Методическая инструкция "РАСЧЕТ ИНДЕКСА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД"

Царегородцева А.Г. педагог дополнительного образования МАУ ДО ДЮЦ «Планетарий» Методическая инструкция

РАСЧЕТ ИНДЕКСА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД

План

• Методика и расчет индекса загрязнения атмосферного воздуха
• Методика и расчет загрязнения атмосферного воздуха транспортом
• Методика и расчет индекса загрязнения поверхностных вод

1. МЕТОДИКА И РАСЧЕТ ИНДЕКСА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

• Организация сети наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы в городах и населенных пунктах регламентируются требованиями ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера.
• Правила контроля качества воздуха населенных пунктов». Наблюдения за загрязнением атмосферы осуществляют на специальных постах.
• Постом является выбранная точка местности, на которой размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами. 

• При проведении мониторинга устанавливают три категории постов наблюдений:
• Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяют опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных загрязняющих веществ.
• Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижного оборудования.
• Передвижной пост (подфакельный) предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника.

Подфакельные наблюде ния

Распределение концентрации загрязняющих веществ в атмосфере под факелом организованного высокого источника выбросов (трубы)

• Размещение постов Каждый пост независимо от категории размещают на открытой проветриваемой со всех сторон площадке с непылящим покрытием, таким образом, чтобы были исключены искажения результатов измерений из-за наличия зеленых насаждений, зданий и т. д.
• Стационарный и маршрутный посты размещают в местах, выбранных на основе предварительного исследования загрязнения воздушной среды города промышленными и бытовыми выбросами, выбросами автотранспорта и условий рассеивания. Эти посты размещают в центральной части населенного пункта, жилых районах с различным типом застройки, зонах отдыха, на территориях, примыкающих к магистралям интенсивного движения транспорта.
• Места отбора проб при передвижных (подфакельных) наблюдениях выбирают на разных расстояниях от конкретного источника выброса с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере.
• Число постов и их размещение определяют с учетом численности населения, площади населенного пункта и рельефа местности, развития промышленности и сети магистралей, рассредоточенности мест отдыха и курортных зон.
• Число стационарных постов устанавливают следующим образом (не менее): 1 пост – до 50 тыс. жителей, 2 поста – 100 тыс. жителей, 2-3 поста – 100-200 тыс. жителей, 3-5 постов – 200-500 тыс. жителей, 5-10 постов – более 500 тыс. жителей, 10-20 постов (стационарных и маршрутных) – более 1 млн. жителей. В населенных пунктах устанавливают один стационарный или маршрутный пост через каждые 0,5-5 км с учетом сложности рельефа и наличия источников загрязнения.

Упрощенные формулы индекса загрязненности атмосферного воздуха формула по 1 загрязняющему веществу

• ИЗА i = (C i / ПДК i)qi

где, ИЗА i – индекс загрязненности i-вещества

C i –концентрация i-вещества, на момент взятия пробы атмосферного воздуха,

ПДК i – предельно-допустимая концентрация i-вещества

qi –постоянная величина по отношению классу опасности к которому относится это загрязняющее вещество. Существует 4 класса опасности веществ, загрязняющих атмосферный воздух.

Так, класс опасности 1 2 3 4

Постоянная величина 1,7 1,3 1,0 0,9

Пример. Расчет загрязнённости атмосферы по i – итому веществу – СО (4 класс опасности)

C со = 5,5 мг/м3

ПДК со =3,0 мг/м3

ИЗА со = (C со /ПДК со)х0,9 = (5,5/3.0)х0,9=1,8х0,9=1,69 мг/м 3 , больше 1

Вывод: расчет показал, что превышение по оксиду углерода составляет 1.7 ПДК, то есть больше почти в 1,7 раз. Но в соответствии с вышеприведенной таблицей (меньше 2.5) атмосферный воздух считается чистым.

2. МЕТОДИКА И РАСЧЕТ ИНДЕКСА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПО ВЕЛИЧИНЕ ТРАНСПОРТНОЙ НАГРУЗКИ

Наиболее значимые факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду следующие:

• загрязнение воздуха;
• загрязнение окружающей среды (почва, вода и др.);
• шум, вибрация;
• выделение тепла.

Таблица 1. Содержание токсичных выбросов в отработавших

газах двигателей.

Компоненты

Доля токсичного компонента в ОГ ДВС

Карбюраторные

CO

В %

NO X

0,5-12,0

на 1000л топлива, кг

Дизельные

в %

до 200

до 0,8

С Х H Y

на 1000л топлива, кг

0,01-0,5

20

Бенз(а)пирен

0,2 – 3,0

до 25

до 0,5

Альдегиды

25

-

36

0,009-0,5

до 10 мкг/м 3

до 0,2мг/л

Сажа

8

-

-

до 0,04 г/м 3

-

0,001-0,09мг/л

1

-

0,01-1,1г/м 3

3

Влияние токсичных выбросов выхлопных газов автотранспорта

на здоровье человека.

Оксид углерода (гемоглобин крови, кора БП).

Оксиды азота (ДС, КС, ЦНС).

Сернистый ангидрид (ДС, ВС).

Сероводород (ДС, органы зрения).

Бенз(а)пирен (мутаген, канцероген).

Формальдегид (ЦНС, органы зрения, печень, почки, аллерген, канцероген, мутаген).

Таблица 2. Суммарное количество автомобилей разного типа.

Год наблюдения

Створ

наблюдения

Интенсивность потока в часы пик (шт.)

2023

Кл.Ключ-Камышенское плато

S1 Легковые

автомобили

S2 Грузовые автомобили

S3 Автобусы

Общий путь, пройденный автомобилями за 1 часа:

• S 1 = N  100м = …….(км);
• S2=
• S3=
• N- количество автомобилей

Удельный расход топлива Y (л/км):

• Легковой автомобиль – 0,12 л/км;
• Грузовой автомобиль – 0,31 л/км;
• Автобус – 0,42 л/км;
• Q 1 = S1  0, 12  ……(л);
• Q 2 = S2  0, 31  ……(л);
• Q 3 = S3  0, 42  …..(л);
• Q = 59,2(л) – общий расход топлива.

Количество выделившихся вредных веществ в литрах:

• 0,6 л – угарного газа; V= Q  0,6 = …..(л);
• 0,1 л – углеводородов; V= Q  0,1 = ……(л);
• 0,04 л – диоксида азота; V= Q 2  0,04 = ….(л).

Таблица 3. Расчетная оценка количества выбросов вредных веществ

Год

исследо-

Общее

кол-во

Общее кол-во топлива, израсходованного

вания

2023

машин (шт)

на 100 м пути (л)

Кол-во вредных

веществ (л)

CO

Углеводо-

роды

NO2

Мероприятия по защите окружающей среды от

влияния автотранспортных средств.

Ограничение загрязнения атмосферы при использовании автотранспортных средств сводится к выполнению трех основных положений:

• совершенствование автомобиля и его технического состояния, использование новых типов топлива;
• рациональная организация перевозок и движения, совершенствование дорог;

• увеличение расстояния между автомобильной дорогой и жилым комплексом, максимальное озеленение территорий микрорайонов и разделительных полос (тополь, каштан) .
• нельзя выращивать на балконах, выходящих на проезжую часть улиц, зелень (лук, укроп, петрушку), так как они могут аккумулировать токсичные вещества выхлопных газов;
• нельзя сушить белье на балконах, выходящих на проезжую часть, так как мокрая ткань адсорбирует из воздуха пыль и вредные вещества.

3. МЕТОДИКА И РАСЧЕТ ИНДЕКСА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД

Гидрологический пост — совокупность различного оборудования и приборов для гидрологических измерений и наблюдений на реках, озёрах, морях, каналах, а также место, где расположены эти устройства.

На гидрологическом посту проводятся следующие виды наблюдений:

• уровень воды на водном объекте (все типы)
• уклон водной поверхности (ГП-1)
• расход воды в реке или канале (ГП-1)
• температура воды (все типы)
• мутность воды (ГП, ОГП)
• расход взвешенных и донных наносов (ГП-1)
• волнение (МГП, ОГП)
• рейдовые наблюдения на акваториях (ОГП, МГП)
• соленость воды (МГП)
• мониторинг загрязнения вод (все типы)
• Кроме того, часть постов осуществляет так же и метеонаблюдения: температура воздуха, осадки, снегосъемка и пр.

Программы наблюдений за качеством воды

• Все пункты наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков делят на 4 категории,   определяемые частотой и детальностью программ наблюдений. Назначение и расположение пунктов контроля определяются правилами наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков.
• Пункты первой категории  располагают на средних и больших водоемах и водотоках, имеющих важное народнохозяйственное значение:

·                     в районах городов с населением свыше 1 млн. жителей;

·                    в местах нереста и зимовья особо ценных видов промысловых рыб;

·                    в районах повторяющихся аварийных сбросов загрязняющих веществ;

·                    в районах организованного сброса сточных вод, в результате которых наблюдается высокая загрязненность воды.

• Пункты второй категории  устраивают на водоемах и водотоках в пределах следующих участков:

·                    в районах городов с населением от 0,5 до 1 млн. жителей;

·                    в местах нереста и зимовья ценных видов промысловых рыб (организмов);

·                    на важных для рыбного хозяйства предплотинных участках рек;

·               в местах организованного сброса дренажных сточных вод с орошаемых территорий и промышленных сточных вод;

·                    при пересечении реками Государственной границы;

·                    в районах со средней загрязненностью воды.

Программы наблюдений за качеством воды

• Пункты третьей категории  располагают на водоемах и водотоках:

·                    в районах городов с населением менее 0,5 млн. жителей;

·                    на замыкающих участках больших и средних рек;

·                    в устьях загрязненных притоков больших рек и водоемов;

·                    в районах организованного сброса сточных вод, в результате чего наблюдается низкая загрязненность воды.

• Пункты четвертой категории устанавливают:

·                    на незагрязненных участках водоемов и водотоков,

·                    на водоемах и водотоках, расположенных на территориях государственных заповедников и национальных парков.

Таблица Предельно допустимые концентрации отдельных загрязняющих веществ и биогенных элементов в морских и пресных водах (ПДК, 2010).

Упрощенные формулы индекса загрязненности воды формула по 1 веществу

• ИЗВ i = C i / ПДК i

где, ИЗВ i – индекс загрязненности i-вещества

C i –концентрация i-вещества, на момент взятия пробы атмосферного воздуха,

ПДК i – предельно-допустимая концентрация i-вещества

Условие:

при расчете ИЗВ i-того вещества мы получаем результат меньше 1, это говорит что концентрация по исследуемому загрязняющему веществу находится в пределах нормы, водный объект не загрязнён. Если больше 1, то наблюдается загрязнения этим веществом водной среды, во сколько раз –во сколько больше ПДК вычисляемого вещества.

Пример. Расчет загрязнённости воды по i – итому веществу – медь Сu

C Сu = 0,5 мг/л

ПДК Сu =0,005 мг/л

ИЗВ Сu = C Сu /ПДК Сu = 0,5/0,005=100 мг/л, больше 1

Вывод: расчет показал, что наблюдается загрязнение этим веществом превышающее ПДК этого вещества в 100 раз.

Упрощенные формулы индекса загрязненности воды формула по группе загрязняющих веществ

• ИЗВ j = (C 1 / ПДК 1)+ (C 1 / ПДК 1)+….. (C i / ПДК i )/N
• где, ИЗВ j – индекс загрязненности группы (сумма вычислений по каждому загрязняющему веществу и все делить на количество вычисляемых веществ).

C i –концентрация i-вещества, на момент взятия пробы атмосферного воздуха,

ПДК i – предельно-допустимая концентрация i-вещества

N – количество загрязняющих веществ.

Условие:

при расчете ИЗВ группы загрязняющих веществ, мы получаем результат меньше 1, это говорит что концентрация по исследуемой группе загрязняющих веществ находится в пределах нормы, водный объект не загрязнён. Если больше 1, то наблюдается загрязнениямводной среды этим веществами вычисляемой группы, во сколько раз –во сколько больше ПДК вычисляемого вещества.

Группы загрязняющих веществ водной среды

медь Сu

C Сu = 0,5 мг/л

C Сu = 0,5 мг/л

ПДК Сu =0,005 мг/л

ПДК Сu =0,005 мг/л

C Сu = 0,5 мг/л

ПДК Сu =0,005 мг/л

Пример.

Расчет загрязнённости воды по группе загрязняющих веществ

ИЗВ Сu = C Сu * ПДК Сu = 0,5/0,005=100 мг/л, больше 1

Вывод: расчет показал, что наблюдается загрязнение этим веществом превышающее ПДК этого вещества в 100 раз.

Задание