Практические работы по дисциплине Экологические основы природопользования

Практические работы по дисциплине:
«Экологические основы природопользования»
Оглавление
TOC \o "1-3" \h \z \u Практическая работа № 1. Определение интенсивности транспортного потока на улицах города PAGEREF _Toc465095457 \h 1Практическая работа № 2. Определение концентрации углекислого газа в аудитории. PAGEREF _Toc465095458 \h 1Практическая работа № 3. Определение соответствия воздуха санитарным нормам и класса опасности загрязнителя PAGEREF _Toc465095459 \h 3Практическая работа № 4. Определение эффективности работы газопылеуловителя. PAGEREF _Toc465095460 \h 5Практическая работа № 5. Определение соответствия водоема санитарно-токсикологическим нормам. PAGEREF _Toc465095461 \h 7Практическая работа № 6. Определение необходимой степени очистки газовых выбросов очистным сооружением. PAGEREF _Toc465095462 \h 9Практическая работа № 7. Определение соответствия питьевой воды санитарным нормам по концентрации ионов хлора. PAGEREF _Toc465095463 \h 10
Практическая работа № 1. Определение интенсивности транспортного потока на улицах городаЦель: ознакомиться с интенсивностью транспортного потока на улицах города.
Оборудование: блокнот для записей, часы.
Ход работы:
Выбрать улицы с интенсивным, средним и слабым потоком автотранспорта.
Сбор материала проводить 3 раза в сутки по 10 мин. Из ряда замеров вычислить среднее.
Согласно полученным данным построить таблицу:
Название улицы Сроки замеров В среднем за сутки
07.00 13.00 18.00 Ул. Татарстана Ул. К. Маркса Ул. Зеленая В среднем по городу Провести суммарную оценку загруженности улиц города автотранспортом согласно ГОСТ 17.2.2.03. – 77: низкая интенсивность движения – 2,7-3,6 тыс. автомобилей в сутки, средняя – 8-17 тыс., высокая – 18-27 тыс.
Сделать выводы и оценить загруженность участка улицы транспортом, сравнить в этом отношении разные улицы. Построить графики зависимости загруженности улицы от времени суток.
Практическая работа № 2. Определение концентрации углекислого газа в аудитории.Цель: научиться определять концентрацию углекислого газа в аудитории во время занятий
Оборудование: блокнот для записей, калькулятор.
Ход работы:
Определить объем аудитории. Например: длина аудитории – 10 м, ширина – 5 м, высота – 3,5 м. Объем=10м*5м*3.5м=175 м3.
Известно, что ТВ покое человек выделяет в среднем 20 л СО2 в час, а при активной деятельности – 40 л в час. Возьмем среднее значение – 30 л в час
В аудитории занимаются 25 человек 1,5 часа. Определить объем воздуха, который выдохнули 25 человек за 1,5 часа занятий: 30 л/час*1,5*25 чел.=1125л.
Пересчитать объем образовавшегося СО2 из литров в м3. Известно, что 1 л составляет 0,001 м3. 1125 л*0,001 м3=1,125 м3.
Концентрацию СО2 рассчитать так: объем образовавшегося СО2 поделить на объем аудитории и результат умножить на 100 %. 1,125 м3 : 175 м3*100%=0,64%
Предельно допустимая концентрация для СО2 составляет 1%, но уже 0,1% при кратковременном вдыхании может вызвать у человека временное нарушение дыхания и кровообращения, повлиять на функциональное состояние коры головного мозга.
Сделать вывод о санитарно-гигиенических нормах ПДК СО2 в аудиториях во время занятий и мерах по профилактике этого явления.
Данные для индивидуального задания
№
варианта Длина аудитории Ширина аудитории Высота аудитории Количество учащихся
1 10 4 3 24
2 10 6 4 23
3 11 4 3 22
4 11 5 4 21
5 11 6 3 20
6 9 4 4 19
7 9 5 3 18
8 9 6 4 17
9 9 7 3 16
10 8 7 4 15
11 8 6 3 14
12 8 5 4 13
13 8 8 3 12
14 10 5 3 13
15 9 7 4 14
16 9 6 3 15
17 9 5 4 16
18 8 7 3 17
19 8 6 4 18
20 8 5 3 19
21 10 6 3 20
22 10 4 4 21
23 10 5 4 22
24 9 5 5 23
25 9 4 4 24
Практическая работа № 3. Определение соответствия воздуха санитарным нормам и класса опасности загрязнителяЗадание: В атмосферном воздухе содержится А мг/м3 SO2, Б мг/м3 NO2, В мг/м3 СО, Г мг/м3 пыли. Ветром с территории близрасположенного промышленного объекта занесено дополнительно Д мг/м3 пыли и Е мг/м3 SО2.
Определить классы опасности загрязнителей атмосферы. Оценить соответствие воздуха санитарным нормам. Исходные данные для расчета приведены в таблице:
№ варианта Тип воздуха Фоновая концентрация, мг/м3 Внесено, мг/м3
А (SO2) Б (NO2) В (СО) Г (пыль) Д (пыль) Е (SO2)
Населенный пункт 0,04 0,05 2 0,1 0,002 0,003
Населенный пункт 0,05 0,03 3 0,2 0,003 -
Населенный пункт 0,06 0,03 1,5 0,1 - 0,002
Населенный пункт 0,03 0,05 2 0,1 - -
Населенный пункт 0,06 0,02 1 0,2 0,003 0,003
Дом отдыха 0,03 0,04 1 0,05 0,001 0,002
Дом отдыха 0,04 0,02 2 0,1 0,002 -
Дом отдыха 0,05 0,03 1 0,05 - 0,002
Дом отдыха 0,02 0,04 1 0,05 - -
Дом отдыха 0,05 0,01 0,5 0,1 0,002 0,002
Рабочая зона 0,08 1,8 5 2 - -
Рабочая зона 0,10 2,0 10 5 1 0,05
Рабочая зона 0,2 3,0 15 4 1 -
Рабочая зона 0,15 1,0 20 3 - 0,05
Рабочая зона 0,2 1,8 10 5 0,5 0,08
Населенный пункт 0,04 0,04 3 0,2 0,005 0,004
Населенный пункт 0,05 0,04 2 0,3 0,004 -
Населенный пункт 0,06 0,03 1 0,2 - 0,005
Населенный пункт 0,03 0,05 2 0,1 - -
Населенный пункт 0,06 0,05 1 0,1 0,004 0,005
Дом отдыха 0,03 0,03 2 0,1 0,003 0,004
Дом отдыха 0,04 0,03 1 0,03 0,004 -
Дом отдыха 0,05 0,02 0,5 0,2 - 0,003
Дом отдыха 0,02 0,04 1 0,5 - -
Дом отдыха 0,06 0,04 0,5 0,5 0,005 0,005
Рабочая зона 0,08 2,0 4 4 - -
Рабочая зона 0,1 2,2 8 5 0,5 0,05
Рабочая зона 0,2 3,0 10 2 0,5 -
Рабочая зона 0,15 1,5 15 3 - 0,05
Рабочая зона 0,2 1,5 20 4 0,4 0,08
Соответствие воздуха санитарным нормам определяют по следующим формулам:
- для воздуха населенных мест:
(Сi+Ciф)/ПДКс.с≤ 1
- для воздуха курортов, санаториев, домов отдыха:
(Сi+Ciф)/ПДКс.с≤ 0,8
- для воздуха рабочей зоны:
(Сi+Ciф)/ПДКр.з≤ 1,
где Сi - концентрация i-того загрязнителя, мг/м3;
Ciф - фоновая концентрация i-того загрязнителя, мг/м3;
ПДКс.с – предельно допустимая концентрация вещества в воздухе населенных мест среднесуточная, мг/м3;
ПДКр.з - предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3.
Данные соотношения должны выполняться для каждого загрязнителя, содержащегося в воздухе, а для веществ, обладающих однонаправленным действием (например, оксид серы и азота), суммируются.
Предельно допустимые концентрации некоторых веществ
Вещество ПДК, мг/м3
Населенных мест, среднесуточнаяРабочей зоны
Оксид азота (IV) 0,04 0,1
Оксид серы (IV) 0,05 2,0
Оксид углерода (II) 3,0 20,0
Пыль 0,15 4,0
Класс опасности загрязнителя определяется в соответствии с ГОСТ 12.1.07-90 ССБТ «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» по величине предельно допустимой концентрации этого вещества в воздухе рабочей зоне
Классы опасности веществ
Класс опасности ПДКр.з, мг/м3
1 – чрезвычайно опасные < 0,1
2 – высокоопасные0,1… 1,0
3 – умеренно опасные 1,1…10
4 – малоопасные >10
Практическая работа № 4. Определение эффективности работы газопылеуловителя.Задание: Содержание пыли в рабочем помещении составляет А кг, после очистки уменьшилось на В кг. Определить степень очистки воздуха, коэффициент проскока газопылеуловителя, концентрацию пыли в воздухе помещения. Соответствует ли воздух в помещении санитарным нормам? Объем помещения составляет Д м3. Исходные данные для расчета приведены в таблице:
№ варианта Масса пыли в рабочем помещении Объем помещения Д, тыс. м3
до очистки А, кг после очистки уменьшилась на В, кг 0,25 0,2 4,8
0,23 0,18 4,8
0,3 0,25 4,8
0,35 0,3 4,8
0,25 0,2 4
0,23 0,18 4
0,3 0,25 4
0,35 0,3 4
0,25 0,2 5
0,23 0,18 5
0,3 0,25 5
0,35 0,3 5
0,25 0,2 5,5
0,23 0,18 5,5
0,30 0,25 5,5
0,35 0,3 5,5
0,35 0,3 4,8
0,3 0,25 4,8
0,25 0,2 4,8
0,2 0,15 4,8
0,35 0,3 4
0,3 0,25 4
0,25 0,2 4
0,2 0,15 4
0,35 0,3 5
0,3 0,25 5
0,25 0,2 5
0,2 0,15 5
0,35 0,33 3
0,35 0,3 4
Степень очистки воздуха от пыли определяют по формуле:
H=100(m0-m)/m0,
где h – степень очистки воздуха, %; m0, m – масса частиц пыли в воздухе до и после очистки, кг.Коэффициент проскока газопылеуловителя определяют по формуле
E=100-h.
Концентрацию пыли в воздухе после очистки определяют по формуле
C=m/V,
где m – масса пыли в воздухе, мг; V – объем помещения, м3.
Практическая работа № 5. Определение соответствия водоема санитарно-токсикологическим нормам.Задание: в водоем вместимостью А м3 с дождевыми водами объемом В м3 занесено Д т нитрата аммония (NH4NO3), используемого на полях как удобрение. Определить соответствие водоема санитарно-токсикологическим нормам. Исходные данные для расчета приведены в таблице:
№ варианта Объем водоема А, м3 Объем дождевых вод В, м3 Количество занесенных нитратов Д, т
1 120000 1500 2
2 120000 2000 3
3 120000 1000 1
4 120000 1800 2
5 120000 2000 3,5
6 160000 1500 2
7 160000 2000 3
8 160000 1000 1
9 160000 1800 2
10 160000 2000 3,5
11 100000 1500 2
12 100000 2000 3
13 100000 1000 1
14 100000 1800 2
15 100000 2000 3,5
16 180000 1500 2
17 180000 2000 3
18 180000 1000 1
19 180000 1800 2
20 180000 2000 3,5
21 130000 1500 2
22 130000 2000 3
23 130000 1000 1
24 130000 1800 2
25 130000 2000 3,5
26 160000 1800 2
27 160000 2500 3
28 160000 1500 1
29 160000 2800 2
30 160000 2500 3,5
Водоем соответствует санитарно-токсикологическим нормам в случае выполнения следующего условия: Сi≤ ПДКi,
где Сi – концентрация загрязняющего вещества (иона), мг/л;
ПДКi – предельно допустимая концентрация вещества (иона) для воды хозяйственно-питьевого назначения, мг/л
Предельно допустимые концентрации ионов для воды хозяйственно-питьевого назначения
Вещество (ион) ПДК, мг/л
NH4+ 0.39
NO3- 9.0
Запишем уравнение диссоциации нитрата аммония в воде:
NH4NO3→ NH4+ + NO3-
Следовательно, оценить соответствие водоема санитарно-токсикологическим нормам нужно по концентрации двух ионов: NH4+ и NO3-.
Рассмотрим расчет концентрации одного иона NH4+. Для второго иона расчет производится аналогично.
С= m/V,
где С – концентрация ионов в водоеме, мг/л;
m – масса ионов, находящихся в водоеме, мг;
V – объем воды в водоеме, л
V=V1+V2,
где V1 – вместимость водоема, л;
V2 – объем дождевых вод, попавших в водоем, л.Чтобы определить массу ионов NH4+, находящихся в водоеме, составим пропорцию:
m(NH4NO3)/ M(NH4NO3)= m(NH4+)/М(NH4+),
где m (NH4NO3) – масса нитрата аммония, занесенного в водоем, г;
M(NH4NO3) – молярная масса нитрата аммония, г/моль;
М(NH4+) – молярная масса иона NH4+, г/моль;
m(NH4+) – масса ионов NH4+, содержащаяся в водоеме, г.
Рассчитаем молярную массу NH4NO3:
M(NH4NO3)= АN+4AH+AN+3AO=14+4*1+14+3*16=80 г/моль
Рассчитаем молярную массу NH4+:
M(NH4+)= АN+4AH=14+4*1=18 г/моль
Рассчитаем молярную массу NO3-:
M(NO3-)= AN+3AO=14+3*16=62 г/моль
Если выполняются условия:
C(NH4+)/ ПДК(NH4+)≤1 и C(NО3-)/ ПДК(NО3-)≤1,
то вода соответствует санитарно-токсикологическим нормам.
Практическая работа № 6. Определение необходимой степени очистки газовых выбросов очистным сооружением.Задание: Определить, обеспечивает ли очистное сооружение необходимую степень очистки газовых выбросов от взвешенных веществ водой при условиях: объем газовых выбросов – А м3; объем воды для очистки – В м3; концентрация взвешенных веществ в газовом потоке до очистки – С мг/м3; в сточных водах после очистного сооружения – D мг/м3; ПДК взвешенных веществ в очищенном газе – 3 мг/м3.Исходные данные для расчета приведены в таблице:
№ А, м3 В, м3 С, мг/м3 D, мг/м3
15 3.0 50 150
12 2.5 40 120
15 3.0 40 180
10 2.0 50 200
12 3.0 45 175
10 3.0 43 140
14 2.5 30 160
12 3.5 30 100
14 2.0 35 200
11 2.5 45 170
10 3.5 40 110
11 2.0 35 150
15 2.5 30 170
13 2.0 40 200
11 3.0 50 150
14 3.5 45 160
13 2.5 55 200
16 3.5 50 180
13 3.0 42 140
16 2.5 40 200
17 2.0 30 180
16 3.0 45 190
17 2.5 40 260
18 2.0 30 250
17 3.0 45 220
18 3.5 35 170
19 4.0 40 180
18 3.0 40 210
19 3.5 35 180
19 3.0 45 270
Очистное сооружение обеспечивает необходимую степень очистки газовых выбросов, если выполняется условие:
СiП.О/ ПДКi≤1,
где СiП.О – концентрация взвешенного вещества в газовом потоке после очистки, мг/м3;
ПДКi – предельно допустимая концентрация вещества в газе, мг/м3.
СiП.О= mп.о/Vо,
где mп.о – масса взвешенного вещества в газе после очистки, мг;
Vо – объем газового потока, м3.mп.о= mо-m,
где mо – масса взвешенного вещества в газе до очистки, мг;
m – масса вещества, перешедшего из газа в воду, мг.
mо= Со*Vо,
где Со – концентрация взвешенного вещества в газовом потоке до очистки, мг/м3;
Vо – объем газового потока, м3.m= С*V,
где С – концентрация вещества в сточных водах после очистки, мг/м3;
V – объем воды после очистки, м3.
Практическая работа № 7. Определение соответствия питьевой воды санитарным нормам по концентрации ионов хлора.Задание: Определить концентрацию ионов Cl- в воде (миллиграмм на литр), если на титрование А мл воды пошло В мл раствора AgNO3, нормальность которого равна С экв/л. Соответствует ли исследуемая вода санитарным нормам, если ПДКCl- в питьевой воде составляет 300 мг/л?
Исходные данные для решения задачи приведены в таблице:
№ варианта А, мл В, мл С, экв/л
100 5 0,03
120 7 0,02
50 10 0,01
150 15 0,03
180 17 0,01
200 20 0,02
160 18 0,04
140 16 0,08
170 22 0,06
130 19 0,07
80 15 0,05
60 12 0,08
110 21 0,06
70 13 0,04
220 25 0,05
Концентрацию ионов хлора XCl-, мг/л, в исследуемой воде рассчитывают по формуле:
XCl-=V1*Э*N*1000/V2
где V1 – объем раствора AgNO3, пошедший на титрование, мл;
Э – эквивалентная масса иона хлора, Э=35,5 г/моль;
N – нормальность раствора AgNO3, экв/л;
V2 – объем воды, взятый для титрования, мл.Вода соответствует санитарным нормам, если XCl-/ ПДКCl-≤1