Данное учебное пособие содержит методические указания к лабораторной работе №2 по дисциплине «Инженерная экология». В материале рассматриваются теоретические основы мониторинга атмосферного воздуха, классификация источников загрязнения и критерии оценки качества среды. Практическая часть посвящена расчету концентрации оксида углерода (CO) вблизи автодорог, выбору безопасных зон для жилой застройки и методам снижения антропогенного воздействия на окружающую среду.
- Титульные данные
- Аннотация и выходные данные
- Оглавление
- Требования к оформлению и выполнению лабораторной работы №2
- Теоретическая часть. 1. Общие сведения об оценке качества атмосферного воздуха
- Таблица 1: Выделение (10⁶ т/сут) некоторых газообразных веществ
- Анализ загрязнения
- 1.1. Источники загрязнения атмосферного воздуха
- Транспортные источники загрязнения
- Нормативы оксида углерода
Титульные данные
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I (ФГБОУ ВО ПГУПС)
Кафедра «Техносферная и экологическая безопасность»
А.А. Гаврилова
ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ. ЭКОЛОГИЯ
Лабораторная работа №2
Учебное пособие
Санкт-Петербург, ПГУПС, 2024
Аннотация и выходные данные
Инженерная экология, экология (Лабораторная работа №2): учебное пособие. – СПб.: ФГБОУ ВО Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2024. – 15 с.
Материал, представленный в учебном пособии дает представление об экологии как о науке, синтетически объединяющей достижения различных отраслей естествознания, определяющей подход к комплексному исследованию закономерностей происходящих в окружающей среде, об основных видах антропогенного воздействия и экологических проблемах современности; обоснование проведения контрольно-нормативных мероприятий, используемых при оценке воздействия объектов различного назначения на окружающую среду.
Преподавание экологических дисциплин для инженерно-технических специалистов должно отвечать современным требованиям и основываться на принципах развития науки и техники, обеспечивающих максимальную гармонизацию двух сред жизни и деятельности человека – биосферы и техносферы, а также учитывать особенности преподавания экологических дисциплин в высшем техническом учебном заведении, научный подход и склад мышления инженеров.
Учебное пособие предназначено для студентов всех специальностей и направлений заочной формы обучения.
Оглавление
- Требования к оформлению и выполнению контрольной работы — 4
- Теоретическая часть — 5
- 1. Общие сведения об оценке качества атмосферного воздуха — 5
- 1.1. Источники загрязнения атмосферного воздуха — 6
- 1.2. Критерии оценки состояния атмосферного воздуха — 7
- Практическая часть — 10
- Порядок выполнения работы — 10
- Приложение 1 (исходные данные) — 12
- Приложение 2 (Титульный лист) — 14
- Библиографический список — 15
Требования к оформлению и выполнению лабораторной работы №2
Лабораторная работа №2 выполняется в соответствие с заданием и исходными данными по вариантам. Номер варианта выбирается по последним двум цифрам зачетной книжки. Если цифры больше 50, надо вычесть из них 50 (Например, если цифры 67, то вариант 67-50=17). Исходные данные находятся в Приложении 1 настоящих методических указаний.
Отчет о выполнении контрольной работы оформляется в произвольной форме. Отчет должен содержать следующие разделы:
- Титульный лист (образец в Приложении 2 настоящих методических указаний)
- Название и цель работы
- Исходные данные в соответствие с вариантом
- Расчётная и графическая часть
- Результат, выводы, заключение
Теоретическая часть. 1. Общие сведения об оценке качества атмосферного воздуха
Для выявления изменений состояния биосферы под влиянием деятельности человека необходима система наблюдений. Такую систему в настоящее время общепринято называть мониторингом. Мониторинг включает следующие основные направления деятельности:
- наблюдения за факторами, воздействующими на окружающую природную среду и за ее состоянием;
- оценку фактического состояния природной среды;
- прогноз развития состояния природной среды и оценку этого развития.
Таким образом, мониторинг — это система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной среды, не включающая управление качеством окружающей среды, но дающая необходимую информацию для такого управления и выработки инженерных методов защиты окружающей среды. Мониторинг может охватывать как локальные районы, так и земной шар в целом (глобальный мониторинг).
Чтобы обеспечить эффективную оценку и прогноз, мониторинг должен включать наблюдения за источниками загрязнения, загрязнением природной среды и следствиями от этого загрязнения.
Таблица 1: Выделение (10⁶ т/сут) некоторых газообразных веществ
| Вещество | Источник (природный) | Источник (антропогенный) |
|---|---|---|
| Диоксид серы | — | 0,4 |
| Сероводород | 0,3 | 0,01 |
| Оксиды азота | 2 | 0,2 |
| Аммиак | 3 | 0,01 |
| Углеводороды | 2 | 0,2 |
| Оксид углерода | 10 | 1 |
| Диоксид углерода | 3000 | 50 |
Анализ загрязнения
Согласно приведенной таблице, природные источники выделяют больше вредных веществ, тем не менее, самым опасным является антропогенное поступление. Это связано с тем, что вредные вещества антропогенного происхождения накапливаются в зоне обитания человека. Кроме того, специфические вредные вещества, не существовавшие ранее в природных условиях, в настоящее время становятся составной частью атмосферного воздуха, его микроэлементами.
Воздух считается чистым, если ни один из микрокомпонентов не присутствует в концентрациях, способных нанести ущерб здоровью человека, животным, растительности или вызвать ухудшение эстетического восприятия окружающей среды (например, при наличии пыли, грязи, неприятных запахов или при недостатке солнечного освещения в результате задымленности воздуха). Так как все живое очень медленно адаптируется к этим новым микрокомпонентам, химические вещества служат объективным фактором неблагоприятных воздействий на природную среду и здоровье человека.
1.1. Источники загрязнения атмосферного воздуха
Сброс загрязняющих веществ может осуществляться в различные среды: атмосферу, воду, почву. Выбросы в атмосферу являются основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном.
Промышленные источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на источники выделения и источники выбросов. К первым относятся технологические устройства (аппараты установки и т.п.), в процессе эксплуатации которых выделяются примеси. Ко вторым — трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари и другие устройства, с помощью которых примесь поступает в атмосферу.
Промышленные выбросы подразделяются на организованные и неорганизованные. Организованный промышленный выброс поступает в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы, что позволяет применять для очистки от загрязняющих веществ соответствующие установки. Неорганизованный промышленный выброс поступает в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушений герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта. Неорганизованные выбросы характерны для очистных сооружений, хвостохранилищ, золоотвалов, участков погрузочно-разгрузочных работ, сливно-наливных эстакад, резервуаров и других объектов.
К основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздуха относятся предприятия энергетики, металлургии, стройматериалов, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, производства удобрений.
Транспортные источники загрязнения
Транспортные источники загрязнения атмосферы обладают рядом специфических особенностей, учет которых необходим на любом уровне рассмотрения проблемы. По существующей классификации их можно отнести к линейным наземным непрерывно действующим источникам с переменной мощностью выброса, расположенных непосредственно в селитебных районах города. Особую опасность для окружающей среды эти источники создают тем, что выброс осуществляется в приземном слое воздуха на очень небольшой высоте (менее одного метра).
Оксид углерода II (CO, окись углерода, угарный газ) — это вещество является продуктом неполного сгорания топлива, время его жизни в атмосфере составляет 2–4 месяца. Важнейшим источником поступления оксида углерода в атмосферу являются автотранспортные средства. Присутствие оксида углерода в атмосферном воздухе не может ощущаться человеком по запаху либо цвету.
Оксид углерода II (CO) считается вдыхаемым ядом, способным создавать дефицит кислорода в тканях тела, повышает количество сахара в крови. У здоровых людей этот эффект проявляется в уменьшении способности выносить физические нагрузки. Этот эффект зависит как от концентрации газа, так и от времени пребывания человека в загрязненной атмосфере.
Оксид углерода II (CO) не является накапливающимся токсичным веществом — процесс неблагоприятного воздействия на человека обратим, хроническое отравление оксидом углерода не может наступить в результате долговременного воздействия при относительно низких концентрациях порядка 2–10 ПДКмр.
Нормативы оксида углерода
Природные фоновые уровни окиси углерода колеблются в пределах от 0,01 до 0,23 мг/м³. В зоне городских автомагистралей крупных европейских городов его средние концентрации за 8 ч составляют, как правило, менее 20 мг/м³, а пиковые величины за 1 ч — ниже 60 мг/м³. По рекомендациям ВОЗ, средняя концентрация оксида углерода за 15 минут не должна превышать 100 мг/м³, за 30 минут – 60 мг/м³, за 1 час – 30 мг/м³, за 8 часов – 10 мг/м³. В России приняты следующие нормативы для оксида углерода (угарного газа): ПДК сс= 3 мг/м³, ПДК м.р.=5 мг/м³.
Определение концентрации угарного газа в атмосферном воздухе населенных пунктов проводится с целью получения информации в рамках расчетного мониторинга состояния городской среды.