Контрольная работа по "Экологии"

Основными мероприятиями  по борьбе с загрязнением атмосферного воздуха промышленными выбросами  являются:

а) организация технологического процесса таковым образом, чтоб исключить выброс в атмосферу отходящих газов;

б) применение герметичного внутризаводского транспорта пылящих и выделяющих газы материалов;

в)  отказ от внедрения складов и резервуаров открытого типа для складирования отходов производства и товаров (огарка, извести, золы, кислот и пр.);

г) увеличение общей культуры производства: внедрение механизации и автоматизации производственных действий, своевременный и высококачественный ремонт оборудования, его герметизация и др.

Если при проведении технологического процесса нельзя избежать выбросов в атмосферу отходящих газов, содержащих пыль, туман, вредные либо ядовитые газы, нужно предугадывать особые сооружения для их чистки перед выбросом в атмосферу.

Задача 5

    

«Определение  степени загрязнения водоносного пласта при разовом воздействии фактора загрязнения» (из учебных материалов проф. В.А. Филонюка).

Условие задачи: При бурении вертикальной скважины с применением промывочной жидкости, содержащей добавку поверхностно-активного вещества – сульфанола, произошел в пределах водоносного пласта аварийный сброс бурового раствора.

Требуется определить: 1) предполагаемую конфигурацию размеры  ореолов загрязнения в водоносном горизонте на время t₁, t₂, и t₃ после аварийного сброса;  2) степень разбавления загрязняющего потока по состоянию на время t₁, t₂, и t₃; 3) Интервал времени, после которого концентрация сульфанола в водоносном пласте достигнет ПДК, т.е. санитарной нормы.

Исходные данные (см. табл. 11):

1. Водоносный  горизонт представляет собой песчаниковый коллектор с эффективной пористостью П_эф,%;

2. Мощность  водоносного горизонта Н, м;

3. Скорость  потока в водоносном горизонте V, см/сек;

4. Скорость  естественного рассеяния (диффузии) загрязняющего вещества V₀, см/сек;

5. Объем аварийного  сброса (утечки) Q, м³;  

6. Концентрация  загрязняющего вещества (сульфанола) в промывочной жидкости С, %;

7. Условная  ПДК для загрязняющего вещества, мг/л.

Решение

При решении  делаем допущение, что загрязнение  водоносного горизонта происходит по всей мощности одновременно, при V>V₀ . Решение сопровождается рисовкой схемы положения ореолов загрязнения в плане (см. рис. 1) и построением графика зависимости концентрации загрязняющего вещества от времени (см. рис. 2)  

1. Определяется  концентрация и размеры предполагаемых ореолов загрязнения в различные моменты времени (t₁, t₂, и t₃). Для этого необходимо графически изобразить степень удаления фронта загрязнения от ствола скважины, который на плане обозначается точкой СКВ (рис. 1). Положение границы ореола на время t₁ в направлении стока определяется приближенно из расчета:

М₁= (V₀+ V₁)· t₁

 

М₁=(0,1+2,5)*3600=9360 см = 93,6 м

М₂=(0,1+2,5)*18000=46800 см = 468 м

М₃=(0,1+2,5)*72000=187200 см=1872 м

и на плане  в соответствующем масштабе отложить это расстояние в виде прямой линии. В поперечных стоку направлениях положение границ ореола определяется по концам векторов, являющихся гипотенузами прямоугольных треугольников, в которых длины сторон (катетов) будут соответственно равны: b₁=V₀·t₁ , а₁=V·t₁ .

b₁=0,1*3600=360см=3,6 м    a₁=2,5*3600=9000см=90м

b₂=0,1*18000=180см=1,8 м    a₂=2,5*18000=45000см=450м

b₃=0,1*72000=7200см=72м   a₃=2,5*72000=180 000 см=1800м

Соединив  концы векторов, окантуриваем приближенно, с учетом диффузии, границу ореола загрязнения на время t₁. Подставляя в те же расчеты t ₂ и t₃ , можно получить размеры и конфигурацию соответствующих ореолов загрязнения. Далее, на миллиметровке строится план рассчитанных ореолов загрязнения, на котором графически измеряются площади этих ореолов - S₁ , S₂ , S₃.

S₁=М₁*b₁=9,6*3,6=336,96м

  S₂= М₂*b₂=468*1,8=842,4м

S₃= М₃*b₃=1872*72=134787м

 

Все длины векторов переводятся  в метры согласно выбранному масштабу, а площади в квадратные метры.

2. Рассчитывается степень  разбавления (N) загрязняющего вещества в ореолах водоносного горизонта на t₁, t₂, и t₃:

 

для t₁,  

,

для t₂,  

,

для t₃,  

.

Далее рассчитывается концентрация загрязняющего вещества в ореолах  по состоянию на t₁, t₂, и t₃ при плотности бурового раствора 1,5 г/см³. Для этого концентрацию загрязняющего вещества (она дана в процентах) необходимо перевести в мг/л по формуле:

С мг/л=С % × 1,5 × 10⁴ = n × 10⁴ мг/л.

C мг/л=2,3 % × 1,5 × 10⁴ = 3,45 × 10⁴ мг/л.

Затем определяется концентрация сульфанола в ореолах в мг/л. Она  будет равна соответственно:

 

;

;

3. По полученным результатам  строится график зависимости  концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте от времени (рис. 2). Проведя на графике линию, параллельную оси абсцисс на уровне заданного ПДК, определяется путем экстраполяции интервал времени, через который уровень загрязнения в водоносном горизонте придет к санитарной норме, т.е. к ПДК.

Таблица 11

Параметры водоносного пласта	Ед. изм.	Варианты
		3
Мощность пласта, Н	м	7
Эффективная пористость, Пэф	%	2,5
Скорость потока, V	см/сек	2,5
Скорость диффузии V0	см/сек	0,1
Объем аварийного выброса, Q	м3	4,1
Концентрация загрязняющего вещества, С	%	2,3
Интервалы времени, t1 t2 t3	час час час	1 5 20
Условные ПДК	мг/л	0,01

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Воронков Н.А. «Основы общей экологии», изд. 4 дор. и доп., Москва, 1999 г.

 

2. Князева В.П. «Экология. Основы реставрации», Москва, 2005 г.

 

3. Коробкин В.И. Экология : учеб. для вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. - Изд. 10-е. - Ростов н/Д : Феникс, 2006. - 571 с.: ил.