Выявление зон экотоксикологической опасности - реферат
ОТЧЕТ
по контрольной работе № 1
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Вариант № 7.
Предприятие № 7 имеет два источника выбросов в
атмосферу:
1) труба высотой 26 м и диаметром 2.1 м
температура ГВС 135 град. С
выбрасывает в атмосферу:
сажа 9.8 г/с
анилин 3.4 г/с
фенол 0.9 г/с
двуокись азота 1.6 г/с
2) труба, расположенная в 200 м западнее первой:
высота 31 м, диаметр 1.7 м
температура ГВС 73 град. С
выбрасывает в атмосферу
сажа 13.0 г/с
ацетон 7.7 г/с
Реальная скорость ветра 7.7 м/с
Задание на контрольную работу № 1
1. Определить максимально возможную концентрацию См
загрязняющего вещества, которая может быть достигнута в атмосферном воздухе города при самых неблагоприятных метеорологических условиях.
2. Определить наиболее опасную скорость ветра, при которой может быть достигнута максимальная концентрация.
3. Построить графики зависимости концентраций всех
загрязняющих веществ от расстояния до источника выбросов (до труб предприятий). На графиках провести линии ПДК - предельно допустимой концентрации.
4. По графикам сделать вывод о влиянии предприятия на окружающую среду, т.е. сравнить полученные значения концентраций веществ с величинами их ПДК.
5. Определить расстояния (по две точки для каждого графика), на которых концентрация равна ПДК, т.е. определить зону (в виде кольца вокруг трубы) повышенного влияния предприятия на окружающую среду. Определить расстояние, на котором влияние предприятия практически отсутствует (дальнюю точку, на которой концентрация равна 0.1´ПДК).
6. Сформировать таблицу значений ИЗА в центрах 25 геоквантов.
7. Выявить зоны экотоксикологической опасности
Решение.
Расчет уровня максимальной концентрации вещества в воздухе (Сm
) выполняется по формуле:
где А
- безразмерный коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (Таблица 1); М
(г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F
- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (см. Приложение); m
и n
- коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из источника; Н
(м) - высота источника над уровнем земли; Г
- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в данной работе принять Г=1); dТ
(град) - разность между температурой выбрасываемой смеси (Тг
) и температурой окружающего воздуха (То
=27.4о
С) ; V1
(м3
/с) -расход газовоздушной смеси.
Температура окружающего воздуха То
=27,4о
С Разность температур между температурой ГВС и окружающим воздухом равна
для первого источника
для второго источника.
Расход газовоздушной смеси V1
определяется по формуле:
,
где D
(м) - диаметр источника выбросов, (трубы); Omo
(м/с) - средняя скорость выхода газовоздушной смеси (дыма) из устья источника. Если данных по величине Omo
нет, то принимается Omo=
7 м/с.
Для первого источника:
,
Для второго источника:
А- безразмерный коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы,
для Дальнего Востока равен 200.
Коэффициенты m
и n
определяются в зависимости от параметровf
и Vm,
которые рассчитываются по нижеприведенным формулам.
- высота источника над уровнем земли;
- расход ГВС.
Для первого источника
Для второго источника
Т.к. у обоих источников
то коэффициент m определяется по одной и той же формуле:
Для первого источника:
Для второго источника:
Коэффициент n рассчитывается по формулам:
Для первого источника он будет равен 1, т. к.
.
Для второго источника рассчитаем n по формуле
Подставив все вычисленные параметры в формулу для расчета уровня максимальной концентрации вещества в воздухе
.
Первый источник
Второй источник:
Определим расстояния Хm
(м) от источника выбросов, на котором приземная концентрацияС
(мг/м ) достигает максимального значения См
(мг/с), по формуле:
,
где безразмерный коэффициент d
при f < 100
определяется по формуле:
При
значения d
находят по формулам:
Для первого источника f < 100
и
, значит коэффициент d рассчитаем по формуле:
Для второго источника f < 100
и
, значит коэффициент d рассчитаем по формуле:
Для первого источника:
Для второго источника:
Основными метеорологическими факторами, влияющими на концентрацию вредных веществ в атмосферном воздухе, являются скорость и направление ветра. Если f < 100
, то определение опасной скорости ветра Um
(м/с), при которой достигается на расстоянии Хm
(м) от источника выбросов максимально возможное значение концентрации вредного вещества (См
), рассчитывается по формуле:
Для первого источника
,
Для второго источника
,
При опасной скорости ветра Um
приземная концентрация вредных веществ С
(мг/м3
) в атмосферном воздухе на различных расстояниях Х
(м) от источника выбросов определяется по формуле:
где S1
- безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения Х/Хm
:
Результаты вычислений:
1-я труба
Сажа,
X
25
50
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2000
3000
4000
5000
10000
25000
50000
100000
Х/Хm
0,08017832
0,160357
0,320713
0,641427
0,9621398
1,28285307
1,60356633
1,92428
2,244993
2,565706
2,886419
3,207133
6,414265
9,621397989
12,828531
16,035663
32,071327
80,178317
160,35663
320,7132663
S1
0,0345719
0,123282
0,38498
0,86518
0,99978909
0,93085129
0,84689537
0,762807
0,682697
0,608912
0,542465
0,483497
0,177993
0,081066422
0,0377429
0,0234128
0,0064661
0,0012515
0,0003446
0,00009121
C
0,03169552
0,113025
0,35295
0,793197
0,91660664
0,85340447
0,77643368
0,699341
0,625897
0,55825
0,497332
0,44327
0,163184
0,074321696
0,0346027
0,0214649
0,0059282
0,0011474
0,000316
0,000084
Анилин,
X
25
50
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2000
3000
4000
5000
10000
25000
50000
100000
Х/Хm
0,06013374
0,120267
0,240535
0,48107
0,72160485
0,9621398
1,20267475
1,44321
1,683745
1,92428
2,164815
2,405349
4,810699
7,216048492
9,621398
12,026747
24,053495
60,133737
120,26747
240,5349497
S1
0,01999605
0,073497
0,245852
0,658581
0,93171375
0,99978909
0,95115007
0,889224
0,825692
0,762807
0,702197
0,644925
0,281896
0,145444693
0,0853475
0,0560742
0,017889
0,0054923
0,002523
0,001210047
C
0,00318137
0,011693
0,039115
0,10478
0,14823566
0,15906644
0,15132798
0,141476
0,131368
0,121363
0,11172
0,102608
0,04485
0,023140251
0,0135788
0,0089214
0,0028461
0,0008738
0,0004014
0,000192519
Фенол,
X
25
50
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2000
3000
4000
5000
10000
25000
50000
100000
Х/Хm
0,06013374
0,120267
0,240535
0,48107
0,72160485
0,9621398
1,20267475
1,44321
1,683745
1,92428
2,164815
2,405349
4,810699
7,216048492
9,621398
12,026747
24,053495
60,133737
120,26747
240,5349497
S1
0,01999605
0,073497
0,245852
0,658581
0,93171375
0,99978909
0,95115007
0,889224
0,825692
0,762807
0,702197
0,644925
0,281896
0,145444693
0,0853475
0,0560742
0,017889
0,0054923
0,002523
0,001210047
C
0,00084183
0,003094
0,01035
0,027726
0,03922515
0,04209112
0,04004342
0,037436
0,034762
0,032114
0,029562
0,027151
0,011868
0,006123222
0,0035931
0,0023607
0,0007531
0,0002312
0,0001062
0,000051
Двуокись азота,
X
25
50
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2000
3000
4000
5000
10000
25000
50000
100000
Х/Хm
0,06013374
0,120267
0,240535
0,48107
0,72160485
0,9621398
1,20267475
1,44321
1,683745
1,92428
2,164815
2,405349
4,810699
7,216048492
9,621398
12,026747
24,053495
60,133737
120,26747
240,5349497
S1
0,01999605
0,073497
0,245852
0,658581
0,93171375
0,99978909
0,95115007
0,889224
0,825692
0,762807
0,702197
0,644925
0,281896
0,145444693
0,0853475
0,0560742
0,017889
0,0054923
0,002523
0,001210047
C
0,0014977
0,005505
0,018414
0,049328
0,06978536
0,0748842
0,07124114
0,066603
0,061844
0,057134
0,052595
0,048305
0,021114
0,010893808
0,0063925
0,0042
0,0013399
0,0004114
0,000189
0,000091
2-я труба
Сажа,
X
25
50
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2000
3000
4000
5000
10000
25000
50000
100000
Х/Хm
0,08671523
0,17343
0,346861
0,693722
1,04058273
1,38744364
1,73430454
2,081165
2,428026
2,774887
3,121748
3,468609
6,937218
10,40582726
13,874436
17,343045
34,686091
86,715227
173,43045
346,8609088
S1
0,04007035
0,141451
0,431447
0,911476
0,99056282
0,90381925
0,8123561
0,72294
0,639723
0,564718
0,49848
0,440707
0,155728
0,06406655
0,03168816
0,02003505
0,00562489
0,00108422
0,00029706
0,00007833
C
0,04755549
0,167874
0,512041
1,081739
1,17559995
1,07265269
0,96410422
0,857985
0,759223
0,670207
0,591596
0,523031
0,184818
0,076034182
0,0376075
0,0237776
0,0066756
0,0012867
0,0003525
9,29647E-05
Ацетон,
X
25
50
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2000
3000
4000
5000
10000
25000
50000
100000
Х/Хm
0,06503642
0,130073
0,260146
0,520291
0,78043704
1,04058273
1,30072841
1,560874
1,82102
2,081165
2,341311
2,601457
5,202914
7,804370447
10,405827
13,007284
26,014568
65,03642
130,07284
260,1456816
S1
0,02323139
0,084767
0,27895
0,717303
0,96463333
0,99056282
0,9262703
0,858191
0,789605
0,72294
0,659806
0,601133
0,250048
0,12670909
0,0736113
0,0485633
0,0159885
0,0050131
0,0023181
0,001115346
C
0,00816583
0,029796
0,098051
0,252132
0,33906862
0,34818283
0,32558401
0,301654
0,277546
0,254113
0,231922
0,211298
0,087892
0,044538245
0,0258744
0,01707
0,00562
0,0017621
0,0008148
0,000392044
Построим графики зависимости концентраций всех
загрязняющих веществ от расстояния до источника выбросов (до труб предприятий). На графиках проведем линии ПДК - предельно допустимой концентрации.
График зависимости концентраций загрязняющих веществ от расстояния до источника выбросов
По графикам сделаем вывод о влиянии предприятия на окружающую среду, т.е. сравним полученные значения концентраций веществ с величинами их ПДК.
По первой трубе:
Из всех выбрасываемых в окружающую среду веществ (сажа, анилин, фенол, двуокись азота), только двуокись азота выбрасывается в пределах, не превышающих предельно допустимую концентрацию, так как максимальная концентрация двуокиси азота равна 0,0748842 мг/м3 отмечается на расстоянии 400 м от источника и это в
раза меньше ПДК двуокиси азота.
Что касается других веществ. Максимальная концентрация сажи 0,91660664 мг/м3, отмеченная на расстоянии 300 м, превышает ПДК в
раза. Наиболее высокая концентрация анилина 0,15906644 мг/м3 отмечается на расстоянии 400 м, и она в
раза превышает предельно допустимую. На этом же расстоянии отмечена и наиболее высокая концентрация фенола – 0,04209112 мг/м3, что превышает ПДК в
раза.
По второй трубе:
Максимальная концентрация сажи, выбрасываемой 2-й трубой отмечена на расстоянии 300 м от источника и составляет 1,17559995 мг/м3, что в
раза больше ПДК.
Наибольшая концентрация ацетона отмечена на расстоянии 400 м от источника и составляет 0,34818283 мг/м3
»0,35 мг/м3 равно предельно допустимой концентрации для этого вещества.
5. Определить расстояния (по две точки для каждого графика), на которых концентрация равна ПДК, т.е. определить зону (в виде кольца вокруг трубы) повышенного влияния предприятия на окружающую среду. Определить расстояние, на котором влияние предприятия практически отсутствует (дальнюю точку, на которой концентрация равна 0.1´ПДК).
1-я труба
вещество
ПДК, мг/м3
, м
, м
0,1´ПДК
,м
Сажа
0,05
30
3525
0,005
11010
Анилин
0,03
85
2555
0,003
9645
Фенол
0,01
95
2345
0,001
8280
Двуокись азота
0,085
-
-
0,0085
3450
2-я труба
Сажа
0,05
25
3520
0,005
11765
Ацетон
0,35
400
400
0,035
3430
6. Сформировать таблицу значений ИЗА в центрах 25 геоквантов.
В качестве комплексного показателя (показателя, который учитывает наличие в воздухе всех веществ, даже тех, у которых их концентрация не превышает ПДК) качества атмосферного воздуха наиболее часто используют индекс загрязнения атмосферы (ИЗА):
,
где i - количество вредных веществ, обнаруженных в атмосферном воздухе территории; Ci - концентрация i -того вещества, мг/м3; ПДКi - предельно допустимая концентрация i -того вещества; mi - коэффициент экологической опасности i - того вещества.
Коэффициент опасности (вредности) веществ, обнаруженных в воздухе, определяется в зависимости от класса опасности вещества, который, в свою очередь, оценивается через величину предельно допустимой концентрации. Существуют четыре класса веществ, правила определения которых приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Характеристики химических веществ
Класс
вещества
Характеристика
вещества
Правило
определения
Значение mi
1
особо опасные
ПДК<0.1
1.37
2
опасные
0.1< ПДК< 1
1.1
3
умеренно опасные
1< ПДК<10
1.0
4
неопасные
ПДК>10
0.9
ПДК
Класс
вещества
Характеристика
вещества
Значение mi
Сажа
0,05
1
особо опасные
1.37
Анилин
0,03
Фенол
0,01
Двуокись азота
0,085
Ацетон
0,35
2
опасные
1,1
Карту-схему города N обработаем в графическом редакторе: увеличим изображение таким образом, чтобы расстояние между А-B было равно семь сантиметров, для облегчения дальнейших расчетов. Как известно из задания на контрольную работу, это расстояние составляет 7 км. Таким образом, масштаб: 1 см – 1 км. Расчертим карту на 25 одинаковых участков прямоугольной формы. Увеличивая рисунок карты, нужно следить за тем, чтобы не исказить ее размеры карты. Это очень важно.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Ширина прямоугольника 2 см, высота 2,972»3 см.
- определим расстояния от заданного предприятия до центров каждого геокванта (центр на пересечении красных пунктирных линий). Для этого измерим расстояния обычной линейкой, затем, зная масштаб карты, проведем пересчет в реальные расстояния;
№ геокванта
расстояние от заданного
предприятия
до центра геокванта
12
7мм
700
м
13
13мм
1300
м
7
16мм
1600
м
8
19мм
1900
м
11
21мм
2100
м
6
25мм
2500
м
14
32мм
3200
м
9
35мм
3500
м
17
37мм
3700
м
18
39мм
3900
м
16
44мм
4400
м
2
46мм
4600
м
3
48мм
4800
м
19
49мм
4900
м
1
51мм
5100
м
15
51мм
5100
м
10
53мм
5300
м
4
55мм
5500
м
20
63мм
6300
м
5
68мм
6800
м
22
68мм
6800
м
21
71мм
7100
м
24
74мм
7400
м
25
84мм
8400
м
23
89мм
8900
м
- воспользовавшись графиками, полученными ранее, определить концентрации всех веществ в центрах каждого из 25-и геоквантов;