ФХПТ Курсовая. Курсовая работа по дисциплине Физикохимические процессы в атмосфере
 Скачать 259.57 Kb.
|
2.2 Исследование степени загрязнения снежного покроваСнежный покров является эффективным накопителем аэрозольных загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха. При снеготаянии эти вещества поступают в природные среды, главньм образом в воду, загрязняя их. При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на 2-3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому измерения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности . Послойный отбор проб снежного покрова позволяет получить динамику загрязнения за зимний сезон, а всего лишь одна проба по всей толще снежного покрова дает представительные данные о загрязнении в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы . Снежный покров позволяет решить проблему количественного определения суммарных параметров загрязнения (сухих и влажных выпадений). Снежный покров как естественный планшет-накопитель дает действительную величину сухих и влажных выпадений в холодный сезон и количественную величину параметров загрязнения. В горах и полярных областях земного шара снежный покров, постепенно превращаясь в лед, как бы консервирует находящиеся в нем загрязняющие вещества и сохраняет их при благоприятных условиях в массе ледников многие сотни и тысячи лет, становясь своеобразной летописью состава атмосферного воздуха и его загрязнения . Снежный покров является эффективным индикатором процессов закисления природных сред. Загрязнение снежного покрова происходит в 2 этапа. Во-первых это загрязнение снежинок во время их образования в облаке и вьшадения на местность - влажное выпадение загрязняющих веществ со снегом. Во-вторых, это загрязнение уже выпавшего снега в результате сухого вьшадения загрязняющих веществ из атмосферы, а также их поступления из подстилающих почв и горных пород . Взаимоотношение между сухими и влажными выпадениями зависит от многих факторов, главными из которых являются: длительность холодного периода, частота снегопадов и их интенсивность, физико-химические свойства загрязняющих веществ, размер аэрозолей. В связи с большой интенсивностью процессов влажного вымывания для регионального и глобального загрязнения доля сухих выпадений обычно составляет 10-30%. Однако вблизи локальных источников при больших выбросах грубодисперсных аэрозолей картина меняется на обратную, т.е. на долю сухих выпадений может приходиться от 70 до 90% . Среднее время пребывания в атмосфере антропогенных и природных веществ тесно связано с высотой выброса и физико-химическими свойствами. Время пребывания, как правило, растет с высотой выброса и увеличением дисперсности аэрозольных частиц и составляет от нескольких минут до года и более. Характерная высота поступления загрязняющих веществ от крупных промышленных предприятий и тепловых электростанций составляет 150 м. Эта оценка учитывает высоту труб, начальный подъем газопьыевого факела, распределение мощности выброса по отдельным типам источника. Реальная высота выброса может колебаться в широких пределах, от десятков до сотен метров. Выброс загрязняющих веществ автотранспортом происходит практически на уровне земли. Поступление в атмосферу природных веществ (продуктов ветровой эрозии, летучих соединений, морских брызг) происходит непосредственно с поверхности Земли. Измерение загрязняющих веществ в снежном покрове позволяет оценить загрязнение атмосферного воздуха, воды и почв. Снежный покров является одним из источников загрязнения поверхностных вод. Установлено (7), что доля сульфатов, выносимых в половодье в речную систему бассейна средней реки в фоновых условиях формирования сульфатного стока, составляет 15-25 %. Содержание микроэлементов в снеге и их выпадения колеблются в очень широком диапазоне главным образом в зависимости от степени антропогенного влияния. Отбор проб атмосферных осадков чрезвычайно прост и не требует сложного оборудования по сравнению с отбором проб воздуха. Для исследования процессов загрязнения атмосферных осадков были отобраны пробы на улице Монтажников (на расстоянии 5 и 25 метров от дорожного покрытия). В отобранных пробах определялось содержание кислотообразующих веществ, металлов, pH и минерализации. Нами были проведены расчёты по загрязняющим веществам, которые содержатся в снежном покрове, предоставленные ниже. Расчёт по взвешенным веществам 5м: 1)    2)  3) m=25,2 мг/л×2,5 л = 63мг 4) N=  , N=  5)   6)  ,  7)  ,  25 м: 1)  = 18,7 мг/л = 6 мг/л 2)  3) m = 9 мг/л×3л = 27 мг 4) N=  5)  6)  7)  Таблица 1-Содержание взвешенных веществ в снежном покрове
Расчёт по pH 5м:     25м:     Таблица 2- Содержание pH в снежном покрове
Таблица 3-Критерии оценки степени загрязнении объектов окружающей среды
Вывод: Мы определили pHснежного покрова и получили, что на расстоянии 5м pH=7,26, а на расстоянии 25 м pH=7,33, т.е на территории отбора (ул.Монтажникова) на обоих расстояниях относительно удовлетворительная экологическая ситуация Расчёт по хлорид-ионам 5м:    2)  3)  4)  5)  6) m=80.58мг/л*2.5л=201.42 мг 7) N=  25 м:    2)  3)  4)  5)  6) m=860,28мг/л*2.5л = 240,84 мг 7) N=  Таблица 4-Содержание хлорид-ионов в снежном покрове
Расчёт по гидрокарбонат-ионам 5 м: 1)       3)  4)  5)  6)  7) m = 125,66 мг/л*2.5л = 314,15 мг 8) N=  25 м: 1)   3)  4)  5)  6)  7) m = 130,74 мг/л* 3л = 392,22 мг 8) N=  Таблица 5-Содержание гидрокарбонат-ионов в снежном покрове
Расчёт по кальцию и магнию  5м: 1)    2)       4)    5)  ) = (0,7619-0,5238) мг*экв/л = 0,2381 мг*экв/л  ) = (0,8095-0,619) мг*экв/л = 0,1905 мг*экв/л ) = (0,8571-0,5714) мг*экв/л = 0,2857 мг*экв/л6)    7)  8)  9)  10)  11) m = 2,8572 мг/л* 2,5л = 7,143 мг 12) N=  25м:1)    2)       4)    5) ) = (0,9524-0,7619) мг*экв/л = 0,1905мг*экв/л ) = (1-0,8095) мг*экв/л = 0,1905 мг*экв/л) = (1,0476-0,7619) мг*экв/л = 0,2857 мг*экв/л6)   7)  8)  9)  10)  11) m = 2,667 мг/л* 3л = 8,001 мг 12) N=   1)    2)  3)  4)  5)  6) m = 11,428 мг/л* 2,5л = 28,57 мг 7) N=   1)    2)  3)  4)  5)  6) m = 15,5 мг/л* 3л = 46,5 мг 7) N=  Таблица 6-Содержание  в снежном покрове
Таблица 7-Содержание  в снежном покрове
Расчёт по аммонию 5м:    2)  4)  5)  6)  7) m = 0,0368 мг/л* 2,5л = 0,092 мг 8) N=  25 м:    2)  4)  5)  6)  7) m = 0,021 мг/л* 3л = 0,,063 мг 8) N=  Таблица 8-Содержание аммония в снежном покрове
Расчёт по сульфидам и гидросульфидам 5 м: 1)     2)    3)  4)  5)  6)  7) m = 4,077 мг/л* 3л = 10,19мг 8) N=  25 м: 1)   2)   3)  4)  5)  6)  7) m = 3,62 мг/л* 3л = 10,86мг 8) N=  Таблица 9-Содержание сульфидов и гидросульфидов в снежном покрове
Расчёт по сульфат-ионам 5 м: 1)   2)  3)  4)  5)  6) m = 1,9655 мг/л* 2,5л = 4,913 мг 7) N=  25 м: 1)   2)  3)  4)  5)  6) m = 1,17 мг/л* 3л = 3,51 мг 7) N=  Таблица 10-Содержание сульфат-ионов в снежном покрове
В ходе проведения исследований были получены следующие данные по концентрациям загрязняющих веществ в талой воде (таблица 11)
Таблица 11-Концентрация загрязняющих веществ в снежном покрове По концентрации приоритетной примесью среди кислотообразующх веществ является гидрокарбонат-ион, концентрация которого преобладает на всех расстояниях и колеблется в диапазоне 125,68-130,74 мг/л. У металлов на первой позиции находятся ионы кальция. Концентрация которых преобладает на всех расстояниях, принимая значения от 11,428 до 15,5 мг/л. Зависимости концентрации загрязняющих веществ от расстояния до источника представлены в виде графической зависимости на рисунках 2-9. Рис. Зависимость концентрации взвешенных веществ от расстояния до источника Рис. 3 Зависимость концентрации хлорид-ионов от расстояния до источника Рис. 4 Зависимость концентрации магния от расстояния до источника Рис. 5 Зависимость концентрации аммония от расстояния до источника Рис. 6 Зависимость концентрации сульфидов и гидросульфидов от расстояния до источника Рис. 7 Зависимость концентрации сульфат-ионов от расстояния до источника На предоставленных выше графических зависимостях (рис.2-7) максимальная концентрация загрязняющих веществ наблюдается в непосредственной близости от источника загрязнения. Рис. 8 Зависимость концентрации карбонат- и гидрокарбонат-ионов от расстояния до источника Рис. 9 Зависимость концентрации кальция от расстояния до источника На рис.8-9 мы видим обратную ситуацию: наибольшая концентрация наблюдается при удалении от дорожного покрытия. Это объясняется тем, что ионы карбонат- и гидрокарбонат-ионов формируются в атмосфере в результате химической трансформации и для их формирования необходимо время, поэтому их максимальные концентрации могут наблюдаться при удалении от источника. Кальций же в свою очередь адсорбируется в окружающей среде. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, г
×ч
