Предельно допустимая концентрация

Федеральное агентство  связи

Сибирский Государственный Университет  Телекоммуникаций и Информатики

Межрегиональный центр переподготовки специалистов  

Контрольная работа 

По дисциплине:  Экология 

                                                                     Вариант: 10

Новосибирск 2012 г

Таблица 1. Выбор номера варианта.

1. Что такое  ПДК?

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — это количество загрязнителя в почве, воздушной или водной среде, которое при постоянном или временном воздействии на человека в продолжении всей его жизни не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.

Время расцвета концепции  «предельно-допустимых величин» приходится на середину ХХ века. ПДК устанавливались  из расчёта, что существует некое  предельное значение вредного фактора, ниже которого пребывание в данной зоне (или, например, использование  продукта) совершенно безопасно.

Поэтому значения ПДК, устанавливаемые  на основании экспериментальных  данных о токсичности и иных привходящих  обстоятельств, не одинаковы в разных странах и периодически пересматриваются. Например, в России для свинца и  его неорганических соединений ПДК в воде водоёмов хозяйственно-питьевого назначения — 0,1 мг/л, в воздухе производственных помещений — 0,01 мг/м³, в атмосферном воздухе — 0,007 мг/м³.

Значительная часть  этих нормативов являются санитарно-гигиеническими. Их соблюдение призвано обеспечить необходимый уровень безопасности и безвредности для здоровья человека факторов среды обитания и условий его жизнедеятельности.

Россия была одной  из первых стран, где в середине 20-х  годов стали устанавливаться  ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны. В 30-е годы аналогичные ПДК были введены в Германии и США. Что касается ПДК для окружающей природной среды (качество внутренней среды - рабочей зоны, производственных и бытовых помещений и т.п. не является непосредственным предметом экологии), то в России для атмосферного воздуха эти показатели впервые были введены в 1951 г. И они нормировали содержание в атмосфере 10 вредных веществ. К 1991 г. их было уже 497. Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения число таких норм ПДК достигло 1925. В почве нормы ПДК стали вводиться лишь с 1980 г. и в настоящее время они установлены для 109 вредных веществ. С 25 июня 2003 года введен  в действие "Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест" ГН 2.1.6.1338-03.

Нормативы, определяющие требования к качеству питьевой воды.

В России таковыми являются санитарные правила и нормы (СанПиН). В 1996 г. основные требования к питьевой воде зафиксированы в новом стандарте - СанПиН 2.1.4.559-96. Эти требования установлены с помощью показателей, определяющих предельно допустимое содержание в питьевой воде бактерий, газов, органических и неорганических веществ. В список веществ, подлежащих контролю, включено 2000 веществ, в том числе обязательному - 200. В их числе - хлор (остаточный, свободный), нефтепродукты, поверхностно-активные вещества, нитраты, ДДТ и другие вещества.

Виды ПДК

Уровни ПДК одного и того же вещества различны для  разных объектов внешней среды:

ПДКсс — среднесуточное,

ПДКж.з. — жилой зоны,

ПДКр.з. — в рабочей зоне,

ПДКмр — максимально-разовое значение в воздухе,

ПДКпочв — в почве.

Максимально-разовое  значение ПДК устанавливается для  предотвращения рефлекторных реакций  человека при кратковременном действии примесей. Среднесуточное значение ПДК устанавливается для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и сенсибилизирующего действия вещества на организм человека. Установленные в России ПДК для кратковременных и длительных воздействий для большинства загрязняющих веществ за исключением бензола строже стандартов качества воздуха, рекомендованных ВОЗ и установленных директивами стран ЕС.

Нормы ПДК

Значения ПДК включены в ГОСТы, санитарные нормы и другие нормативные документы, обязательные для исполнения на всей территории государства; их учитывают при проектировании технологических процессов, оборудования, очистных устройств и пр. Санитарно-эпидемиологическая служба в порядке санитарного надзора систематически контролирует соблюдение нормативов ПДК в воде водоёмов хозяйственно-питьевого водопользования, в атмосферном воздухе и в воздухе производственных помещений; контроль за состоянием водоёмов рыбопромыслового назначения осуществляют органы рыбнадзора.

Установление численных значений ПДК

Для установления ПДК используют расчётные методы, результаты биологических экспериментов, а также материалы динамических наблюдений за состоянием здоровья лиц, подвергшихся воздействию вредных веществ. В последнее время широко используются методы компьютерного моделирования, предсказания биологической активности новых веществ, биотестирование на различных объектах.

При одновременном присутствии  в атмосфере нескольких вредных  веществ однонаправленного действия сумма отношений их концентраций к ПДК не должна превышать единицу, однако это выполняется далеко не всегда. По некоторым оценкам, 67% населения России живут в регионах, где содержание вредных веществ в воздухе выше установленной предельно допустимой концентрации. В 2000 содержание вредных веществ в атмосфере в 40 городах с суммарным населением около 23 млн. человек время от времени превышало предельно допустимую концентрацию более чем в десять раз.

При оценке опасности  загрязнения в качестве образца  сравнения служат исследования, проводимые в биосферных заповедниках. А вот в крупных городах природная среда далека от идеальной. Так, по содержанию вредных веществ Москву-реку в пределах города считают «грязной рекой» и «очень грязной рекой». На выходе Москвы-реки из Москвы содержание нефтепродуктов в 20 раз больше предельно допустимых концентраций, железа – в 5 раз, фосфатов – в 6 раз, меди – в 40 раз, аммонийного азота – в 10 раз. Содержание серебра, цинка, висмута, ванадия, никеля, бора, ртути и мышьяка в донных отложениях Москвы-реки превышает норму в 10–100 раз. Тяжелые металлы и другие ядовитые вещества из воды попадают в почву (например, при половодьях), растения, рыбу, сельскохозяйственную продукцию, питьевую воду, как в Москве, так и ниже по ее течению в Подмосковье.

2. Какие вопросы  решались на конференции ООН  в 1992 г.? Каковы основные положения концепции устойчивого развития?

Конференция ООН 1992 г.— международный форум по окружающей среде и развитию. Явилась эпохальным событием в истории человечества. Собрала представителей 179 стран мира, 1 600 неправительственных организаций. В параллельном "Глобальном форуме" работали 9 000 организаций, 29 000 участников, 450 000 слушателей. Приняла Декларацию РИО, в которой провозглашены обязательства государств по основным 27 рекомендательным принципам достижения цивилизацией устойчивого развития.

В первой части провозглашаются  принципы устойчивого развития. Основная мысль некоторых принципов, приводится ниже с сохранением их номеров в Декларации.

Принцип 1. Забота о людях занимает центральное место в усилиях по обеспечению устойчивого развития.

Принцип 4. Защита ОС должна явиться неотъемлемой частью устойчивого развития и не может рассматриваться в отрыве от нее.

Принцип 10. Государство развивает и поощряет информативность и участие населения путем широкого предоставления информации по экологическим вопросам.

Принцип 11. Экологические стандарты в каждой стране принимаются в зависимости от социально-экономического развития и могут быть разными, в частности в развивающихся странах.

Принцип 14. Государства должны сдерживать или предотвращать перенос и перевод в другие государства любых видов веществ, которые наносят экологический ущерб или считаются вредными для здоровья человека.

Принцип 18. Государства немедленно уведомляют о любых стихийных бедствиях или других чрезвычайных ситуациях, которые могут причинить ущерб на территориях за их пределами.

Принцип 21. Следует мобилизовать творческие силы, идеалы и мужество молодежи всех мира в целях формирования глобального партнерства, с тем чтобы достичь устойчивого развития и обеспечить лучшее будущее для всех.

Принцип 25. Мир, развитие и охрана окружающей среды взаимосвязаны и неразделимы.

Принцип 27. Государства и народы сотрудничают в духе доброй воли и партнерства в выполнении принципов настоящей Декларации.

Во второй и третьей  частях документа даны рекомендации по претворению этих принципов в жизнь, изложена предполагаемая последовательность мероприятий.

Цель Стратегии устойчивого развития: не заменяя национальных программ охраны окружающей среды, дать основные ориентиры. Стратегия ставит основную задачу — выживание человечества. Выживание не является сугубо человеческой задачей, и в этом смысле человек мало отличается от других живых существ. Перспектива сохранения человека как вида сейчас уже достаточно проблематична.

К сожалению, все предложения Конференции по ограничениям получили лишь рекомендательный характер вследствие сопротивления руководителей "развитых" государств.

На конференции в Рио-де-Жанейро  были также открыты для подписания два важнейших глобальных соглашения: Рамочная конвенция об изменении климата и Конвенция о биологическом разнообразии. Конвенции направлены соответственно на достижение стабилизации содержания в атмосфере парниковых газов и обеспечение устойчивого использования генетических ресурсов планеты. Оба документа, хотя и имеют огромное значение, составляют лишь фундамент для последующего развития правового регулирования в данных областях.

Задача 1. Расчет влияния электромагнитных полей  на человека

На поле с травяным покровом расположена радиолокационная станция, имеющая следующие характеристики излучения: импульсная мощность излучения Р_и кВт, длительность импульса τ, мкс, частота повторения импульсов F, Гц. Коэффициент усиления вращающейся антенны G. На расстоянии S, м, от этой станции находятся дачные участки. Рассчитать, на каком расстоянии от радиолокационной станции можно находиться людям постоянно, т.е. размер санитарно-защитной зоны. Определить, опасна ли близость радиостанции, и дать рекомендации садоводам.

Таблица 2. Исходные данные.

Решение.

1.Вычисляем среднюю  мощность излучения по формуле P=P_иτF:

2. Вычисляем размер  санитарно-защитной зоны по формуле  ППЭ=PG/4πr², т.е. определяем радиус r, учитывая, что допустимое значение  ППЭ=1,0 Вт/м²:

3. Определим значение  ППЭ на дачных участках. Для  этого вычислим ППЭ для расстояния 0,35 км:

что в 11,7 раз превышает  допустимую величину.

4. Определим, сколько  времени можно находиться на  этих садовых участках, по формуле,  учитывая что допустимая энергетическая  нагрузка при облучении от  вращающихся и сканирующих антенн  – 20 Вт∙час/м²:

Ответ: При наличии  указанной радиолокационной станции  дачные участки можно располагать  только на расстоянии 1,2 км от неё. На рассматриваемых  дачных участках уровень электромагнитного  излучения превышает допустимый в 11,7 раз. Это может повлиять на здоровье людей. На этих дачах можно находиться только 1,7 часа в сутки.

Контрольные вопросы.

1. Каковы источники ЭМП?

В качестве основных источников электромагнитного поля можно выделить: линии электропередач, электропроводка (внутри зданий и сооружений), бытовые электроприборы, персональные компьютеры, теле- и радиопередающие станции, спутниковая и сотовая связь (приборы, ретрансляторы), электротранспорт, радарные установки.

2. Как влияют ЭМП на организм человека?

Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее  чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая.  Эти  системы  организма  являются критическими.

• Влияние на нервную систему. http://www.ecopole.ru/pic/nerv_sist.jpgНа уровне  нервной  клетки,  структурных  образований  по  передачи  нервных импульсов (синапсе), на  уровне  изолированных  нервных  структур  возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности.  Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей,  имеющих  контакт  с  ЭМП.  Эти лица могут иметь склонность к  развитию  стрессорных  реакций. Определенные структуры  головного  мозга  имеют  повышенную   чувствительность   к   ЭМП.
• Влияние на иммунную систему. При воздействии  ЭМП  нарушаются  процессы  иммуногенеза,  чаще  в  сторону   их угнетения. Установлено также, что у  животных,  облученных  ЭМП,  изменяется характер   инфекционного   процесса   -   течение   инфекционного   процесса отягощается.
• Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию. При  действии  ЭМП,  как  правило,   происходит стимуляция   гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождается увеличением содержания  адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови.
• Влияние на половую функцию. Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее  регуляции  со стороны нервной  и  нейроэндокринной  систем.  С  этим  связаны  результаты работы  по  изучению  состояния  гонадотропной   активности   гипофиза   при воздействии ЭМП. Многократное облучение ЭМП  вызывает  понижение  активности гипофиза.

3. Как определяется энергетическая нагрузка на организм человека?

Количественная оценка энергетической нагрузки определяется интенсивностью излучения по плотности потока энергии ППЭ. На практике она определяется через мощность излучения радиотехнического устройства P (среднюю по времени для радиолокационных станций), а если антенна направленная, то и через коэффициент ее усиления G, а также через расстояние r между антенной и точкой наблюдения: ППЭ=PG/4πr²

4. Что такое “санитарно-защитная зона”?

Санитарно-защитная зона — территория между границами  промплощадки, складов открытого  и закрытого хранения материалов и реагентов, предприятий сельского хозяйства, с учетом перспективы их расширения и селитебной застройки.

Она предназначена для:

• обеспечения требуемых  гигиенических норм содержания в  приземном слое атмосферы загрязняющих веществ, уменьшения отрицательного влияния  предприятий, транспортных коммуникаций, линий электропередач на окружающее население, факторов физического воздействия — шума, повышенного уровня вибрации, инфразвука, электромагнитных волн и статического электричества;

• создания архитектурно-эстетического  барьера между промышленностью и жилой частью при соответствующем ее благоустройстве;

• организации дополнительных озелененных площадей с целью  усиления ассимиляции и фильтрации загрязнителей атмосферного воздуха, а также повышения активности процесса диффузии воздушных масс и локального Санитарно-защитная зона должна иметь последовательную степень проработки ее территориальной организации, озеленения и благоустройства на всех этапах разработки предпроектной и проектной документации, строительства и эксплуатации отдельного предприятия или промышленного комплекса.

В предпроектной документации на строительство новых, реконструкцию  или техническое перевооружение действующих предприятий и сооружений должны быть предусмотрены средства на организацию и благоустройство  санитарно-защитных зон, включая переселение жителей, а в составе проектно-сметной документации должен быть представлен проект по ее организации, благоустройству и озеленению в соответствии с действующей нормативной документацией.

5. Как определяется допустимое время нахождения в зоне влияния ЭМП?

Допустимое время T пребывания человека в зоне облучения ЭМП  определяется по формуле: T=W/ППЭ 

При значениях плотности  потока мощности энергии (в диапазоне  частот 300 МГц—300000 ГГц)

• до 0,1 Вт/м² допустимое время пребывания в зоне воздействия ЭМП – без ограничений;
• 0,1-1 Вт/м² - не более 2 часов;
• 1-10 Вт/м² - не более 10 минут.

При значениях электрической  напряженности (с напряжением 400 кВ и выше)

• <5 кВ/м допустимое время пребывания - без ограничений;
• 5—10 кВ/м - <180 минут;
• 10—15 кВ/м - <90 минут;
• 15—20 кВ/м - <10 минут;
• 20—25 кВ/м - <5 минут.

Задача 2. Анализ промышленного загрязнения озера

На берегу озера площадью S км² и средней глубиной H м расположено промышленное предприятие, использующее воду озера для технических нужд и затем сбрасывающее загрязнённую воду в озеро. Цикл работы предприятия непрерывный (круглосуточный). Объём сброса сточной воды – L л/сек.  
Рассчитать, каким будет загрязнение озера через 1 год. Сделать выводы о промышленном загрязнении озера и дать рекомендации по сохранению озера.  
ПДК вредных веществ (ВВ) в воде водных объектов: Мышьяк – 0,05 мг/л;

Ртуть – 0,005 мг/л; Свинец – 0,1 мг/л 

Таблица 3. Исходные данные.

Решение задачи:

1. Определим объем  озера и вычислить объём сточной  воды, поступающей в озеро за 1 год:

2. Определим количество  каждого ВВ, поступившего в озеро  со сточной водой за год:

• рассчитаем количество поступившего за год мышьяка

• рассчитаем количество поступившей за год ртути 

• рассчитаем количество поступившего за год свинца

3. Вычислим концентрацию  каждого ВВ в озере после  годичного сброса сточных вод:

• рассчитаем концентрацию мышьяка поступившего за год

• рассчитаем концентрацию ртути поступившей за год 

• рассчитаем концентрацию свинца поступившего за год 

4. Определим общее  загрязнение озера предприятием:

Выводы.

В 2,84 раза превышает ПДК для ртути в озере. Это высокотоксичный, способный накапливаться в организме яд. Поражает кроветворную, ферментативную, нервную системы и почки. При совместном действии нескольких вредных веществ, их безразмерная суммарная концентрация превышать 3,984 раза. Исходя из полученных результатов, необходимо принять срочные меры по очистке сточных вод. На первых этапах надо внедрить технологию водообеспечения с минимальным потреблением свежей воды и сбросом, а также ускоренными темпами строить очистные  сооружения.

Контрольные вопросы.

1. Что такое ПДК?

ПДК - предельно допустимая концентрация вредного вещества.

Под ПДК следует понимать такую концентрацию химического  соединения, которая при ежедневном воздействии в течении длительного  времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений или заболеваний, обнаруживаемых современными методами исследования, а также не нарушает биологического оптимума для человека.

2. Как определяется суммарное загрязнение при наличии нескольких вредных веществ однонаправленного воздействия?

Суммарное загрязнение  при наличии нескольких вредных  веществ однонаправленного воздействия  определяется как сумма отношений  концентрации этих веществ к предельно  допустимой.

3. Какие мероприятия следует выполнять при повышенном загрязнении водного объекта?

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с  ними. В наш индустриальный век  в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью  разрушения или удаления из них вредных  веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве, имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Методы очистки сточных вод можно разделить на  механические,  химические,  физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода, в каждом конкретном случае, определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.