ИЗА ИЗВ 1. Оценка экологического состояния территории

• Название: Оценка экологического состояния территории
• Дата: 28.11.2022
• Размер: 52.64 Kb.
• Имя файла: ИЗА ИЗВ 1.docx
• Тип: Практическая работа; #817704

Практическая работа

Тема: ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕРРИТОРИИ

• 
  Теоретическая подготовка: Изучить существующие подходы к оценке экологического состояния территорий. Знать общие цели такой оценки, показатели и их характеристику, уметь применить их при решении практических заданий.
  
• 
  Практические задания: Решить задачи
  

1.1. Определите индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).

1.2. Определите индекс загрязнения воды (ИЗВ).

1.3. Определите суммарный показатель антропогенной нагрузки (СПАН или П_а) территории.

Содержание и ход работы

Экологический анализ и оценка состояния территории проводятся с целью:

• 
  определения степени напряженности медико-биологической ситуации различных территорий, обусловленной загрязнением токсикантами среды обитания населения;
  
• 
  составления экологического паспорта территории;
  
• 
  организации рационального использования природных ресурсов и регламентации производственной деятельности в регионе,
  
• 
  определения необходимости и разработки комплекса региональных природоохранных мер.
  

В настоящее время существует несколько подходов в проведении таких исследований:

1. 
   пофакторная оценка состояния окружающей среды с дальнейшей интеграцией показателей;
   
2. 
   использование комплексных показателей, характеризующих состояние реципиентов, воспринимающих негативное воздействие факторов окружающей среды;
   
3. 
   определение и сопоставление ресурсных потенциалов территории с антропогенным давлением.
   

1. Пофакторная оценка состояния окружающей среды с последующей интеграцией показателей

Учет воздействия на территорию возможен по показателям качества основных природных сред (атмосферного воздуха, воды, почвы). Система определения напряженности медико-экологической ситуации территории включает оценку качества среды обитания по показателям эколого-гигиенического состояния окружающей среды. Показатели санитарно-экологического состояния объектов окружающей среды должны быть приведены к единой шкале, отражающей возможную степень изменения качества среды обитания. Переход на безразмерную шкалу оценок может быть произведен как с учетом гигиенических регламентов (стандартов), так и обобщенных показателей загрязнения отдельных объектов среды обитания (индекса загрязнения воды водоемов ИЗВ, индекса загрязнения атмосферы ИЗА, показателей суммарного загрязнения атмосферного воздуха Р, суммарного показателя загрязнения почв Zc, показателя химического загрязнения воды поверхностных водоемов ПХЗ и др.).

Медико-экологическую ситуацию в регионе (любом населенном пункте) по показателям загрязнении основных природных сред можно отнести к любой из 5 категорий: удовлетворительная; относительно напряженная; существенно напряженная; критическая; условно катастрофическая.

Итак, к числу показателей данного типа относятся:

1. 
   Комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА);
   
2. 
   Индекс загрязнения воды (ИЗВ);
   
3. 
   Суммарный показатель загрязнения почвы (Zc);
   
4. 
   Интегральные коэффициенты сохранности (ИКС) биоразнообразия;
   
5. 
   Суммарный показатель антропогенной нагрузки (СПАН или П_а).
   

1.1. Комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА)

Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) – комплексный показатель загрязнения атмосферы, который рассчитывается по сумме пяти главных загрязнителей при переводе абсолютных значений каждого в число ПДК. Перевод абсолютных значений в ИЗА позволяет более реально учесть экологический вред, который наносится загрязнителями разной степени вредности.

Чтобы значения были сравнимы для разных городов или за разные интервалы времени в одном городе, необходимо рассчитывать их для одинакового количества (m) веществ. Для этого предусматривается особый подход к расчету ИЗА. По парциальным значениям I_i для отдельных примесей вначале составляется вариационный ряд, в котором I₁>I₂>…>I_m. Далее рассчитывается I(m) для заданного и одинакового числа m. Из анализа данных наблюдений за загрязнением атмосферы получено, что в атмосфере городов России имеется 4-5 веществ, которые определяют основной вклад в создание высокого уровня загрязнения. Поэтому обычно принимается m=5.

ИЗА показывает, какому уровню загрязнения атмосферы (в единицах ПДК диоксида серы) соответствуют фактически наблюдаемые концентрации m веществ в городской атмосфере, т.е. показывает, во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха превышает допустимое значение по рассматриваемой совокупности примесей в целом.

Итак, для расчета КИЗА используют следующую формулу:

[1.1]

где i - примесь;

q_Гi – среднегодовая концентрация примеси;

ПДК_c.c.i – соответствующая среднесуточная предельно допустимая концентрация;

С – константа, принимающая значения указанные в Приложении 1.1;

n – число примесей.

Приложение 1.1

Классы опасности загрязняющих веществ и значения C

Класс опасности веществ	Значения С
I	1,7
II	1,3
III	1,0
IV	0,9

Для выводов:

В соответствии с существующими методами оценки уровень загрязнения считается:

• 
  низким при ИЗА ниже 5,
  
• 
  повышенным при ИЗА от 5 до 6,
  
• 
  высоким при ИЗА от 7 до 13
  
• 
  очень высоким при ИЗА, равном или больше 14.
  

Ежегодно выделяются города с самым высоким уровнем загрязнения воздуха, в которых ИЗА равен или выше 14.

Выше было указано, что по показателям загрязнении основных природных сред можно выделить 5 категорий медико-экологической ситуации в регионе (любом населенном пункте). Так, например, по критерию ИЗА возможна следующая градация:

Медико-экологическая ситуация	Показатели загрязнения объектов окружающей среды
Категории:	Критерий ИЗА (при I = 5)
Удовлетворительная	< 5
Относительно напряженная	6 – 15
Существенно напряженная	16 – 50
Критическая	51 – 100
Условно катастрофическая	> 100

Такое деление несколько условно, так как необходим анализ по множеству показателей.
1.2. Индекс загрязнения воды (ИЗВ)

Индекс загрязнения воды (ИЗВ) – условный комплексный показатель качества воды, учитывающий наиболее распространенные загрязняющие вещества.

ИЗВ характеризует общесанитарное состояние воды водоема (его кислородный режим и баланс биогенных веществ), а также наличие вредных химических веществ.

[1.2]

где n- число веществ, по которым имеют место превышения ПДК;

C_i- концентрация i-го вещества за соответствующий период осреднения;

ПДК_i-предельно допустимая концентрация i-го вещества в воде водоемов.

Для выводов:

В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы (Приложение 1.2). Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов одной биогеохимической провинции и сходного типа, для одного и того же водотока (по течению, во времени, и так далее).

Приложение 1.2

Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды

Воды	Значения ИЗВ	Классы качества вод
Очень чистые	до 0,2	1
Чистые	0,2-1,0	2
Умеренно загрязненные	1,0-2,0	3
загрязненные	2,0-4,0	4
Грязные	4,0-6,0	5
Очень грязные	6,0-10,0	6
Чрезвычайно грязные	>10,0	7

1.3. Суммарный показатель загрязнения почвы (Zc):

[1.3]

где K_i – отношение фактической и фоновой концентраций i-го элемента;

n - число учтенных в данной точке элементов.

K_i рассчитывается как отношение фактической в данной точке и фоновой для данного типа почв концентраций i-го элемента по формуле 1.3.1.

[1.3.1]

где C_i – фактическая концентрация i-го вещества в данной точке;

C_ф – фоновая для данного типа почв концентрация i-го вещества.

1.4. Интегральные коэффициенты сохранности (ИКС) биоразнообразия:

[1.4]

где А_ij и А_фi - фактические и контрольные значения i-го показателя;

n - число учтенных показателей.

1.5. Суммарный показатель антропогенной нагрузки (СПАН или П_а)

Суммарный показатель антропогенной нагрузки, определяемой с антропоцентрических позиций, может быть реализован на основе оценки воздействия на здоровье человека состояния отдельных компонентов окружающей среды, которое может быть охарактеризовано через показатели, отнесенные к гигиеническим нормативам, с учетом значимости влияния отдельных факторов, определяемого методом экспертных оценок.

Показатель суммарной антропогенной нагрузки можно представить в виде формулы:

[1.5]

где ИЗА_с.-г., ИЗА_макс. – комплексные индексы загрязнения атмосферы, среднегодовой и максимальный соответственно;

ИЗВ_хим, ИЗВ_бак – индексы загрязнения воды, химического и бактериологического соответственно;

Пш, Пш_пду – средний и предельно допустимый уровни шума соответственно, определяющие шумовую нагрузку на территории (см. формулу 1.5.1).

При расчете шумовой нагрузки необходимо учитывать процент населения, проживающего в зоне акустического дискомфорта и превышение предельно допустимых уровней в ночное и дневное время. Тогда шумовую нагрузку можно оценить как:

[1.5.1]

где L_дн и L_н –средние значения уровней шума в дневное и ночное время;

ПДУш_дн и ПДУш_н – их предельно допустимые уровни;

n – процент населения, проживающего в зоне акустического дискомфорта.

П рактические задания к п.1

1.1. Определите индекс загрязнения атмосферы (КИЗА) г. Москвы.

Указания:

1. 
   Фактические данные приведены в таблице 1.1
   
2. 
   Для решения используйте формулу 1.1.
   

Для этого:

• 
  Выберите 5 «главных» (приоритетных) загрязнителя по величине среднегодовой концентрации q_Г (1 – примесь с самым высоким значением и далее по убыванию).
  
• 
  Среднегодовую концентрацию i-ой примеси q_Г соотнести с величиной среднесуточной ПДК (ПДК_c.c.i).
  
• 
  Данное отношение возвести в степень, равную величине константы С для того класса опасности, к которому относится данная примесь.
  
• 
  Полученные значения для каждой из указанных примесей суммировать.
  

3. 
   Для примесей без указания значения ПДК_c.c.i , в формулу подставлять значения ПДК_мр (максимальная разовая доза).
   
4. 
   Примеси, для которых не указан класс опасности, константу не учитывать (в степень С не возводить).
   
5. 
   Не забывать про единицы измерения! При необходимости делать пересчет!
   
6. 
   Сделать выводы
   

а) об уровне загрязнения атмосферы (низкий, повышенный, высокий, очень высокий), сравнив полученные значения с нормативными в методике (см. п.1.1);

б) о медико-экологической ситуации в г. Москва (см. п.1.1).

Таблица 1.1

Средний уровень загрязнения атмосферного воздуха (q_Г, мг/м³)

Примеси	qГ, мг/м3	ПДКc.c.i	ПДКмр	Класс опасности
1. Взвешенные вещества	0,1	0,15	0,50	3-4
2. Диоксид серы	0,001	0,05	0,50	3
3. Оксид углерода	3,0	3,0	5,0	4
4. Диоксид азота	0,08	0,04	0,085	3
5. Оксид азота	0,06	0,06	0,40	3
6. Сероводород	0,001	––	0,008	2
7. Фенол	0,007	0,003	0,010	2
8. Сажа	0,01	0,05	0,15	3
9. Углеводороды	7,0	1,50	––	4
10. Аммиак	0,11	0,04	0,20	4
11. Формальдегид	0,003	0,003	0,035	2
12. Бензол	0,23	0,10	1,5	2
13. Водород цианистый	0,001	0,001	––	1
14. Ксилол	0,11	0,20	0,2	3
15. Толуол	0,3	0,60	0,6	3
16. Бенз(а)пирен, 10-6	0,9	1,00	––	1
17. Тяжелые металлы, 10-3:
17.1. железо	0,87
17.2. кадмий	0,00	1,00		1
17.3. кобальт	0,00	0,30		2
17.4. марганец	0,03	0,63		2
17.5. медь	0,03	2,00		2
17.6. никель	0,02	1,00		1
17.7. ртуть		0,30		1
17.8. свинец	0,01	0,30		1
17.9. хром	0,04	0,78
17.10. цинк	0,05	50,0

1.2. Определите индекс загрязнения воды (ИЗВ) р. Москва (в двух точках наблюдения – г. Звенигороде и г. Москва) и р. Яуза (г. Москва).

Указания:

1) Расчет проводить для трех точек отдельно:

1 точка – р. Москва (г. Звенигород);

2 точка – р. Москва (г. Москва);

3 точка – р. Яуза (г. Москва).

2) Фактические данные приведены в таблице 1.2.

3) Для решения использовать формулу 1.2.

Для этого:

• 
  В каждой из точек выбрать вещества, по которым имеются превышения ПДК (сравнить средние концентрации со значениями ПДК).
  
• 
  Соотнести средние концентрации выбранных веществ с величинами их ПДК.
  
• 
  Полученные значения суммировать и умножить на величину, обратную количеству веществ, по которым имеют место превышения ПДК.
  

4) Не забывать про единицы измерения! При необходимости делать пересчет!

5) Сделать выводы:

1. 
   о классе качества вод и уровне загрязненности вод (очень чистые, чистые и т.д.) (см. п. 1.2 и Приложение 1.2) в каждой точке;
   
2. 
   сравнить по уровню загрязнения реки Москва и Яуза и города Москва и Звенигород.
   

Таблица 1.2

Характеристика загрязненности поверхностных вод (1999 г.)

Показатели качества	пдк, мг/л	Средняя концентрация, мг/л
		р. Москва (г. Звенигород)	р. Москва (г. Москва)	р. Яуза (г. Москва)
Растворенный кислород	6	10,1	10,1	9,09
БПК5 (биохимическая потребность в кислороде за 5 суток)	2,0	3,15	4,28	5,47
Бихроматная окисляемость		20,4	33,3	64,0
Взвешенные вещества	+ 0,75	59,4	46,5	77,0
Фенолы	0,001	0,002	0,004	0,005
Нефтепродукты	0,05	0,22	0,27	0,52
Азот аммонийный	0,39	0,9	0,6	1,4
Азот нитритный	0,02	0,02	0,037	0,077
Азот нитратный	9,0	0,42	0,45	0,82
Фосфаты	0,2	0,06	0,057	0,079
Медь	0,001	0,008	0,012	0,016
Формальдегид	0,05	-	0,085	0,100
Железо общее	0,1	-	0,46	0,6
Хлориды	300,0	-		169,0
Минерализация	1000,0	287,6	308,5	596,4
Жесткость общая	-	3,19	3,46	4,83

1.3. Определите суммарный показатель антропогенной нагрузки (СПАН или П_а) территории N при следующих исходных данных:

• 
  среднегодовой уровень загрязнения атмосферного воздуха взять из таблицы 1.1;
  
• 
  город (территория N) обеспечивается водой централизованно (индекс загрязнения воды принять равным 0);
  
• 
  на территориях шумового дискомфорта проживает 36% населения, средние уровни шума в жилых помещениях составляют днем 64 дБА; ночью – 38 дБА, предельно допустимые уровни шума в жилых помещениях в дневное время составляют 40 дБА, в ночное – 30 дБА.
  

Указания:

1. 
   Для решения используйте формулы 1.4 и 1.5.
   
2. 
   Фактические данные по атмосферному воздуху взять из задачи 1.1 (таблица 1.1).
   
3. 
   Сведения о превышениях максимально разовых концентраций загрязнения воздуха не учитывать.