Мет. указания к работе 5 (1). Методические указания к проведению лабораторного занятия 5 по дисциплине Б 12 Экология
 Скачать 391 Kb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра «Экология» Методические указания к проведению лабораторного занятия № 5 по дисциплине «Б.1.1.12 Экология» направления подготовки по направлению 08.03.01 - «Строительство» Квалификация - бакалавр Утверждены на заседании УМК по направлению подготовки 08.03.01 - «Строительство» «__» _________2020 года, протокол № ___ Председатель УМКН _______/Ю.Г. Иващенко/ Саратов 2020 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ СООТВЕТСТВИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА (ПРОИЗВОДСТВА) ЭКОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ Работа рассматривает одну из актуальнейших тем инженерной экологии по определению степени безотходности технологических процессов (производств) и их соответствия экологическим требованиям; нацеливает студентов на разработку экологической грамотной стратегии природоохранной деятельности на предприятии. Цель работы: определить соответствие производства и технологических процессов требованиям, предъявляемым к малоотходным или безотходным технологиям, для разработки стратегии природоохранной деятельности на предприятиях. Основные понятия Безотходная технологическая система – это такой технологический процесс или технологическое производство, которое характеризуется полным использованием вовлекаемых в переработку материальных и энергетических ресурсов и отсутствием вредных выбросов в окружающую среду. Безотходное производство – совокупность организационно-технологических мероприятий, технологических процессов, оборудования, материалов, обеспечивающих комплексное использование сырья и позволяющих предотвратить отрицательное воздействие на окружающую среду. Малоотходная технология – технология (производство или совокупность), в результате практической деятельности которой вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, установленного санитарно-гигиеническими нормами, но по технологическим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение. Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего вещества в воде (мг/л) – концентрация загрязняющего вещества в воде, выше которой вода непригодна для одного или нескольких видов водопользования. Предельно допустимый сброс (ПДС) вещества в водный объект – масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. Предельно допустимая концентрация (ПДК м/р) примеси в атмосфере (мг/м3) – максимальная концентрация примеси в атмосфере, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом. Предельно допустимый выброс (ПДВ) загрязняющего вещества в атмосферу – научно-технический норматив, устанавливаемый из условия, что содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира. Предельно допустимое количество (ПДК) загрязняющего почву химического вещества – максимально массовая доля загрязняющего почву химического вещества, не вызывающая прямого или косвенного влияния, включая отдаленные последствия, на окружающую среду и здоровье человека. Предельно допустимый уровень внесения (ПДУВ) загрязняющего вещества в почву – масса вещества, максимально допустимая для внесения в почву, при которой не наблюдается нарушений самоочищающей способности почвы, а при миграции в сопредельные среды – превышения в них соответствующих ПДК. Лимитирующий признак вредности (ЛПВ) вещества в воде – признак, характеризующийся наименьшей безвредной концентрацией вещества в воде. Экологические требования – комплекс требований к качеству воздуха, воды, топлива, сырья, промышленной продукции, к технологии производства, технологическим выбросам и методам их очистки и отвода. Загрязнение промышленное – загрязнение, вызываемое отдельно взятым предприятием или их совокупностью. Загрязнитель – 1) объект, служащий источником загрязнения среды (предприятие и т.д.); 2) загрязняющее вещество – любой (природный и антропогенный) физический или информационный агент, химическое вещество и биологический вид (главным образом микроорганизмы), попадающий в окружающую среду или возникающий в ней в количествах, выходящих за рамки обычного содержания предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время. Исходная информация для решения задач находится в приложении 1. Методика расчета 1. Для определения соответствия производств и технологических процессов требованиям, предъявляемым к малоотходным или безотходным технологиям, введено понятие «коэффициент безотходности». 2. Коэффициент безотходности представляет собой обобщающий числовой показатель, характеризующий технологический процесс или производство с точки зрения его соответствия требованиям рационального природопользования. 3. Коэффициент безотходности (К) формируется из составляющих, каждая из которых характеризует полноту использования в производстве или технологическом процессе материальных и энергетических ресурсов, а также интенсивность этого производства (процесса), его отрицательного воздействия на окружающую среду: К = (КМ; КЭ; КЭА), (4) где КМ – коэффициент полноты использования материальных ресурсов; КЭ – коэффициент полноты использования энергетических ресурсов; КЭА – коэффициент экологической адекватности. 4. Значение величины К варьируется в интервале от 0 до 1. Значению К = 0 соответствует случай минимального полезного использования сырья и максимального отрицательного воздействия процесса или производства на окружающую среду. Значение К = 1 отвечает случаю полного использования ресурсов и отсутствия отрицательного воздействия на окружающую среду. 5. Рассмотрим подробнее один из составляющих коэффициента безотходности – коэффициент экологической адекватности. 6. Коэффициент экологической адекватности – агрегированный показатель, являющийся функцией валовых выбросов (сбросов) загрязняющих веществ, а также предельно допустимых выбросов (сбросов) загрязняющих веществ. 6.1. Агрегирование, проводимое с целью определения коэффициента КЭА, производится в два этапа. На первом этапе определяются коэффициенты соответствия производства или технологического процесса экологическим требованиям по отношению к воде (гидросфере), воздуху (атмосфере) и почве (литосфере) соответственно г, а, л. 6.2. Агрегирование коэффициентов г, а, л в коэффициент КЭА проводится по формуле:  , (5)причемiудовлетворяет условиям  .6.3. При определении коэффициента экологической адекватности учитываются только загрязнения атмосферы и водных объектов (гидросферы), т.е. л = 1. Такой подход обусловлен тем, что проблема загрязнения литосферы не разработана в необходимой степени. 6.4. Для расчета г – коэффициента соответствия производства или технологического процесса экологическим требованиям по отношению к водным объектам (гидросфере) – принята следующая формула:  , (6)где n – число загрязняющих веществ, содержащихся в потоке жидкости, отводимой в водные объекты (гидросферу); Bi – фактический сброс i-го загрязняющего вещества в водные объекты (гидросферу) в годовом исчислении, т/г; ПДСi – предельно допустимый валовой сброс i-го загрязняющего вещества в водные объекты (гидросферу) в годовом исчислении, т/г; ПДКi – предельно допустимая концентрация i-го загрязняющего вещества в водных объектах (гидросфере); мг/л. Если для некоторых i выполняется условие BiПДСi то соответствующий член в сумме, входящей в числитель, не учитывается. Коэффициент г с ростом Bi уменьшается от 1 (при BiПДСi, i = 1, 2 ,…, n). 6.5. Если данные о величинах ПДСi отсутствуют, то г рассчитывается по формуле:  , (7)где Сi – концентрация i-го загрязняющего вещества, мг/л. 6.6. При сбросе в водоем нескольких загрязняющих веществ с одинаковым лимитирующим признаком вредности (ЛПВ) должно соблюдаться условие:  , (8)где i = k, …, l – индексы веществ, относящихся к одному ЛПВ. Коэффициент г в этом случае рассчитывается по формуле:  , (9)где j = 1, 2, …, 6 – номера групп веществ с одинаковым ЛПВ. Если для некоторой группы веществ, относящихся к одному ЛПВ, условие (8) выполняется, соответствующая сумма в числителе (9) не учитывается. 6.7. Для расчета коэффициента соответствия производства или технологического процесса экологическим требованиям по отношению к атмосфере а принята следующая формула:  , (10)где ПДВi – предельно допустимый валовой сброс i-го загрязняющего вещества в атмосферу в годовом исчислении, т/г; m – число загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу; Bi – фактический сброс i-го загрязняющего вещества в атмосферу в годовом исчислении, т/г;  – среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го загрязняющего вещества в атмосфере, мг/м3.Если для некоторых i выполняется условие  , то соответствующий член в сумме, входящий в числитель, не учитывается.6.8. В тех случаях, когда данные о величинах ПДВ отсутствуют, а рассчитывается по формуле:  , (11)где Сi – концентрация i-го загрязняющего вещества, мг/м3. 6.9. При поступлении в атмосферу токсичных веществ, обладающих суммацией действия, расчет а должен производиться с учетом требования:  , (12)где i = p, …, q – индексы веществ, относящихся к одной группе суммации действия. Коэффициент а в этом случае рассчитывается по формуле:  , (13)где N – количество групп веществ, обладающих суммацией действия; pj, qj – начальный и конечный индексы веществ, относящихся к j-й группе по суммации действия. Если для некоторых групп веществ с суммацией действия выполняется условие (12), то соответствующая сумма в числителе (13) не учитывается. 7. Определение степени безотходности. При значении КЭА = 0,8 производство (процесс) классифицируется как рядовое. При значении КЭА от 0,8 до 0,9 – малоотходное, при значении КЭА = 0,9 – безотходное. Задания 1. Рассчитать коэффициент соответствия техпроцесса экологическим требованиям по отношению к воде (г). 2. Рассчитать коэффициент соответствия техпроцесса экологическим требованиям по отношению к атмосфере (а). 3. Рассчитать коэффициент экологической адекватности техпроцесса (КЭА) как среднеарифметическое от г и а. 4. Ранжировать данный техпроцесс по степени безотходности. Рекомендуемая литература: Еськов, Е. К. Экология. Закономерности, правила, принципы, теории, термины и понятия : учебное пособие / Е. К. Еськов. — 2-е изд. — Саратов : Вузовское образование, 2019. — 584 c. — ISBN 978-5-4487-0350-8. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/79833.html Кизима, В. В. Экология: учебно-методическое пособие для специальности «Строительство» / В. В. Кизима, Н. А. Куниченко. — Саратов : Ай Пи Эр Медиа, 2018. — 157 c. — ISBN 978-5-4486-0098-2. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/70288.html Островский, Ю. В. Промышленная экология : учебное пособие / Ю. В. Островский. — Новосибирск : Новосибирский государственный технический университет, 2018. — 91 c. — ISBN 978-5-7782-3639-4. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/91694.html |