Файл: Горнопромышленная экология.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный университет геосистем и технологий»

(СГУГиТ)

Кафедра экологии и природопользования



ГОРНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Практические работы

Специальность

21.05.04 Горное дело
Специализация

Маркшейдерское дело
Квалификация (степень) выпускника

Горный инженер (специалист)

Новосибирск, 2021

Оглавление

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1. Анализ промышленного загрязнения водного объекта

Работа выполняется самостоятельно и предоставляется на проверку преподавателю. На занятии проходит обсуждение результатов.

Цель работы: изучить понятие «предельно допустимая концентрация» в окружающей среде.

Общая информация.Защита окружающей среды от загрязнения регламентируется ПДК вредных веществ. ПДК (предельно допустимая концентрация) - это максимальная концентрация (количество вредных веществ в единице объёма: мг/мл, мг/кг, мг/м³), которая при воздействии на протяжении всей жизни человека не оказывает ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного воздействия, включая отдалённые последствия.

---

Концентрация любого вещества безопасна, если она не превышает предельно допустимую.

Это можно выразить формулой (1):

С_i≤ ПДК_i(1)

где С_i - фактическая концентрация вредного вещества;
ПДК_i - предельно допустимая концентрация этого вредного вещества.

При совместном действии нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным (усиление эффекта при одновременном воздействии) действием, их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать 1 (2):

С₁/ПДК₁ + C ₂/ПДК₂ +...+ C_i /ПДКⁱ ≤ 1(2)

Задание:На берегу озера площадью S км² и средней глубиной h м расположено предприятие приборостроения, 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.

Данные: ПДК вредных веществ (ВВ) в воде водных объектов:

Мышьяк – 0,05 мг/л

Ртуть – 0,005 мг/л

Свинец – 0,1 мг/л [14].

Порядок выполнения работы:

1. 
   Определить объем озера и вычислить объём сточной воды, поступающей в озеро за 1 год;
   
2. 
   Определить количество каждого ВВ, поступившего в озеро со сточной водой за год;
   
3. 
   Вычислить концентрацию каждого ВВ в озере после годичного сброса сточных вод по формуле (3):
   

С_i = количество ВВ_i в озере / объём воды в озере(3)

4. 
   Определить общее загрязнение озера предприятием по формуле (2).
   

Таблица 1.Исходные данные к задаче

№ варианта	S, км2	h, м	L, л/с	Концентрации вредных веществ в сточной воде, мг/л
				Мышьяк (Аs)	Ртуть (Hg)	Свинец (Pb)
1	3,0	3,0	20	0.25	0.10	0.68
2	3,0	2,5	15	0.16	0.32	0.95
3	2,5	2,30	10	0.31	0.15	1.80
4	5,2	2,5	10	0.2	0.90	0.10
5	5,0	3,5	15	0.60	0.05	3.15
6	4,5	2,0	25	2.60	0.45	1.80
7	4,0	2,5	30	1.60	0.30	2.10
8	4,6	3,0	20	0.50	0.40	1.00
9	2,8	1,5	10	0.30	0.10	0.65
10	3,2	2,0	15	0.75	0.45	0.90

---

Форма отчета:

1. 
   Решение.
   
2. 
   Выводы.
   
3. 
   Рекомендации по охране озера от загрязнения (если необходимо).
   

---

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2. Контроль качества воздуха. Методы отбора проб воздуха. Аспирационные способы отбора проб воздуха. Определение оксида углерода в воздухе газоанализатором GD-3301

Работа выполняется самостоятельно и предоставляется на проверку преподавателю.

Цель: Ознакомиться с разными методами исследования воздуха.

Экспресс-метод исследования воздуха. Теоретическая часть

Основу аспирационного метода составляет аспирация, т. е. протягивание исследуемого воздуха через специальные вещества, способные поглощать из проходящего воздуха подлежащий определению ингредиент. Такие вещества называются поглотительными средами.

Индикаторные трубки предназначены для проведения химического экспресс-анализа качества воздушной и газовой среды на уровне предельно-допустимых концентраций примесей в воздухе рабочей зоны, при аварийных ситуациях, в промышленных выбросах производств, при значительном превышении ПДК в атмосферном воздухе.

Химический экспресс-анализ газовых сред с применением индикаторных трубок имеет ряд преимуществ:

– минимальные сроки проведения анализа;

– получение результатов непосредственно на объекте исследования;

– своевременное принятие конкретных мер для обеспечения безопасных условий труда;

– простота методик выполнения анализа и достаточная чувствительность метода;

– отсутствие необходимости в стационарном оборудовании;

– отсутствие необходимости в высококвалифицированных специалистах;

– отсутствие потребности в источниках электрической и тепловой энергии;

– портативность и мобильность;

– низкая стоимость оперативного анализа исследуемого объекта.

Указанные особенности индикаторных трубок способствовали их широкому внедрению в различные области деятельности – санитарно-химический и специальный контроль, эксплуатацию (Приложение В).

Устройство и принцип работы.

Индикаторная трубка представляет собой герметично запаянную стеклянную трубку, внутри которой находится зерненный сорбент (индикаторный порошок). Слой индикаторного порошка в индикаторной трубке фиксируется с двух сторон тампонами. Смещение уровня индикаторного порошка относительно тампона не должно превышать 1 мм.

Измерение концентрации вещества индикаторной трубкой в газовых средах основано на изменении окраски сорбента (индикаторного порошка) при прокачивании через индикаторную трубку анализируемого газа. Длина изменившего окраску слоя сорбента является функцией и мерой массовой концентрации определяемого вещества. Номинальные статистические функции преобразования представлены на упаковке либо непосредственно на индикаторной трубке в виде шкалы, характеризующей зависимость длины изменившего окраску индикаторного слоя от концентрации определяемого вещества.

---

В качестве пробоотборных устройств c индикаторными трубками рекомендуется использовать аспираторы типа АМ-5, АМ-0059, НП-3М, а также другие, имеющие аналогичные технические характеристики.

Диапазон измерений.

Диапазон измерений характеризуется пределами измерений: нижний предел интервала измерений вредных веществ в воздухе должен быть не более 0,5 ПДК, а верхний предел – не менее 5 ПДК для определяемого вещества.

Способы выражения концентраций веществ в воздухе при измерениях индикаторными трубками.

Шкалы измерений, нанесенные на этикетку и связывающие длину (или интенсивность окраски) изменившего первоначальную окраску слоя наполнителя с концентрацией определяемого вещества, для более компактного представления отградуированы:

– для низких концентрационных диапазонов – в мг/м³;

– для средних – в г/м³;

– для высоких – в об.%.*

*Концентрация 1 об.% (или 10 л/м³) означает 1 часть (по объему) вещества на 100 частей воздуха. Так, воздух содержит 21 об.% кислорода (т.е. 100 частей воздуха содержат 21 часть кислорода).

Каждая индикаторная трубка содержит набор высокочувствительных реагентов, который обеспечивает точные показания, когда технические характеристики аспиратора точно соответствуют кинетике реакции набора реагентов в трубке. Поэтому аспиратор должен не только поставлять правильный объем воздуха, но и просасывать пробу через индикаторную трубку с надлежащей скоростью. Фактически, аспиратор и индикаторная трубка (или индикаторная трубка в комплекте с фильтрующей трубкой) образуют «аналитический модуль».

Аспиратор АМ-5 (рисунок 6) представляет собой сильфонный насос ручного действия, работающий на всасывание воздуха за счет раскрытия пружинами предварительно сжатого сильфона и выброса воздуха из сильфона через клапан при сжатии пружин. Аспиратор снабжен устройством для вскрытия индикаторной трубки.

Трубки упакованы в картонные футляры, на которых отпечатаны: наименование и индекс определяемого газа; школа для измерения концентраций газов; объем исследуемого воздуха; краткие правила выполнения анализа; дата выпуска, срок годности и количество трубок; таблица поправочных коэффициентов.


Рисунок 6– Порядок соединения индикаторной трубки с аспиратором АМ-5:1 – фильтрующая трубка; 2 – отрезок соединительного шланга; 3 – индикаторная трубка; 4 – гнездо для трубок; 5 – сильфон; 6 – цепочки; 7 – крышка; 8 – отверстие для вскрывания трубок

---