Государственное учреждение
высшего профессионального образования
«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»
Основы экологии
Практикум
для студентов всех специальностей дневной и заочной форм обучения
Часть 1
Могилев 2011
УДК 504
ББК 20.1
О 69
Рекомендовано к опубликованию
учебно-методическим управлением
ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»
Одобрено кафедрой «Безопасность жизнедеятельности»
«08» октября 2010 г., протокол № 2
Составители: канд. геогр. наук, доц. А. Ю. Скриган;
ст. преподаватель И. Н. Фойницкая
Рецензент канд. биол. наук, доц. Г. Н. Тихончук
Методические указания предназначены для студентов всех специальностей дневной и заочной форм обучения и используются при выполнении практических работ по дисциплинам «Основы экологии» и «Экология». В методических указаниях содержатся методики и задания для выполнения практических работ.
Учебное издание
Основы Экологии. Практикум. Часть 1
Ответственный за выпуск В. И. Мрочек
Технический редактор А. А. Подошевко
Компьютерная верстка Н. П. Полевничая
Подписано в печать . Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Печать трафаретная. Усл.-печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 56 экз. Заказ №
Издатель и полиграфическое исполнение
Государственное учреждение высшего профессионального образования
«Белорусско-Российский университет»
ЛИ № 02330/375 от 29.06.2004 г.
212000, г. Могилев, пр. Мира, 43
© ГУ ВПО «Белорусско-Российский
университет», 2011
Содержание
Практическая работа № 1. Оценка качества атмосферного воздуха и риска здоровью населения на основе санитарно-гигиенического нормирования
Цель работы: изучить методологические основы санитарно-гигиенического нормирования, методику оценки качества воздуха населенных мест и риска здоровью населения на основе санитарно-гигиенического нормирования, выполнить оценку качества воздуха и риска здоровью населения на примере городов Беларуси.
Регулирование качества окружающей среды осуществляется на основе нормативного методологического подхода путем разработки и утверждения санитарно-гигиенических нормативов. Санитарно-гигиеническое нормирование осуществляется с целью установления предельно допустимых воздействий на окружающую среду, гарантирующих сохранение здоровья населения и безопасность биосферы в целом.
Санитарно-гигиенические нормативы устанавливаются по отношению к концентрациям загрязняющих веществ (ЗВ) в воздухе, воде и почве, уровням физических воздействий (шуму, вибрации, напряженности электрического поля и т.д.).
В соответствии с действующим законодательством качество атмосферного воздуха определяется предельно допустимыми концентрациями (ПДК) ЗВ в воздухе.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) примеси в атмосфере – это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, 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.
В настоящее время используется несколько видов ПДК:
- в зависимости от периода осреднения выделяют:
а) максимальная разовая (ПДКм.р.) – это максимальная концентрация примеси в атмосфере, определяемая по пробе, отобранной за 20 – 30 – минутный интервал времени;
б) среднесуточная (ПДКс.с.) – это концентрация примеси в атмосфере, отбираемая по среднесуточной пробе, которая представляет собой пробу воздуха, отбираемую в течение 24 ч непрерывно либо с равными интервалами, но не менее 4-х раз в сутки;
в) среднемесячная – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее значение среднесуточных или максимально разовых концентраций, измеряемых не менее 20 дн. в месяц;
г) среднегодовая – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее значение среднесуточных или максимально разовых концентраций, измеряемых не менее 200 дн. в год;
- в зависимости от реципиентов выделяют:
а) предельно допустимая концентрация для воздуха населенных мест (ПДКа.в.);
б) предельно допустимая концентрация для воздуха рабочей зоны (ПДКр.з.).
В случае отсутствия значений ПДК применяются ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ).
Величина ПДК зависит от степени токсичности вещества, которая характеризуется классом опасности:
I класс – чрезвычайно опасные, ПДКр.з. < 0,1 мг / м3;
II класс – высокоопасные вещества, 0,1 < ПДКр.з. < 1 мг / м3;
III класс – умеренно опасные вещества, 1 < ПДКр.з. < 10 мг / м3;
IV класс – малоопасные вещества, ПДКр.з. > 10 мг / м3.
Класс опасности вещества зависит от характера его воздействия на организм. По этому признаку выделяют рефлекторные (воздействие на органы чувств) и резорбтивные (воздействие на внутренние органы) токсичные вещества.
При наличии в атмосферном воздухе нескольких ЗВ рассчитывается коэффициент комбинированного действия (ККД). ККД отражает характер воздействия одновременно присутствующих в атмосферном воздухе ЗВ, который может проявляться по типу суммации неблагоприятных эффектов воздействия каждого из ЗВ.
ККД рассчитывается по формуле
, (1.1)
где Сi – концентрация загрязняющего вещества в воздухе;
i – количество загрязняющих веществ.
Соблюдение нормативного качества воздуха и отсутствие риска повышения заболеваемости признается в следующих случаях:
ККД < 2 при 2 ≤ i ≤ 4;
ККД < 3 при 5 ≤ i ≤ 9;
ККД < 4 при 10 ≤ i ≤ 20;
ККД < 5 при i > 20,
где i – количество загрязняющих веществ.
В качестве комплексного показателя уровня загрязнения атмосферного воздуха используется индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), учитывающий классы опасности, стандарты качества и средние уровни загрязнения воздуха. ИЗА рассчитывается для пяти так называемых приоритетных примесей, устанавливаемых для каждого населенного пункта индивидуально. ИЗА рассчитывается по формуле
, (1.2)
где qср i – среднегодовая концентрация i-й примеси;
ПДКс.с. i – среднесуточная ПДК для i-й примеси;
Кi – коэффициент, равный 0,85; 1,0; 1,3 и 1,7 соответственно для IV, III, II и I-го классов опасности;
i – количество загрязняющих веществ.
В зависимости от значения ИЗА выделяют уровни загрязнения атмосферы: чрезвычайно высокий (ИЗА > 8), высокий (5 < ИЗА < 8), средний (3,5 <� ИЗА <� 5), низкий (ИЗА < 3,5).
Санитарно-гигиенические нормативы могут служить основой для оценки рисков здоровью населения. Риск воздействия вещества или материала на человека (R) определяется по формуле
. (1.3)
Для прогнозирования риска возникновения рефлекторных эффектов при загрязнении атмосферного воздуха используются формулы в зависимости от класса опасности веществ:
I класс: ; (1.4)
II класс: ; (1.5)
III класс: ; (1.6)
IV класс: . (1.7)
Практическая часть
Задача 1.1. Рассчитайте ККД для городов Беларуси. Определите, соответствуют ли рассчитанные величины ККД нормативным, сделайте вывод о наличии или отсутствии загрязнения воздуха. Содержание загрязняющих веществ в воздухе городов представлено в таблице 1.1, ПДКс.с. загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест – в таблице 1.2.
Задача 1.2. Оцените риск воздействия приоритетных примесей на здоровье населения на примере г. Могилева (коэффициент запаса Кз принять равным 5,1):
рассчитайте риск воздействия загрязнения атмосферы на здоровье населения для Могилева в целом для каждого года и в среднем за период 2001 – 2005 гг. (таблицы 1.3 – 1.4). Сделайте вывод об изменении ИЗА и уровней риска R за этот период;
-
рассчитайте риск воздействия загрязнения атмосферы на здоровье населения R по постам наблюдений (таблицы 1.3 – 1.5) на основе данных 2005 г. Сделайте вывод о том, в каких районах города риск воздействия вредных веществ на здоровье населения выше;
оцените рефлекторные эффекты на здоровье населения при загрязнении воздуха г. Могилева (таблица 1.6). По таблице 1.7 определите значения риска, сделайте вывод.
Результаты расчетов оформите в виде таблиц и графиков. Существует ли корреляционная связь между значениями ИЗА и уровнем риска воздействия загрязнения атмосферы на здоровье населения?
Таблица 1.1 – Содержание загрязняющих веществ в воздухе городов Беларуси
Город
|
Пыль, мг/м3
|
Диоксид серы,
мг/м 3
|
Оксид угле-рода,
мг/м 3
|
Диок-сид азота,
мг/м 3
|
Фенол, мг/м 3
|
Аммиак, мг/м 3
|
Форма-льдегид, мг/м 3
|
Свинец, мг/м 3
|
Бобруйск
|
0,061
|
0,0007
|
0,828
|
0,02
|
0,002
|
–
|
0,005
|
–
|
Брест
|
0,033
|
0,004
|
1,2
|
0,019
|
–
|
–
|
0,008
|
0,00003
|
Витебск
|
0,114
|
0,006
|
1,19
|
0,023
|
0,002
|
0,013
|
0,007
|
0,00001
|
Гомель
|
0,082
|
0,005
|
0,52
|
0,008
|
0,002
|
0,011
|
0,006
|
0,00002
|
Гродно
|
0,147
|
0,002
|
0,442
|
0,029
|
–
|
0,017
|
0,008
|
0,00002
|
Минск
|
0,019
|
0,002
|
1,126
|
0,036
|
0,0003
|
0,047
|
0,004
|
0,00003
|
Могилев
|
0,033
|
0,003
|
1,165
|
0,077
|
0,003
|
0,031
|
0,005
|
0,00001
|
Мозырь
|
0,196
|
0,009
|
0,59
|
0,02
|
–
|
–
|
0,007
|
0,00002
|
Новополоцк
|
0,083
|
0,002
|
0,517
|
0,027
|
0,001
|
0,005
|
0,007
|
0,00007
|
Орша
|
0,085
|
0,007
|
2,08
|
0,03
|
–
|
–
|
0,007
|
0,00005
|
Пинск
|
0,16
|
0,002
|
0,647
|
0,024
|
–
|
–
|
0,001
|
0,00002
|
Полоцк
|
0,122
|
0,002
|
0,572
|
0,035
|
0,001
|
0,017
|
0,007
|
0,00007
|
Светлогорск
|
0,086
|
0,0015
|
0,528
|
0,013
|
–
|
–
|
0,006
|
–
|
Солигорск
|
0,101
|
–
|
0,384
|
0,021
|
–
|
–
|
–
|
–
|
Таблица 1.2 – Предельно допустимые среднесуточные концентрации (ПДКс.с.) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест
Вещество
|
ПДКс.с., мг / м 3
|
Аммиак
|
0,04
|
Диоксид азота
|
0,04
|
Диоксид серы
|
0,05
|
Оксид углерода
|
3
|
Пыль
|
0,15
|
Свинец
|
0,0003
|
Фенол
|
0,003
|
Формальдегид
|
0,003
|
Таблица 1.3 – Характеристики приоритетных примесей г. Могилева
Загрязняющее вещество
|
Класс опасности
|
Сi
|
Кз
|
ПДКмр,
мг/м3
|
ПДКсс,
мг/м3
|
Формальдегид
|
II
|
1,0
|
6
|
0,035
|
0,003
|
Аммиак
|
IV
|
1,7
|
3
|
0,2
|
0,04
|
Фенол
|
II
|
1,0
|
6
|
0,01
|
0,003
|
Оксиды азота
|
III
|
1,3
|
4,5
|
0,6
|
0,06
|
Сероуглерод
|
II
|
1,0
|
6
|
0,03
|
0,005
|
Таблица 1.4 – Динамика ИЗА Таблица 1.5 – ИЗА по постам
Год
|
ИЗА
|
2001
|
4,5
|
2002
|
4,66
|
2003
|
4,69
|
2004
|
4,8
|
2005
|
4,3
|
Номер поста
|
ГП поста
|
ИЗА
|
1
|
ул. Челюскинцев
|
3,83
|
2
|
ул. Первомайская
|
3,59
|
4
|
пер. Крупской
|
4,17
|
6
|
ул. Островского
|
4,47
|
12
|
ул. Мовчанского
|
5,36
|
Таблица 1.6 – Концентрации приоритетных примесей (2005 г.)
ЗВ
|
Класс опасности
|
ПДКмр, мг/м3
|
С, мг/м3
|
Сероводород
|
II
|
0,008
|
0,0008
|
Сероуглерод
|
II
|
0,03
|
0,0035
|
Аммиак
|
IV
|
0,2
|
0,04
|
Формальдегид
|
II
|
0,035
|
0,024
|
Фенол
|
II
|
0,01
|
0,012
|
Таблица 1.7 – Значения нормально-вероятностного распределения
Prob
|
Risk
|
Prob
|
Risk
|
Prob
|
Risk
|
Prob
|
Risk
|
Prob
|
Risk
|
Prob
|
Risk
|
Prob
|
Risk
|
-3,0
-2,5
-2,0
-1,9
-1,8
-1,7
-1,6
|
0,001
0,006
0,023
0,029
0,036
0,045
0,055
|
-1,5
-1,4
-1,3
-1,2
-1,1
-1,0
-0,9
|
0,067
0,081
0,097
0,115
0,130
0,157
0,184
|
-0,8
-0,7
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
|
0,212
0,242
0,274
0,309
0,345
0,382
0,421
|
-0,1
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
|
0,460
0,50
0,540
0,579
0,618
0,655
0,692
|
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
|
0,726
0,756
0,788
0,816
0,814
0,864
0,885
|
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
|
0,903
0,919
0,933
0,945
0,955
0,964
0,971
|
2,0
2,5
3,0
|
0,977
0,994
0,999
|
Контрольные вопросы
1 В чем заключается цель санитарно-гигиенического нормирования?
2 Дайте определение ПДК.
3 Какие виды ПДК выделяют?
4 Какие выделяют классы опасности веществ?
5 Что показывает ККД? По какой формуле он рассчитывается?
6 Какой показатель используется для оценки уровня загрязнения воздуха? Каким образом он рассчитывается?
7 На основе произведенных расчетов сделайте вывод о существовании риска повышения заболеваемости населения Могилева вследствие загрязнения атмосферы.
8 На основе произведенных расчетов проанализируйте качество атмосферного воздуха в городах Беларуси.
|