Egzamin dyplomowy

1. Rozkład empiryczny- cechy i opis

Rozkład empiryczny to uzyskany na podstawie badania statystycznego opis wartości przyjmowanych przez cechę statystyczną w próbie przy pomocy częstości ich występowania. Z kolei badanie statystyczne to proces pozyskiwania danych na temat rozkładu cechy statystycznej w populacji. Badanie może mieć charakter:

Cecha statystyczna – właściwość populacji, która jest przedmiotem badania statystycznego. Zgodnie z definicją cecha statystyczna jest to funkcja przypisująca elementom populacji elementy zbioru wartości cechy statystycznej.

Próba statystyczna – zbiór obserwacji statystycznych wybranych (zwykle wylosowanych) z populacji.

Częstość – słownikowo oznacza liczbę wystąpień jakiegoś zjawiska, przedmiotu w czasie (na jednostkę czasu), w przestrzeni (np. na jednostkę długości, powierzchni) lub w funkcji innej zmiennej.

Rozkład empiryczny może być prezentowany jako:

Szereg rozdzielczy -jest statystycznym sposobem prezentacji rozkładu empirycznego. Uzyskuje się go dzieląc dane statystyczne na pewne kategorie i podając liczebność lub częstość zbiorów danych przypadających na każdą z tych kategorii.

Szeregi rozdzielcze:

Histogram - to jeden z graficznych sposobów przedstawiania rozkładu empirycznego cechy. Składa się z szeregu prostokątów umieszczonych na osi współrzędnych. Prostokąty te są z jednej strony wyznaczone przez przedziały klasowe (patrz: Szereg rozdzielczy) wartości cechy, natomiast ich wysokość jest określona przez liczebności (lub częstości, ewentualnie gęstość prawdopodobieństwa) elementów wpadających do określonego przedziału klasowego.

Liczba przedziałów powinna wynosić od 5 do 15, w przeciwnym wypadku przestaje być on czytelny. Jeśli histogram pokazuje liczebności, a nie gęstość prawdopodobieństwa, wówczas szerokości przedziałów powinny być równe.

Wielobok liczebności - Wielobok liczebności to jedna z graficznych form prezentacji rozkładu cechy statystycznej. Wykreślenie wieloboku liczebności polega na zaznaczeniu na układzie współrzędnych punktów (xi, ni), gdzie xi to kolejne wartości cechy, zaś ni to liczebności dla danej wartości cechy. Kolejnym krokiem jest połączenie punktów odpowiadających sąsiednim wartościom cechy. Liczebności mogą zostać zastąpione przez częstości.

Krzywa liczebności - jest jedną z form graficznej prezentacji rozkładu cechy statystycznej. Krzywą liczebności tworzymy w taki sam sposób, jak wielobok liczebności, z tym wyjątkiem, że zamiast łamaną, punkty na wykresie łączymy łagodnie przebiegającą krzywą.

Wykres pudełkowy, Wykres skrzynkowy - (ang. box-plot) jest jedną z form graficznej prezentacji rozkładu cechy statystycznej, spotykany najczęściej w pakietach komputerowych wspomagających proces analizy i interpretacji danych statystycznych. Pozwala ująć na jednym rysunku wiadomości dotyczące położenia, rozproszenia i kształtu rozkładu empirycznego badanej cechy.

2. Populacja generalna i próby losowe

Populacja generalna (badana) – skończona zbiorowość (osób, rzeczy, zjawisk), której wszystkie (nieidentyczne) elementy mają wspólne cechy, istotne z punktu widzenia celu badań. Na temat zbiorowości badacz chce uzyskać informacje, aby móc rozwiązać problem. Elementy populacji nazywa się jednostkami badania.

Jeżeli zbiór elementów populacji generalnej jest skończony, to określa się ją jako populację skończoną. (Przykładem może być np. zbiór pracowników pewnego zakładu produkcyjnego.)

W przypadku, gdy zbiór elementów populacji jest nieskończony, to populację określa się jako nieskończoną. (Przykładem może być zbiór możliwych relacji złotego do euro.)

Wspomniane jednostki badania (jednostki statystyczne) wchodzące w skład populacji muszą posiadać wspólne własności – cechy stałe. Pozwalają one rozstrzygnąć, czy określona jednostka należy do danej populacji, czy też nie. Jednostki powinny się także różnić głównie tymi cechami zmiennymi, które są przedmiotem zainteresowania statystyków.

W populacji badaczy mogą interesować cechy ilościowe, które nazywa się mierzalnymi, jak i cechy jakościowe, czyli niemierzalne. (Przykładowo koszt produkcji pewnego detalu jest cechą ilościową, a jego kolor cechą jakościową. Inny przykład cechy jakościowej to płeć, ilościowej - powierzchnia.)

* * *

Aby przejść do zagadnienia prób losowych, należy odpowiedzieć na pytanie: Po co wykonuje się badania statystyczne? Celem badań statystycznych jest poznanie rozkładu danej cechy, jak i szacowanie charakterystyk tego rozkładu.

Badanie statystyczne może być badaniem pełnym, jeżeli obejmuje wszystkie elementy populacji generalnej lub badaniem częściowym, jeżeli ograniczone jest do pewnej części populacji generalnej. Tę część populacji generalnej, na której wykonywane jest badanie statystyczne nazywa się populacją próbną, w skrócie próbą.

Próby losowe: Statystyka matematyczna zajmuje się tylko badaniami częściowymi, przy czym muszą być jeszcze spełnione określone warunki doboru próby. Podstawowym warunkiem badań częściowych jest losowy przypadkowy dobór próby. Tak otrzymaną próbę nazywa się próbą losową - każdy element populacji ma równą szansę znalezienia się w zbiorze podczas niezależnego losowania elementów. Równa szansa oznacza możliwość ustalenia prawdopodobieństwa dostania się do próby.

Aby można było uogólniać wyniki uzyskane dla próby losowej na całą populację, próba powinna być reprezentatywna. Reprezentatywność próby może być osiągnięta, gdy są spełnione dwa warunki: elementy są dobierane do próby w sposób losowy, próba jest wystarczająco liczna.

Z procesem pobierania prób losowych (losowaniem) wiążą się zagadnienia: operatu losowania i schematu losowania. Operat losowania to kompletny wykaz jednostek losowania. Musi on być kompletny oraz aktualny. Schematy losowania można klasyfikować na: losowanie niezależne i zależne, losowanie indywidualne i zespołowe, losowanie jednostopniowe i wielostopniowe, losowanie nieograniczone i ograniczone.

Uzupełnienie 2. (przykładowe wzory):

Schematami losowania ograniczonego są losowanie warstwowe i losowanie systematyczne.

Losowanie indywidualne, nieograniczone, niezależne nosi nazwę losowania prostego, a otrzymana próba określana jest mianem próby prostej. Próbą prostą o liczebności n elementów wylosowaną ze skończonej lub nieskończonej populacji nazywa się taką próbę losową, której wyniki są niezależnymi zmiennymi losowymi o jednakowych rozkładach identycznych z rozkładem populacji. Próbę prostą ze skończonej populacji uzyskuje się stosując schemat losowania indywidualnego, nieograniczonego, niezależnego (zwrotnego).

Próba prosta może być ściślej zdefiniowana jako n–wymiarowa zmienna losowa (wektor losowy)
X = (X1, X2, ..., Xn) o własnościach: X1, X2, ..., Xn są niezależnymi zmiennymi losowymi,

każda zmienna losowa Xi (i–ty wynik w próbie) ma rozkład identyczny z rozkładem populacji, tzn. jeżeli F(x) jest dystrybuantą rozkładu populacji, to F(xi) = F(x) dla i = 1, 2, ..., n.

Stosując losowanie proste, bądź warstwowe należy znać liczbę jednostek, które na potrzeby losowania numeruje się, a następnie wybiera. Przy bardzo dużej populacji generalnej, gdzie numerowanie każdej jednostki może być bardzo trudne, lub czasami niemożliwe (to znaczy: nie posiadamy operatu losowania), wygodnie jest stosować losowanie systematyczne.

Losowanie systematyczne – z wykazu populacji badanej losuje się co k-tą jednostkę. Np. wykaz liczy 51 gospodarstw domowych – (N elementów), liczebność próby wynosi 17 jednostek (n) to wykaz wymaga podziału na 17 równych interwałów (k), stąd k = N / n = 3. Z pierwszego interwału wybiera się losowo pierwszą jednostkę, np. z numerem 2, a każdą następną co k, czyli co 3 jednostkę. W ten sposób do próby wejdą gospodarstwa z numerami: 2, 5, 8, 11, 14, itd.

3. Rola atmosfery w bilansie cieplnym Ziemi

Każde ciało zawiera pewien zasób energii cieplnej który określa jego temperaturę. Temperatura, oraz jej nieustanne zmiany zależą od wymiany ciepła pomiędzy powierzchnią Ziemi i atmosferą. Zmiany te w samej atmosferze uzależnione są natomiast od wymiany pomiędzy jej warstwami w pionie, oraz między masami w poziomie, jak również pomiędzy atmosferą a przestrzenią kosmiczną [1].

Wymiana ciepła odbywa się zatem na drodze:

Zmiany temperatury powietrza  zachodzą także niezależnie od wymiany ciepła
z otoczeniem, przy rozprężaniu, lub sprężaniu pewnych ilości powietrza. Zjawisko to zachodzi na skutek zmian ciśnienia i objętości głównie przy wznoszeniu, bądź opadaniu powietrza. Tego rodzaju procesy nazywa się procesami adiabatycznymi, lub przemianami adiabatycznymi.

Jednakże głównym źródłem ciepła na Ziemi jest promieniowanie słoneczne docierające do powierzchni naszej planety w postaci promieniowania krótkofalowego. Największe ilości energii, jakie docierającą do Ziemi pochodzą właśnie z promieniowania słonecznego. Inne rodzaje energii, które zmieniają się w energię cieplną i ogrzewają powierzchnię Ziemi to: energia geotermalna, energia pływów, energia rozpadów promieniotwórczych, oraz energia spalania paliw kopalnych. Ilość energii, jaka dociera ze Słońca nazywa się stałą słoneczną. Jest to całkowita energia, jaką promieniowanie słoneczne przenosi w jednostce czasu przez pewną jednostkę powierzchni, która znajduje się prostopadle do promieniowania w średniej odległości Ziemi od Słońca. Średnia wartość stałej słonecznej wynosi około 1366,1 W/m². Wartość tej jednostki jest zmienna ponieważ aktywność Słońca jest także różna. Bezpośrednie promieniowanie słoneczne jest pochłaniane i rozpraszane w atmosferze głównie przez cząsteczki gazów, oraz aerozole. Z tego powodu pomiar stałej słonecznej na powierzchni Ziemi jest trudny, gdyż musi uwzględniać wpływ atmosfery ziemskiej. Rozpraszanie promieniowania nazywa się dyspersją, natomiast pochłanianie to absorpcja [1][2].

Powierzchnia Ziemi jest dla atmosfery głównym źródłem promieniowania długofalowego oraz promieniowania cieplnego. Sposób w jaki Ziemia przyjmuje i oddaje dostarczoną jej energię zależy od rodzaju tej powierzchni, a więc przede wszystkim od tego czy są to obszary wodne, czy lądowe. Do powierzchni gruntu dociera tylko ok. 50 % promieniowania krótkofalowego, które znajduje się na górnej granicy atmosfery. Grunt pochłania tym większą część promieniowania, im ciemniejsza jest jego powierzchnia. Parametrem określającym zdolność odbijania promieni przez daną powierzchnię jest albedo, czyli stosunek ilości promieniowania odbitego do padającego. Średnie albedo Ziemi wynosi około 0,3. Oznacza to, że 30 % światła słonecznego docierającego do Ziemi jest oddawane z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Wielkość albedo zależy od rodzaju podłoża, a także od pokrywy chmur. Chmury odbijają więcej światła z powrotem w przestrzeń kosmiczną niż czyste błękitne niebo [1][2].

Powierzchnia lądowa przekazuje uzyskaną od Słońca energię cieplną drogą przewodnictwa w głąb gruntu, natomiast drogą promieniowania długofalowego, oraz ruchów konwekcyjnych i turbulencyjnych energia ta dostarczana jest do atmosfery. W przygruntowej warstwie powietrza wymiana ciepła odbywa się częściowo drogą promieniowania długofalowego powierzchni Ziemi do atmosfery, a także atmosfery do powierzchni Ziemi. Przewodnictwo cieplne odgrywa nieznaczną rolę, gdyż powietrze jest słabym przewodnikiem ciepła. Największe znaczenie ma przenoszenie ciepła w wyniku turbulencji, czyli nieustannych, chaotycznych ruchów niewielkich ilości powietrza, zarówno przy pionowych ruchach konwekcyjnych, jak i przy poziomym przemieszczaniu się powietrza [2].

Pochłonięte promieniowanie krótkofalowe jest wypromieniowane na skutek promieniowania cieplnego. Jest ono zużywane na parowanie wody, bezpośrednie ogrzanie przyziemnej warstwy atmosfery, oraz pośrednie ogrzanie wyższych warstw. Cześć ciepła zostaje wypromieniowana w przestrzeń kosmiczną. Energia słoneczna dociera do powierzchni Ziemi tylko w ciągu dnia. Jej ilość zmniejsza się wraz ze zmniejszaniem się wysokości Słońca nad horyzontem. Nocą następuje utrata ciepła. Bilans cieplny powierzchni naturalnej jest
to różnica pomiędzy energią uzyskaną, a energią utraconą na powierzchni Ziemi [2].

Wartość dodatnia bilansu cieplnego wskazuje, że więcej energii dociera do podłoża, niż jest tracone. Ujemna wartość powyższego równania oznacza stratę energii, a więc sytuację
w której większe ilości energii są tracone, niż docierają do podłoża [2].

Gdy średnia ilość energii docierającej do planety nie zmienia się w czasie, a energia pobierana jest równa energii oddawanej. Wtedy średnia temperatura Ziemi praktycznie nie zmienia się a więc panuje stan równowagi termicznej. Ziemia znajduje się w stanie równowagi termicznej, jednak obserwowany wzrost temperatury jej powierzchni, topnienie lodowców oraz wzrost temperatury oceanów wskazywać może, że nasza planeta otrzymuje więcej energii niż wypromieniowuje. Strefa międzyzwrotnikowa posiada dodatni bilans cieplny. W strefie umiarkowanej natomiast bilans ten jest dodatni w lecie a ujemny w zimie. Strefy podbiegunowe odznaczają się ujemnym bilansem cieplnym. Głównie dzięki krążeniu powietrza, oraz prądom morskim w ciągu roku następuje wymiana ciepła pomiędzy strefami, oraz zrównoważenie bilansu cieplnego w skali całej Ziemi. Na bilans cieplny Ziemi ma wpływ tzw. efekt cieplarniany. Zjawisko to spowodowane jest zdolnością atmosfery do przepuszczania dużej części promieniowania słonecznego i zatrzymywania promieniowania Ziemi. Gazy wchodzące w skład atmosfery ziemskiej takie jak para wodna, CO2, metan, czy freony sprawiają, że ciepło dostarczone przez promienie słoneczne a także to odbite od powierzchni Ziemi jest zatrzymywane w atmosferze. Efekt cieplarniany jest warunkiem życia na Ziemi. Jeśli jednak proporcje gazów cieplarnianych zostaną zakłócone, wówczas ilość ciepła w atmosferze wyraźnie się zwiększy i na skutek tego wzrośnie średnia temperatura na Ziemi. W ostatnich latach w wyniku działalności człowieka nastąpiło podwyższenie dotychczasowej zawartości obecności CO2, oraz freonów w atmosferze [1].

Oprócz wcześniej wymienionego efektu cieplarnianego istotna jest dziura ozonowa, czyli zjawisko spadku ozonu w stratosferze atmosfery ziemnej. Występuje głównie w obszarach podbiegunowych. Dziura ozonowa powstaje wskutek niszczenia warstwy ozonowej przez związki chemiczne, zwane freonami. W latach 70-tych i 80-tych były powszechnie stosowane
w urządzeniach chłodniczych, klimatyzatorach, różnego rodzaju aerozolach i gaśnicach a także przy produkcji mebli i piankowych tworzyw sztucznych. W elektronice stosowano je
do czyszczenia płyt głównych komputerów [1].

Ozon stratosferyczny pochłania część promieniowania ultrafioletowego docierającego do Ziemi ze Słońca. Niektóre rodzaje promieniowania ultrafioletowego są szkodliwe
dla organizmów żywych, ponieważ mogą uszkadzać komórki (oparzenia) oraz materiał genetyczny komórek. U ludzi i zwierząt mogą wywoływać zmiany nowotworowe.

Rys.1. Efekt cieplarniany, wg Błąd! Nie można odnaleźć źródła odwołania.

Literatura:

[1] DOBRZAŃSKI B.: Ochrona środowiska przyrodniczego, PWN, Warszawa 2010

[2] WNUK Z.: Ekologia i ochrona środowiska, Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego, Rzeszów 2010

4. Podstawowe zanieczyszczenia nieorganiczne i organiczne w środowisku

Zanieczyszczenie środowiska przyrodniczego definiowane jest zwykle jako stan środowiska, jaki wynika z wprowadzenia do powietrza, wody, gruntu lub nagromadzenia na powierzchni ziemi substancji o dowolnym stanie skupienia, albo energii w takich ilościach lub o takim składzie, które mogą negatywnie wpływać na zdrowie człowieka, przyrodę ożywioną, a także klimat, glebę, wodę, ewentualnie powodować inne niekorzystne zmiany. Substancjami zanieczyszczającymi są związki organiczne i nieorganiczne. W celu odróżnienia ich od siebie można posłużyć się definicją tych ostatnich. Związki nieorganiczne to wszystkie związki chemiczne niebędące związkami organicznymi, czyli w swojej strukturze nie posiadają atomów węgla lub są tlenkiem węgla, kwasem węglowym, węglanem, wodorowęglanem i In. wraz z ich solami. Dla przykładu substancje organiczne to ropa naftowa i jej pochodne, bakterie, białka, tłuszcze, a nieorganiczne to tworzywa sztuczne, azotany, związki metali ciężkich, kwasy siarkowe, siarkowodór.

Gleba: Bez wątpienia najbardziej rozpowszechnione zanieczyszczenia gleb stanowią związki organiczne (np. pestycydy), oraz metale ciężkie (np. ołów i rtęć) oraz azotany. Bardzo groźne jest występowanie w glebie nadmiernej ilości azotanów. Ich źródłem jest przede wszystkim nadmierne nawożenie gleb związkami zawierającymi azot, a także zanieczyszczona atmosfera lub ścieki. Azotany przyczyniają się między innymi do opóźnienia dojrzewania roślin, zmniejszając ich odporność na różne choroby, działanie szkodników.

Woda: Do głównych zanieczyszczeń organicznych wód należą: pestycydy, fenole, jednopierścieniowe węglowodory aromatyczne (BTEX), wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) i związki powierzchniowo czynne (detergenty). Zanieczyszczenia nieorganiczne wód: występowanie metali ciężkich w wodzie zależy od czynników wpływających na ich rozpuszczalność: obecności innych składników wody, pH, potencjału utleniająco-redukcyjnego, zdolności tworzenia rozpuszczalnych w wodzie kompleksów. Szczególnie niebezpieczne są: arsen, miedź, kadm, ołów, rtęć, cynk, chrom, nikiel i selen.

Powietrze: Spośród tysięcy substancji zanieczyszczających powietrze atmosferyczne pewna ich liczba jest emitowana przez większość źródeł antropogenicznych i zanieczyszczenia te traktowane są, jako zanieczyszczenia charakterystyczne. Należą do nich:

• zanieczyszczenia gazowe, czyli gazy i pary związków chemicznych (LZO, lotne związki organiczne), np. tlenki węgla (CO i CO2), siarki (SO2 i SO3) i azotu (NOx), amoniak, fluor, węglowodory łańcuchowe i aromatyczne i ich chlorowcopochodne, fenole oraz tzw. utleniacze, które są zanieczyszczeniami wtórnymi, powstałymi w wyniku reakcji fotochemicznych, rodnikowych, i katalitycznych substancji zanieczyszczających powietrze (ozon, NO2, formaldehyd, akroleina i nadtlenki organiczne),

• ciała stałe, czyli cząstki nieorganiczne i organiczne (pyły) o różnorodnej wielkości ziaren i różnym składzie chemicznym, np. popiół lotny, sadza, pyły z produkcji cementu, pyły metalurgiczne, związki ołowiu, miedzi, chromu, kadmu i innych metali ciężkich,

• ciecze w postaci kropelek, np. kwasów, zasad i rozpuszczalników,

• zanieczyszczenia biologiczne, czyli mikroorganizmy - wirusy, bakterie i grzyby, których rodzaj i ilość odbiega od składu naturalnej mikroflory powietrza.

Uzupełnienie 4.

Zanieczyszczenie środowiska przyrodniczego definiowane jest zwykle jako stan środowiska, jaki wynika z wprowadzenia do powietrza, wody, gruntu lub nagromadzenia na powierzchni ziemi substancji o dowolnym stanie skupienia, albo energii w takich ilościach lub o takim składzie, które mogą negatywnie wpływać na zdrowie człowieka, przyrodę ożywioną, a także klimat, glebę, wodę, ewentualnie powodować inne niekorzystne zmiany, np. korozję niektórych materiałów. Zanieczyszczenie środowiska może zostać spowodowane przez naturalne źródła (np. wybuchy wulkanów), jednak większość z nich ma pochodzenie antropogeniczne. Substancjami zanieczyszczającymi są związki organiczne i nieorganiczne. W celu odróżnienia ich od siebie można posłużyć się definicją tych ostatnich. Związki nieorganiczne to wszystkie związki chemiczne niebędące związkami organicznymi, czyli w swojej strukturze nie posiadają atomów węgla lub są tlenkiem węgla, kwasem węglowym, węglanem, wodorowęglanem, węglikiem, cyjanowodorem, cyjankiem, kwasem cyjanowym piorunowym wraz z ich solami. Dla przykładu substancje organiczne to ropa naftowa i jej pochodne, wirusy, bakterie, białka, cukry, tłuszcze, a nieorganiczne to tworzywa sztuczne, azotany, związki metali ciężkich, kwasy siarkowe, siarkowodór. Środowisko naturalne składa się z kilku komponentów: gleby, wody i powietrza, więc najlepiej przedstawiać zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne dla odpowiedniego obszaru środowiska.

Bez wątpienia najbardziej rozpowszechnione zanieczyszczenia gleb stanowią związki organiczne (np. pestycydy), oraz metale ciężkie (np. ołów i rtęć) oraz azotany.

Bardzo groźne jest występowanie w glebie nadmiernej ilości azotanów. Ich źródłem jest przede wszystkim nadmierne nawożenie gleb związkami zawierającymi azot, a także zanieczyszczona atmosfera lub ścieki. Azotany przyczyniają się między innymi do opóźnienia dojrzewania roślin, zmniejszając ich odporność na różne choroby, działanie szkodników. Powodują również zanik obecności przyswajalnej miedzi, a także są prekursorami toksycznych nitrozoamin, które między innymi przyczyniają się do występowania nowotworów. Rośliny uprawiane na glebach zawierających nadmierne ilości azotu mogą być niekiedy bardzo szkodliwe dla zdrowia ludzi i zwierząt.

Środki ochrony roślin mogą również oddziaływać destrukcyjnie na gleby. Pestycydy dostają się do gleby w wyniku wysiewania zaprawionych nasion, opylania lub opryskiwania roślin uprawnych oraz ich spłukiwania z roślin po deszczu. Zawartość pestycydów w glebie zależy od intensywności stosowania oraz właściwości fizyko - chemicznych tych związków oraz od właściwości gleby, a także od warunków klimatycznych, a zwłaszcza ilości opadów. Preparaty te po spełnieniu swojej roli nie zanikają całkowicie, lecz kumulują się w glebie, hamując procesy mikrobiologiczne takie jak oddychanie, nitryfikację i mineralizację związków organicznych. 

Do głównych zanieczyszczeń organicznych wód należą: pestycydy, fenole, jednopierścieniowe węglowodory aromatyczne (BTEX), wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) i związki powierzchniowo czynne (detergenty).

Pestycydy to liczna grupa związków i preparatów chemicznych wykorzystywana do niszczenia chwastów, zaprawiania ziarna siewnego, zwalczania chorób roślin i szkodników upraw roślinnych, a nawet do walki z owadami przenoszącymi choroby, jak malaria czy tyfus. Najbardziej niebezpieczne są pestycydy chloroorganiczne (DDT, metoksychlor, lindan i in.). Są to związki bardzo odporne na rozkład chemiczny, biologiczny czy fotochemiczny i długo zalegają w środowisku. Pestycydy znajdujące się w środowisku wodnym zakłócają jego równowagę biologiczną, działają toksycznie na ryby i zooplankton, opóźniają samooczyszczanie się wód, powodują pienienie wody i pogarszają jej właściwości organoleptyczne.

Fenole są bardzo często używane jako reagenty w przemyśle chemicznym a wśród nich głównie fenol i krezol. Odprowadzane ze ściekami do środowiska wodnego stanowią poważne zagrożenie. Znajdują się przede wszystkim w ściekach z koksowni, gazowni, rafinerii, z zakładów produkcji tworzyw sztucznych, barwników, środków ochrony roślin. Fenole są związkami toksycznymi dla środowiska wodnego i zakłócają procesy samooczyszczana.

Chlorofenole przedostają się do naturalnego środowiska wodnego ze ściekami z przemysłu chemicznego, ale głównie ze źródeł rolniczych na skutek stosowania pestycydów. Najbardziej toksycznym i uciążliwym chlorofenolem w środowisku jest pentachlorofenol (PCP), stosowany głównie jako herbicyd do niszczenia młodych chwastów dwuliściennych (fungicyd) oraz jako środek do zaprawiania drewna.

Dużą grupą związków zanieczyszczających wody są węglowodory. Są to węglowodory alifatyczne pochodzące z benzyny, jak C6 – C12, oleju mineralnego (C12 – C37) oraz węglowodory aromatyczne jedno- i wielopierścieniowe. Jednopierścieniowe węglowodory aromatyczne, powszechnie stosowane, jako rozpuszczalniki i reagenty w przemyśle chemicznym, takie jak benzen, toluen, etylobenzen i ksyleny, znane są pod nazwą skrótową BTEX. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) to obszerna grupa związków chemicznych o budowie pierścieniowej, charakteryzujących się zbliżonymi własnościami fizykochemicznymi.

Syntetyczne detergenty są to substancje powierzchniowo czynne stosowane jako środki piorące, myjące i czyszczące. Syntetyczne detergenty, wprowadzone na rynek przed 25 laty, zastępują mydło. Ale w przeciwieństwie do mydeł, które łatwo ulegają rozkładowi biologicznemu i bez trudu dają się usuwać ze ścieków, większość syntetycznych detergentów trudno ulega biodegradacji, a ponadto nie można ich usunąć zwykłymi sposobami stosowanymi do oczyszczania wody.

Zanieczyszczenia nieorganiczne wód. Występowanie metali ciężkich w wodzie zależy od czynników wpływających na ich rozpuszczalność: obecności innych składników wody, pH, potencjału utleniająco-redukcyjnego, zdolności tworzenia rozpuszczalnych w wodzie kompleksów. Szczególnie niebezpieczne są: arsen, miedź, kadm, ołów, rtęć, cynk, chrom, nikiel i selen.

Arsen przedostaje się do środowiska wodnego ze ściekami przemysłowymi z zakładów farmaceutycznych, garbarskich, produkujących barwniki, z hut, wód kopalnianych oraz z pokładów geologicznych. Arsen mogą również zawierać środki owadobójcze, grzybobójcze i chwastobójcze. Toksyczność arsenu zależy od jego postaci chemicznej. W połączeniach organicznych jest mniej toksyczny niż w nieorganicznych. Arsen trójwartościowy jest zdecydowanie bardziej toksyczny niż pięciowartościowy. Arsen uszkadza centralny układ nerwowy, pokarmowy, oddechowy i skórę.

Źródłem emisji chromu do środowiska, zwłaszcza do wód powierzchniowych, jest przemysł galwanizerski, garbarski, włókienniczy, impregnacji drewna, barwników, tworzyw sztucznych, drukarski oraz graficzny. Chrom(VI) jest bardzo toksyczny. U ludzi wywołuje przewlekłe zatrucia (perforacja błon śluzowych), stany zapalne płuc, owrzodzenie dwunastnicy, zmiany w mięśniu sercowym. Wykazuje również właściwości mutagenne i rakotwórcze. Źródłem emisji ołowiu do środowiska naturalnego jest przemysł barwników, akumulatorów, baterii, 81 nawozów sztucznych, energetyczny, elektrochemiczny, ochrony roślin oraz motoryzacja. Ołów w wodzie może też pochodzić z niektórych powłok antykorozyjnych, rur PCV, jeśli w procesie stabilizacji był używany ołów. Zatrucie ołowiem (zw. ołowicą) jest ciężką, przewlekłą chorobą, z objawami śpiączkowymi i psychicznymi, czasami śmiertelną. Powodem tego są duże zakłócenia w syntezie hemoglobiny, w funkcjonowaniu szpiku kostnego, wątroby, w działaniu wielu enzymów wywołane przez związki ołowiu.

Rtęć przedostaje się do wód z opadów atmosferycznych, ze spływem wód gruntowych i powierzchniowych, przy czym deszcz i śnieg odgrywają szczególną rolę w obiegu rtęci. Pierwiastek ten w wodach występuje w dużym rozproszeniu. Wszystkie formy rtęci, w tym metylo-, etylo- czy fenylortęć, są bardzo toksyczne dla organizmów wodnych, które kumulują związki rtęci, a szczególnie łatwo alkilowe pochodne. Ścieki zawierające związki rtęci źle wpływają na procesy biochemiczne w oczyszczalniach ścieków.

Powietrze

Spośród tysięcy substancji zanieczyszczających powietrze atmosferyczne pewna ich liczba jest emitowana przez większość źródeł antropogenicznych i zanieczyszczenia te traktowane są, jako zanieczyszczenia charakterystyczne. Należą do nich:

• zanieczyszczenia gazowe, czyli gazy i pary związków chemicznych (LZO, lotne związki organiczne), np. tlenki węgla (CO i CO2), siarki (SO2 i SO3) i azotu (NOx), amoniak, fluor, węglowodory łańcuchowe i aromatyczne i ich chlorowcopochodne, fenole oraz tzw. utleniacze, które są zanieczyszczeniami wtórnymi, powstałymi w wyniku reakcji fotochemicznych, rodnikowych, i katalitycznych substancji zanieczyszczających powietrze (ozon, NO2, formaldehyd, akroleina i nadtlenki organiczne),

• ciała stałe, czyli cząstki nieorganiczne i organiczne (pyły) o różnorodnej wielkości ziaren i różnym składzie chemicznym, np. popiół lotny, sadza, pyły z produkcji cementu, pyły metalurgiczne, związki ołowiu, miedzi, chromu, kadmu i innych metali ciężkich,

• ciecze w postaci kropelek, np. kwasów, zasad i rozpuszczalników,

• zanieczyszczenia biologiczne, czyli mikroorganizmy - wirusy, bakterie i grzyby, których rodzaj i ilość odbiega od składu naturalnej mikroflory powietrza.

LZO to wiele grup związków chemicznych, z których najliczniej reprezentowane są: a) węglowodory alifatyczne (alkany, alkeny, alkiny, np. etan, etylen, acetylen, izobutan), b) węglowodory pierścieniowe (cykloalkany), c) węglowodory aromatyczne (np. BTEX czyli benzen, toluen, etylobenzen i ksyleny), d) węglowodory halogenowe (chloro-, bromo-, jodopochodne, np. chlorometan, trichloroetan), a) węglowodory nitrowane (np. nitrobenzen), b) alkohole i fenole (metanol, etanol, propanol, butanole, fenol, krezole), c) karbonylowe pochodne (np. formaldehyd, acetaldehyd, akroleina, aceton), d) kwasy karboksylowe i estry (np. kwas mrówkowy, octowy, masłowy, octan etylu, maślan metylu), e) heterocykliczne związki organiczne zawierające m.in. azot, tlen, siarkę (np. indol, skatol, pirydyna); większość z nich to tzw. odory, f) alifatyczne związki siarki, np. merkaptany (zaliczane do odorów), g) aminy alifatyczne, jak trietyloamina (odory), h) aminy aromatyczne, np. anilina.

LZO biorą udział w wielu reakcjach fotochemicznych, w których powstają szkodliwe, a nawet toksyczne produkty. LZO mogą także wywoływać poważne skutki zdrowotne, gdyż wiele z nich wykazuje właściwości toksyczne, kancerogenne, mutagenne lub neurotoksyczne. Ponadto, wiele z nich ma charakter odorów przyczyniających się do pogorszenia warunków bytowania ludzi.

Nie tylko lotne związki organiczne stanowią o zanieczyszczeniu powietrza. W powietrzu zawieszone są cząstki stałe, które mogą wpływać niekorzystnie na zdrowie człowieka. Ich rodzaj, wielkość i skład chemiczny zależy od źródeł emisji. Wieloletnie badania imisji zanieczyszczeń o obrębie szlaków komunikacyjnych potwierdzają fakt, że transport drogowy jest istotnym czynnikiem wpływającym na wielkość emisji pyłu PM10. Pojazdy dostarczają cząstki stałe PM10 z:

• silników (głównie sadza i zaadsorbowane na niej związki organiczne i nieorganiczne),

• układów trących hamulców i sprzęgieł (metale, w tym ciężkie i związki organiczne),

• ogumienia kół (guma, związki organiczne i metale),

• innych części pojazdów, ulegających zużyciu wtrakcie eksploatacji (niewielkie ilości metali),

• nawierzchni jezdni ulegającej zużyciu (związki organiczne i nieorganiczne),

• wzniecanego pyłu w trakcie ruchu pojazdu (np. ditlenek krzemu).

emisja niektórych szkodliwych substancji do atmosfery niekorzystnie wpływa nie tylko na środowisko lokalne, ale jest problemem w skali światowej. Jednym z najgłośniejszych problemów ostatnich lat jest niewątpliwie problem tzw. dziury ozonowej.

5. Metody diagnozowania stanu środowiska i stanu zagospodarowania przestrzennego terenu.

Zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa, a dokładniej Prawa ochrony środowiska z 26.04.2001 i Ustawy z dnia 27 marca 2003r o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym należy sporządzić opracowanie ekofizjograficzne. (Opracowanie, sporządza się przed podjęciem prac nad projektem miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego oraz projektem planu zagospodarowania przestrzennego województwa). Opracowania ekofizjograficzne powinny być sporządzane dla dwóch podstawowych, aktualnie obowiązujących, typów opracowań planistycznych: 

Zakres opracowania ekofizjograficznego obejmuje cztery główne fazy: diagnozę, ocenę, prognozę i wskazania.

Etap diagnozy

Diagnoza stanu środowiska, wykonywana dla potrzeb ekofizjografii, najczęściej jest najobszerniejszym i najdłużej realizowanym etapem opracowania. Wynika to nie tylko z konieczności sięgnięcia do wielu źródeł archiwalnych, ale i z wymogu uzupełnienia w trakcie prac terenowych zasobu o te dane, których brakuje, a które wydają się niezbędne. Stąd też, koszt jej opracowania może mieć największy udział w wykonaniu całej ekofizjografii. Diagnoza obejmuje rozpoznanie i charakterystykę opisanych elementów:

Powinno się zwrócić uwagę na podstawowe cechy komponentów środowiska, takie jak: cechy litologiczne powierzchniowych utworów geologicznych, wysokość nad poziomem morza, spadki i ekspozycje terenu, warunki topo- lub makroklimatyczne, sieć wodna, głębokość występowania wód gruntowych i głębszych poziomów wodonośnych, typy gleb, typy roślinności rzeczywistej, a w lasach drzewostany i siedliska leśne oraz stanowiska i skupiska wybranych gatunków flory i fauny.

Charakterystyce struktury środowiska towarzyszy zwykle opis składających się na nią zasobów środowiska; m.in.

Charakterystyka procesów (funkcjonowania) środowiska przyrodniczego stanowi jedno z największych wyzwań współczesnych opracowań ekofizjograficznych. Pełna i obiektywna charakterystyka procesów zachodzących w środowisku często wymaga długotrwałych obserwacji o charakterze monitoringowym.

Wśród prawnych form ochrony środowiska należy uwzględnić wszelkie ograniczenia prawne dla użytkowania i zagospodarowania środowiska, wynikające nie tylko z zasięgu tzw. konserwatorskich form ochrony przyrody powoływanych na podstawie ustawy o ochronie przyrody (parków narodowych i krajobrazowych, rezerwatów przyrody, obszarów chronionego krajobrazu, indywidualnych form ochrony przyrody, ochrony gatunkowej), ale także wynikające z innych przepisów prawnych, takich jak: ustawa o lasach, prawo geologiczne itd.

Skutki zmian środowiska powodowane przez działalność antropogeniczną, w przypadku znacznego ich natężenia, określane są jako degradacja. Stopień degradacji środowiska można określić w sposób jakościowy (opisowy), na podstawie różnego rodzaju obserwacji lub ilościowy, zazwyczaj na podstawie pomiarów monitoringowych (rzadziej jednorazowych) cech fizycznych i chemicznych środowiska.

Retrospekcja- Opis dotychczasowych zmian w środowisku. Oprócz poznania aktualnego stanu środowiska obszaru studiów, istotne jest uzyskanie pewnych informacji na temat zmian w jego środowisku przyrodniczym. Nie można ustalić sztywnego horyzontu czasowego takiej retrospekcji - jednak nie powinien on być krótszy niż około 50 lat, a w pewnych sytuacjach - np. przy dogodnym dostępie do starszych materiałów kartograficznych - może wynosić nawet 100 lat i więcej.

6. Miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego

Na szczeblu gminy opracowywane są dwa dokumenty :

Miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego

Zgodnie z ustawą o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym z dnia 27 marca 2003r. każda gmina w Polsce powinna mieć własny plan zagospodarowania przestrzennego. Jest on nie tylko wyrazem polityki gminy, ale przede wszystkim prawem miejscowym. Plan zagospodarowania przestrzennego uchwala Rada Miasta na podstawie wcześniej uchwalonego studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego gminy. Procedurę uchwalania planu i jego zawartości określa Ustawa z dnia 27 marca 2003 r. o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym.

Informacje, jakie powinny znaleźć się w planie, określa ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym. Musi on zawierać m.in. informacje o:

Miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego nie sporządza się dla terenów zamkniętych, z wyłączeniem terenów zamkniętych ustalanych przez ministra właściwego do spraw transportu.

Plan zagospodarowania przestrzennego zawsze składa się z opisu, czyli tekstu planu zawartego w uchwale Rady Miasta i rysunku planu, który jest załącznikiem graficznym do uchwały. Tekst i rysunek wzajemnie się uzupełniają. Tekst zawiera szczegóły, które nie znalazły się na rysunku, np. informacje o dopuszczalnej wysokości budynków, rodzaju pokrycia i kącie nachylenia dachu, wskaźniku zabudowy oraz zasadach podziału nieruchomości. Natomiast rysunek graficznie przedstawia przeznaczenie nieruchomości, granice danego przeznaczenia terenu a także ustalenia dotyczące np. nieprzekraczalnej linii zabudowy. Każdy plan jest podzielony na tereny o różnym przeznaczeniu. To jedna z najważniejszych informacji, jaką zawiera, bo to na jakim terenie leży dana działka, decyduje o tym, co będzie można na niej wybudować. Tereny te są oznaczone różnymi kolorami i symbolami.

Według ustawy o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym, każdy ma prawo wglądu do studium lub planu miejscowego oraz otrzymania tzw. wypisów i wyrysów z planu miejscowego. Jeżeli chcemy poznać ustalenia miejscowego planu np. przed kupnem działki, możemy wystąpić do Urzędu Miasta o wypis i wyrys z miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego miasta składając wniosek. Może to zrobić każdy, niezależnie od tego, czy jest właścicielem działki. Wypis to część opisowa planu, z którego możemy dowiedzieć się m.in. jakie jest dokładne przeznaczenie działki oraz jakie są zasady jej zagospodarowania. Natomiast wyrys jest to fragment rysunku planu zagospodarowania przestrzennego dla wnioskowanego terenu, który należy czytać łącznie z tekstem planu.

Etapy procedury opracowywania miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego:

  1. Podjęcie uchwały o przystąpieniu do sporządzania miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego.

  2. Ogłoszenie i zbieranie wniosków. 

  3. Sporządzanie projektu planu.

  4. Wyłożenie projektu planu do publicznego wglądu, zbieranie uwag.

  5. Dyskusja publiczna. 

  6. Rozpatrywanie zgłoszonych uwag. 

  7. Uchwalenie planu. 

  8. Weryfikacja zgodności uchwały przez wojewodę i publikacja w Dzienniku Urzędowym.

  9. Wejście planu miejscowego w życie. 

7. Metody szacowania ryzyka i oceny bezpieczeństwa

Ocena ryzyka zawodowego jest obowiązkowa (podstawy prawne). W przypadku małych przedsiębiorstw i jeśli pracodawca jest dobrze zorientowany w rodzaju i technologii wykonywaj pracy - może przeprowadzić ocenę ryzyka samodzielnie. W większych przedsiębiorstwach ocenę ryzyka mogą prowadzić kompetentni pracownicy, specjaliści ds. BHP i eksperci zewnętrzni, przy czym zawsze odpowiedzialność za prawidłowe przeprowadzenie oceny ryzyka spoczywa na pracodawcy.

Ocenę ryzyka powinno się przeprowadzać w możliwie najprostszy sposób. W wielu małych przedsiębiorstwach nie występują liczne zagrożenia i przeważnie można je łatwo zidentyfikować. Wskazane jest, aby identyfikowanie zagrożeń i ocenianie związanych z nimi zagrożeń opierało się o zasady zdrowego rozsądku.

W większości przypadków (szczególnie, jeśli chodzi o małe przedsiębiorstwa) ocena ryzyka zawodowego może być prosta i można ją przeprowadzić zgodnie z zasadami niżej przedstawionej "oceny ryzyka zawodowego w pięciu krokach" (jest to podejście bardzo rozpowszechnione w krajach UE):

  1. Zebranie informacji potrzebnych do przeprowadzenia oceny ryzyka zawodowego

  1. Identyfikacja zagrożeń.

  1. Oszacowanie ryzyka

i chorób (jako skutków zagrożenia) i jak poważne są te następstwa (wypadki, choroby - górny poziomy wiersz) - ryzyko może być MAŁE, ŚREDNIE (oba uznawane są za dopuszczalne) lub DUŻE.

  1. Określenie działań eliminujących lub ograniczających ryzyko zawodowe

  1. Dokumentowanie wyników oceny ryzyka zawodowego.

8. Niezawodność strukturalna układów technicznych

Cechy składowe:
- trwałość,
- naprawialność,
- zachowawczość.

Niezawodność – własność dowolnego obiektu technicznego polegająca na jego zdolności do spełniania wyznaczonych mu funkcji zgodnych z przeznaczeniem w danych warunkach i czasie eksploatacji.

Cechy:

- poprawność działania

- trwałość

- naprawialność

- zachowawczość

- bezpieczeństwo, efektywność

- poprawność działania  - wł. polegająca na zdolności do pracy bez nieplanowanych wymuszonych przez uszkodzenia przestojów,

- trwałość – wł. polegająca na zachowaniu w wymaganych granicach głównych parametrów roboczych. Określających jego stan graniczny,
- naprawialność – wł. obiektu polegająca na przystosowaniu go do odnowy stanu zdatności przez zapobieganie i usuwanie uszkodzeń,
- zachowawczość- wł. obiektu charakteryzująca jego zdolność do zachowania ustalonych wartości wskaźników ekspl. w trakcie i po upływie upływie okresu przechowania i transportu.

Obszary zastosowania niezawodności:

- porównanie wł. obiektów techn. danego typu,

- określenie stałych napięć,
- wskazanie potrzeb podjęcia przedsięwzięcia mających na celu poprawę niezawodności,
- planowanie części zamiennych.

9. System zarządzania środowiskiem ISO 14001

ISO 14001 jest normą, w której Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna zawarła wymagania odnośnie systemu zarządzania.

Podstawowym zadaniem normy ISO 14001 jest wspomaganie ochrony środowiska i zapobieganie zanieczyszczeniom w sposób uwzględniający potrzeby społeczno-ekonomiczne.

Celem wdrożenia systemu zarządzania środowiskowego określonego w normie ISO 14001 jest uzyskanie poprawy efektów działalności środowiskowej. Dlatego też norma opiera się na założeniu, że firmy będą okresowo przeglądać i oceniać system zarządzania środowiskowego w celu identyfikowania możliwości doskonalenia i ich wdrożenia.

Przedsiębiorstwa i instytucje wdrażają systemy zarządzania środowiskowego ISO 14001 kiedy chcą:

W ramach poszczególnych etapów należy zrealizować następujące działania:

10. Audyt ekologiczny przedsiębiorstwa

Audyt ekologiczny jest jednym z elementów kontroli przedsiębiorstwa pod względem jego szkodliwości dla środowiska. Polega on na sprawdzeniu dokumentacji zakładu i określeniu stopnia oddziaływania przedsiębiorstwa na poszczególne elementy środowiska naturalnego czyli, np.: gospodarkę wodno-ściekową, emisję gazów do powietrza, emisję hałasu, gospodarkę odpadami, oddziaływania na glebę.

W jego wyniku powstaje dokument, który pokazuje, w jakim stopniu dane przedsiębiorstwo oddziałuje na środowisko i jak może zapobiec jego zatruwaniu. W Polsce wykonanie audytu może zlecić organ nadzorczy na terenie którego działa dana jednostka. Nakazanie zrobienia i przestawienia audytu może zlecić w drodze administracyjnej starosta, prezydent-wójt lub burmistrz oraz wojewoda. Może się tak stać, jeśli ktoś złoży skargę twierdząc, że zakład zatruwa otoczenie lub gdy będzie istniało podejrzenie, że prowadzona działalność może być szkodliwa dla ekosystemu.

Audyt może przeprowadzić niezależna, akredytowana firma, która po jego przeprowadzeniu firmom szczególnie dbającym o środowisko – może wydać certyfikat zaświadczający, że podmiot prowadzi system zarządzania środowiskiem zgodnie z wymogami ISO 14001.

Dla wielu firm wykonanie audytu nie jest koniecznością. Obecnie obowiązkowo audyt ekologiczny muszą przeprowadzać przedsiębiorstwa, które zajmują się:

Audyt ekologiczny warto wykonać przed planowanym rozwojem przedsiębiorstwa. Doskonałym czasem na to jest planowana prywatyzacja, wejście na giełdę – ekoaudyt ma duże znaczenie podczas wyceny firmy.

Warto postarać się o niego także przed rozpoczęciem nowej inwestycji (np. budowlanej), która może oddziaływać na środowisko. Dzięki temu inwestor może ustrzec się przed atakami ze strony organizacji ekologicznych. Audyt ten ma także duże znacznie, gdy przedsiębiorstwo stara się o dotacje z funduszy unijnych.

Posiadanie audytu ekologicznego stawia firmę w lepszym świetle. Udowadnia, że dba ona o nasze wspólne naturalne środowisko, co jest obecnie sprawą bardzo ważną i godną pochwały.

Wykonanie audytu może się wiązać również z ograniczeniem ryzyka ponoszonego w związku z nieprawidłowym funkcjonowaniem zakładu w zakresie ochrony środowiska (kary administracyjne, mandaty, wstrzymanie działalności instalacji, odsetki sięgające rzędu kilkuset % za niewnoszenie opłat środowiskowych) oraz wdrożenie odpowiednich procedur zapewniających odpowiednie funkcjonowanie systemu zarządzania środowiskiem w przedsiębiorstwie.

Rodzaje audytów środowiskowych:

AUDYT EKOLOGICZNY - WSTĘPNY (eko-screening) - obejmuje sprawdzenie zobowiązań danego przedsiębiorstwa wobec przepisów ochrony środowiska: sprawdzenie dokumentacji ochrony środowiska, określenie rodzajów dokumentacji, które powinny być prowadzone w zakładzie. Efektem eko-screaningu jest określenie jakie wymogi ochrony środowiska musi spełniać dane przedsiębiorstwo oraz jakie występują braki i zobowiązania, które muszą zostać spełnione.

AUDYT EKOLOGICZNY – PODSTAWOWY obejmuje zakres audytu wstępnego rozbudowanego o analizę wpływu przedsiębiorstwa na poszczególne elementy środowiska, m.in.: gospodarkę wodno-ściekową, emisję gazów do powietrza, emisję hałasu, gospodarkę odpadami, oddziaływania na glebę, a także analizę możliwych konfliktów społecznych. Prace odbywają się w zakładzie klienta.

AUDYT EKOLOGICZNY – PEŁNY (ustawowy]; obejmuje zakres audytu podstawowego rozbudowanego o analizę kompleksowego przeglądu ekologicznego wykonaną zgodnie z art. 238 ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U. 2006 Nr 129, poz.902, ze zm.) i uwzględnia szczegółową analizę wypływu zakładu na poszczególne elementy środowiska oraz szczegółowe obliczenia emisji związanych z funkcjonowaniem zakładu oraz przewidziane minimalizacje tych oddziaływań.

AUDYT EKOLOGICZNY - LUX obejmuje zakres audytu w wersji pełnej rozbudowanego o porównanie warunków funkcjonowania zakładu do zaleceń najlepszych dostępnych technik (ang. BAT – Best Available Techniques). Jest to zintegrowana analiza środowiskowa. Wersja rozbudowana audytu ekologicznego uwzględnia określenie dostosowania zakładu do wytycznych BAT oraz wyznacza sposób uzyskania dofinansowania na dostosowanie zakładu do funkcjonowania zgodnie z BAT.

11. Podstawowe zasady prowadzenia badań monitoringowych w środowisku wodnym.

Monitoring wód ma na celu pozyskanie informacji o stanie wód powierzchniowych i podziemnych oraz obszarów chronionych dla potrzeb planowania w gospodarowaniu wodami oraz oceny osiągania celów środowiskowych. Zakres i sposób prowadzenia badań monitoringowych uzależniony jest od sposobu użytkowania wód, a także od charakteru ich zagrożenia lub ochrony. Równie ważnym elementem w przypadku prowadzenia badań monitoringowanych w środowisku wodnym jest wybór odpowiedniego laboratorium badawczego. Wybór ten powinien być ukierunkowany ze względu na typ wykonywanych analiz, wykorzystanie specyficznej metodologii oraz różne inne zastrzeżenia związane

z badaniami. Wymaganiem podstawowym jest zdolność laboratorium do przeprowadzenia analiz specyficznych dla danego przeznaczenia wody.

MONITORING JAKOŚCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH

Głównym celem zadania jest dostarczenie wiedzy o stanie ekologicznym i stanie chemicznym wód przejściowych i przybrzeżnych Polski, niezbędną do ich ochrony przed eutrofizacją i zanieczyszczeniami antropogenicznymi.

Zakres i częstotliwość badań.

Częstotliwość badań jest zróżnicowana i zależy od celu, dla którego dany punkt pomiarowo-kontrolny został wyznaczony:

 

MONITORING WÓD PODZIEMNYCH

Monitoring jakości wód podziemnych, to system oceny stanu i oceny zmian stanu chemicznego wód podziemnych, polegający na prowadzeniu w wybranych, reprezentatywnych punktach pomiarowych, powtarzalnych pomiarów i badań, a także interpretacji wyników tych badań w aspekcie ochrony środowiska wodnego. Celem monitoringu jakości wód podziemnych jest dostarczenie informacji o stanie chemicznym wód podziemnych, śledzenie jego zmian oraz sygnalizacja zagrożeń w skali kraju, na potrzeby zarządzania zasobami wód podziemnych i oceny skuteczności podejmowanych działań ochronnych (Program PMŚ ). Monitoring jakości wód podziemnych prowadzony jest przez Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy na zlecenie Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska.

12. Zasady tworzenia sieci i prowadzenia monitoringu środowiska wodnego

Monitoring jakości wód realizowany jest w trzech rodzajach sieci obserwacyjnych:

- krajowej,

- regionalnych,

- lokalnych.

Sieć krajową stanowią punkty obserwacyjno – pomiarowe rozmieszczone na obszarze całego kraju. Jej zadaniem jest stała kontrola jakości wód. Celem badań w sieci krajowej jest śledzenie zmian składu chemicznego wód oraz sygnalizacja zagrożeń jakości tych wód w skali kraju.

Monitoringiem regionalnym może być objęta jednostka hydrogeologiczna lub administracyjna dla rozwiązywania określonych zadań wynikających z potrzeb poszczególnych regionów. Dotyczy to głównie ochrony zbiorników wód ważnych dla gospodarki regionu. Sieci monitoringów regionalnych tworzone są i finansowane przez terenowe organy administracji państwowej w ścisłej współpracy merytorycznej z koordynatorem monitoringu jakości wód z ramienia Państwowego Instytutu Geologicznego w Warszawie.

Sieci monitoringu lokalnego powinny być finansowane przez właścicieli obiektów stanowiących zagrożenie dla wód lub przez użytkowników wód, tj. przedsiębiorstwa wodociągów. Monitoring lokalny powinien uwzględniać specyfikę poszczególnych ognisk zanieczyszczeń, warunki hydrogeologiczne w ich rejonie lub w rejonie ujęć wody, w tym ujęć infiltracyjnych.

13. Najlepsze dostępne technologie BAT (Best Available Techniques)

BAT - Najlepsza Dostępna Technika została zdefiniowana w Dyrektywnie 96/61/WE jako najbardziej efektywny i zaawansowany stopień rozwoju danej działalności i metod jej prowadzenia, który wykazują praktyczną ciągłość poszczególnych technik, dostarczając podstaw granicznych wartości emisji w celu zapobiegania, a tam gdzie to niemożliwe, ogólnie do redukowania emisji i oddziaływania na środowisko jako całości.

-        technika – obejmują zarówno zastosowaną technologię, jak i sposób, w jaki instalacja została zaprojektowana, zbudowana, jest utrzymywana, eksploatowana i wycofana z eksploatacji,

-        dostępne techniki – opracowane w stopniu pozwalającym na wprowadzenie ich do odnośnego sektora przemysłowego, na warunkach ekonomicznie i technicznie uzasadnionych, przy uwzględnieniu kosztów i korzyści, niezależnie od tego czy techniki te są czy też nie są wykorzystywane i opracowywane w danym państwie członkowskim, o ile są one rozsądnie dostępne dla danego podmiotu,

-        najlepsza technika – bardziej efektywne w osiąganiu ogólnego wysokiego poziomu ochrony środowiska jako całości.

Nadrzędny cel BAT to zaproponowanie takich limitów emisyjnych, które będą odzwierciedlać właściwe proporcje pomiędzy korzyściami i kosztami. Wielkości limitów emisyjnych muszą dotyczyć tych zanieczyszczeń, które zakład będzie wytwarzał w większych ilościach.

Najlepsza dostępna technika powinna spełniać wymagania, przy których określeniu uwzględnia się jednocześnie:

-rachunek kosztów i korzyści

-czas niezbędny do wdrożenia najlepszych dostępnych technik dla danego rodzaju instalacji

-zapobieganie zagrożeniom dla środowiska powodowanym przez emisje lub ich ograniczenie do minimum

-podjęcie środków zapobiegających poważnym awariom przemysłowym lub zmniejszających do minimum powodowane przez nie zagrożenia dla środowiska

Dokumenty referencyjne BAT ( BREFs) zawierają wytyczne BAT dla poszczególnych rodzajów instalacji. Dokumenty te nie mają rangi aktów prawnych. Opracowane przez Techniczne Grupy Robocze.

14.Uciążliwości dla środowiska wynikające z funkcjonowania oczyszczalni ścieków

Przed każdą budową oczyszczalni ścieków sporządza się raport oddziaływania na środowisko w którym to wyszczególnia się uciążliwości dla środowiska zarówno na etapie jej budowy jak również podczas jej funkcjonowania.

Uciążliwości dla środowiska wynikające z funkcjonowania oczyszczalni ścieków mają miejsce głównie w 3 aspektach :

W czasie istnienia i funkcjonowania oczyszczalni ścieków komunalnych przewidywane są następujące oddziaływania na środowisko. Oddziaływania te można minimalizować poprzez stosowanie odpowiednich środków zapobiegawczych:

Dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku - wyrażone wskaźnikami hałasu (LAeq D,LAeq), dla tego typu terenów chronionych, wynoszą:

- w porze dziennej tj. w godzinach 6-22 - 55,0 dB

- w porze nocnej tj. w godzinach 22-6 - 45,0 dB

Źródła hałasu

Głównym źródłem hałasu, dla którego określimy stopień i zasięg uciążliwości będzie cały teren oczyszczalni ścieków, na którym zlokalizowane będą następujące obiekty i urządzenia technologiczne:

  1. Komora kraty – ścieki spływające kolektorem.

  2. Przepompownia ścieków doprowadzanych kolektorami.

    • 2a. Komora przepompowni na sito.

    • 2b. Komora przepompowni do zbiornika mieszająco-uśredniającego.

  3. Stacja sita ścieków spływających kolektorami.

  4. Zbiornik mieszająco-uśredniający.

  5. Stanowisko przyjmowania ścieków dowożonych z szamb.

  6. Stacja sita dla ścieków dowożonych z szamb.

  7. Komora piaskownika ścieków dowożonych.

  8. Przepompownia ścieków dowożonych z szamb.

  9. Zbiornik retencyjno-uśredniający ścieków dowożonych z szamb.

  10. Zespół biologicznego oczyszczania ścieków.

  11. Komora denitryfikacji.

  12. Komora nitryfikacji.

  13. Zespół osadników wtórnych.

  14. Komora recyrkulacji.

  15. Zbiornik magazynowy osadu czynnego nadmiernego.

  16. Układ pomiaru ilości odprowadzanych ścieków oczyszczonych.

  17. Stacja odwadniania osadu.

  18. Magazyn odwodnionego osadu.

  19. Stacja dmuchaw.

  20. Pomieszczenie obsługi.

  21. Centralna sterownia.

Sposoby wykorzystywania komunalnych osadów ściekowych, a także dotyczące tego podstawy prawne i administracyjne, reguluje od 1 października 2001 r. ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach. Określa ona co jest osadem ściekowym oraz w jakich przypadkach, i do jakich celów, może on być wykorzystany. Ustawa ta precyzuje:

- wykorzystanie osadów ściekowych w rolnictwie

- kompostowanie osadów ściekowych

- przekształcanie termiczne osadów ściekowych

- składowanie osadów ściekowych.

15. Klasyfikacja i ogólna charakterystyka źródeł energii

Energia to wielkość fizyczna występująca w wielu postaciach w przyrodzie. Służy człowiekowi do zaspokajania potrzeb i realizacji celów. Z punktu widzenia stopnia przetworzenia wyróżniamy energię pierwotną, występującą w sposób naturalny w przyrodzie w postaci np. węgla, ropy naftowej i energię wtórną, którą stanowią przetworzone nośniki energii pierwotnej np. benzyna, energia elektryczna.

Źródła energii, nazywane nośnikami energii, dzieli się na:

- nieodnawialne - źródła energii pierwotnej (kopalne surowce energetyczne), których zasoby są ograniczone i ulegają stopniowemu wyczerpywaniu w miarę eksploatacji :

- odnawialne źródła energii (OZE), które samoczynnie regenerują się w czasie eksploatacji:

Obecnie zasadniczym rodzajem wykorzystywanej energii jest energia chemiczna paliw pierwotnych. Jednak kurczenie się ich zasobów oraz względy ekonomiczne i ekologiczne, stawiają przed ludźmi nowe wyzwania w tej dziedzinie. Promieniowanie słoneczne, a także energię jądrową powstałą w wyniku rozszczepienia jąder atomów pierwiastków ciężkich, zalicza się do źródeł energii o największym potencjale. Ponieważ paliwa jądrowe należą jednak do nieodnawialnych źródeł energii, w ostatnich latach opracowuje się efektywne metody pozyskiwania prądu i ciepła ze źródeł odnawialnych, takich jak: promieniowanie słoneczne – kolektory słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne; woda – elektrownie wodne; wiatr – elektrownie wiatrowe; wody geotermalne – ogrzewanie; biomasa i biogaz.

Zalety źródeł odnawialnych:

16. Rodzaje i wykorzystanie energii geotermalnej

Energią geotermalną nazywamy część energii geotermicznej zawartej w wodach, parach wodnych oraz otaczających skałach [3].

Jej źródłem jest energia wyzwalana w procesach naturalnego rozpadu izotopów promieniotwórczych (U238, U235, K40, Th232 i inne), ciepło krystalizacji substancji zewnętrznego jądra ciekłego Ziemi, energia rezydualna (pochodząca z okresu tworzenia Ziemi)
i dysponowana w ciepło energia pływów w płynnym wnętrzu Ziemi. Przepływ ciepła będący następstwem różnicy temperatury między powierzchnią Ziemi a jej wnętrzem, powoduje nagrzewanie gruntu, skał (90% całkowitej ilości ciepła) i wody wypełniającej pory i szczeliny
w skorupie ziemskiej (10% całkowitej ilości ciepła) [1][3].

Zakumulowana w pobliżu Ziemi (od 3 do 7 km) energia jest możliwa (z technicznego punktu widzenia) do pozyskania i przetworzenia w instalacjach geotermalnych w ciepło użyteczne oraz energię elektryczną. Ze względu na ogromne zasoby energii skupionej w środku Ziemi uznano ją za odnawialną. Stąd też ostatnimi czasy ogromne nią zainteresowanie, spowodowane chęcią spełnienia wymogów UE dotyczących tzw. pakietu 3 x 15 % [1].

Wyróżniamy następujące rodzaje energii geotermalnej:

Na ponad 250 000 [km2] Polski, czyli około 1/3 kraju, występują na głębokości
od 1000 [m] do 4000 [m] zasoby wód geotermalnych o temperaturze od 20 [ºC] do ponad 100 [ºC] (rys. 1) i mineralizacji w zakresie 1÷100 [$\frac{g}{\text{dm}^{3}}\rbrack$. Dokładne temperatury zasobów geotermalnych Polski na różnych głębokościach przedstawia rys.2 [3].

Rys.1. Maksymalne temperatury w głębokich otworach wiertniczych na terenie Polski, wg Błąd! Nie można odnaleźć źródła odwołania.

Rys.2. Temperatury zasobów geotermalnych Polski na głębokości: a) 1000 [m],
b) 2000 [m], c) 3000 [m], d) 4000 [m],wg [4]

Występujące temperatury na terenie Polski stwarzają możliwość kaskadowego wykorzystania ciepła, czyli zagospodarowania ciepła w zależności od temperatury wód termalnych, którą przedstawia tabela 1. Zawarto w niej minimalne temperatury konieczne
do prowadzenia procesu bez zastosowania dodatkowego źródła ciepła.

Literatura:

  1. CHMIELNIAK T.: Technologie energetyczne, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004

  2. SAPIŃSKA-ŚLIWA A.: Technologiczne i ekonomiczne zagadnienia zagospodarowania wody termalnej na przykładzie Uniejowa, AGH, Kraków 2010

  3. SOBAŃSKI R., KABAT M., NOWAK W.: Jak pozyskać ciepło z Ziemi, Centralny Ośrodek Informacji Budownictwa, Warszawa 2000

  4. ZIMNY J. i in.: Wytwarzanie energii elektrycznej z zasobów geotermicznych Polski, Polska Geotermalna Asocjacja, Kraków – Wrocław

Tabela 1

Kaskadowy odbiór ciepła z wód termalnych, wg [2]

Temperatura, [ºC]
5
Odbiorca ciepła
Ogrzewanie z zastosowanie pompy ciepła
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

17. Metody matematycznego opisu systemów dynamicznych stosowanych w automatyce

Układ dynamiczny to układ, w którym przebiegi wielkości fizycznych rozpatruje się jako funkcje czasu. Na wartości wielkości wyjściowych systemu w chwili t, mają wpływ nie tylko wartości wielkości wejściowych w tej właśnie chwili, ale również ich wartości w chwilkach wcześniejszych od t. Układ przejawia właściwości dynamiczne, jeżeli zawiera elementy posiadające zdolność magazynowania i oddawania energii. Własności obiektów dynamicznych mogą być opisane przy pomocy modeli sformalizowanych. Dla opisu własności dynamicznych różnych obiektów dynamicznych poszukuje się takich samych metod. W większości przypadków punktem wyjścia do oceny własności dynamicznych układów liniowych jest liniowe równanie różniczkowe. właściwości dynamiczne liniowych elementów lub układów automatyki można opisać liniowym równaniem różniczkowym o stałych współczynnikach. Dotyczy to tylko układów stacjonarnych (niezmiennych w czasie). Układy rzeczywiste zwykle są nieliniowe, ale dla uproszczenia opisu matematycznego przeprowadza się ich linearyzację, co pozwala na sformułowanie przybliżonego opisu liniowego, odnoszącego się do otoczenia wybranego punktu pracy na charakterystyce statycznej. Po linearyzacji układy opisywane są za pomocą liniowych równań różniczkowych o stałych współczynnikach ai i bi . Matematyczne modele opisu zjawisk fizycznych są zawsze przybliżeniem ich rzeczywistego charakteru. W przypadku elementów i układów automatyki, które charakteryzują przebieg procesu, zachodzącego w rozpatrywanym elemencie lub układzie w postaci zależności pomiędzy sygnałem wejściowym i wyjściowym są równaniami otrzymanymi w wyniku analizy zjawisk zachodzących w danym elemencie. Równania te są równaniami liniowymi algebraicznymi, różniczkowymi, różnicowymi lub mogą być równaniami nieliniowymi, które można zlinearyzować, czyli zastąpić je przybliżonymi równaniami liniowymi. Tego rodzaju przybliżenie dla celów praktycznych może być wystarczające. Metodami matematycznymi są:

W automatyce stosowana jest powszechnie metoda operatorowa, pozwalająca zastąpić równania różniczkowo-całkowe zwykłymi równaniami algebraicznymi przy wykorzystaniu przekształcenia Laplace’a.

Rys. 1. Schemat obiektu regulacji

Jeżeli wszystkie warunki początkowe są zerowe, wtedy, wykorzystując transformację Laplace'a, związek ten można zapisać w postaci równania operatorowego. Transmitancja operatorowa układu (obiektu) liniowego, określa stosunek transformaty Laplace'a wielkości wyjściowej do transformaty Laplace'a wielkości wejściowej U(s), przy założeniu zerowych warunków początkowych.

ZMIENNE STANU

KROK1: Wyznaczamy najmniejszą liczbę zmiennych stanu x1(t), ..., xn(t), która wystarcza do określenia stanu układu.

KROK2: Po określeniu zmiennych stanu należy układ opisać za pomocą równań różniczkowych pierwszego rzędu. (Jeżeli rząd obiektu jest równy n, to uzyskamy n równań pierwszego rzędu.)

KROK 3: Na podstawie równań określamy macierze A, B, C, D. Dla układu o r wejściach i m wyjściach tworzymy wektory wejść u(t) i wyjść y(t)

18. Klasyfikacja układów automatyki stosowanych w inżynierii środowiska

Układy automatyki w inżynierii środowiska:

Można wyróżnić dwa podstawowe rodzaje sterowania automatycznego:

a) sterowanie w układzie otwartym, Sygnał wymuszenia może być wprowadzany przez człowieka, przez urządzenie pomiarowe informujące o zaistnieniu pewnego szczególnego stanu układu lub przez urządzenie zmieniające ten sygnał według założonego programu w czasie. W przypadku wprowadzania sygnału sterującego przez człowieka mówimy o sterowaniu ręcznym. W sytuacji kiedy robi to regulator – mówimy o sterowaniu automatycznym.Np sterowanie temparaturą w powmieszczeniu,

b) sterowanie w układzie zamkniętym.- Aby skompensować wpływ zakłóceń działających na układ, trzeba znać wartość oraz kierunek odchylenia wielkości sterowanej od jej wartości zadanej (żądanej) i usunąć to odchylenie przez odpowiednie oddziaływanie urządzenia sterującego na obiekt sterowania. Trzeba więc mierzyć rzeczywistą wartość wielkości sterowanej, porównywać ją z wartością zadaną tej wielkości i wynik porównania wykorzystać do korygującego oddziaływania urządzenia sterującego.Np utrzymanie stałego ciśnienia w zbiorniku

19. Analizy związków azotowych w wodzie i ściekach

W wodach podziemnych azot występuje w różnych formach, podlegających przemianom, jako azot: cząsteczkowy N2 ( rozpuszczalny i obojętny gaz), amonowy NH+4, azotanowy NO-3 i azotynowy NO-2, a rzadziej organiczny. W głębokich i czystych wodach podziemnych czasami stwierdza się obecność azotu amonowego, a rzadziej azotanowego. Występowanie azotu w stężeniach większych jest sygnałem zanieczyszczenia wody. Dominującą formą azotu występującego w wodach podziemnych są azotany, które z uwagi na dużą rozpuszczalność w wodzie są bardzo dobrymi migrantami. W warunkach beztlenowych jony azotanowe są substratem procesu denitryfikacji. Zawartość związków azotu oraz ich rodzaj traktuje się często jako wskaźnik zanieczyszczenia wód podziemnych. Jeżeli w wodzie obecne są jony NH4 a nie występują jony NO2 i NO3, wskazuje to na świeże zanieczyszczenie wody ściekami. Przy współwystępowaniu wszystkich nieorganicznych form azotu można sądzić o trwałym zanieczyszczeniu wody.

Źródłem związków azotowych pochodzenia obcego są:

Związki azotu występujące w wodach powierzchniowych mogą być pochodzenia:

Azot amonowy występujący w wodach powierzchniowych pochodzi z biochemicznego rozkładu materii organicznej (zarówno roślinnej i zwierzęcej). Antropogenicznym jego źródłem są zrzuty ścieków komunalnych lub przemysłowych (np. z koksowni). W wodach silnie zanieczyszczonych amoniak pochodzi także z biochemicznego procesu redukcji azotanów.

Azotany(V) występują w wodach powierzchniowych naturalnie (w małych ilościach) oraz wprowadzane są ze ściekami miejskimi, przemysłowymi, z odwodnień kopalń, z pól nawożonych nawozami azotowymi. Azotany(V) przyczyniają się do szybkiej eutrofizacji (zwiększania żyzności) wód powierzchniowych. Proces eutrofizacji jest niekorzystny, nie tylko, jeśli dotyczy zbiorników będących ujęciami wody. W żyznych wodach występują zakwity fitoplanktonu (np. sinic), które zmniejszają dopływ światła dla roślin i zwierząt wodnych, wydzielają toksyny, są przyczyną niedoboru tlenu i zatrucia siarkowodorem.

W wodzie naturalnej azotyny(III) występują w bardzo małych ilościach, głównie w wodach z terenów bagnistych i leśnych.

W czystych wodach powierzchniowych stężenia związków azotowych są małe, a dominującą formą występowania są azotany. Ze wzrostem zanieczyszczenia wód zwiększa się nie tylko zawartość wszystkich form azotu nieorganicznego, ale również i organicznego. Bardzo częstym powodem zwiększonej zawartości związków azotowych w wodach powierzchniowych są spływy z terenów upraw rolnych, na których stosuje się nawożenie nawozami azotowymi zarówno mineralnymi, jak i naturalnymi.

Azot w ściekach występuje w formie białka, amoniaku i mocznika. W ściekach surowych raczej nie obserwuje się azotanów i azotynów. Znaczne ilości azotu znajdują się w ściekach komunalnych, głównie w postaci mocznika, będącego produktem metabolizmu białka pochodzącego z pokarmu spożywanego przez człowieka, który w sieci kanalizacyjnej ulega przekształceniu w postać amonową. Również przemysł jest źródłem azotu w ściekach, a także rolnictwo. Redukcja azotu w ściekach na drodze biologicznej opiera się najczęściej na zasadzie dysymilacji tj. redukcji azotu z azotynów i azotanów do formy gazowej.  Proces ten wymaga, aby azot był najpierw przekształcony do postaci azotynów w wyniku nitryfikacji. Po nitryfikacji azot może być zredukowany (dysymilacja) na drodze denitryfikacji.

20. Przygotowanie i planowanie prac ziemnych

  1. Wykonawca jest odpowiedzialny za prowadzenie robót zgodnie z kontraktem i ścisłe przestrzeganie harmonogramu robót oraz za jakość zastosowanych materiałów i wykonywanych robót budowlanych za ich zgodność z projektem budowlanym, wymaganiami SST (szczegółowa specyfikacja techniczna) oraz poleceniami Inżyniera Kontraktu.

  2. Roboty ziemne powinny być przeprowadzane na podstawie projektu, określającego położenie instalacji i urządzeń podziemnych, mogących się znaleźć w zasięgu prowadzonych robót. Jeżeli teren na którym wykonywane są roboty ziemne nie może być ogrodzony wykonawca robót powinien zapewnić jego stały dozór.

  3. Przed rozpoczęciem wykonywania robót ziemnych w bezpośrednim sąsiedztwie sieci, takich jak : elektroenergetyczne, telekomunikacyjne, wodociągowe i kanalizacyjne, kierownik budowy jest zobowiązany do określenia bezpiecznej odległości, w jakiej mogą być one wykonywane od istniejącej sieci i sposobu wykonywania tych robót.

  4. Bezpieczną odległość kierownik budowy ustala w porozumieniu z właściwą jednostką, w której zarządzie lub użytkowaniu znajdują się te instalacje. Miejsca tych robót należy oznakować napisami ostrzegawczymi i ogrodzić.

  5. Podczas wykonywania robót ziemnych w razie przypadkowego odkrycia lub naruszenia instalacji niezwłocznie przerywa się pracę i ustala z właściwą jednostką zarządzającą daną instalacją dalszy sposób wykonywania robót. Jeżeli podczas wykonywania robót zostaną wykryte przedmioty trudne do identyfikacji, przerywa się dalszą pracę i zawiadamia się osobę nadzorującą.

  6. W czasie wykonywania robót ziemnych miejsca niebezpieczne należy odpowiednio oznaczyć i ogrodzić. Prowadzenie robót ziemnych w pobliżu instalacji podziemnych, a także głębienie wykopów poszukiwawczych powinny odbywać się ręcznie.

  7. W miejscach dostępnych dla osób niezatrudnionych przy tych robotach należy wokół wykopów pozostawionych na czas zmroku i w nocy ustawić balustrady składające się z deski krawężnikowej o wysokości 0,15 m i poręczy ochronnej umieszczonej na wysokości 1,1 m oraz w odległości nie mniejszej niż 1 metr od krawędzi wykopu. Wolną przestrzeń między deską krawężnikową a poręczą wypełnia się w sposób zabezpieczający pracowników przed upadkiem z wysokości. Dodatkowo takie balustrady powinny być zaopatrzone w czerwone światło ostrzegawcze.

Niezależnie od ustawienia balustrad, w przypadkach uzasadnionych względami bezpieczeństwa, wykop należy szczelnie przykryć w sposób uniemożliwiający wpadnięcie do niego. W przypadku przykrycia wykopu zamiast balustrad teren robót można oznaczyć za pomocą balustrad z lin lub taśm z tworzyw sztucznych, umieszczonych wzdłuż wykopu na wysokości 1,1 m i w odległości 1 m od krawędzi wykopu.

  1. Wykopy o ścianach pionowych nieumocnionych, bez rozparcia lub podparcia, mogą być wykonywane tylko do głębokości 1 m w gruntach zwartych, w przypadku, gdy teren przy wykopie nie jest obciążony w pasie o szerokości równej głębokości wykopu. Wykopy bez umocnień o głębokości większej niż 1 m, ale nie większej niż 2 m, można wykonywać, jeżeli pozwalają na to badań gruntu i dokumentacja geologiczno-inżynierska. Zabezpieczenie ażurowe ścian można stosować tylko w gruntach zwartych. Jednak stosowanie zabezpieczenia ażurowego ścian w okresie zimowym jest zabronione.

  2. Niedopuszczalne jest podczas wykonywania robót ziemnych:

21. Przygotowanie i zagospodarowanie placu budowy

Przed przystąpieniem do wykonywania robót budowlanych należy przygotować plac budowy.

Zakres tych prac zależy od konkretnego placu budowy i wielkości, zadań i rodzaju prac budowlanych. Teren, ma którym ma być realizowany obiekt, lub obiekty, oraz miejsce przeznaczone na składowanie materiałów budowlanych należy wcześniej uporządkować, oczyścić z krzaków, ze starych budynków mających podlegać rozbiórce. Podkreśla się, że roboty budowlane wykonywane są przy wznoszeniu obiektów przez znaczny okres, 2 do 5 lat i dlatego dobre przygotowanie placu budowy ma bardzo duże znaczenie.

Do prac przygotowawczych i pomocniczych na budowie zaliczyć można:

W okresie przygotowania budowy należy:

umieścić tablicę informacyjną, a na niej następujące dane: (rodzaj budowy, nazwa budowy, adres budowy, imię i nazwisko budującego /właściciela/, jego adres i telefon, nazwa przedsiębiorstwa wykonującego roboty budowlane, telefon najbliższego posterunku Policji Państwowej).

Rodzaje instalacji przeciwpożarowych w budynkach

W budynkach najczęściej występują następujące instalacje przeciwpożarowe:

Instalacje sygnalizacji pożarowej, umożliwiają wykrycie pożaru w początkowej jego fazie.

System sygnalizacji pożarowej to kombinacja elementów oraz ich wyposażenia połączonych przewodami ze źródłem energii elektrycznej.

Instalacje oddymiające stosuje się celem minimalizacji skutków pożaru.

Systemy oddymiania poprzez usuwanie dymu oraz ciepła ze strefy objętej pożarem zapewniają utrzymywanie warstwy o niewielkim zadymieniu dając możliwość ewakuacji, ułatwiają akcję gaśniczą, obniżają temperaturę warstwy dymu, a tym samym utrudniają rozprzestrzenianie się pożaru.

Instalacja zamknięć ogniowych.

W celu wydzielenia dróg ewakuacyjnych oddzielających klatki schodowe zastosowano drzwi zamknięcia ogniowego. Do zamykania drzwi na wypadek pożaru w budynku stosuje się centralę zamknięcia wraz z czujkami pożarowymi, przyciskiem zwalniającym i chwytakami

elektromagnetycznymi.

Centrala służy do sterowania chwytakami elektromagnetycznymi w systemach zamknięcia ogniowego. Chwytaki utrzymują drzwi i bramy stanowiące zamknięcie ogniowe w pozycji otwartej umożliwiając przemieszczanie się osób i towarów.

Instalacja tryskaczowa jest stałym urządzeniem gaśniczym, w którym czynnikiem gaśniczym jest woda. Instalacje tryskaczowe dzielimy na mokre i suche. Systemy mokre instalowane są w obiektach, w których nie występują ujemne temperatury. W normalnych warunkach pracy rurociągi systemu mokrego wypełnione są wodą. W instalacjach suchych rurociągi od tryskaczy aż do zaworu kontrolno alarmowego wypełnione są sprężonym powietrzem lub azotem.

Instalacje oświetlenia ewakuacyjnego - Część oświetlenia awaryjnego zapewniająca bezpieczne opuszczenie zagrożonego miejsca lub umożliwiająca uprzednie podjęcie próby zakończenia potencjalnie niebezpiecznego procesu.

• oświetlenie drogi ewakuacyjnej

• oświetlenie strefy otwartej

• oświetlenie strefy wysokiego ryzyka

23. Sposoby odprowadzania wód deszczowych.

Z zabudowanych i utwardzonych powierzchni woda opadowa spływa do gruntu, przekształcając się w wody powierzchniowe. Im więcej jest na działce powierzchni zabudowanych i utwardzonych, tym więcej wody spływa dodatkowo na pozostałą jej część. Jeżeli więc nie zadbamy o odprowadzenie i odpowiednie zagospodarowanie tej wody, nie tylko może nam to uprzykrzyć korzystanie z działki czy wręcz je uniemożliwić, ale też niekorzystnie wpłynąć na stan techniczny budynku. Wody opadowe mogą spowodować zawilgocenie ścian, zalewanie piwnic, wymywanie gruntu spod fundamentów i w efekcie – pęknięcia na ścianach.

Spływy powierzchniowe z opadów atmosferycznych można wprowadzić do gruntu w dwojaki sposób:
- system infiltracji powierzchniowej
- system infiltracji podziemnej

Szczególnie zaleca się stosowanie infiltracji powierzchniowej, do której służą:
- trawniki, kwietniki, tereny zielone z krzewami i drzewami,
- rowy trawiaste,
- chodniki ułożone z kratki chodnikowej,
- drogi parkowe,
- parkingi i place wykonane z płyt lub kostek profilowanych.

Natomiast infiltracja podziemna powinna być stosowana wówczas, gdy nie wystarcza powierzchni na infiltrację powierzchniową. Może odbywać się poprzez:
- studnie chłonne,
- rowy chłonne,
- drenaże rurowe,
- komory drenażowe,
- skrzynki rozsączające.

Sposób zagospodarowania i odprowadzenia wód opadowych trzeba dostosować do warunków panujących na działce: jej powierzchni, rodzaju gruntu, wyposażenia terenu w sieci
i uregulowań prawnych. Woda opadowa z powierzchni dachów, tarasów, balkonów musi być zbierana w rynny, sprowadzana w dół rurami spustowymi, a następnie odprowadzana szczelnymi rurami do kanalizacji lub zagospodarowywana na działce.

Jeśli w pobliżu działki jest sieć kanalizacji deszczowej lub ogólnospławnej, woda opadowa powinna być do niej odprowadzana. Gdy nie ma sieci kanalizacyjnej, wody opadowe można ewentualnie odprowadzać do istniejącego rowu melioracyjnego (pod warunkiem że jest konserwowany i nie spowodujemy podtopienia terenu) albo cieku wodnego, na przykład strumienia.
Aby zabezpieczyć budynek przed wodą opadową z terenu działki, trzeba wokół niego ukształtować odpowiedni spadek (w kierunku od budynku) i uszczelnić powierzchnię gruntu. Ważne jest również staranne zaizolowanie fundamentów, ścian piwnic i podłóg.

Jeśli działka znajduje się na terenie nieskanalizowanym, wody opadowe musimy zagospodarowywać na własnym terenie. Dobrze, gdy grunt jest przepuszczalny (piasek lub żwir), a poziom wód gruntowych niski. Wówczas wody mogą być odprowadzane bezpośrednio do gruntu. Gdy jednak na powierzchni zalegają grunty nieprzepuszczalne (iły, glina) lub słabo przepuszczalne (gliny piaszczyste, piaski gliniaste), wchłanianie jest bardzo utrudnione lub niemożliwe. Jeżeli mimo to dostatecznie blisko powierzchni (do kilku metrów), pod warstwą gruntów nieprzepuszczalnych, znajduje się warstwa piasku lub żwiru, można do niej odprowadzać wodę deszczową.

Muszą być jednak spełnione co najmniej trzy warunki:
- warstwa ta nie może prowadzić wody pod ciśnieniem,
- będziemy do niej odprowadzać wodę, a nie ścieki,
- odprowadzenie wód opadowych nie naruszy gospodarki wodnej na sąsiednich działkach i nie będzie szkodliwie oddziaływać na sąsiednie nieruchomości.

Studnie chłonne - są to studnie kopane lub wiercone sięgające od powierzchni ziemi aż do warstwy przepuszczalnej. Wykonuje się je z kręgów betonowych średnicy 1-1,2 m albo z PCW (zwykle mniejszej średnicy) i wypełnia materiałem przepuszczalnym (piaskiem, pospółką, żwirem). Wypełnienie studni od góry zabezpiecza się geowłókniną, którą wymienia się po zamuleniu. Studni chłonnej nie wolno umieszczać w bezpośrednim sąsiedztwie budynku (minimalna odległość to 2 m), ponieważ w razie nieszczelności jej ścianek może dojść do spiętrzania wody w gruncie. Trzeba też zwrócić uwagę na jej głębokość – wypływ wody nie może grozić podmywaniem fundamentów budynku. Ponadto studnie powinny mieć możliwość magazynowania nadmiaru wody w trakcie opadu (czyli dostatecznie dużą pojemność) i oddawania jej z opóźnieniem.

Stawy i oczka wodne - wodę opadową i roztopową można także magazynować w zagłębieniach gruntu – stawach lub oczkach wodnych – a potem wykorzystywać na przykład do podlewania trawników i ogródka. Z takich otwartych zbiorników część wody będzie odparowywała w sposób naturalny. Dno i skarpy zbiorników powinny być szczelne. Na bardzo słabo przepuszczalnym podłożu (iły i gliny) ich szczelność jest zachowana w sposób naturalny, ale w przypadku gruntów piaszczystych na dnie i skarpach zbiornika powinno się ułożyć warstwę gliny lub folii ogrodniczej.

Drenaże rurowe – przy drenażach rurowych wodę deszczową doprowadzamy do ciągu perforowanych rur ułożonych w obsypce żwirowej. Średnica rury to co najmniej 300 mm. Wielkość rur i rowów ograniczana jest najczęściej położeniem zwierciadła wody gruntowej. Zdolność retencyjna drenażu jest większa niż w studniach chłonnych. Mogą być stosowane w przypadku wysokich wód gruntowych.

Skrzynki rozsączające - to konstrukcje o kształcie prostopadłościanu o ażurowych ścianach. Odpowiednie rozwiązania ścian pozwalają uzyskać stosunkowo dużą powierzchnię kontaktu zgromadzonej wody z podłożem, jednak mają niewielką zdolność retencyjną.

Komory drenażowe - te urządzenia mają otwarte dno i otwory w ścianach bocznych, co umożliwia skuteczną infiltrację wody do gruntu. Konstrukcja w kształcie odwróconej litery U i faliste ściany powoduje, iż komora jest odporna na duże obciążenia. Może być z powodzeniem stosowana np. pod wielko powierzchniowymi parkingami bez dodatkowych płyt odciążających. Systemy komorowe można czyścić.

Woda deszczowa może też być gromadzona w szczelnych zbiornikach (na przykład zakopanych w gruncie lub ustawionych w piwnicy) i wykorzystywana na potrzeby bytowe i gospodarcze. Używa się jej potem do podlewania działki i mycia samochodu, a w domu – do prania czy spłukiwania WC. Warto jednak pamiętać o tym, że zmagazynowana woda deszczowa nie spełnia wymogów wody pitnej – jej spożywanie może być groźne dla zdrowia.

Aby wodę deszczową gromadzoną w zbiornikach retencyjnych można było wykorzystywać w domu, potrzebna jest odpowiednia instalacja. Powinna być niezależna od istniejącej instalacji wodociągowej i w żadnym miejscu nie może być z nią połączona. Wodę zebraną z dachu systemem rynien i rur spustowych odprowadza się do zbiornika, przed którym powinien być zainstalowany filtr usuwający większe zanieczyszczenia. Dalej za pomocą pomp może być ona dostarczana do punktów odbiorczych na różnych kondygnacjach budynku: do WC, umywalek, pralki lub zaworów do podlewania

24. Uwarunkowania prawne zaopatrzenia w wodę i odbioru ścieków

Ustawa z dnia 7 czerwca 2001 r. o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków określa zasady i warunki zbiorowego zaopatrzenia w wodę przeznaczoną do spożycia przez ludzi oraz zbiorowego odprowadzania ścieków, w tym zasady działalności przedsiębiorstw wodociągowo-kanalizacyjnych, zasady tworzenia warunków do zapewnienia ciągłości dostaw i odpowiedniej jakości wody, niezawodnego odprowadzania i oczyszczania ścieków, wymagania dotyczące jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, a także zasady ochrony interesów odbiorców usług, z uwzględnieniem wymagań ochrony środowiska i optymalizacji kosztów.

Przedsiębiorstwo wodociągowo-kanalizacyjne ma obowiązek zapewnić zdolność posiadanych urządzeń wodociągowych i urządzeń kanalizacyjnych do realizacji dostaw wody w wymaganej ilości i pod odpowiednim ciśnieniem oraz dostaw wody i odprowadzania ścieków w sposób ciągły i niezawodny, a także zapewnić należytą jakość dostarczanej wody i odprowadzanych ścieków.

- Rozporządzenie ministra zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, które określa

1) wymagania dotyczące jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, zwanej dalej "wodą", w tym wymagania bakteriologiczne, fizykochemiczne, organoleptyczne;

2) sposób oceny przydatności wody;

3) minimalną częstotliwość badań wody i miejsca pobierania próbek wody do badań;

4) zakres badania wody;

5) program monitoringu jakości wody;

6) sposób nadzoru nad materiałami i wyrobami stosowanymi w procesach uzdatniania i dystrybucji wody;

7) sposób nadzoru nad laboratoriami wykonującymi badania jakości wody;

8) sposób informowania konsumentów o jakości wody;

9) sposób postępowania przed organami Państwowej Inspekcji Sanitarnej w przypadku, gdy woda nie spełnia wymagań jakościowych.

- Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, które określa:

1) substancje szczególnie szkodliwe dla środowiska wodnego, powodujące zanieczyszczenie wód, które powinno być eliminowane oraz substancje szczególnie szkodliwe dla środowiska wodnego, powodujące zanieczyszczenie wód, które powinno być ograniczane;

2) miejsce i minimalną częstotliwość pobierania próbek ścieków, metodyki referencyjne analizy i sposób oceny, czy ścieki odpowiadają wymaganym warunkom;

3) warunki, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, w tym najwyższe dopuszczalne wartości zanieczyszczeń, oraz warunki, jakie należy spełnić w celu rolniczego wykorzystania ścieków.

25. Zmienność zapotrzebowania na wodę – podstawowe współczynniki nierównomierności, przykładowe obliczenie zapotrzebowania na wodę, normy zużycia wody

Zapotrzebowanie wody.

Podstawą wymiarowania urządzeń wodociągowych jest wielkość i rozkład zapotrzebowania na wodę w gospodarstwach domowych, instytucjach użyteczności publicznej i zakładach przemysłowych oraz usługowych. Aby ustalić zużycie wody przez przyszłych użytkowników należy znać ich liczbę oraz jednostkowe zużycie wody i zmienność zapotrzebowania w latach, miesiącach, dobach, godzinach. Rozmiary urządzeń należy projektować na okres perspektywiczny 20- 30 lat, a nawet kierunkowy- 50 lat.

Podstawy obliczeniowe zapotrzebowania wody:

Podstawą do obliczania zapotrzebowania na wodę jest wskaźnik jednostkowego zapotrzebowania w dm3 / mieszkańca / dobę, czyli zapotrzebowanie jednostkowe ustalone dla 1 mieszkańca w ciągu doby. Wskaźnik jednostkowy ustala się na podstawie danych statystycznych z innych tego samego typu miast uwzględniając zużycie wody na różne cele (do picia, na cele gospodarcze, usługowe i przemysłowe).

Liczbę mieszkańców można określić na podstawie planu przestrzennego zagospodarowania miasta, a jeśli go nie ma liczbę mieszkańców w okresie perspektywicznym określa się wg wzoru na procent składany:

Mn= M0 ( 1 + p ) ⋅ n     gdzie:

Mn- liczba użytkowników po n- latach;
M0- początkowa liczba użytkowników;
p- procentowy roczny przyrost ludności.

    Charakterystyczne zapotrzebowania na wodę:
1)    roczne zapotrzebowanie:

Qr= 365⋅ Qśrd [ m3/ rok]    gdzie:

Qr- roczne zapotrzebowanie;
Qśrd- zapotrzebowanie średnie dobowe.
Służy do obliczania kosztów gospodarki wodociągowej;

2)    zapotrzebowanie średnie dobowe:

Qśrd= Qj⋅ LM [ m3/ dobę]    gdzie:

Qj- jednostkowe zużycie wody [ dm3/mieszkańca/ dobę];
LM- liczba mieszkańców;

3)    maksymalne dobowe zapotrzebowanie:

Qmaxd= Qśrd⋅ Nd [m3/ dobę]    gdzie:

Nd- współczynnik nierównomierności dobowej, wielkość bezwymiarowa.
Qmaxd jest podstawą projektowania i analizy:
- wydajności ujęcia i stacji uzdatniania wody;
-przewodów przesyłowych z ujęcia do stacji uzdatniania wody oraz do początkowych przepływowych zbiorników zapasowo- wyrównawczych;
-pompowni wody surowej i wody czystej;

4)    maksymalne godzinowe zapotrzebowanie:

Qmaxh= Qśrh⋅ Nh [m3/ h]    gdzie:

Nh- nierównomierność godzinowa, wielkość bezwymiarowa.
Jest podstawą projektowania sieci wodociągowej, magistralnej i rozdzielczej oraz pompowni zasilającej sieć.

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r. w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody. (Dz. U. Nr 8, poz. 70)

PRZECIĘTNE NORMY ZUŻYCIA WODY DLA POSZCZEGÓLNYCH GRUP ODBIORCÓW

Tab. 1 Przeciętne normy zużycia wody na jednego mieszkańca w gospodarstwach domowych

Lp. Wyposażenie mieszkania w instalacje Przeciętne normy zużycia wody
dm3/ mieszkańca ⋅ dobę
1 2 3
1 Wodociąg bez ubikacji i łazienki (brak kanalizacji), pobór wody ze zdroju podwórzowego lub ulicznego 30
2 Wodociąg, ubikacja bez łazienki 50 -60*
3 Wodociąg, zlew kuchenny, wc, brak łazienki i ciepłej wody 70-90*
4 Wodociąg, ubikacja, łazienka, lokalne źródło ciepłej wody (piecyk węglowy, gazowy - gaz z butli, elektryczny, bojler) 80 -100*
5 Wodociąg, ubikacja, łazienka, dostawa ciepłej wody do mieszkania (z elektrociepłowni, kotłowni osiedlowej lub blokowej) 140-160*

* Wartości niższe odnoszą się do budynków podłączonych do zbiorników bezodpływowych na terenach nieskanalizowanych, a wartości wyższe odnoszą się do budynków podłączonych do sieci kanalizacyjnych.

Tabela 2

Przeciętne normy zużycia wody do podlewania ogródków przydomowych i upraw rolniczych

Lp. Wyszczególnienie Jednostka odniesienia (j.o.) Przeciętne normy zużycia wody dm3/j.o. x dobę
1 2 3 4
1 Ogródek przydomowy, działka rekreacyjna1) m2 2,5
2 Uprawy w szklarniach i tunelach foliowych2) m2 4,0
3 Pieczarkarnie3) m2 5,0

26. Przepływ laminarny i burzliwy, równanie Bernoulliego

Ciecz w zależności od panujących warunków przepływu, może poruszać się ruchem laminarnym czyli uwarstwionym lub turbulentnym (burzliwym). Znajomość charakteru przepływu jest bardzo ważna, gdyż wszystkie zachodzące w przepływie procesy (wymiana masy jak i ciepła, dyfuzja itp.) są ściśle związane z jego charakterem i zachodzą według różnych mechanizmów.

Różnice pomiędzy rodzajami przepływu obejmują:

-rozkład prędkości,

-opory przepływu,

-prędkość lokalną

Przepływ laminarny jest to inaczej przepływ uwarstwiony płynu lub gazu, w którym strugi płynu poruszają się równolegle do siebie i nie ma wzajemnego ich wymieszania Przepływ taki występuje przy małych prędkościach, gdy liczba Reynoldsa nie przekracza wartości krytycznej. Re<2300.Najogólniej mówiąc cząsteczki nie wymieniają masy w kierunku prostopadłym do głównego kierunku ruchu płynu. Natomiast profil prędkości przyjmuje rozkład parboloidalny, z prędkością maksymalną występującą w osi rury.

Przepływ burzliwy jest to inaczej przepływ turbulentny, w trakcie którego strugi płyny oprócz ruchu głównego wzdłuż przewodu wykonują także ruchy poboczne w kierunku poprzecznym powodując mieszanie się płynu. Rozkład prędkości w przepływie burzliwym ma bardziej spłaszczony charakter niż w przepływie laminarnym.

Liczba Reynoldsa wyraża stosunek sił bezwładności (w) do sił tarcia (η), jest bezwymiarowa i spełnia zasadniczą rolę w ruchu ciepła i ruchu masy

W praktyce przemysłowej spotykany jest przepływ burzliwy. Warto zapamiętać – przemysłowa prędkość gazów w rurociągach waha się w granicach 8-40 m/s (niższe wartości dla wyższych ciśnień) i ok. 0,5-3 m/s dla cieczy.

Jeżeli przepływ odbywa się innym przekrojem niż kołowy, to można znaleźć średnicę zastępczą (ekwiwalentną).:

gdzie:

f – przekrój rzeczywisty przepływu,

O – obwód zwilżony.

Np. dla przekroju kwadratowego:

dla prostokąta:

dla pierścienia:

Równanie Bernoulliego wyraża zasadę, że w ruchu ustalonym nieściśliwego płynu idealnego odbywającym się w polu sił ciężkości, całkowita energia płynu składająca się z energii kinetycznej, energii potencjalnej ciśnienia i energii położenia jest stała wzdłuż danej linii prądu. Najczęściej spotykana, algebraiczna postać równania Bernoulliego, wyrażająca zasadę zachowania energii mechanicznej przedstawia się następująco:

gdzie: U2/2g - wysokość prędkości

p/q*g - wysokość ciśnienia

z - wysokość położenia (wzniesienie)

Niewiadomymi w równaniu są prędkość U i ciśnienie p, gęstość ρ jest znana i niezmienna, podobnie jak przyspieszenie ziemskie g.

Jeżeli uwzględnimy równanie ciągłości dla przepływu płynów nieściśliwych i przyjmiemy, że równanie Bernoulliego ważne jest dla średniej linii prądu, otrzymamy:

27. Pomiary przepływów ścieków w kanałach otwartych

Pomiary przepływów ścieków w kanałach otwartych można wykonywać na kilka sposobów.

  1. Koryta pomiarowe to metoda wykorzystująca zwężkowe kanały miernicze. Zwężenie kanału powoduję spiętrzenie przed nim cieczy, a jej poziom jest miarą strumienia objętości, który określa się wzorem:


$$q_{v} = \frac{2}{3}\text{Cb}\sqrt{2g}*h^{\frac{3}{2}}$$

gdzie:

C – współczynnik przepływu, b – szerokość kanału w najwęższym miejscu, B – szerokość kanału przed zwężeniem, h – poziom cieczy

Koryta pomiarowe nadają się do ścieków nieoczyszczonych niosących zanieczyszczenia stałe, ze względu na swoje samooczyszczające się własności.

  1. Przelewem mierniczym określa się przegrodę umieszczoną w poprzek kanału powodującą spiętrzenie strugi i przepływ cieczy ponad jej krawędzią. Miarą przepływu jest wysokość poziomu cieczy w pewniej odległości przed przelewem. Przelewy miernicze charakteryzują się:

Dla każdego przelewu może być sporządzona krzywa określająca zależność strumienia objętości od wysokości spiętrzenia

qV = f (h),

  1. Zdecydowanie najdroższą i najbardziej skomplikowaną, a przez to najrzadziej stosowaną metoda jest metoda elektromagnetyczna. W zamian za to nie wprowadza on jakichkolwiek przeszkód w kanale przepływowym oraz nie jest czuły na zawiesiny, kilkufazowość przepływu czy zmienne pole prędkości w strefie pomiarowej. W przepływomierzach elektromagnetycznych w dnie kanału umieszczona jest cewka, której zadanie polega na generowaniu pola magnetycznego. Przepływająca ciecz wywołuje siłę elektromagnetyczną zależną od prędkości, mierzoną na elektrodach. Strumień przepływającej cieczy można wyznaczyć mając dany przekrój kanału, średnią prędkość przepływu oraz poziom cieczy.

  2. W przypadku przepływomierzy ultradźwiękowych nie możemy prowadzić pomiarów w ściekach niosących dużo zawiesiny. Są one droższe niż dwie poprzednio opisane metody, lecz możemy za jego pomocą prowadzić pomiary w kanałach o dużych średnicach. Podstawą działania przepływomierza jest pomiar czasu przelotu wiązki ultradźwiękowej między czujnikiem, a powierzchnią cieczy, której poziom ma być mierzony. Na tej podstawie wyznaczana jest odległość do powierzchni medium. Wielkość ta wykorzystana jest bezpośrednio do odczytu poziomu cieczy, a po wykorzystaniu odpowiedniej formuły pomiarowej dla ponad 20 zwężek i przelewów mierniczych - do wyznaczenia natężenia przepływu cieczy.

28. Wymagania jakościowe i ilościowe wody dostarczanej na cele komunalne

Cele komunalne - konsumpcja domowa i miejska, użytkowanie rekreacyjne

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi2)

1. Rozporządzenie określa: 

1) wymagania dotyczące jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, zwanej dalej „wodą”, w tym wymagania bakteriologiczne, fizykochemiczne, organoleptyczne;

…

2. Przepisów rozporządzenia nie stosuje się do naturalnych wód mineralnych, naturalnych wód źródlanych

i wód stołowych oraz do wód leczniczych, dla których warunki i wymagania sanitarne określają odrębne przepisy.

§ 2. 1. Woda jest bezpieczna dla zdrowia ludzkiego, jeżeli jest wolna od mikroorganizmów chorobotwórczych i pasożytów w liczbie stanowiącej potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, substancji chemicznych w ilościach zagrażających zdrowiu oraz nie ma agresywnych właściwości korozyjnych i spełnia

1) podstawowe wymagania mikrobiologiczne określone w załączniku nr 1 do rozporządzenia;

2) podstawowe wymagania chemiczne określone w załączniku nr 2 do rozporządzenia.

2. Dodatkowe wymagania mikrobiologiczne, organoleptyczne, fizykochemiczne oraz radiologiczne, jakim powinna odpowiadać woda, określa załącznik nr 3 do rozporządzenia.

3. Dodatkowe wymagania chemiczne, jakim powinna odpowiadać woda, określa załącznik nr 4 do rozporządzenia.

ZAŁĄCZNIKI DO ROZPORZĄDZENIA

Woda pitna i przeznaczona na cele gospodarcze musi być bezpieczna pod względem sanitarnym i zdrowotnym oraz wykazywać dobre cechy organoleptyczne. W myśl przepisów nie powinna zawierać drobnoustrojów chorobotwórczych, pasożytów ani innych żywych organizmów w ilościach niebezpiecznych dla zdrowia. Nie powinna również zawierać zanieczyszczeń chemicznych lub substancji naturalnego pochodzenia w ilościach zagrażających zdrowiu człowieka, żadnych substancji w ilościach wpływających na jej smak, zapach, barwę, mętność oraz nie może zawierać widocznych zanieczyszczeń.

Jakość wody przeznaczonej do picia i na potrzeby gospodarcze w Polsce określa powyższe Rozporządzenie Ministra Zdrowia.

Woda dostarczana odbiorcom musi spełniać nie tylko wymagania jakościowe, ale również i ilościowe. Powinna być dostarczana bez przerw i pod wystarczającym ciśnieniem. Dostarczanie wody z przerwami i wynikające z tego jej magazynowanie przez ludność sprzyja zakażeniu wody. Natomiast wahania ciśnienia w sieci mogą powodować zanieczyszczenia wody innymi obcymi wodami zassanymi do sieci wodociągowej.

29. Odżelazianie wody - układy technologiczne

Żelazo znajdujące się w wodzie może pochodzić z różnych źródeł: jest wynikiem wymywania ze skał i gruntu oraz korozji żelaznych zbiorników i przewodów.

Wody żelaziste charakteryzują się nieprzyjemnym, specyficznym zapachem i żelazistym smakiem. Wykazują skłonność do osadzania szlamów w rurociągach, grzejnikach, wyparkach, pozostawiania rdzawych plam na pranych tkaninach, pokrywania żółtymi plamami porcelany i szkła. Wody przeznaczone do celów przemysłowych (zwłaszcza w przemyśle papierniczym, włókienniczym, przy produkcji filmów) nie mogą zawierać żelaza nawet w małych ilościach.

Woda do picia nie powinna zawierać więcej niż 200 µgFe/l (wg Rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U.2007., Nr 613, poz. 417 ze zmianami).

Żelazo może występować w wodach (podziemnej i powierzchniowej) w formie rozpuszczonej, koloidalnej lub zawiesiny. Zależy to od zawartości w wodzie: substancji organicznych, tlenu, dwutlenku węgla, działalności mikroorganizmów i jej odczynu pH. Istota odżelaziania wody polega na utlenianiu jonów Fe(II) do Fe(III) i usuwaniu wytrąconego osadu Fe(OH)3 w procesie sedymentacji i filtracji. O stosowanej metodzie usuwania żelaza decyduje forma jego występowania w wodzie surowej, pochodzenie wody, jej skład fizyko – chemiczny oraz stężenie i rodzaj związku żelaza.

Jeżeli w wodzie żelazo występuje jako Fe(HCO3)2, to stosuje się najprostszy układ uzdatniania wody napowietrzanie → sedymentacja → filtracja. Jeżeli żelazo obecne w wodzie jest w postaci FeSO4, wówczas do powyższego układu powinien być włączony proces alkalizacji. Zapewnia to neutralizację kwasu powstającego w wyniku reakcji protolitycznej jonów żelaza(II).

Napowietrzanie i filtrowanie stosuje się do uzdatniania wód wgłębnych, nie zawierających tlenu a głównie wodorowęglany żelaza(II). Napowietrzanie wykonuje się przez: rozdeszczowienie, rozpylanie za pomocą dysz, wtłaczanie do wody powietrza pod ciśnieniem, zastosowanie ociekania cienkich warstw wody po porowatych materiałach.

Fe(HCO3)2 + H2O → Fe(OH)2 + H2O + CO2

2Fe(OH)2 + 0.5O2 + H2O → 2Fe(OH)3

Wytrącone z wody kłaczki wodorotlenku żelaza(III) mogą być usunięte na złożu filtracyjnym. Stosuje się do tego celu filtry z wypełnieniem piaskowym, żwirowym, lub wielowarstwowe.

Odżelazianie przez nawapnianie i napowietrzanie stosuje się, gdy żelazo występuje np. jako siarczan żelaza(II). Proces ten pozwala zmniejszyć stężenie żelaza do 0,2 mg Fe/l. Procesy odżelaziania można prowadzić przy użyciu odżelaziaczy otwartych i zamkniętych (ciśnieniowych) często nazywanych też filtrami. Odżelaziacze zamknięte mogą być jednostopniowe (dla uzdatniania wody o zawartości Fe poniżej 200 µg/l) lub dwustopniowe (gdy zawartość żelaza jest powyżej 2 mg/l). Ich budowa przypomina filtry ciśnieniowe. Napowietrzanie wody i filtrowanie odbywa się pod ciśnieniem. Odżelaziacze jednostopniowe otwarte składają się najczęściej ze złoża filtracyjnego z piaskiem o odpowiednim uziarnieniu i wysokości złoża. Odżelaziacze dwustopniowe mają dwie warstwy wypełnienia - warstwa podtrzymująca i kontaktowa.

Odżelazianie poprzez koagulację stosuje się wtedy, gdy w wodzie są obecne związki koloidalne żelaza, drobne zawiesiny Fe(OH)3, FeS, koloidalne związki organiczne np. kwasy humusowe. Procesy odżelaziana można prowadzić również z wykorzystaniem takich utleniaczy jak ozon (O3), chlor (Cl2) czy nadmanganian potasu (KMnO4).

30. Higienizacja i biologiczna stabilizacja osadów ściekowych

Biologiczna stabilizacja osadów

Stabilizacja osadów ściekowych należy do podstawowych procesów przeróbki osadów. Polega na przetworzeniu osadu w taki sposób, aby zlikwidować jego zdolność do zagniwania. Proces stabilizacji łączy się często z higienizacją osadu, czyli zmniejszeniem ilości lub likwidacją organizmów chorobotwórczych w jego masie. Metodą powszechnie stosowaną w dużych oczyszczalniach ścieków jest biologiczna stabilizacja beztlenowa.

Stabilizacja beztlenowa, zwana fermentacją metanową, jest procesem, którego głównym produktem jest przefermentowany osad oraz gaz zawierający 60 – 80 % metanu. Podczas stabilizacji beztlenowej następują w osadzie zmiany w składzie chemicznym i właściwościach fizycznych osadu. Następuje rozkład materii organicznej, wytwarzana jest znaczna ilość biogazu, który można wykorzystać na cele energetyczne oczyszczalni.

Higienizacja osadów

Skażenie osadów niepożądanymi mikroorganizmami chorobotwórczymi jest zależne od ścieków dopływających do oczyszczalni. Większe zagrożenia mogą wynikać z udziału w ogólnej masie dopływu ścieków z zakładów przetwarzających produkty zwierzęce oraz obiektów służby zdrowia.

Higienizacja osadów może zachodzić w różnym stopniu w różnych procesach przerobu osadów, lub w procesie wydzielonym, którego wyłącznym celem jest higienizacja. Procesy stabilizacji tlenowej lub beztlenowej znacznie obniżają poziom zakażeń, jednak nawet realizowane w warunkach termofilnych nie dają gwarancji pełnej higienizacji, jeśli nie są prowadzone przy zachowaniu szczególnych wymagań. Wysoki stopień higienizacji jest uzyskiwany przy długookresowym odwadnianiu na poletkach osadowych. Skuteczna higienizacja jest szczególnie ważna jeśli osad jest przeznaczony dla rolniczego wykorzystania.

Do procesów higienizacji osadów ściekowych należą:

 pasteryzacja,

 wapnowanie,

 higienizacja radiacją.

Pasteryzacji poddaje się zwykle osady zagęszczone. Proces polega na podgrzaniu osadu i utrzymaniu jego temperatury na określonym poziomie przez pewien czas. Pasteryzacja może być realizowana w różnych miejscach procesu technologicznego: przed fermentacją, między I i II stopniem fermentacji metanowej, po fermentacji, po stabilizacji tlenowej itp.

Wapnowanie jest to proces oddziaływania wapna na osad ściekowy poddawany higienizacji. Oddziaływanie to ma na celu podwyższenie pH do wartości, przy których następuje inaktywacja enzymów i występują zmiany w budowie białek. Jeżeli zostanie zastosowany tlenek wapnia CaO, zamiast wapna hydratyzowanego, wówczas dochodzi drugie oddziaływanie, którym jest podwyższona temperatura.

Higienizacja radiacją. Całkowite wyjałowienie osadów można uzyskać stosując wiązki przyśpieszonych elektronów oraz promieniowanie. Metody te są dość drogie pod względem kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych, niemniej są stosowane w takich krajach jak: Niemcy, USA, Kanada. Wiązki elektronów stosowane są do wyjaławiania osadów ciekłych, a promieniowanie ? do ciekłych, odwodnionych i suchych.

Stabilizacja połączona z higienizacją osadów ściekowych polega na zastosowaniu substancji silnie alkalizujących bądź zakwaszających, które powodują skuteczne zniszczenie mikroorganizmów chorobotwórczych, pasożytów i różnych form przetrwalnikowych. Zaleca się higienizować lub stabilizować osady odwodnione ze względów ekologicznych.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
koncepcja kształcenia multimedialnego, STUDIA PWSZ WAŁBRZYCH PEDAGOGIKA, zagadnienia na egzamin dypl
Bank pytan teoretyczny egzamin dyplomowy
PYTANIA NA EGZAMIN DYPLOMOWY
ZAGADNIENIA DO EGZAMINU DYPLOMOWEGO, pedagogika
DORAŹNA POMOC PRZEDMEDYCZNA, egzamin dyplomowy kosmetologia awf bp
Pytania egzamin dyplomowy turystyka Uczelnia Warszawska Dyplom ZBT
pytania na egzamin dyplomowy KPIZZL
PYTANIA NA EGZAMIN DYPLOMOWY, Sztuka, Architektura
EGZAMIN DYPLOMOWY 2011
fotoogniwa, PWr W9 Energetyka stopień inż, VII Semestr, EGZAMIN DYPLOMOWY, Stare opracowania, Egz. d
Lista pytan do egzaminu dyplomowego Logistyka licencjat
egzamin dyplomowy zip
badziewne Opracowanie na egzamin dyplomowy[1], Opracowanie pytań na egzamin dyplomowy
tezy egzamin dyplomowy calosc doc, 1
40. Co to jest kurs walutowy. Czym się różni deprecjacja od dewaluacji waluty, Ekonomia - PYTANIA NA
Fw zagadnia na zaliczenie z fizykoterapii, PYTANIA-praktyczny 2010, PYTANIA NA EGZAMIN DYPLOMOWY
11. Wymień i omów podstawowe zalety mechanizmu rynkowego, Ekonomia - PYTANIA NA EGZAMIN DYPLOMOWY
Fw zagadnia na zaliczenie z fizykoterapii, PYTANIA-praktyczny 2010, PYTANIA NA EGZAMIN DYPLOMOWY
11. Wymień i omów podstawowe zalety mechanizmu rynkowego, Ekonomia - PYTANIA NA EGZAMIN DYPLOMOWY

więcej podobnych podstron