Предельно-допустимые концентрации

ЗАДАНИЕ № 3

(к разделу «Охрана почв»)

Определить массу и объем осадка, образовавшегося после очистки бытовых сточных вод, который допустимо использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственного объекта.

В табл. 5 приведены индивидуальные варианты выполнения задания в соответствии с двумя последними цифрами учебного шифра студента.

Таблица 5

Перечень данных	Последняя цифра шифра студента
Площадь участка S, га	0,5	0,8	0,6	0,9	0,7	1,0	1,3	1,5	0,5	1,0
Мощность (высота) почвенного слоя H, м	0,2	0,22	0,3	0,35	0,25	0,2	0,27	0,21	0,3	0,2
Плотность почвенного слоя pn, т/м	1,51	1,60	1,53	1,58	1,62	1,58	1,54	1,57	1,59	1,62
Фоновое содержание меди в почвенном слое , мг/кг почвы*	0,3	0,2	0,4	0,3	0,2	0,5	0,8	0,6	0,8	0,5
Фоновое содержание марганца в почвенном слое , мг/кг почвы*	300	200		350	200	500	400	370	450	330
Фоновое содержание нитратов в почвенном слое , мг/кг почвы*	50	35		40	45	70	95	80	70	90
	Предпоследняя цифра шифра студента
Фоновое содержание ванадия в почвенном слое , мг/кг почвы*		50	55	60	50	100	120	140	100	120
Плотность осадка рос, т/м3	1,20	1,22	1,25	1,30	1,35	1,40	1,42	1,30	1,35	1,25
Содержание меди в осадке , г/м3		15	18	14	20	30	35	40	35	30
Содержание марганца в осадке , г/м3		1600	2000	1800	1600	3000	2800	3200	3000	2800
Содержание нитратов в осадке , г/м3		400	300	450	400	1200	1400	1500	1400	1200
Содержание ванадия в осадке , г/м3		650	600	500	550	1300	1400	1500	1600	1400

* Значения ПДК загрязняющих веществ приведены в табл. 6.

Расчет количества осадка, который возможно использовать в качестве удобрения, проводится по следующей методике:

1. Составляем уравнение материального баланса, исходя из условия равномерного смешивания осадка с плодородным слоем почвы:

С_ф * М+С_ос*m = C_см (М+m)

где С_ф- фоновая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг почвы;

М- масса плодородного слоя почвы, кг, (рассчитывается ниже, в п.2);

С_ос- концентрация i-го вещества в осадке, мг/кг осадка;

m - масса осадка, кг, (рассчитывается ниже, в п.3);

С_см - концентрация i-го вещества в почве после смешивания ее с осадком, мг/кг почвы.

Для того, чтобы осадок можно было использовать в качестве удобрения, необходимо соблюдение следующего основного условия:

С_см≤ ПДК,

где ПДК - предельно-допустимая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг почвы.

2. Определение объема Wи массы М плодородного слоя почвы на участке проводится по формулам:

W=H * S, (м³),

где Н- мощность (высота) почвенного слоя, м;

S- площадь сельскохозяйственного объекта (участка), м²,

W=0,3*0,6*10000=1800 м3

M=W*p_n, (т),где p_n - плотность почвы (почвенного слоя), т/м³.

M=1800*1,53=2754 т

3. Масса осадка т, подлежащего размещению на участке, определяется по вышеприведенной формуле материального баланса:

, (т).

Для определения массы осадка по уравнению материального баланса сначала необходимо найти концентрацию меди и нитратов из расчета на кг осадка:

Coc(Cu)=C(Cu)/Poc=14*10³/1.2*10³=11.7 мг/кг

Coc(Mn)=C(Mn)/Poc=1800*10³/1.2*10³=1500 мг/кг

Coc(NO3)=C(NO3)/Poc=500*10³/1.2*10³=416.7 мг/кг

Coc(Va)=C(Va)/Poc=700*10³/1.2*10³=583.3мг/кг

Для определения максимально допустимой массы осадка, принимаем концентрацию каждого из них после смешивания равной ПДК

m(Cu)=(2754*(3-0.4))/(11.7-3)=823т

m(Mn)= (2754*(1000-250))/(1500-1000)=4131т

m(NO3)= (2754*(130-30))/(416,7-130)=960,6т

m(Va)=(2754*(150-60))/(583,3-150)=572т

C_см(NO₃)=(416,7*572*10³+30*2754*10³)/( 572*10³+2754*10³)=96,5

С_см≤ ПДК, 96,5≤130

4. Максимальный объем осадка V, предназначенного для размещения на участке, составит:

где Р_ос - плотность осадка, т/м³.

572/1,20=476,67 м³

Высота осадка будет равна: (см).

476,67/6000 =0,079 м=7,9 см.

Таблица 6

Предельно-допустимые концентрации

основных загрязняющих веществ в почве [8]

Наименование ингредиента	ПДК, мг/кг почвы
Ацетальдегид	10,0
Бензол	0,3
Ванадий
Кобальт	5,0
Марганец
Медь	3,0
Никель	4,0
Нитраты
Ртуть	2,1
Свинец	32,0
Толуол	0,3
Фтор	10,0
Хром (+3)	6,0
Хром (+6)	0,05
Цинк	+ 50 к фону

ЗАДАНИЕ № 5

В марте 1973 г. при аварии супертанкера "Амоко-Калис" у берегов Франции было выброшено в море 230 тыс. т. нефти. Рассчитайте объем воды, в котором погибла рыба, если гибель рыбы происходит при концентрации нефти 15 мг/л.

Какая площадь воды (S) была при этом покрыта нефтяной пленкой, если толщина пленки (L) примерно 3 мм, а плотность нефти (ρ) 800 кг/м³?

Решение:

1тонна = 1*10⁶мл

1.Объем воды, в котором погибла рыба:

м³

V=230*10⁹15=15,33*10⁹ м³

где М_нефти - масса нефти;

С_нефти - концентрация нефти, при которой гибнет рыба.

(Ответ: 1,5 х 10¹⁰ м³ )

2.Объем пролитой нефти:

где М - масса нефти; ρ - плотность нефти.

V=230*10⁶/800=287500м³

3. Площадь воды, которая была покрыта нефтяной пленкой:

S=287500/3*10^-3=95833333м²

ЗАДАНИЕ № 9

В результате аварийного сброса сточных вод, в которых содержалось 60 г сурьмы (М_сурьмы), было загрязнено пастбище площадью 1000 м² (S), глубина проникновения вод составляет 0,5 м (h). Можно ли пить молоко коров, которые паслись на этом пастбище, если на каждом звене пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном размере? ПДК сурьмы в молоке 0,05 мг/кг.

Решение:

1. Определяем массу почвы, которая была загрязнена сточ­ными водами:

М_почвы=S*h*ρ , где ρ– плотность почвы, равная 1000 кг/м³;

М почвы = 1000*0,5*1000= 500 000 кг;

2. Определяем концентрацию сурьмы в почве:

, мг/кг

Сп сурьмы =60000/500000=0,12 мг/кг

3.Составить схему пищевой цепи.

почва—трава—корова—молоко

4. Определяем концентрацию сурьмы в молоке:

С_{м сурьмы} = С_{п сурьмы} * 100

С_{м сурьмы} = С_{п сурьмы} * 100=0,12*100

Сравнить с ПДК и сделать вывод.

Ответ: Нельзя, так как концентрация сурьмы в молоке составляет 12 мг/кг.