close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

130. Экология

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра пожарной и промышленной безопасности
ЭКОЛОГИЯ
Методические указания
к выполнению контрольных заданий
для студентов заочной формы обучения
направления 270800 «Строительство» (бакалавриат)
Воронеж 2012
УДК 504(07)
ББК 20.1я7
Составители
Э.В. Соловьева, И.А. Иванова, В.Я. Манохин, Н.В. Заложных
ЭКОЛОГИЯ : метод. указания к выполнению контрольных заданий для
студ. заочной формы обучения / Воронежский ГАСУ ; сост.: Э.В. Соловьева,
И.А Иванова, В.Я, Манохин, Н.В, Заложных. – Воронеж, 2012. – 28 с.
В методических указаниях приводится краткий теоретический материал, необходимый для выполнения контрольных заданий по дисциплине «Экология».
Предназначены для студентов 2-го курса, обучающихся по направлению
270800 «Строительство» (бакалавриат).
Табл. 19. Библиогр.:9 назв.
УДК 504(07)
ББК 20.1я7
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Воронежского ГАСУ
Рецензент - А.И. Колосов, доцент кафедры теплогазоснабжения
и нефтегазового дела Воронежского ГАСУ, к.т.н.
2
Введение
Настоящий период развития цивилизации характеризуется глобальным
антропогенным воздействием человека на природу. Поэтому создание условий
для разумного взаимодействия человека с окружающей средой и защита ее от
негативных факторов человеческой деятельности являются главной задачей с овременности. Каждый человек должен овладеть суммой знаний о законах развития окружающей среды и путях ее защиты и сохранения.
Цель методических указаний – оказание помощи студентам в изучении
курса «Экология», решении практических задач, а также закреплении теоретического материала, полученного на лекциях.
В объем материала, необходимого для изучения курса, входят настоящие
методические указания; рекомендуемая литература. Контрольная работа выполняется по темам, рассмотренным на лекционных и практических занятиях.
Студенты отвечают на вопросы и решают практические задачи по варианту,
номер которого определяется по приведенной ниже таблице в соответствии с
последней и предпоследней цифрами номера зачетной книжки студента. Работа состоит из трех вопросов и двух задач. Оформляется контрольная работа в
тетради, с указанием курса, специальности, фамилии, имени, отчества и шифра
зачетной книжки.
После проверки студент получает рецензию на зачтенную контрольную
работу или дополнительные указания для доработки работы. Контрольная р абота после зачтения студенту не возвращается.
3
Таблица вариантов контрольной работы
Последняя
цифра
шифра
Номера
задач
1
2
3
Предпоследняя цифра шифра
4
5
6
7
Номера контрольных вопросов
21,9,
31,10,
31,2,2
4,25,
43
2
5
32
8
9
0
10,15,
29
18,31,
15
29,33,
22
23,30,
3
1
1, 5
1,39,
25
11,25,
9
2
6, 8
4,21,
27
11,26,
8
20,14,
42
5, 17,
27
5,22,1
6
3,21,
27
13,26,
11
23,13,
17
3,16,
25,
2
,17,6
3
3, 8
3,9,29
15,29,
9
25,13,
8
18,10,
30
4,5,
26
7,22,
28
14,27,
10
24,17,
16
34,4,
24
11,31,
5
4
4, 9
6,12,
28
16,24,
6
26,14,
32
16,7,
29
1,15,2
5
8,21,
9
15,28,
9
25,8,
19
5,13,
22
15,29,
4
5
5,10
7,10,
31
17,29,
33
27,15,
9
7,8,
28
4,18,2
4
7,20,
30
16,29,
8
26,7,
18
32,4,
23
1,26,
4
6
1, 6
8,13,
25
18,24,
6
28,16,
26
8,5,26
3,9,
23
19,1,6
17,30,
5
22,5,
12
3,8,20
5,28,2
7
2, 7
9,7,24
19,6,5
29,17,
9
4,6,25
6,9,
20
11,17,
7
18,31,
6
28,6,
20
5,9,21
4,27,
19
8
3, 9
6,34,
20
17,9,1
26,14,
34
6,2,20
7,3,25
2,13,9
15,30,
1
25,5,
17
7,15,
29
2,21,
26
9
4, 10
2,33,1
8
20,,3,
35
29,17,
25
12,1,2
1
2,7,21
2,16,
23
31,14,
15
30,13,
19
20,2,
22
14,27,
8
0
3, 7
10,32,
20
21,20,
17
29,19,
33
10,3,
25
8,16,
30
2,7,28
19,34,
8
2,10,6
9,34,
16
22,9,
24
Контрольные вопросы
1. Задачи и направления экологии.
2. Состав экосистем.
3. Функции и свойства экосистем.
4.Принципы организации экосистем (законы).
5. Биосфера.
6. Учение Вернадского В.И. о ноосфере.
7. Глобальные проблемы человечества.
8. Источники загрязнения окружающей среды.
9. Загрязнители атмосферы.
4
10. Нормирование качества атмосферного воздуха (расчет рассеивания).
11. Инженерная защита атмосферного воздуха.
12. Загрязнители гидросферы.
13. Нормирование загрязняющих веществ в водных объектах, ПДК, ПДС.
14. Методы дезинфекции и очистки сточных вод.
15. Состав и свойства почв. Загрязнители почв.
16. Нормирование загрязняющих веществ в почве.
17. Методы борьбы с разрушителями почв.
18. Город как экосистема.
19. Влияние урбанизации на окружающую среду.
20. Геоэкологические проблемы.
22. Градообразующие экологические факторы.
22. Демографическая емкость территорий.
23. Функциональное зонирование города.
24. Экологические мероприятия при подготовке территории к застройке.
25. Охрана окружающей среды при проектировании и строительстве зданий и
сооружений.
26. Оценка степени загрязненности атмосферного воздуха и воды.
27. Экологическая оценка строительных материалов.
28. Биологические факторы риска.
29. Химические факторы риска.
30. Физические факторы риска.
31. Основы экологического права.
32. Мониторинг.
33. Международное сотрудничество в области охрана окружающей среды.
34. Объекты международного сотрудничества.
35. Международные организации и конференции.
Задача 1
Рассчитать величину максимальной концентрации оксида углерода у земной поверхности при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси. Предприятие расположено в г. Воронеже, коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы А=1, местность ровная. Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу М, г/с, разность между температурой выбр асываемой смеси и температурой воздуха ΔТ, ºС. Высота трубы Н, м, диаметр
устья трубы D, м. Определить концентрацию вредного вещества на расстоянии
Хm, м, и опасную скорость ветра. Безразмерный коэффициент, учитывающий
5
скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, F=1. Максимальное значение приземной концентрации сравнить с предельно допустимой концентрацией (ПДК).
Указания к решению задачи
Теоретический материал [3;5;9]. Вентиляционная труба рассматривается
как источник с круглым устьем.
Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества при
выбросе из одиночного источника с круглым устьем определяется:
Сm
AMFmn
H 2 3 V1 T
, мг/м3 ,
(1.1)
где А – коэффициент температурной стратификации атмосферы (для г. Воронежа А=180);
М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных
веществ в атмосфере. Зависит от степени очистки. Если y 90 % F=1;
75 y 90 %, F=2,5; y 75 %, F=3; F=1 для газообразных веществ и мелкодисперсной пыли;
m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси
из устья источника выброса , м;
- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности η=1;
H – высота источника выброса над уровнем земли, м;
∆T – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и
температурой окружающего воздуха, С;
V1 – расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле
V1
D2
4
0
, м3/с,
(1.2)
где D – диаметр устья источника выброса, м;
-
средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника
выброса, м/с.
6
Значения коэффициентов m, n определяются в зависимости от параметров
f, Vm, Vm′, fe:
f
1000
H
2
D
0
2
T
Vm 0.65
3
Vm'
1.3
,
(1.3)
V T
1
H
,
(1.4)
0D
(1.5)
H
.
(1.6)
Коэффициент m определяется в зависимости от f по формуле
1
0,67 0,1 f
m
.
0,343 f
(1.7)
Коэффициент n определяется в зависимости от Vm:
n=1 при Vm 2 ,
n=0,532Vm2-2,13Vm+3,13 при 0,5 Vm 2,
n=4,4 Vm при Vm 0,5.
(1.8)
(1.9)
(1.10)
Расстояние Xm (м) от источников выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м3) при неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального
значения См, определяется по формуле
Xm
5 F
dH ,
4
(1.11)
где d – безразмерный коэффициент, находится по формулам:
d
2,48(1 0,283 fе )
при Vm 0.5;
(1.12)
d
4,95Vm (1 0.283 f )
при 0,5 Vm 2;
(1.13)
7 Vm ( 1 0.283 f )
при Vm 2 .
(1.14)
Значение опасной скорости Um, м/с, при которой достигается наибольшее
значение приземной концентрации вредного вещества определяется по формулам:
Um=0,5
при
Vm ≤0,5 ;
(1.15)
d
7
Um=Vm
при
0,5<Vm≤2;
(1.16)
Um= Vm (1 0,12 f ) при Vm>2.
(1.17)
Дать оценку рассчитанного уровня загрязнения воздуха в приземном слое
промышленными выбросами путем сравнения со среднесуточной ПДК. Знач ения ПДК приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
3
Значения ПДК вредных веществ, мг/м
Наименование вещества
Азота диоксид (NО2)
Азота оксид (NО)
Пыль неорганическая
Серы диоксид (SО2)
Углерода оксид (СО)
ПДК, мг/м3
0,04
0,06
0,15
0,05
3,0
Класс опасности
2
3
3
3
4
Данные для решения задачи 1 приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Исходные
данные
Диаметр D,
м
Скорость
ω0 , м/с
Количество
М, г/с
Высота источника Н,
м
Разность
температур
ΔТ, ºС
0
1,3
1
1,4
2
1,5
Последняя цифра шифра
3
4
5
6
1,6
1,7
1,3
1,4
1,6
1,7
1,8
1,9
2,1
1,6
1,7
1,8
1,9
2,1
3,2
5,2
4,4
5,5
5,8
3,2
5,2
4,4
5,5
5,8
31
32
33
34
35
31
32
33
34
35
15
20
30
25
45
15
20
30
25
45
7
1,5
8
1,6
9
1,7
Задача 2
Определить величину предельно допустимого выброса (ПДВ) при ΔТ≠0
несгоревших мелких частиц топлива (сажи), выбрасываемых из трубы котельной, расположенной в г. Воронеже, А=180. Рассчитать максимально допустимую концентрацию сажи около устья трубы. Фоновая концентрация сажи в
8
приземном воздухе - Сф, мг/м3, масса сажи, выбрасываемой в атмосферу М, г/с.
Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы V1, м3/с, разность между
температурой выбрасываемой смеси и температурой воздуха ΔТ, ºС. Высота
трубы Н, м, диаметр устья трубы D, м, ПДК 0,15 мг/м3. Скорость выхода газовоздушной смеси w0, м/с.
Указания к решению задачи
Теоретический материал [3;5;9]. Предельно допустимый выброс ПДВ, г/с,
из трубы в атмосферу нагретого вредного вещества , при котором его содержание в приземном слое не превышает ПДК, определяется по формуле
( ПДК
ПДВ
Сф ) Н 2 3 V1
Т
, г/с,
АFmn
(2.1)
где F – коэффициент , учитывающий скорость оседания вредных веществ
в атмосферном воздухе ( F=2,5);
m, n – параметры, определяемые аналогично задаче 1.
Величина максимально допустимой концентрации около устья трубы
ПДВ
, г/м3.
V1
См т
(2.2)
Сравнить ПДВ с заданным выбросом сажи М и сделать выводы о возможности работы котельной.
Данные для решения задачи 2 приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Исходные
Последняя цифра шифра
данные
0
Фоновая
0,01
концентрация
Сф, мг/м3
Масса М, г/с 2,5
3
Объем V1 , м
5,2
Разность
температур
42
ΔТ, ºС
Высота ис- 26
точника, Н, м
Диаметр D, м 0,9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,008
0,006
0,044
0,007
0,01
0,006
0,008
0,007
0,044
1,8
5,4
1,2
15,6
8,6
5,8
1,5
5,4
2,5
5,2
1,2
15,6
1,8
5,4
1,5
5,4
8,6
5,8
44
18
0,4
150
24
0,8
158
37
48
26
1,1
0,9
9
42
26
0,9
150
24
0,8
44
18
0,4
48
26
0,9
158
37
1,1
Задача 3
Определить требуемое количество активированного угля, высоту слоя адсорбента и диаметр адсорбера периодического действия для поглощения паров
бензина из смеси его с воздухом, если известны: расход паровоздушной смеси
G, м3/ч, начальная концентрация бензина С0, кг/м3. Скорость паровоздушной
смеси W, м/с, при полном сечении аппарата. Динамическая активность угля по
бензину - аg,остаточная активность после десорбции аk. Насыпная плотность
угля - ρн, кг/м3, продолжительность процесса адсорбции - τ, ч. Конечная концентрация бензина - Ск.
Указания к решению задачи
Теоретический материал [1; 2; 9]. Решение задачи целесообразно начинать
с определения продолжительности процесса адсорбции по уравнению материального баланса:
Lсл (аq
ак )
G (С0 Ск )
, ч,
(3.1)
где Lсл – количество адсорбента в адсорбере, кг;
аg - динамическая активность поглотителя, соответствующая начальной
концентрации извлекаемого компонента, доли единицы;
ак - содержание поглощаемого компонента в адсорбенте после десорбции,
доли единицы.
G – расход парогазовой смеси, м3/ч;
С0 и Ск – начальная и конечная концентрация извлекаемого компонента, кг/м3;
Из уравнения (3.1) находим необходимое количество адсорбента:
Lсл
G (C0 Cк )
,кг,
(а0 ак )
(3.2)
где τ - продолжительность процесса адсорбции, ч.
Диаметр адсорбции
G
, м,
3600 0,785W
Д
(3.3)
где ω - скорость паровоздушной смеси, м/с,
Высота слоя адсорбции
Н
Lсл
,
2
н 0,785 Д
10
(3.4)
где ρ н - насыпная плотность адсорбента, кг/м3.
Данные для решения задачи 3 приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Исходные
данные
Расход G, м3 /ч
Начальная концентрация С0 , кг/м3
Скорость ω, м/с
Динамическая активность аg, %
Остаточная активность ак, %
Насыпная плотность
ρн, кг/м3
Продолжительность
τ, ч
Конечная концентрация Ск, кг/м3
Последняя цифра шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3120
3620
2800
3250
3800
3620
3250
3120
3800
2800
0,025
0,015
0,02
0,03
0,015
0,015
0,03
0,025
0,015
0,02
0,026
0,3
0,19
0,27
0,23
0,3
0,27
0,026
0,23
0,19
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
1,5
1,7
1,1
1,4
1,8
1,7
1,4
1,5
1,8
1,1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Задача 4
Рассчитать индекс загрязнения водных объектов (ИЗВ). Характеристика
и качество поверхностных вод Воронежского водохранилища приведены в
табл. 4.1 и 4.2. Дать сравнительную экологическую оценку вод водохранилища.
Таблица 4.1
Характеристика поверхностных вод Воронежского водохранилища
Ингредиенты
Растворенный кислород
Взвешенные вещества
БПК5
ПДК,
мг/м3
Не менее 6,0
16,15
3,00
Концентрация загрязняющих веществ
в поверхностных водах по контрольным
створам, мг/м3
Чертовицкий
2,5 км ниже
7,0 км ниже
мост (5,5 км
г. Воронежа
г. Воронежа
выше
г. Воронежа)
7,28
8,64
9,83
6,6
15,9
12,0
1,88
3,30
2,88
11
Ингредиенты
Нитраты
Фосфаты
Хлориды
Железо
Медь
Цинк
Свинец
Нефтепродукты
ПДК,
мг/м3
0,08
0,20
300,0
0,10
0,001
0,01
0,006
0,05
Окончание табл. 4.1
Концентрация загрязняющих веществ
в поверхностных водах по контрольным
створам, мг/м3
Чертовицкий
2,5 км ниже
7,0 км ниже
мост (5,5 км
г. Воронежа
г. Воронежа
выше
г. Воронежа)
0,02
0,026
0,008
0,20
0,47
0,20
244
43,8
27,5
0,18
0,10
0,06
0,0008
0,003
0,002
0,0025
0,0035
0,0022
0,0001
0,001
0,007
0,21
0,44
0,25
Таблица 4.2
Качество поверхностных вод Воронежского водохранилища
Ингредиенты
Растворенный кислород
Взвешенные вещества
БПК5
Нитраты
Фосфаты
Хлориды
Железо
Медь
Цинк
Свинец
Нефтепродукты
ПДК,
мг/м3
Не менее 6,0
16,15
3,00
0,08
0,20
300,0
0,10
0,001
0,01
0,006
0,05
С, мг/м3
9,83
12,0
2,88
0,008
0,20
27,5
0,06
0,002
0,0022
0,007
0,25
Указания к решению задачи
Теоретический материал [2;3;8]. Класс качества воды определяется по
индексу загрязненности (ИЗВ), который рассчитывается как сумма приведен-
12
ных к ПДК фактических значений шести основных показателей качества воды
по формуле
6
ИЗВ
i 1
Сi
ПДК i
,
6
(4.1)
где Сi – среднее значение определяемого показателя за период наблюдений, мг/л;
ПДКi – предельно-допустимая концентрация для данного загрязняющего
вещества, мг/л;
6 – число показателей, которое берется для расчета.
В число 6-ти основных показателей входят значения 4-х ингредиентов, являющихся для данного водоема (или воды) наиболее неблагополучными, имеющих наибольшие концентрации (отношение С/ПДК). Для каждого из четырех
выбранных показателей определяют индекс загрязненности воды по формуле
ИЗВ
Сi
.
ПДК i
(4.2)
При расчете ИЗВ в обязательном порядке используют также еще 2 показателя – концентрация растворенного кислорода и значение БПК 5, для которых
индекс загрязненности воды рассчитывается по другой формуле:
ИЗВ
ПДК i
.
Сi
(4.3)
По табл. 4.3 в зависимости от значения ИЗВ определяют класс качества
воды.
Таблица 4.3
Характеристика воды
ИЗВ
Менее и равно 0,2
Более 0,2-1
1-2
2-4
Класс качества воды
I
II
III
IV
Оценка качества
(характеристика) воды
Очень чистые
Чистые
Умеренно загрязненные
Загрязненные
Окончание табл. 4.3
13
ИЗВ
Класс качества воды
4-6
6-10
Свыше 10
V
VI
VII
Оценка качества
(характеристика) воды
Грязные
Очень грязные
Чрезвычайно грязные
Задача 5
Рассчитать валовый и максимально разовый выброс каждого вредного вещества, выделяющегося при проведении сварочных работ электродами. В год
механическая мастерская расходует В, кг, электродов. Количество рабочих
дней в году – 251 при 8-часовом рабочем дне.
Указания к решению задачи
Теоретический материал [2;4]. Максимально разовый выброс вредного вещества при сварке металлов рассчитывают по формуле
Gmax
qi b
, г/с,
3600 t
(5.1)
где qi – удельный выброс загрязняющего вещества при сварке металлов, г/кг
(табл. 5.1);
b – количество электрода, расходуемого в течение рабочего дня, кг;
t – время, затрачиваемое на сварку в течение рабочего дня, ч.
Таблица 5.1
Удельный выброс загрязняющих веществ
Марка
электрода
УОНИ
ОЗС
АНО
Сварочный
аэрозоль
18,0
11,4
17,8
Загрязняющие вещества, г/кг
Соединения
Оксиды
Фтористый
марганца
хрома
водород
0,92
1,4
0,75
0,8
1,5
1,66
0,41
-
Оксиды
азота
1,5
-
Валовый выброс загрязняющего вещества при всех видах сварочных работ
М в qi Q 10 6 , т/год,
(5.2)
где Q – расход электродов в год, кг.
14
Расчет нормативного количества остатков электродов, разбрызганного металла и шлака производится согласно массе израсходованных электродов на
единицу продукции:
- отходы в огарки – 11 %;
- отходы на угар и разбрызгивание - 4 %;
- отходы в шлак – 3 %.
В зависимости от расхода электродов рассчитывается количество отходов:
1) в огарки:
, т/год,
(5.3)
где Vог – процентное количество отходов в огарки в долях единицы;
2) на угар и разбрызгивание:
,т/год,
(5.4)
где Vуг – процентное количество отходов на угар и разбрызгивание в долях единицы;
3) в шлак:
,т/год,
(5.5)
где Vшл – процентное количество отходов в шлак в долях единицы.
Нормативное количество огарков электродов составляет
Qгод=Qог+Qуг+Qшл, т/год.
Данные для решения задачи 5 приведены в табл. 5.2.
Исходные
(5.6)
Таблица 5.2
Последняя цифра шифра
данные
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Марка электродов
УОНИ
АНО
ОЗС
УОН
И
ОЗС
ОЗС
АНО
УОН
И
ОЗС
УОН
И
Расход электродов в
год, кг
550
850
900
780
950
900
850
780
950
550
15
Задача 6
Сравнить эффект очистки производственных примесей на многоступенчатой сорбционной установке (ступени указаны в задании). Расход сточных вод
Q, м3/ч, доза сорбента Cc, кг/м3. Начальная концентрация сорбента Сн, кг/м3.
Адсорбционная константа распределения сорбата между сорбентом и раствором Кадс= 8000. Необходимая степень очистки сточных вод в сорбционной
установке, %.
Указания к решению задачи
Теоретический материал [1;3;9]. Расход сорбента при очистке сточных вод
в одноступенчатой установке
m1 = Cc ∙ Q, кг/ч ,
(6.1)
где Cc - доза сорбента, кг/м3,
Q - расход сточных вод, м3/ч.
Расход сорбента на каждой ступени при многоступенчатой очистке сточных вод
mi =
m1
, кг/ч,
n
(6.2)
где n - количество ступеней в сорбционной установке.
Концентрация сорбента (поглощаемого вещества) в сточных водах после
очистки
Сi = (
Q 103
3
)i Cн , кг/ м ,
3
Q 10 кадсmi
(6.3)
где кадс – адсорбционная константа распределения сорбата между сорбентом и
раствором.
Эффект очистки сточных вод на одно- и многоступенчатой сорбционной
установке
Эi
С н Сi
100 %.
Сн
Данные для решения задачи 6 приведены в табл. 6.1.
16
(6.4)
Таблица 6.1
Последняя цифра шифра
Исходные
данные
Ступени очистки
Расход сточных вод,
м3 /ч
Доза сорбента, кг/м3
Начальная концентрация сорбата,
кг/м3
Необходимая степень очистки, %
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1и 5
1и3
1и4
1и5
1и4
1и5
1и4
1и5
1и3
1и4
19
16
18
20
18
19
18
20
16
18
1,5
0,26
1,3
0,31
1,45
0,27
1,6
0,29
1,55
0,28
1,5
0,26
1,45
0,27
1,6
0,29
1,3
0,31
1,55
0,28
96
95
98
93
97
96
98
93
95
97
Задача 7
Определить основные размеры нефтеловушки, используемой в качестве
первой ступени очистки воды в оборотной системе водоснабжения промыво чно-пропарочной станции, и эффективность её работы. Количество обрабатываемых в сутки систем N, шт., расход воды на промывку одной цистерны Рц, м 3 .
Скорость движения воды в отстойной зоне нефтеловушки Vв, м/с, глубина проточной части отстойной зоны нефтеловушки Н, м. Наименьший размер улавливаемых
частиц нефтепродуктов в сточной воде rч, м, плотность частиц ρч =0,86 кг/м 3 . Коэффициент часовой неравномерности поступления очищаемой воды kн =1,5.
Число секций в нефтеловушке n=3. Температура оборотной воды, подаваемой
10 6 м 2 /с). Начальная
в нефтеловушку, 20  С (кинематическая вязкость воды
концентрация нефтепродуктов в очищаемой воде Сн, г/м 3 , допустимая концентрация нефтепродуктов на выходе нефтеловушки Ск 150 г/м 3 .
Указания к решению задачи
Теоретический материал [1; 3; 9]. Для предварительного расчёта размеров
нефтеловушки принять ламинарный характер потока воды в отстойной зоне при
постоянных скоростях движения воды Vв и всплытия частей нефтепродуктов Vr .
Максимальный секундный расход сточных вод через одну секцию нефтеловушки определяется по формуле
Qmax
kн Рц N
n 24 3600
17
, м 3 /с,
(7.1)
где kн - коэффициент часовой неравномерности поступления очищаемой воды;
Pц - расход воды на промывку одной цистерны, м 3 ;
N - количество обрабатываемых цистерн в сутки, шт.;
n - число секций в нефтеловушке.
Требуемая ширина каждой секции нефтеловушки определяется так:
Q max
Vв Н
В
, м,
(7.2)
где Vв - скорость движения воды в отстойной зоне нефтеловушки, м/с;
Н - глубина проточной части отстойной зоны нефтеловушки, м.
Значение В округляется до целого в большую сторону.
Скорость всплытия частиц нефтепродуктов можно найти из условия р авенства выталкивающей силы и силы вязкого сопротивления воды по формуле
2 g rr2
g
Vr
r
, м/с,
(7.3)
в
где g - ускорение свободного падения, м/с 2 ;
rч - радиус улавливаемых частиц нефтепродуктов, м;
ρr, ρв - плотности частиц нефтепродуктов и воды, кг/м 3 ;
- кинематическая вязкость воды, зависящая от температуры, м 2 /с.
Длина отстойной зоны нефтеловушки определяется так:
L
Vв
H , м.
Vr
(7.4)
С учётом реальных турбулентных процессов, происходящих в нефтеловушке, действительная скорость всплытия нефтечастиц будет равна
(7.5)
где W - вертикальная турбулентная составляющая скорости, может быть принята равной 0,04 Vв , м/с.
Уточнённая длина отстойной зоны нефтеловушки
Vr/
Vr W , м/с,
L/
Vв
H , м.
Vr/
Найденное значение округляется до целого в большую сторону.
18
(7.6)
Эффективность работы нефтеловушки по уменьшению концентрации
нефтепродуктов в очищаемой воде определяется по формуле
,
(7.7)
где е - основание натуральных логарифмов.
Фактическая концентрация нефтепродуктов на выходе нефтеловушки
Сф
),
Сн * (1
г/м 3 .
(7.8)
Полученное значение сравнивается с допустимым.
Данные для решения задачи 7 приведены в табл. 7.1.
Таблица 7.1
Исходные
данные
Количество обрабатываемых цистерн в
сутки N, шт
Расход воды на
промывку одной цистерны Рц , м3
Скорость движения
воды в отстойной
зоне нефтеловушки
Vв, м/с
Глубина проточной
части отстойной зоны нефтеловушки
Н, м
Наименьший размер
улавливаемых частиц нефтепродуктов в сточной воде
rч, м
Начальная концентрация нефтепродуктов в очищаемой
воде Сн, г/м3
Последняя цифра шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
120
110
160
140
120
210
110
140
160
210
20
25
20
17
20
15
25
17
20
15
0,001
0,004
0,011
0,003
0,001
0,006
0,004
0,003
0,011
0,006
1,8
2,4
2,1
2,2
1,8
1,8
2,4
2,2
2,1
1,8
60∙10 -6
50∙10 -6
70∙10 -6
40∙10 -6
60∙10 -6
60∙10 -6
50∙10 -6
40∙10 -6
70∙10 -6
60∙10 -6
860
900
980
780
860
550
900
780
980
550
19
Задача 8
Рассчитать нормативное количество отходов моторного масла от автотранспортных средств автопарка.
Указания к решению задачи
Теоретический материал [2;4]. Расчет нормативного количества отходов
моторного масла на автотранспорте производится согласно объему масел, заливаемому в смазочную систему автотранспортных средств, планируемому
количеству ТО для данного типа автотранспортных средств.
Расчет нормативного количества отходов масел на автотранспорте производится по формуле
М
N iVi (
Li
) k
Lhi
00,001 , т/год,
(8.1)
где Ni – количество автомашин i –й марки, шт;
Vi – объем масла, заливаемого в автомашину данной марки при ТО, л;
Li – средний годовой пробег автомобиля данной марки, тыс. км/год;
Lhi –норма пробега подвижного состава данной марки до замены масла,
тыс. км, согласно справочным данным;
k – коэффициент полноты слива масла - 0,9;
– плотность отработанного масла, кг/л; = 0,9 кг/л;
0,001 – переводной коэффициент килограмма в тонну.
Результаты расчета можно записать в виде табл. 8.1.
Рассчитывается итоговое количество автотранспорта и нормативное количество отходов масел.
Далее производится расчет нормативного количества отходов трансмиссионного масла.
Расчет нормативного количества отходов трансмиссионного масла, производится согласно объему масла в трансмиссии, которое заливается в систему
автотранспортных средств.
Расчет нормативного количества отходов масел на автотранспорте производится по формуле (8.1), как и для моторных масел.
20
Результаты расчета сводятся в табл. 8.2.
Нормативное количество отходов отработанного в автопарке масла составит сумму нормативного количества отходов масла моторного и нормативного
количества отходов трансмиссионного масла.
Таблица 8.1
Нормативное количество отходов отработанного моторного масла
Марка
Количе-
Объем
Сред-
Норма
Коэф-
Плот-
Норма-
автомобиля
ство
масла в
ний го-
пробега
фициент
ность
тивное
двига-
довой
до за-
полноты
масла,
количе-
теле, л
пробег,
мены
слива
кг/л
ство от-
тыс. км
масла,
ходов
тыс. км
масел, т
ГАЗ 3102
5,5
16
0,9
0,9
УАЗ 469
5,5
16
0,9
0,9
ИЖ 2712
4
16
0,9
0,9
ГАЗ 3307
8
12
0,9
0,9
ГАЗ 53
8
12
0,9
0,9
ЗИЛ 130
8,5
12
0,9
0,9
КАМАЗ 5410
30
12
0,9
0,9
МАЗ 5310
35
12
0,9
0,9
Таблица 8.2
Нормативное количество отходов отработанного трансмиссионного масла
Марка
Количе-
Объем
Сред-
Норма
Коэф-
Плот-
Норма-
автомобиля
ство
масла в
ний го-
пробега
фициент
ность
тивное
транс-
довой
до за-
полноты
масла,
количе-
миссии,
пробег,
мены
слива
кг/л
ство от-
л
тыс. км
масла,
масла
ходов
тыс. км
ГАЗ 3102
3
32
21
масел, т
0,9
0,9
УАЗ 469
5
32
0,9
0,9
Окончание табл. 8.2
Марка
Количе-
Объем
Сред-
Норма
Коэф-
Плот-
Норма-
автомобиля
ство
масла в
ний го-
пробега
фициент
ность
тивное
транс-
довой
до за-
полноты
масла,
количе-
миссии,
пробег,
мены
слива
кг/л
ство от-
л
тыс. км
масла,
масла
ходов
тыс. км
масел, т
ИЖ 2712
3
32
0,9
0,9
ГАЗ 53
25
50
0,9
0,9
ГАЗ 3307
25
50
0,9
0,9
ЗИЛ 130
25
50
0,9
0,9
КАМАЗ 5410
30
50
0,9
0,9
МАЗ 5310
20
50
0,9
0,9
Данные для решения задачи 8 приведены в табл. 8.3.
Последняя цифра шифра
Исходные
данные
ГАЗ-3102,
шт.
Пробег, тыс км
ГАЗ-3307,
шт.
Пробег, тыс км
ГАЗ-3307,
шт.
Пробег, тыс км
КАМАЗ-5410,
шт.
Пробег, тыс км
МТЗ-80,
шт.
Годовой фонд рабочего времени, ч
Таблица 8.3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
50,7
-
-
1
22,54
1
29,07
1
50,7
-
-
1
22,54
1
29,07
1
49,5
1
34,34
-
-
1
20,29
1
49,5
1
34,34
-
-
1
20,29
-
-
-
-
1
44,34
1
20,31
1
44,34
1
20,31
1
43,69
-
1
43,57
1
52,04
1
35,62
1
43,69
-
1
43,57
1
52,04
1
35,62
1
400
-
1
1000
-
1
700
1
400
-
1
1000
-
1
700
22
Окончание табл. 8.3
Последняя цифра шифра
Исходные
данные
ИЖ-2412,
шт.
Пробег, тыс км
ГАЗ-53,
шт
Пробег, тыс км
МАЗ-5310,
шт
Пробег, тыс км
ЮМЗ,
шт.
Годовой фонд рабочего времени, ч
УАЗ-469,
шт
Пробег, тыс км
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
1
44,35
-
-
1
28,67
-
1
44,35
-
-
1
28,67
-
1
39,5
-
1
27,87
-
-
1
39,5
-
1
27,87
-
-
1
56,69
1
44,34
-
-
-
1
56,69
1
44,34
-
-
-
1
950
-
1
550
-
-
1
950
-
1
550
-
-
-
1
69,47
1
23,87
-
-
-
1
69,47
1
23,87
-
Задача 9
Рассчитать валовый выброс загрязняющего вещества. Исходные данные:
на территории строительной организации имеется гараж, в котором производится ремонт n-го количества двигателей.
Указания к решению задачи
Теоретический материал [2;4;7;8]. Валовый выброс i-го загрязняющего
вещества Mi определяется по формуле
Mi = Mixx + Miн , т/год,
(9.1)
где Mixx – валовый выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке на холодном ходу, т/год ;
23
Miн. – валовый выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке на нагрузочном режиме, т/год.
Валовый выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке на холостом
ходу определяется по формуле
n
M ixx
Pixxn t xxn nn 60 10 6 , т/год,
(9.2)
n 1
где Pixxn - выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке двигателя n-й модели на холостом ходу, г/с; (табл. 9.2.);
tххn - время обкатки двигателя n-й модели на холостом ходу, мин (табл. 9.2);
nn – количество обкатанных двигателей n-й модели в год.
Pixxn = qixxб ∙ Vhn , г/с ,
(9.3)
Pixxn = qixxд ∙ Vhn , г/с ,
(9.4)
где qiххб , qiххд – удельный выброс i-го загрязняющего вещества бензиновым и
дизельным двигателем n-й модели на единицу рабочего объёма
(табл. 9.1), г/кВт;
V hп – рабочий объём двигателя n-й модели (табл. 9.2).
Таблица 9.1
Удельные выделения загрязняющих веществ
при обкатке двигателей после ремонта на стендах
Тип
двигателя
Бензиновый
Дизель
зельные
Вид
обкатки
на холостом
ходу
с нагрузкой
Единицы
измерения
г/кВт
г/кВт
на холостом
г/кВт
ходу
под нагруз- г/кВт
кой
СО
NO X
9,9∙
10-2
4,0∙
10−2
6,1∙
10−3
2,2∙
10−3
____
2,7∙
10−3
2,0∙
10−3
4,8∙
10−3
24
Удельный выброс
загрязняющих
веществ
Pb
СаАИ-93
CH
SO 2 жа
С
4,0∙
10-2
6,7∙
10−3
9,5∙
10−4
6,8∙
10−4
0,1∙
10-2
5,4∙
10−3
2,0∙
10−4
2,3∙
10−4
−
0,76∙10−4
А-92
А-76
АИ-80
0,3∙10−4
−
3,8∙10−5
2∙10−5
1,4∙
10−4
3,1∙
10−4
−
−
−
−
Валовый выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке двигателя на
нагрузочном режиме определяется по формуле
n
MiH =
-6
PiHn ∙tнn∙nn∙60∙10 , т/год,
(9.5)
n 1
где Pihn – выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке двигателя n-й модели под нагрузкой, г/с ,
thn – время обкатки двигателя n-й модели под нагрузкой ( табл. 9.2 ), мин.
Piнn = qiнб ∙ Nсрn , г/с;
(9.6)
Piнn = qiнд ∙Nсрn , г/с;
(9.7)
где qiнб , qiнд – удельный выброс i-го загрязняющего вещества бензиновым или
дизельным двигателем на единицу мощности (табл. 9.1 ) , г/кВт ;
Ncpn – средняя мощность, развиваемая при обкатке под нагрузкой двигателем n-й модели (табл. 9.2) , кВт .
Таблица 9.2
Справочная таблица
Модель автомобиля
Рабочий
объём, л
Средняя
мощность
обкатки,
кВт
ВАЗ 2101
1,2
ВАЗ 2106,2121
Время обкатки, мин
Вид
топлива
под
нагрузкой
7,4
на
холостом
ходу
30
1,6
7,4
30
35
УАЗ М 3313
1,8
7,4
30
35
А-76 АИ-80
ГАЗ 52-01, 52-07
3,5
9,6
35
45
А-76 А-80
ЗИЛ130,138,131,508.10
6,0
24,3
20
50
А-76
АИ-80
КАМАЗ-740, 74.10
11,85
59,0
10
40
Дизельное
Д 2156
10,4
61,9
90
90
25
35
АИ-93
А-92
Данные для решения задачи 9 приведены в табл. 9.3.
Таблица 9.3
Последняя цифра шифра
Исходные
данные
ВАЗ-2016, шт.
КАМАЗ-740, шт.
Д-2156, шт.
ВАЗ-2101, шт.
ЗИЛ-138, шт.
ГАЗ 52-07, шт.
ЗИЛ-130, шт.
Д-2156, шт.
ГАЗ_52-01, шт.
0
NОх
2
4
2
-
1
2
СН
2
3
3
-
3
SО2
3
2
2
-
4
5
6
Загрязняющие вещества
СО
СН NОх
СН
1
2
2
4
2
1
3
3
5
3
3
2
-
7
8
9
СО
1
3
3
-
SО2
3
2
2
-
СН
1
5
2
Задача 10
Оцените срок исчерпания природного ресурса, если известен уровень д обычи ресурса в текущем году, а потребление ресурса в последующие годы будет возрастать с заданной скоростью прироста ежегодного потребления
Указания к решению задачи
Теоретический материал [9]. Для расчета запаса ресурсов можно воспользоваться формулой суммы членов ряда геометрической прогрессии
((1
Q
TP t
) 1) q
100
,
TP
100
млрд т,
(10.1)
где Q – запас ресурсов, млрд т; q – годовая добыча ресурса, млрд т/год;
ТР – прирост объема потребления ресурса, % (в год);
t – число лет.
Логарифмирование выражения для Q дает следующую формулу для расчета срока исчерпания ресурса:
26
Q TP
1
q 100
TP
ln 1
100
ln
t
, лет.
(10.2)
Данные для решения задачи 10 приведены в табл. 10.1.
Таблица 10.1
Последняя цифра шифра
Исходные
данные
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
железо
Сви
нец
свинец
250
0,15
250
3,9
1,7
3,5
0,04
1,7
3,5
3,9
1200
0
0,79
0,15
Добыча, млрд т/год
Прирост объема потребления, % (в год)
1200
0
0,79
камен
менный
уголь
6800
железо
6800
Природный
газ
280
Нефть
Запас, млрд т
Природный
газ
280
Нефть
Природный ресурс
каменный
уголь
2
1,5
2
2,5
2,2
1,5
2
2
2,5
2,2
0,04
Библиографический список рекомендуемой литературы
1. Жуков, А.И. Методы очистки производственных сточных вод/ А.И. Жуков, И.Л. Монгайт, И.Д. Родзиллер. – М.: Стройиздат, 1977. – 204 с.
2. Колотушкин, В.В. Промышленная экология: учеб.-метод. пособие/ В.В. Колотушкин,
Э.В, Соловьева; ВГАСУ. - Воронеж, 2008. - 73 с.
3. Мазур, И.И. Курс инженерной экологии/ И.И. Мазур, О.И. Молдаванов. - М.: Высшая
школа, 1999 .– 448 с.
4. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для
автотранспортных предприятий.- М.: Мин-во транспорта РФ, 1998. – 86 с.
5. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 93 с.
6. Павлова, Е.И. Экология транспорта/ Е.И. Павлова, Ю.В. Буралев.– М.: Транспорт, 1998. –
232 с.
7. Сборник законодательных нормативных и методических документов для экспертизы воздухоохранных мероприятий. - Л: Гидрометеоиздат, 1986. - 319 с.
8. Соловьева, Э.В. Экология: практикум к выполнению лабораторных и практических заданий / Э.В. Соловьева, В.В. Колотушкин; ВГАСУ. - Воронеж, 2011. – 104 с.
9. Цветкова, Л.И. Экология/ Л.И. Цветкова, М.Л. Алексеев, Б.П. Усанов [и др.]. – М.: Изд-во
АСВ; СПб., 1999. – 488 с.
27
Оглавление
Введение………………………………………………………………………..
Таблица вариантов контрольной работы……………………………………
Контрольные вопросы……………………………………………………….
Задача 1………………………………………………………………………...
Задача 2………………………………………………………………………...
Задача 3………………………………………………………………………...
Задача 4…………………………………………………………………….......
Задача 5………………………………………………………………………..
Задача 6………………………………………………………………………..
Задача 7………………………………………………………………………..
Задача 8………………………………………………………………………..
Задача 9………………………………………………………………………..
Задача 10……………………………………………………………………….
Библиографический список рекомендуемой литературы………………….
3
4
4
5
8
10
11
14
16
17
20
23
26
27
Экология
Методические указания
к выполнению контрольных заданий
для студентов заочной формы обучения
направления 270800 «Строительство», бакалавриат
Составители: Соловьева Эльвира Владимировна,
доцент Иванова Ирина Александровна,
профессор Манохин Вячеслав Яковлевич,
ассистент Заложных Наталья Васильевна
Редактор Аграновская Н.Н.
Подписано в печать 12.12. 2012.Формат 60х84 1/16. Уч.-изд. л. 1,75. Усл.-печ. л. 1,9.
Бумага писчая. Тираж 90 экз. Заказ № 601
28
______________________________________________________________
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства учебной литературы
и учебно-методических пособий Воронежского ГАСУ
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
29
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
10
Размер файла
499 Кб
Теги
экологии, 130
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа