Алгоритм выполнения практического задания по расчету расхода кислорода населением и хозяйством
1. Получите вариант задания у преподавателя.
2. Рассчитать воспроизводство кислорода растительным покровом территории по формуле (9), данные брать из таблиц 3, 4.
3. Рассчитать расход кислорода населением и хозяйством по формуле (10).
4. Сравнив значения ПК и РК, сделайте вывод о достаточности репродуктивной способности территории по кислороду.
Форма отчета:
Таблица 1. Расчетвоспроизводства кислорода растительным покровом территории.
| Вариант | площадь лесов Sлес, тыс.га | площадь сельхозугодий Sс/х, га | площадь пастбищ, Sпаст, тыс. га | площадь городских зелёных насаждений Sгор, га | объём выпуска продукции предприятиями А, (тыс. ед./сут) | потребление кислорода при выпуске единицы продукции, Пп т/ед |
Таблица 2. Расчет расхода кислорода населением и хозяйством.
| Вариант | ПК | РК | Вывод |
Практическая работа 2. Загрязнение почвенного покрова
Цель занятий:определения показателей химического загрязнения почв города.
Задачи:
- изучение гигиенических требований к качеству почв
- изучение основных загрязнителей и источников загрязнения почвенного покрова на урбанизированных территориях;
- изучение санитарно- токсикологических показателей
Учебные вопросы:
1. Поясните термины – биотический и абиотический компоненты экосистемы.
2. Физический и химический состав почвы.
3. Свойства почвы;
4. Значение почвы в экосистемах;
Изучив данную тему, студент должен:
иметь представление о:
- компонентах почвы и их роли в функционировании экосистем;
- продуктивности наземных экосистем;
- земельных ресурсах планеты;
знать:
- методы и средства определения основных загрязнителей;.
- особое свойство почвенного покрова;
- новейшие технологии восстановления почвенного покрова;
уметь:
- анализировать и оценивать экологическое состояние почв;
- реализовывать решения по рекультивации территории требует
- проводить мониторинг состояния почвы
владеть навыками:
- использования полученных знаний в области охраны природы;
- оценки опасности загрязнения любым токсикантом;
- проведения контроль качества почв;
- методами реализации мер экологической безопасности
Методические рекомендации по изучению темы:
При освоении темы необходимо:
- изучить теоретический материал
- выполнить задание
- ответить на контрольные вопросы;
Теоретический материал
В соответствии с «Санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.1.7.1287-03» к качеству почвы различных территорий в зависимости от их функционального назначения и использования предъявляются определенные требования. В почвах городских и сельских поселений и сельскохозяйственных угодий содержание потенциально опасных для человека химических и биологических веществ, биологических и микробиологических организмов в почвах на разной глубине, а также уровень радиационного фона не должны превышать предельно допустимые концентрации (уровни), установленные санитарными правилами и гигиеническими нормативами.
Гигиенические требования к качеству почв устанавливаются с учетом их специфики, почвенно-климатических особенностей населенных мест, фонового содержания химических соединений и элементов.
Требования к почвам населенных мест определяются в зависимости от приоритетности компонентов загрязнения в соответствии со списком ПДК (ОДК) химических веществ в почве и их класса опасности согласно государственному стандарту (табл. 1).
Таблица 1 - Классы опасности химических загрязняющих веществ
| Классы опасности | Химическое загрязняющее вещество |
| Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, цинк, фтор, 3,4-бенз(а)пирен | |
| Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром | |
| Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон |
В почвах на территориях жилой застройки не допускается:
- по санитарно-токсикологическим показателям - превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) или ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) химических загрязнений;
- по санитарно-бактериологическим показателям - наличие возбудителей каких-либо кишечных инфекций, патогенных бактерий, энтеровирусов. Индекс санитарно-показательных организмов должен быть не выше 10 клеток/г почвы;
- по санитарно-паразитологическим показателям - наличие возбудителей кишечных паразитарных заболеваний (геогельминтозы, лямблиоз, амебиаз и др.), яиц геогельминтов, цист (ооцисты), кишечных, патогенных, простейших;
- по санитарно-энтомологическим показателям - наличие преимагинальных форм синантропных мух;
- по санитарно-химическим показателям - санитарное число должно быть не ниже 0,98 (относительные единицы).
Почвы, отвечающие предъявленным требованиям, следует относить к категории "чистая". По степени опасности в санитарно-эпидемиологическом отношении почвы населенных мест могут быть разделены на следующие категории по уровню загрязнения: чистая, допустимая, умеренно опасная, опасная и чрезвычайно опасная.
Выбор площадки для строительства объектов проводится с учетом:
- физико-химических свойств почв, их механического состава, содержания органического вещества, кислотности и т.д.;
- природно-климатических характеристик (роза ветров, количество осадков, температурный режим района);
- ландшафтной, геологической и гидрологической характеристики почв;
- их хозяйственного использования.
При санитарно-эпидемиологической оценке состояния почвы выявляются потенциальные источники их загрязнения, устанавливаются границы территории обследования по площади и глубине, определяются схемы отбора проб почв. Рекомендации об использовании почв обусловливаются степенью их химического, бактериологического, паразитологического и энтомологического загрязнения в соответствии с СанПиН 2.1.7.1287-03 (таблица 2).
Таблица 2-Рекомендации по использованию почв в зависимости от степени их загрязнения
| Категории загрязнения почв | Рекомендации по использованию почв |
| Чистая | Использование без ограничений |
| Допустимая | Использование без ограничений, исключая объекты повышенного риска |
| Умеренно опасная | Использование в ходе строительных работ под отсыпки котлованов и выемок, на участках озеленения с подсыпкой слоя чистого грунта не менее 0,2 м |
| Опасная | Ограниченное использование под отсыпки выемок и котлованов с перекрытием слоем чистого грунта не менее 0,5 м. При наличии эпидемиологической опасности - использование после проведения дезинфекции (дезинвазии) по предписанию органов госсанэпидслужбы с последующим лабораторным контролем |
| Чрезвычайно опасная | Вывоз и утилизация на специализированных полигонах. При наличии эпидемиологической опасности - использование после проведения дезинфекции (дезинвазии) по предписанию органов госсанэпидслужбы с последующим лабораторным контролем |
Мероприятия по рекультивации территории, загрязненной возбудителями особо опасных инфекций, разрабатываются в каждом конкретном случае в соответствии с нормативными документами по согласованию с органами и учреждениями, осуществляющими государственный санитарно-эпидемиологический надзор. Контроль качества почв проводится на всех стадиях проектирования и строительства. Полнота и объем исследований зависят от стадии проектирования и строительства.
На стадии разработки предпроектной документации и выбора земельного участка допускается исследование почв с использованием сокращенного перечня показателей.
На стадии выбора земельного участка и выполнения проектных работ, а также строительства и приемки объекта в эксплуатацию контроль осуществляется с использованием стандартного перечня показателей.
Стандартный перечень химических показателей включает определение содержания:
- тяжелых металлов: свинец, кадмий, цинк, медь, никель, мышьяк, ртуть;
- 3,4-бензапирена и нефтепродуктов;
- рН – кислотность среды, рН>7 – среда щелочная, рН<7 – среда кислая, рН = 7 среда нейтральная.
- суммарный показатель загрязнения.
После ввода объекта в эксплуатацию заказчик обязан обеспечить проведение лабораторных исследований качества почвы объектов повышенного риска, что должно быть отражено в санитарно-эпидемиологическом заключении.
Мониторинг состояния почвы осуществляется в жилых зонах, включая территории повышенного риска, в зоне влияния автотранспорта, захороненных промышленных отходов (почва территорий, прилегающих к полигонам), в местах временного складирования промышленных и бытовых отходов, на территории сельскохозяйственных угодий, санитарно-защитных зон. Объем исследований и перечень изучаемых показателей при мониторинге определяются в каждом конкретном случае с учетом целей и задач по согласованию с органами и учреждениями, осуществляющими государственный санитарно-эпидемиологический надзор.
Мониторинг проводится с учетом результатов исследований на всех предыдущих стадиях проектирования, строительства, а также по окончании строительства объекта, при вводе его в эксплуатацию и на протяжении всего его эксплуатационного периода.
Отбор проб почвы регламентируется государственными стандартами по общим требованиям к отбору проб, методам отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа и методическими указаниями по гигиенической оценке качества почвы населенных мест.
Все исследования по оценке качества почвы должны проводиться в аккредитованных лабораториях.
Определение содержания химических загрязняющих веществ в почвах проводится методами, использованными при обосновании ПДК (ОДК), или другими методами, метрологически аттестованными, включенными в государственный реестр методик.
Определение паразитологических показателей в почве проводится в соответствии с действующими методическими указаниями по методам санитарно-паразитологических исследований.
Геохимический фон – среднее содержание химического элемента в почвах по данным изучения статистических параметров его распределения. Геохимических фон является региональной или местной характеристикой почв и пород.
Геохимическая аномалия – участок территории, в пределах которого статистические параметры распределения химического элемента достоверно отличаются от фона.
Зона загрязнения – геохимическая аномалия, в пределах которой содержание загрязняющих веществ достигает концентраций, оказывающих неблагоприятное влияние на здоровье человека.
Уровень загрязнения характеризуется величиной коэффициента концентрации Ксi:
,
где
Сi– концентрация загрязняющего вещества в почве,
Сфi – его фоновая концентрация, мг/кг почвы.
Загрязнение обычно бывает полиэлементным, и для его оценки рассчитывают суммарный показатель загрязнения, представляющий собой аддитивную сумму превышений коэффициентов концентраций над фоновым уровнем:
,
где
Ксi – коэффициент концентрации элемента,
n – число элементов с Кс > 1.
Величину суммарного показателя загрязнения почв используют для оценки уровня опасности загрязнения территории города.
Таблица 3. Значения суммарного показателя загрязнения
| Суммарный показатель загрязнения, Zc | Уровень опасности для здоровья населения |
| до 16 | допустимый |
| от 32 до 128 | опасный |
| более 128 | чрезвычайно опасный |
Таблица 4. Химические показатели (указана концентрация загрязнителей, мг/кг)
| Вари ант | Район 1 | Район 2 | ||||||||||
| HS | HCO3 | Cl | SO4 | Zn | NH3 | HS | HCO3 | Cl | SO4 | Zn | NH3 | |
| 0,69 | 0,.21 | 32,4 | 0,01 | 0,002 | 0,7 | 0,59 | 25,6 | 10,8 | 1,5 | 21,2 | 25,2 | |
| 0,64 | 1,3 | 25,5 | 1,2 | 63,3 | 10,0 | 0,67 | 2,6 | 112,3 | 64,2 | 96,0 | 17,5 | |
| 0,59 | 1,4 | 45,6 | 65,2 | 2,5 | 12,5 | 0,65 | 516,3 | 65,2 | 18,9 | 15,2 | 15,6 | |
| 0,67 | 520,6 | 10,8 | 1,5 | 21,2 | 25,2 | 0.54 | 52,3 | 25,6 | 54,5 | 65,5 | 17,4 | |
| 0,65 | 25,6 | 112,3 | 64,2 | 96,0 | 17,5 | 0,75 | 518,5 | 69,5 | 12,3 | 56,3 | 52,5 | |
| 0.54 | 2,6 | 65,2 | 18,9 | 15,2 | 15,6 | 0,63 | 365,2 | 18,8 | 1,5 | 0,001 | 12,5 | |
| 0,75 | 516,3 | 25,6 | 54,5 | 65,5 | 17,4 | 0,59 | 89,6 | 65,2 | 10,5 | 25,6 | 25,2 | |
| 0,63 | 52,3 | 69,5 | 12,3 | 56,3 | 52,5 | 0,64 | 56,2 | 16,5 | 12,1 | 25,6 | 17,5 | |
| 0,59 | 518,5 | 18,8 | 1,5 | 0,001 | 12,5 | 0,62 | 0,21 | 45,2 | 33,2 | 56,2 | 16,2 | |
| 0,64 | 365,2 | 65,2 | 10,5 | 25,6 | 25,2 | 057, | 1,2 | 7,3 | 0,005 | 17,6 | 12,3 | |
| 0,62 | 89,6 | 16,5 | 12,1 | 25,6 | 17,5 | 2,8 | 13,6 | 3,6 | 22,6 | 15,2 | ||
| 057, | 56,2 | 45,2 | 33,2 | 56,2 | 16,2 | 0,64 | 650,0 | 42,8 | 36,2 | 1,9 | 2,6 | |
| 0,21 | 7,3 | 0,005 | 17,6 | 12,3 | 0,59 | 30,9 | 12,6 | 2,3 | 42,0 | 10,5 | ||
| 0,64 | 1,2 | 13,6 | 3,6 | 22,6 | 15,2 | 0,65 | 13,8 | 108,2 | 35,6 | 15,2 | 12,2 | |
| 0,59 | 2,8 | 42,8 | 36,2 | 1,9 | 2,6 | 0,48 | 319,6 | 35,9 | 28,5 | 15,6 | 10,5 | |
| 0,65 | 650,0 | 12,6 | 2,3 | 42,0 | 10,5 | 0,67 | 69,0 | 30,2 | 62,5 | 3,2 | 0,5 | |
| 0,48 | 30,9 | 108,2 | 35,6 | 15,2 | 12,2 | 0,56 | 540,2 | 58,5 | 12,0 | 63,3 | 17,5 | |
| 0,62 | 13,8 | 35,9 | 28,5 | 15,6 | 10,5 | 0,57 | 30,9 | 10,6 | 2,3 | 2,5 | 15,6 | |
| 0,71 | 319,6 | 30,2 | 62,5 | 3,2 | 0,5 | 0,63 | 13,8 | 35,8 | 12,5 | 21,2 | 17,4 | |
| 0,67 | 69,0 | 58,5 | 12,0 | 63,3 | 17,5 | 0,84 | 319,6 | 32,4 | 0,01 | 0,002 | 0,7 | |
| 0,61 | 540,2 | 10,6 | 2,3 | 2,5 | 15,6 | 0,71 | 69,0 | 25,5 | 1,2 | 63,3 | 10,0 | |
| 0,58 | 590,5 | 35,8 | 12,5 | 21,2 | 17,4 | 0,49 | 540,2 | 45,6 | 65,2 | 2,5 | 12,5 | |
| 0,46 | 98,5 | 22,5 | 10,4 | 96,0 | 52,5 | 0,62 | 590,5 | 7,3 | 33,2 | 65,5 | 25,2 | |
| 0,67 | 182,5 | 56,5 | 39,1 | 15,2 | 12,5 | 0,56 | 98,5 | 13,6 | 0,005 | 56,3 | 17,5 | |
| 0,56 | 365,2 | 7,3 | 33,2 | 65,5 | 25,2 | 0,75 | 182,5 | 42,8 | 3,6 | 0,001 | 16,2 | |
| 0,57 | 89,6 | 13,6 | 0,005 | 56,3 | 17,5 | 0,63 | 365,2 | 12,6 | 36,2 | 25,6 | 19,9 | |
| 0,63 | 56,2 | 42,8 | 3,6 | 0,001 | 16,2 | 0,48 | 89,6 | 35,8 | 2,3 | 42,0 | 12,6 | |
| 0,84 | 0,21 | 12,6 | 36,2 | 25,6 | 19,9 | 0,56 | 56,2 | 22,5 | 12,5 | 15,2 | 32,6 | |
| 0,71 | 1,2 | 108,2 | 2,3 | 25,6 | 65,6 | 0,75 | 0,21 | 56,5 | 10,4 | 15,6 | 12,7 | |
| 0,49 | 2,8 | 35,9 | 35,6 | 56,2 | 15,3 | 0,65 | 1,2 | 112,3 | 39,1 | 56,2 | 12,5 | |
| 0,62 | 650,0 | 30,2 | 28,5 | 17,6 | 19,8 | 0,84 | 2,8 | 65,2 | 65,2 | 17,6 | 25,2 | |
| 0,56 | 30,9 | 58,5 | 62,5 | 22,6 | 3,0 | 0,65 | 650,0 | 25,6 | 1,5 | 22,6 | 17,5 | |
| 0,75 | 13,8 | 10,6 | 12,0 | 1,9 | 16,6 | 0,47 | 30,9 | 69,5 | 64,2 | 1,9 | 16,2 | |
| 0,63 | 319,6 | 35,8 | 2,3 | 42,0 | 12,6 | 0,35 | 13,8 | 18,8 | 18,9 | 42,0 | 17,2 | |
| 0,48 | 69,0 | 22,5 | 12,5 | 15,2 | 32,6 | 0,51 | 319,6 | 65,2 | 54,5 | 15,2 | 40,2 | |
| 0,56 | 540,2 | 56,5 | 10,4 | 15,6 | 12,7 | 0,64 | 69,0 | 16,5 | 12,3 | 15,6 | 19,9 | |
| 0,52 | 590,5 | 112,3 | 39,1 | 56,2 | 12,5 | 0,72 | 89.6 | 45,2 | 1,5 | 3,2 | 65,6 | |
| 0,75 | 98,5 | 65,2 | 65,2 | 17,6 | 25,2 | 0,52 | 365,2 | 7,3 | 10,5 | 69,1 | 15,3 | |
| 0,65 | 182,5 | 25,6 | 1,5 | 22,6 | 17,5 | 0,51 | 518,5 | 13,6 | 12,1 | 39,0 | 19,8 | |
| 0,84 | 0,21 | 69,5 | 64,2 | 1,9 | 16,2 | 0,65 | 98,5 | 42,8 | 33,2 | 46,5 | 3,0 | |
| 0,65 | 1,3 | 18,8 | 18,9 | 42,0 | 17,2 | 0,45 | 182,5 | 12,6 | 0,005 | 24,2 | 16,6 | |
| 0,47 | 1,4 | 65,2 | 54,5 | 15,2 | 40,2 | 0,48 | 0,21 | 108,2 | 3,6 | 18,6 | 12,6 | |
| 0,35 | 520,6 | 16,5 | 12,3 | 15,6 | 19,9 | 0,56 | 1,3 | 25,6 | 11,6 | 12,5 | 32,6 | |
| 0,51 | 25,6 | 45,2 | 1,5 | 3,2 | 65,6 | 0,52 | 1,4 | 112,3 | 64,2 | 96,0 | 17,5 | |
| 0,64 | 2,6 | 7,3 | 10,5 | 69,1 | 15,3 | 0,75 | 520,6 | 65,2 | 18,9 | 15,2 | 15,6 | |
| 0,72 | 516,3 | 13,6 | 12,1 | 39,0 | 19,8 | 0,65 | 25,6 | 25,6 | 54,5 | 65,5 | 17,4 | |
| 0,52 | 52,3 | 42,8 | 33,2 | 46,5 | 3,0 | 0,84 | 516,3 | 69,5 | 12,3 | 56,3 | 52,5 | |
| 0,51 | 518,5 | 12,6 | 0,005 | 24,2 | 16,6 | 0,65 | 52,3 | 18,8 | 1,5 | 0,001 | 12,5 | |
| 0,65 | 365,2 | 108,2 | 3,6 | 18,6 | 12,6 | 0,72 | 518,5 | 65,2 | 10,5 | 25,6 | 25,2 | |
| 0,45 | 89,6 | 25,6 | 11,6 | 12,5 | 32,6 | 0,52 | 0,21 | 16,5 | 12,1 | 25,6 | 17,5 |
Таблица 5. Фоновые концентрации загрязняющих веществ для расчёта суммарного показателя загрязнения, мг/кг
| Вещество | Фоновая концентрация (Сфi – мг/кг) |
| Гидрокарбонаты (HCO3) | |
| Хлориды (Cl) | 19,9 |
| Аммоний (NH)3 | |
| Сульфаты (SO)4 | |
| Гидросульфиды (HS) | |
| Цинк (Zn) |
Алгоритм выполнения практического задания:
1. По варианту задания из таблицы 4 произвести расчет Ксi по каждому веществу для двух районов:
| HS | HCO3 | Cl | SO4 | Zn | NH3 |
Фоновые концентрации веществ взять в таблице 5.
2. По полученным расчетным данным сделать вывод о состоянии почвенного покрова каждого района по критерию – какой из загрязнителей вносит наибольший вклад в загрязнение почвы.
3. Рассчитать суммарный показатель загрязнения для каждого района Zс.
4. По полученным расчетным данным сравнить уровень загрязнения каждого района и сделать вывод о состоянии почвенного покрова двух районов по критерию наибольшего загрязнения.
Форма отчета:
| Вари ант | Район 1 | Район 2 | ||||||||||
| HS | HCO3 | Cl | SO4 | Zn | NH3 | HS | HCO3 | Cl | SO4 | Zn | NH3 | |
| № | ||||||||||||
| Ксi | ||||||||||||
| Zс | ||||||||||||
| Вывод по критерию – какой из загрязнителей вносит наибольший вклад в загрязнение почвы. | ||||||||||||
| Вывод о состоянии почвенного покрова двух районов по критерию наибольшего загрязнения. | ||||||||||||
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие показатели используются для оценки химического загрязнения почвенного покрова?
2. Как оценивается уровень опасности загрязнения территории города?
3. В чём суть показателя относительного накопления химических элементов и для чего он был введён?