Полная версия

Главная arrow Экология arrow ГЕОЭКОЛОГИЯ. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Математическая обработка результатов измерений

В водоем с турбулентными условиями непрерывно сбрасывается некоторый загрязнитель с известной концентрацией Со. Варианты загрязнителей приведены в табл. 5.2. На каком расстоянии от места сброса концентрация загрязнителей достигнет их ПДК при заданном времени и известной исходной (в сбросе) концентрации?

Сбросы, по существу, являются источником загрязнителей водной среды. В геоэкологии и экологической безопасности роль перемещений в рассеивании загрязнителей считается основной и подлежит обязательному учету.

В механизмах перемещения загрязнителей основное внимание должно уделяться течениям и турбулентной диффузии, так как молекулярная диффузия в водной среде характеризуется весьма малой скоростью. Осаждение поллютантов в депонирующие среды становится существенным в зимнее время в результате вмерзания в ледовое покрытие. Например, так произошло с масштабными выбросами китайским предприятием высокотоксичного нитробензола (CeHsNCh с ПДКрх = 0,01 мг/л) зимой 2006 г. в реку Амур, выше по течению г. Хабаровска. Другой вариант осаждения возможен при заметной концентрация в выбросах твердой (песчано-глинистой) фазы, что случается очень редко.

Течения играют существенную роль в переносе загрязнителей в реках и отдельных районах морей и океанов, причем более значимым и всеобщим фактором является турбулентная диффузия (Дурб).

Коэффициенты турбулентной диффузии зависят от «масштаба длины», поэтому их следует выбирать в соответствии с масштабами расстояния. В данной задаче можно использовать значение Аурб, для 10 км оно равно 4-10s см2/с.

Исходные данные для расчетов представлены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Исходные данные (по вариантам)

Вариант

Загрязнитель

ПДК, мг/м3

Время, ч

С0, мг/л

1

Соли хрома

0,1

10

50

2

Соли хрома

0,1

5

100

3

Соли хрома

0,1

24

20

4

Аммиак

0,05

10

50

5

Аммиак

0,05

24

20

6

Аммиак

0,05

10

30

7

Фенол

0,001

24

0,2

8

Фенол

0,001

48

0,4

9

Цианиды

0,05

24

10

0

Цианиды

0,05

12

30

1) Используя вышеприведенное значение коэффициента турбулентной диффузии, можно оценить рассеяние Дх загрязнителей в водоемах по уравнению

где Ах - расстояние, на которое распространяется фронт поллютантов за время /, с.

2) Точные расчеты переноса загрязнителей от точки выброса можно провести, решив уравнение 2-го закона Фика. Однако это уравнение не имеет общего решения, а может быть решено лишь при определенных граничных условиях.

Если имеется выброс загрязнителя, концентрация которого в выбросе постоянна и равна Со, а концентрация С в начальный момент в любых точках, кроме точки выброса, равна нулю, то граничные условия принимают следующий вид:

1) С = 0 при t = 0; 2) при х = О, С = Со = const и не зависит от времени.

Решение уравнения 2-го закона Фика при этих граничных условиях имеет вид

где второй член, стоящий в скобках, - интеграл вероятностей (трансцендентная функция Крампа), определяемый по специальным таблицам.

Из условий задачи и этого уравнения

т. е. интервал вероятностей равен 1,0, а верхний предел интегрирования z по табличным данным равен 3,23 (табл. 5.3). Тогда в уравнении

Все переменные известны, и можно рассчитать значения л; для каждого поллютанта.

Таблица 5.3

Интервал вероятностей (трансцендентная функция Крампа)

Z

Ф

Ф

0,01

0,01128

2,40

0,99931

0,05

0,05637

2,50

0,99959

0,1

0,11246

2,60

0,99976

0,5

0,52050

2,70

0,99987

1,00

0,84270

2,80

0,99992

1,50

0,0,96611

2,85

0,99994

2,00

0,99532

2,90

0,99996

2,10

0,99702

3,00

0,99998

2.20

0,99814

3,07

0,99999

2,30

0,998865

3,23

1,00000

г

Примечание. Ф = 2 je_> dy/Vrc . о

Сравните результаты, полученные двумя способами.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>