Калькулятор экологической химии
Основы экологической химии
Экологическая химия изучает поведение химических веществ в природных средах — воде, воздухе и почве — и их воздействие на экосистемы и здоровье человека. Ключевыми инструментами являются нормирование (ПДК) и математическое моделирование процессов переноса и трансформации загрязнителей.
Качество водных объектов
Оценивается по комплексу физико-химических и биологических показателей. Для питьевого водоснабжения — СанПиН 2.1.4.1074-01; для рыбохозяйственных объектов — более жёсткие нормативы ГН 2.1.5.1315-03. Ключевые параметры: БПК₅, ХПК, растворённый О₂, pH, азот, фосфор.
Загрязнение атмосферного воздуха
В России нормирование атмосферного воздуха ведётся по ГН 2.1.6.3492-17. Установлены разовые (20-30 мин) и суточные ПДК. Мониторинг PM2.5 и PM10 — по Постановлению Правительства РФ о нормировании взвешенных частиц. КИЗА рассчитывается по РД 52.04.186-89.
Деградация загрязнителей
Большинство органических загрязнителей разлагается по кинетике первого порядка. Период полувыведения (T½) — ключевая характеристика устойчивости вещества. СОЗ (стойкие органические загрязнители) имеют T½ от нескольких месяцев до десятилетий.
Рассеивание выбросов (ОНД-86)
Методика ОНД-86 — нормативный документ для расчёта рассеивания промышленных выбросов в атмосфере в России. Учитывает метеорологические условия, высоту и диаметр трубы, термодинамику выброса. Лежит в основе ОВОС и расчётов СЗЗ.
Парниковые газы и климат
Россия ратифицировала Парижское соглашение. Инвентаризация выбросов ведётся в соответствии с методологией МГЭИК. GWP-100 (потенциал глобального потепления) используется для приведения выбросов разных газов к CO₂-эквиваленту.
Классы опасности загрязнителей
По ГОСТ 17.4.1.02-83 и СанПиН: I класс — чрезвычайно опасные (Pb, Hg, As), II — высокоопасные (Cu, Cr VI, NO₂), III — умеренно опасные (нефтепродукты, Zn), IV — малоопасные (SO₄, Cl, СПАВ). Класс влияет на ПДК, периодичность контроля и нормы выброса.
Инструменты калькулятора
7 встроенных модулей для расчётов в области экологической химии и мониторинга окружающей среды.
Индекс качества воды (ИКВ)
Интегральная оценка состояния водоёма по шести показателям: БПК₅, ХПК, растворённый кислород, pH, мутность и нитраты. Автоматическое сравнение с ПДК по ГН 2.1.5.1315-03 и ГОСТ.
Качество атмосферного воздуха (КИЗА)
Расчёт комплексного индекса загрязнения атмосферы по PM2.5, PM10, CO, NO₂, SO₂ и O₃ с учётом российских ПДК (ГН 2.1.6.3492-17) и весовых коэффициентов классов опасности.
Разбавление и рассеивание (ОНД-86)
Расчёт кратности разбавления промышленного стока в водоёме и максимальной приземной концентрации выброса в атмосфере по упрощённой методике ОНД-86 с проверкой соблюдения ПДК.
Конвертер CO₂-эквивалента
Расчёт суммарных выбросов парниковых газов (CO₂, CH₄, N₂O, ГФУ, SF₆, ПФУ) в CO₂-эквиваленте по значениям GWP-100 МГЭИК AR6 (2021) для национальной инвентаризации.
Период полураспада (T½)
Кинетика первого порядка для органических загрязнителей в почве и воде: остаток через заданное время, время до достижения целевой концентрации, константа деградации k. Пресеты для 9 типичных веществ.
Конвертер единиц концентраций
Взаимный пересчёт: мг/л, мкг/л, нг/л, мг/кг (ppm мас.), мкг/м³, мг/м³, ppm(v), ppb(v), моль/л — с учётом плотности среды и молярной массы вещества.
Справочник ПДК (российские нормативы)
Таблица ПДК для 20 веществ в воде (хоз.-питьевая, санитарная, рыбохозяйственная) и 15 веществ в воздухе (разовая, суточная, среднегодовая) по ГН 2.1.5.1315-03 и ГН 2.1.6.3492-17 с классами опасности.
Методология расчётов
Нормативная база и математические методы, используемые в калькуляторе.
Индекс качества воды (ИКВ/WQI)
Индекс качества воды — интегральный показатель, сводящий несколько параметров в единую оценку. В основе — нормирование каждого параметра относительно его ПДК. Весовые коэффициенты учитывают экологическую значимость каждого показателя: растворённый О₂ и БПК₅ имеют наибольший вес (по 0.20), так как непосредственно связаны с биологическим состоянием водоёма.
Нормативная база для питьевой воды: СанПиН 2.1.3684-21, СанПиН 1.2.3685-21. Для рыбохозяйственных объектов — Приказ Минсельхоза № 552 и ГН 2.1.5.1315-03. Шкала ИКВ: 80–100 — хорошее, 60–80 — удовлетворительное, 40–60 — плохое, менее 40 — очень плохое.
КИЗА и нормирование атмосферного воздуха
Комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА) рассчитывается по РД 52.04.186-89. Весовой коэффициент kᵢ зависит от класса опасности: I кл. — 1.7, II кл. — 1.3, III кл. — 1.0, IV кл. — 0.9. Шкала: КИЗА <5 — чистый, 5–14 — слабо загрязнён, 14–27 — загрязнён, >27 — сильно загрязнён.
Особенности PM2.5/PM10 в России: С 2021 года введены российские нормативы — ПДК с.с. для PM2.5 = 35 мкг/м³ (ГН 2.1.6.3492-17), что соответствует руководящим значениям ВОЗ 2005 года. Для сравнения: целевое значение ВОЗ 2021 = 15 мкг/м³. Российская система мониторинга PM основана на Росгидромете и государственных постах наблюдения.
Рассеивание в атмосфере (ОНД-86)
ОНД-86 («Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий») — основной нормативный документ для расчёта рассеивания в России. Применяется при ОВОС, расчёте санитарно-защитных зон (СЗЗ) по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03, нормировании выбросов (НДВ).
Коэффициент A — температурная стратификация: 160 для Сибири, Урала, большей части России; 200 для юга европейской части. F — безразмерный коэффициент оседания (для газов и лёгких аэрозолей F=1). Программные комплексы: УПРЗА «Эколог», «Призма» (Санкт-Петербург), ЭРА.
Парниковые газы: GWP и российское законодательство
В России обязательная отчётность об эмиссии парниковых газов введена Федеральным законом № 296-ФЗ «Об ограничении выбросов парниковых газов» (2021). Организации с выбросами свыше 50 000 т CO₂-экв./год обязаны подавать верифицированные отчёты. Значения GWP-100 по МГЭИК AR6: CH₄ = 27.9, N₂O = 273.
Углеродные единицы: Приказ Минприроды России № 771 (2021) устанавливает форму отчётности. Верификация отчётов — в соответствии с ГОСТ Р ИСО 14064-3. Национальный реестр выбросов и поглощений ведётся Росгидрометом.
Российское природоохранное законодательство
Основные нормативные акты для работы с экологическими концентрациями и расчётами.
Ключевые НПА в области нормирования
Классификация загрязнённости водоёмов (ГОСТ Р 52721-2007)
Программы государственного экологического мониторинга в России
Практические рекомендации
Типичные вопросы и нюансы при работе с экологическими расчётами.
1Как выбрать нужную ПДК для расчёта
В России действуют несколько видов ПДК воды: хозяйственно-питьевые (для источников водоснабжения), культурно-бытовые (для купания), рыбохозяйственные (наиболее жёсткие). При наличии нескольких выбирайте наиболее жёсткую в соответствии с категорией водопользования. Для воздуха: разовая ПДК — при кратковременном воздействии (20–30 мин), суточная — для хронического воздействия; при расчёте КИЗА используются суточные значения.
2Учёт фоновых концентраций при расчёте сброса
При расчёте допустимых сбросов в водоём обязательно учитывайте фоновые концентрации: C_расч = ПДК − C_фон. Если C_фон уже превышает ПДК, любой дополнительный сброс не допускается. Фоновые концентрации устанавливаются по данным Росгидромета или собственного мониторинга на створе выше по течению.
3Особенности расчёта КИЗА в зимний период
Загрязнение воздуха в российских городах резко возрастает зимой из-за температурных инверсий, снижения скорости ветра и роста выбросов отопления. При расчёте НДВ по ОНД-86 используется «неблагоприятная метеорологическая ситуация» (НМУ): скорость ветра 0–1 м/с, штиль. В периоды НМУ Росприроднадзор требует снижения выбросов на 15–20% (1-й режим), до 40% (2-й режим) и до 60% (3-й режим).
4Стойкие органические загрязнители (СОЗ)
Стокгольмская конвенция (ратифицирована Россией в 2011 году) регулирует СОЗ — вещества с T½ > 2 месяцев в почве или воде, KOW > 100000 и способностью к биоаккумуляции. Примеры: ДДТ (T½ в почве = 5–10 лет), ПХДД/ПХДФ (диоксины), ПХБ. Для СОЗ ведётся инвентаризация по ГОСТ Р 57149-2016 и Национальный план выполнения Стокгольмской конвенции.
5Конвертация единиц для газов в воздухе
Для газов в воздухе ppm(объёмн.) ↔ мг/м³: C(мг/м³) = C(ppm) × M / 22.4, где M — молярная масса (г/моль), 22.4 — молярный объём при 0°C и 1 атм. Российские ПДК для атмосферного воздуха даны в мг/м³. Американский AQI использует ppb. Для NO₂: 1 ppb = 0.001912 мг/м³; для SO₂: 1 ppb = 0.002661 мг/м³. При перевычислении учитывайте температуру (при 20°C используйте 24.04 л/моль).
6Суммация воздействия при расчёте загрязнения
При одновременном присутствии нескольких веществ с однонаправленным биологическим воздействием применяется правило суммации: Σ(Cᵢ/ПДКᵢ) ≤ 1. Группы суммации определены в ГН 2.1.6.3492-17 для атмосферного воздуха. Например, NO₂ и SO₂ суммируются (оба раздражают дыхательные пути). Это особенно важно при расчётах в условиях многокомпонентного загрязнения промышленных районов.
Как пользоваться калькулятором
Пошаговые инструкции для основных задач экологического мониторинга.
Выберите задачу
Перейдите на нужную вкладку: «Качество воды» — для оценки водоёма по 6 параметрам; «Качество воздуха» — для расчёта КИЗА; «Разбавление» — для проверки сброса/выброса; «ПДК» — для справки по нормативам.
Введите данные измерений
Используйте результаты химического анализа проб воды или воздуха. Единицы: мг/л (вода), мг/м³ или мкг/м³ (воздух). Для PM2.5/PM10 — мкг/м³. Для конвертера — любые поддерживаемые единицы.
Нажмите «Рассчитать»
Получите интегральный индекс (ИКВ или КИЗА), показатели субиндексов с цветовой индикацией, список превышений ПДК. Для разбавления — кратность разбавления и вывод о соответствии нормативу.
Используйте справочник ПДК
На вкладке «Справочник ПДК» найдите актуальные нормативы для любого вещества, класс его опасности и документ-основание. Поиск по названию вещества. Таблицы для воды и воздуха раздельно.
Часто задаваемые вопросы
Лиана Арифметова
Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».
Отказ от ответственности
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.
Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.
Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.
Похожие инструменты
Калькулятор критериев Рэнсона (панкреатит)
Оценка тяжести острого панкреатита по критериям Рэнсона. При поступлении и через 48 часов. Прогноз летальности.
Аэродинамический калькулятор (сила сопротивления, подъемная сила)
Расчет аэродинамического и подъемного сопротивления, числа Рейнольдса. Базовые формулы аэродинамики онлайн.
Калькулятор бережливого производства (Lean)
Расчёты Lean: время такта, OEE, канбан, 5S аудит, SMED, VSM метрики
Калькулятор Cap Table (размытие долей)
Калькулятор капитализации стартапа. Рассчитайте размытие долей основателей и инвесторов по раундам (Seed, Series A).
Калькулятор фитотерапии: лекарственные растения, настои, настойки и сборы
Фитотерапевтические расчёты: справочник растений, расчёт настоя и настойки, совместимость трав, календарь сбора, дозировка фитопрепаратов.
Совместимость групп крови
Таблица совместимости групп крови при переливании. Резус-конфликт при беременности, наследование группы крови ребёнка.
Калькулятор теории относительности: время и длина
Расчет релятивистского замедления времени и сокращения длины (СТО). Лоренц-фактор, парадокс близнецов и эффекты при околосветовых скоростях.
Проверка контрастности WCAG
Контрастность цветов по WCAG 2.1 (AA и AAA). Доступность сайта для людей с нарушениями зрения.
Калькулятор палеонтологии
Радиоуглеродное датирование ¹⁴C, геохронологическая шкала, оценка массы организма, индекс Шеннона, скорость осадконакопления.
Калькулятор площади ожогов (%TBSA)
Оценка площади ожоговой поверхности по правилу девяток Уоллеса и таблице Лунда-Браудера. Расчёт инфузии по формуле Паркланда.
Калькулятор хранения зерна
Расчёт ёмкости зернохранилища, сушки зерна и потерь при хранении. Пшеница, ячмень, кукуруза. По нормам ГОСТ 9353-2016 и требованиям Россельхознадзора.
Калькулятор токсикологии
LD50, NOAEL/LOAEL, референтная доза, оценка экспозиции, коэффициент опасности, формула Видмарка, антидоты отравлений.
Калькулятор стипендии для студентов России
Расчёт академической и социальной стипендии, именных стипендий (Президента РФ — 22 800 руб.) и бюджета студента по ФЗ №273 и постановлениям Правительства.
Калькулятор цепочки поставок
Расчёты цепочки поставок: EOQ, точка заказа, ABC-анализ, Bullwhip-эффект, транспорт, KPI
Калькулятор радиочастот (RF)
Длина волны, усиление и мощность, потери в кабеле, КСВ (VSWR) и энергетический бюджет радиолинии.