смог).
Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон.
Такие смоги нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
Последствия загрязнения воздуха.
История мирового здравоохранения насчитывает несколько катастрофических случаев, связанных с загрязнением воздуха. Так, в декабре 1930 г. в долине реки Маас (Бельгия), где сосредоточены промышленные предприятий, наблюдались сильные туманы при безветрии. Уже на третий день после такой погоды у населения возникли массовые поражения дыхательных путей с десятками (около 60) смертельных случаев.
Пыль, дым и газ снижают напряженность прямой солнечной радиации и, что особенно важно, уменьшают количество ультрафиолетовых лучей, которые являются наиболее ценными в солнечном спектре.
Загрязнение атмосферы снижает продуктивность и плодовитость домашних и диких животных и птиц. Выпадая на почву и водоемы, вредные примеси, загрязняя атмосферу, ведут к уничтожению растительности. Под действием атмосферного загрязнения происходит разрушение зданий и сооружений, памятников истории, архитектуры, культуры и искусства (металлические конструкции подвергаются повышенной коррозии, многие строительные материалы разрушаются). Во многих промышленно развитых районах экономический ущерб от загрязнения окружающей среды составляет 3-5 % валового национального продукта.
Автомобильный транспорт.
Помимо промышленности важным фактором, определяющим уровень загрязнения в городах, выступает автомобильный транспорт. Есть основания считать, что в крупных городах его доля в общем количестве вредных веществ антропогенного происхождения, выбрасываемых в атмосферу, будет возрастать. В выхлопных газах автомобилей содержится:
а) до 3% угарного газа;
б) 0,06% окиси азота;
в) 0,5% углеводорода;
г) 0,06% окиси серы;
д) 0,004% альдегидов.
Исключительно вредны для здоровья людей окислы свинца, мышьяковистые и другие соединения, способные накапливаться в тканях живых организмов, приводя к медленному их отравлению.
В настоящее время в ряде стран переходят на новый вид автомобильного топлива с более высоким октановым числом, что способствует снижению содержания окиси углерода в выхлопных газах, однако оксиды азота и свинец остаются активными компонентами выброса. Резко повышено содержание свинца и цинка в почве и растительности вдоль транспортных магистралей.
Автомобильному транспорту как источнику загрязнения воздушной среды присущ ряд отличительных особенностей. Во-первых, численность автомобилей в крупных городах быстро увеличивается, а вместе с тем непрерывно растет и валовый выброс вредных продуктов в атмосферу. Во-вторых, в отличии от промышленных источников загрязнения, привязанным к определенным площадкам и, как правило, изолированных от жилой застройки санитарно-защитными зонами, автомобиль, движущийся источник загрязнения, негативное воздействие которого распространяется на жилые районы, места отдыха. В-третьих, автомобильный выброс распространяется на уровне дыхания человека и его рассеяние условиях городской застройки затруднено.
И, наконец, современные возможности снижения токсичности выхлопных газов еще не в состоянии обеспечить желаемую степень чистоты воздушного бассейна города.
К числу серьезных источников загрязнения атмосферы относятся самолеты. Один самолет при перелете на 1000 км использует столько же кислорода, сколько потребляет человек в течение года, выделяя соответствующее количество окиси углерода. Летящие на большой высоте самолеты выбрасывают окислы азота непосредственно в нижних слоях стратосферы, где они вступают в реакции, ведущие к разрушению озонового экрана планеты, защищающего ее от ультрафиолетового излучения Солнца. Особенно велико загрязнение атмосферы вблизи аэропортов.
Мероприятия по уменьшению выбросов.
В России вопросам охраны атмосферного воздуха уделяется большое внимание. Ряд специальных правительственных и ведомственных постановлений предусматривает проведение мероприятий по уменьшению выброса в атмосферу загрязняющих веществ и по рациональному размещению промышленных предприятий, с учетом перечисленных факторов. Созданы специальные заводы, изготовляющие соответствующую аппаратуру по улавливанию отходов промышленности, загрязняющих воздух. Эта аппаратура установлена на тысячах предприятий. Разработка планов мероприятий по борьбе с загрязнением атмосферного воздуха и контроль за проведение этих мероприятий в жизнь возложены на органы санитарной инспекции. В настоящее время в России осуществляется обширная программа практических и научно-исследовательских работ по охране атмосферного воздуха от загрязняющих веществ. Создаются защитные зоны между промышленными предприятиями и жилыми районами.
В России законодательные и практические мероприятия по охране атмосферного воздуха осуществляется на основе широко поставленных научно-исследовательских работ, посвященных изучению количественной концентрации загрязнении, попадающего в него, и дальности их распространения.
Пыль.
Пыль - мельчайшие твердые частицы, способные некоторое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии. Образуется при рытье коммуникационных линий, монтаже зданий, отделочных работах, очистке поверхностей. Пыль характеризуется химическим составом, размером и формой частиц, их плотностью, электрическими, магнитными и другими свойствами. Степень измельченности пыли называется ее дисперсностью.
Одна из основных характеристических величин пыли скорость их осаждения под действием силы тяжести в невозмущенном воздухе.
В зависимости от состава пыли изменяется ее вредность; к примеру, наиболее вредным для человека считается диоксид кремния SiO2 , который вызывает такое заболевание, как силикоз. По химическому же составу пыль подразделяется на органическую (древесная, хлопковая), неорганическую (цементная, карбидная) и смешанную. ПДК колеблется от 1 до 10 мг/м3.
Лекция № 11, 12
ТЕМА № 2 «порядок проектирования газоочистных и пылеулавливающих установок»
К газопылеулавливающим установкам относятся:
а) аппараты электрической очистки газов (сухие, мокрые, комбинированные);
б) тканевые, волокнистые и пористые фильтры (мешочные, рамные, рукавные с обратной, струйной и импульсной продувкой);
в) сухие инерционные пылеуловители (циклоны одиночные, групповые и батарейные, жалюзийные пылеуловители, акустические коагуляторы, ротоклоны и др.);
г) мокрые пылеуловители (полые и насадочные скрубберы, мокрые циклоны, ротоклоны, пенные аппараты, барбатеры, скоростные турбулентные аппараты);
д) установки химической очистки газов (абсорбционные, адсорбционные и рекуперационные и переработки уловленных продуктов);
е) печи и установки дезодорации дурнопахнущих веществ, каталитического разложения и дожигания отходящих газов.
Этапы выполнения проектных работ.
1. Осуществление предпроектной подготовки:
а) выбор расчетных параметров наружного климата с заданным коэффициентом обеспеченности;
б) выбор расчетных параметров внутреннего климата с заданной степенью комфортности;
в) анализ технологических режимов помещений и их строительных характеристик;
г) определение коэффициентов перехода вредных выделений в рабочую зону помещений;
д) согласование с Заказчиком мест расположения вентиляционных камер и вытяжных вентагрегатов.
2. Создание технического проекта:
а) расчет поступлений тепла в помещения;
- от электродвигателей и при переходе механической энергии в тепло;
- от оборудования и материалов;
- от искусственного освещения;
- от людей;
- с инфильтрующимся воздухом;
- через внутренние ограждения;
- через заполнение световых проемов;
- через наружные стены и покрытия.
б) расчет теплопотерь помещений в холодный период года;
в) расчет поступлений влаги в помещения;
г) расчет поступлений загрязняющих веществ (от технологических процессов) в помещения;
д) расчет воздухообменов в помещениях;
е) расчет и подбор устройств для очистки приточного воздуха;
ж) расчет и подбор устройств для очистки вентиляционных выбросов от загрязняющих веществ;
з) выбор оптимальной схемы воздухораспределения в помещениях;
и) расчет вентиляционных сетей;
к) подбор вентиляционного оборудования - отечественного или импортного (по пожеланию Заказчика);
л) компоновка вентоборудования и воздуховодов;
м) согласование проекта с Заказчиком.
3. Создание рабочего проекта:
а) разработка схем;
б) подготовка планов и разрезов помещений с нанесением установок;
в) конструирование местных отсосов, приточных насадков, патрубков воздушных завес и других нестандартных деталей;
г) разработка мероприятий по снижению уровней шумового воздействия;
д) разработка установок технологической вентиляции (пневмотранспорта древесных отходов и т.п.);
е) разработка установок дымоудаления и подпора воздуха.
ТЕМА № 3 «расчет Пдв для промышленных предприятий»
Предельно допустимые выбросы (ПДВ) – установленная норма выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для стационарных загрязнителей воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, с учетом отсутствия превышений данным источником гигиенических и экологических нормативов атмосферного воздуха и предельных нагрузок на экологию системы.
В целях предупреждения вреда, который может быть причинен экологии окружающей среды, здоровью и генетическому фонду человека, лица, относящиеся к юридическим и имеющие источники вредных выбросов обязаны организовать разработку ПДВ.
Основной задачей проекта ПДВ является разработка эффективных мероприятий и предложений по снижению воздействия вредных веществ на атмосферу, гарантирующих допустимые концентрации на территории жилой застройки, особо охраняемых природных территориях и в зоне санитарной защиты.
Разработанный проект ПДВ, содержащий материалы по всем ключевым вопросам, проходит процедуру согласования в Роспотребнадзоре и отделе по экологическому надзору Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор).
Согласованный проект ПДВ – основание для выдачи "Разрешения на выброс загрязняющих веществ в атмосферу", действующего в течение 5 лет и подтверждающего законность и безопасность данного вида деятельности.
В структуру проекта ПДВ входят следующие разделы.
1. Аннотация
В аннотации к проекту нормативов ПДВ отражены основные результаты проведенной работы с указанием:
а) общего числа загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием в атмосферу;
б) количества видов веществ, обладающих эффектом суммации вредного действия, для которых разработаны нормативы выбросов;
в) числа источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в целом по предприятию;
г) сроков достижения нормативов ПДВ по ингредиентам; необходимых для этого затрат;
д) величины ущерба, наносимого выбросами предприятия.
2. Введение
Во введении приводится перечень основных документов, на основании которых разработан том ПДВ.
3. Общие сведения о предприятии
В этом разделе приводят:
а) Почтовый адрес предприятия, количество промплощадок, взаиморасположение предприятия и граничащих с ним характерных объектов - жилых массивов, промышленных зон, лесов, сельскохозяйственных угодий, транспортных магистралей и т.д.
б) Карта-схема предприятия с нанесенными на нее источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
в) Ситуационная карта-схема района размещения предприятия с указанием на ней границ санитарно-защитной зоны, селитебной территории, зон отдыха, постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха.
4. Характеристика предприятия как источника атмосферы
В состав раздела входят:
а) Краткая характеристика технологии производства и технологического оборудования (описание выпускаемой продукции, основного исходного сырья, расход основного и резервного топлива) с точки зрения загрязнения атмосферы. При этом учитывается наличие в выбросах всех загрязняющих веществ, образующихся в технологическом процессе, а также все химические превращения выбрасываемых веществ.
б) Краткая характеристика существующих установок очистки газа, укрупненный анализ их технического состояния и эффективности работы.
в) Оценка степени соответствия применяемой технологии, пылегазоочистного оборудования передовому научно-техническому уровню в стране и за рубежом.
г) Перспективы развития или технического перевооружения предприятия. При этом необходимо учитывать данные об изменениях производительности предприятия, реконструкции, сведения о ликвидации производств, источников выброса, строительстве новых технологических линий и агрегатов, общие сведения об основных перспективных направлениях воздухоохранных мероприятий, сроки проведения реконструкции, расширения и введения в действие новых производств, цехов и т.д.
д) Перечень загрязняющих веществ выбрасываемых в атмосферу в виде таблицы. Количественная характеристика выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ в т/год приводится по усредненным годовым значениям в зависимости от изменения режима работы предприятия, технологического процесса и оборудования, характеристик сырья, топлива и т.д.
е) Характеристика аварийных выбросов в виде таблицы. Также приводится краткая характеристика условий, при которых возможны аварийные и залповые выбросы.
ж) Параметры выбросов загрязняющих веществ для расчета ПДВ от организованных и неорганизованных источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу представляются с учетом требований приложения 3 ГОСТ 17.2.3.02-78.
з) Обоснование полноты и достоверности исходных данных, принятых для расчета ПДВ. При этом описываются, откуда взяты исходные данные - из журналов первичного учета, из форм статистической отчетности 2ТП-воздух, получены инструментальными замерами, расчетными или балансовыми методами.
и) Сведения о влиянии выбросов загрязняющих веществ на воду, почву, растительность, здоровье населения.
5. Проведение расчетов и определение предложений нормативов ПДВ. Расчет ПДВ.
Состав раздела включает:
а) Наименование использованной программы расчета загрязнения атмосферы.
б) Метеорологические характеристики и коэффициенты, определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ.
в) Результаты расчетов уровня загрязнения атмосферы на существующее положение и с учетом перспективы развития, выполненные в соответствии с ОНД-86, ситуационные карты-схемы с нанесенными на них изолиниями расчетных концентраций; максимальные приземные концентрации в жилой зоне и на границе санитарно-защитной зоны; перечень источников дающих наибольшие вклады в уровень загрязнения атмосферы в виде таблицы.
г) Предложения по нормативам ПДВ по каждому источнику и ингредиенту занесенные в таблицу. Если в воздухе населенного пункта концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, разрабатывается план мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
д) План мероприятий оформляется по нижеприведенной форме: ПЛАН мероприятий по снижению выбросов
е) Дается обоснование возможности достижения нормативов ПДВ с учетом использования малоотходных технологий и других планируемых мероприятий, в том числе перепрофилирования или сокращения объема производства.
ж) Оценка экономической эффективности предлагаемых мероприятий по достижению нормативов ПДВ и причиняемого ущерба от загрязнения атмосферы, осуществленная по отраслевым и федеральным методикам
з) Приведено уточнение размеров санитарно-защитной зоны.
и) Данные о численности населения, проживающего в санитарно-защитной зоне и на территории, подлежащей к включению в санитарно-защитную зону.
к) Документы (материалы), свидетельствующие об учете специальных требований (при их наличии) к качеству атмосферного воздуха для данного района, в случае, если в районе размещения предприятия или в прилегающей к предприятию территории расположены зоны заповедников, музеев, памятников архитектуры и т.д.
6. Мероприятия по регулированию выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях
Состав этого раздела должен содержать:
а) План мероприятий по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в периоды неблагоприятных метеорологических условий.
б) Общую характеристику выбросов вредных веществ в период НМУ с указанием наименования цеха (участка), номера источников выбросов и его высоты, параметров выброса в нормальных метеоусловиях и при различных режимах НМУ.
в) Краткую характеристику каждого конкретного мероприятия с учетом реальных условий эксплуатации технологического оборудования (сущность технологии, необходимые расчеты и обоснование технологий).
г) Обоснование возможного диапазона регулирования выбросов по каждому мероприятию.
д) План-график контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в периоды неблагоприятных метеорологических условий.
е) Экономическую оценку мероприятий по регулированию выбросов в периоды НМУ.
7. Контроль за соблюдением нормативов на предприятии
Предприятия, для которых установлены ПДВ (ВСВ), должны организовать систему контроля за соблюдением ПДВ (ВСВ). При контроле за соблюдением ПДВ (ВСВ) основными должны быть прямые методы, использующие измерения концентрации вредных веществ и объемов газовоздушной смеси после газоочистных установок или в местах непосредственного выделения веществ в атмосферу. Для повышения достоверности контроля за ПДВ (ВСВ), а также при невозможности применения прямых методов используют балансовые, технологические и др. методы.
Контроль за соблюдением нормативов ПДВ на предприятии подразделяется на следующие виды:
а) Контроль непосредственно на источниках выбросов;
б) Контроль загрязнения атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны или в селитебной зоне населенного пункта.
При контроле за соблюдением нормативов ПДВ на непосредственно источниках загрязнения входит перечень веществ подлежащих контролю. Приводится перечень методик, которые используются или будут использоваться при контроле за соблюдением установленных нормативов выбросов. Отдельно приводится перечень веществ для которых отсутствуют стандартные методики.
В случае нецелесообразности или невозможности определения выбросов загрязняющих веществ аналитическими методами приводится обоснование использования расчетных балансовых методов, удельных выбросов и т.д.
План-график контроля за соблюдением нормативов ПДВ (ВСВ) на источниках выбросов оформляют в виде таблицы: План-график контроля на предприятии за соблюдением нормативов ПДВ (ВСВ) на источниках выбросов и на контрольных точках (постах)
Контроль за соблюдением нормативов ПДВ по фактическому загрязнению атмосферного воздуха на специально выбранных контрольных точках проводится только для крупных предприятий с большим количеством источников неорганизованных выбросов. Контрольные значения приземных концентраций загрязняющих веществ оформляют в виде таблицы:
Контрольные значения приземных концентраций вредных веществ для контроля нормативов ПДВ (ВСВ) на текущий и прошедшие годы.
Приводятся предложения о порядке организации контроля за соблюдением нормативов ПДВ собственными силами предприятия или на договорных началах.
ТЕМА № 4 «методы определения количественного и качественного состава выБросов»
Для определения количественных и качественных характеристик выделений и выбросов ЗВ в атмосферу используются инструментальные и расчетные (расчетно-аналитические) методы.
Инструментальные методы являются превалирующими для источников с организованным выбросом загрязняющих веществ в атмосферу (ГОСТ 17.2.3.02-78). К основным источникам с организованным выбросом относятся:
а) дымовые и вентиляционные трубы;
б) вентиляционные шахты;
в) аэрационные фонари;
г) дефлекторы.
При инструментальных измерениях должны применяться только газоаналитические средства, предназначенные для контроля промышленных выбросов и внесенные в Государственный реестр средств измерений.
Расчетные методы применяются, в основном, для определения характеристик неорганизованных выделений (выбросов). К неорганизованным источникам относятся:
а) неплотности технологического оборудования (пропуски технологических газов через уплотнения перекачивающего оборудования и запорно-регулирующую арматуру, расположенную вне вентилируемых помещений), в том числе работающего при избыточном давлении;
б) факельные установки и амбары для сжигания некондиционного углеводородного сырья;
в) открытое хранение топлива, сырья, материалов и отходов, в том числе пруды-отстойники и накопители, нефтеловушки, шламо- и хвостохранилища, золоотвалы, отвалы горных пород, открытые поверхности испарения и т. п.;
г) взрывные работы;
д) погрузочно-разгрузочные работы, в том числе маршруты перемещения сыпучих материалов;
е) карьеры добычи полезных ископаемых, открытые участки их дробления и рассева на фракции;
ж) оборудование и технологические процессы, расположенные в производственных помещениях, не оснащенных вентиляционными установками, а также расположенные на открытом воздухе (например, передвижные сварочные посты, пилорамы и т.д.).
В рамках работ по учету, нормированию и контролю выбросов стационарных источников к неорганизованным источникам также относятся:
а) транспортные средства, хранящиеся или эксплуатируемые на производственной территории (автотранспорт, тепловозы, дорожная и строительная техника, речные и морские суда в акватории порта и т.п.);
б) резервуарные парки, сливно-наливные железнодорожные и автодорожные эстакады и терминалы речных и морских портов.
Оценка выбросов от неорганизованных источников выполняется с помощью расчетных (расчетно-аналитических) методов, базирующихся на удельных технологических показателях, балансовых схемах, закономерностях протекания физико-химических процессов, а также на сочетании инструментальных измерений и расчетных формул, учитывающих параметры конкретных неорганизованных источников.
Большую группу неорганизованных источников составляют так называемые «фугитивные источники», мощность выделения вредных веществ в атмосферу от которых существенно зависит от гидрометеорологических показателей.
К подобным источникам следует отнести источники пылевых выбросов и открытые поверхности (площадных) орошаемых или водных объектов.
Лекция № 13
Радиоактивные загрязнения и их измерение
Тема № 1 «Источники радиоактивного заражения внешней среды»
Среди поражающих факторов ядерного взрыва особое место занимает радиоактивное заражение. Радиоактивному заражению при ядерных взрывах подвергаются не только районы, прилегающие к месту взрыва, но и местность, удаленная от нее на многие десятки километров. Источниками радиоактивного заражения местности являются:
1. непрореагировавшая часть ядерного заряда;
2. радиоактивные вещества, образующиеся при ядерном взрыве;
3. наведенное нейтронами радиоактивное заражение местности (в районе взрыва).
Характеристика зон поражения.
Излучение радиоактивных веществ состоит из трех видов лучей: альфа, бета и гамма. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи (в воздухе они проходят путь в несколько сот метров), меньшей бета-частицы (несколько метров) и незначительной альфа-частицы (несколько сантиметров). Поэтому основную опасность для людей при радиоактивном заражении местности представляют гамма и бета излучения. Радиоактивное заражение имеет ряд особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерного взрыва. К ним относятся:
1. большая площадь поражения (тысячи и десятки тысяч квадратных километров);
2. длительность сохранения поражающего действия (дни, недели, а иногда и месяцы);
3. трудности обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков.
Зоны радиоактивного заражения образуются в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака. Наибольшая зараженность местности РВ будет при наземных и подземных (произведенных на небольшой глубине), надводных и подводных ядерных взрывах. При наземном (подземном) ядерном взрыве огненный шар касается поверхности земли. Окружающая среда сильно нагревается, значительная часть грунта и скальных пород испаряется и захватывается огненным шаром. Радиоактивные вещества оседают на расплавленных частицах грунта. В результате образуется мощное облако, состоящее из огромного количества радиоактивных и неактивных оплавленных частиц, размеры которых колеблются от нескольких микрон до нескольких миллиметров. В течение 7-10 мин радиоактивное облако поднимается и достигает своей максимальной высоты, стабилизируется, приобретая характерную грибовидную форму, и под действием воздушных потоков перемещается с определенной скоростью и в определенном направлении. Большая часть радиоактивных осадков, которая вызывает сильное заражение местности, выпадает из облака в течение 10-20 ч после ядерного взрыва. При выпадении РВ из облака ядерного взрыва происходит заражение поверхности земли, воздуха, водоисточников, материальных ценностей. Масштабы и степень радиоактивного заражения местности зависят от:
1. мощности и вида взрыва;
2. особенностей конструкции боеприпаса;
3. характера поверхности, над которой (на которой) произведен взрыв;
4. метеорологических условий и времени, прошедшего после взрыва.
Степень радиоактивного заражения местности характеризуется уровнем радиации на определенное время после взрыва и экспозиционной дозой радиации (гамма-излучения), полученной за время от начала заражения до времени полного распада радиоактивных веществ. Уровнем радиации называют мощность экспозиционной дозы (Р/ч) на высоте 0,7-1 м над зараженной поверхностью. Заражение техники, предметов, одежды, продовольствия, воды, а также кожных покровов людей и животных измеряют в миллирентгенах в час (1 мР/ч).
Местность считается зараженной радиоактивными веществами при уровне радиации 0,5 Р/ч и выше.
Зоны радиоактивного заражения.
1. зона А - умеренного заражения (обозначается синим цветом). Человек, находясь в этой зоне, может получить дозу облучения от 40 до 400 Р за время полного распада выпавших в этой зоне радиоактивных веществ. На внешней границе зоны А через 1 ч после взрыва уровень радиации не превышает 8 Р/ч;
2. зона Б - сильного заражения (обозначается на карте зеленым цветом). Человек в этой зоне может получить дозу от 400 до 1 200 Р за время полного распада РВ. Уровень радиации на границе с зоной А через 1 ч после взрыва равен 80 Р/ч;
3. зона В - опасного заражения (обозначается на карте коричневым цветом). Человек, находясь в этой зоне, может получить дозу облучения от 1200 до 4000 Р за время полного распада РВ. Уровень радиации на границе с зоной Б через 1 ч после взрыва равен 240 Р/ч;
4. зона Г - чрезвычайно опасного заражения (обозначается на карте черным цветом). Человек в этой зоне может получить дозу от 4 000 до 10 000 Р за время полного распада РВ. Уровень радиации на границе с зоной В через 1 ч после взрыва равен 800 Р/ч.
Тема № 2 «Биологическое действие ионизирующих излучений»
Ионизирующее излучение – различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим.
Источники ионизирующего излучения.
В природе ионизирующее излучение обычно генерируется в результате спонтанного радиоактивного распада радионуклидов, ядерных реакций, а также при ускорении заряженных частиц в космосе. Искусственными источниками ионизирующего излучения являются:
1. искусственные радионуклиды;
2. ядерные реакторы;
3. радионуклидные нейтронные источники;
4. ускорители элементарных частиц;
5. рентгеновские аппараты.
Биологическое действие ионизирующих излучений.
БДИИ – изменения, вызываемые в жизнедеятельности и структуре живых организмов при воздействии коротковолновых электромагнитных волн (рентгеновского излучения и гамма-излучения) или потоков заряженных частиц (альфа-частиц, бета-излучения, протонов) и нейтронов.
Для БДИИ характерен ряд общих закономерностей:
1. глубокие нарушения жизнедеятельности вызываются ничтожно малыми количествами поглощаемой энергии. Энергия, поглощённая телом при облучении смертельной дозой, при превращении в тепловую привела бы к нагреву тела всего на 0,001°С.
2. БДИИ не ограничивается подвергнутым облучению организмом, но может распространяться и на последующие поколения, что объясняется действием на наследственный аппарат организма.
3. для БДИИ характерен скрытый (латентный) период, т. е. развитие лучевого поражения наблюдается не сразу. Продолжительность латентного периода может варьировать от нескольких минут до десятков лет в зависимости от дозы облучения, радиочувствительности организма. Так, при облучении в очень больших дозах (десятки тыс. рад) можно вызвать «смерть под лучом», длительное же облучение в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и других систем, к возникновению опухолей спустя годы после облучения.
При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности:
1. Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.
2. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений.
3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.
4. Генетический эффект - воздействие на потомство.
5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению.
6. Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение.
7. Облучение зависит от частоты воздействия.
Лекция № 14
Тема № 3 «Методы обнаружения и измерения радиоактивных излучений»
Обнаружение радиоактивных веществ основывается на способности их излучений ионизировать вещества среды, в которой они распространяются, ионизация в свою очередь является причиной ряда физических и химических изменений в веществах. Эти изменения во многих случаях могут быть сравнительно просто обнаружены и измерены.
Для обнаружения и измерения радиоактивных излучений используются следующие методы.
Ионизационный метод.
Сущность ионизационного метода заключается в том, что под воздействием ядерных излучении в газовом объёме происходит ионизация: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на пары - положительные ионы и электроны. Если в этот объём поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами создаётся электрическое поле. При наличии электрического поля в ионизированном газовом объёме возникает направленное движение заряженных частиц, т. е. через объём проходит электрический ток, называемый ионизационным током. Измеряя величину ионизационного тока, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений.
Фотографический метод.
Этот метод основан на том, что радиоактивные излучения при воздействии на молекулы бромистого серебра, содержащиеся в фотоэмульсии, выбивают из них электроны связи и тем самым вызывают распад бромистого серебра, что может быть легко обнаружено при последующем проявлении плёнки по степени её потемнения. Количестве распавшихся молекул бромистого серебра, а следовательно, и степень потемнения пленки при проявлении пропорционально дозе ионизирующих излучений, полученных плёнкой. Сравнивая потемнение плёнки с эталонами, можно определить полученную пленкой дозу.
Химический метод.
Сущность этого метода состоит в следующем. Молекулы некоторых веществ в результате радиоактивного облучения распадаются, образуя новые химические соединения, которые определённым способом себя проявляют. Так, например, хлороформ при облучении распадается с образованием соляной кислоты, которая, накопившись в определенном количестве, обесцвечивает краситель, добавленный к раствору хлороформа. Сравнивая окраску среды с имеющимися эталонами, можно определить дозу ионизирующих излучений.
Стинциляционный метод.
Метод основан на том, что некоторые вещества, например сернистый цинк, йодистый натрий, под воздействием радиоактивных излучений испускают фотоны видимого света. Возникающие при этом вспышки света (стинциляции) могут быть зарегистрированы. Интенсивность вспышек пропорциональна величине ионизирующего излучения.
Радиофотолюминесцентный метод.
Метод основан на том, что некоторые виды стекла (например, алюмофосфатное стекло, активизированное серебром), после воздействия ионизирующих излучений, приобретают способность люминесцировать под воздействием ультрафиолетового света. Интенсивность люминесценции этого стекла служит мерой для определения поглощённой дозы излучения.
Тема № 4 «дозиметры»
Приборы, предназначенные для обнаружения и измерения ионизирующих излучений, называются дозиметрическими приборами. В современных дозиметрических приборах наиболее широко используется ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений.
Дозиметрические приборы предназначены:
1. для обнаружения радиоактивного заражения и измерения мощности дозы излучения на зараженной местности;
2. для определения дозы излучения, полученной личным составом за время пребывания на местности, зараженной радиоактивными веществами;
3. для измерения степени зараженности продуктами ядерного взрыва личного состава, вооружения и военной техники, воды, продовольствия и другого имущества.
В соответствии с их предназначением приборы радиационной разведки и контроля подразделяются на следующие основные типы:
1. индикаторы - сигнализаторы, предназначенные для регистрации радиоактивного заражения местности и различных предметов, а также подачи звукового и светового сигналов при обнаружении радиоактивных излучений;
2. измерители мощности дозы, предназначенные для измерения мощности дозы излучения на местности и степени заражения различных объектов продуктами ядерного взрыва;
3. измерители дозы, предназначенные для измерения поглощённой дозы гамма (гамма-нейтронного) излучения.
Основные части приборов:
1. воспринимающее устройство (детектор излучений);
2. электрическая схема, сложность которой может быть различна в зависимости от типа и назначения прибора;
3. измерительный или регистрирующий прибор (как правило, микроамперметр), шкала которого отградуирована в единицах намерения дозы излучения, мощности дозы излучения или степени зараженности, в зависимости от назначения прибора (в современных приборах - дисплей, на котором непосредственно отображаются цифровые значения измеренных параметров ионизирующих излучений);
4. источники питания, в качестве которых применяются сухие элементы или батареи, сеть переменного тока и т.д.
Величина | Наименование и обозначениеединицы измерения | Соотношения между единицами | |
Внесистемные | Си | ||
| Активность нуклида, А | Кюри (Ки, Ci) | Беккерель (Бк, Bq) | 1 Ки=3,7·1010Бк |
| 1Бк=1расп/с | |||
| 1Бк=2,7·10-11Ки | |||
| Экспозиционная доза, X | Рентген (Р, R) | Кулон/кг (Кл/кг, C/kg) | 1 Р=2,58·10-4Кл/кг |
| 1 Кл/кг=3.88·103 Р | |||
| Поглощенная доза, D | Рад (рад, rad) | Грей (Гр, Gy) | 1 рад-10-2 Гр |
| 1 Гр=1 Дж/кг | |||
| Эквивалентная доза, Н | Бэр (бэр, rem) | Зиверт (Зв, Sv) | 1 бэр=10-2 Зв |
| 1 Зв=100 бэр | |||
| Интегральная доза излучения | Рад-грамм (рад·г, rad·g) | Грей- кг (Гр·кг, Gy·kg) | 1 рад·г=10-5 Гр·кг |
| 1 Гр·кг=105 рад·г | |||
