L Mε κίτρινη υπογράµµιση θέµατα που αφορούν σε ύλη που πλέον δεν περιλαµβάνεται στο µάθηµα (Κεφάλαιο 10 βιβλίου) ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ: «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ» 27-02-2004 ΘΕΜΑ 1o (1,2) : Αναπτύξατε τους δύο βασικούς λόγους για τους οποίους έχει επιβληθεί η συνδυασµένη χρήση συµπυκνωµένης αργίλου και γεωµεµβράνης για την κατασκευή του πυθµένα των χώρων υγειονοµικής ταφής απορριµµάτων. ΘΕΜΑ 2o (1,2) : Περιγράψτε τους βασικούς ρύπους του φωτοχηµικού νέφους και συνδέστε τη δηµιουργία του µε την κυκλοφορία οχηµάτων στα αστικά κέντρα. Εξηγήστε τους µηχανισµούς διάχυσης των αέριων ρύπων και δώστε βασικές µαθηµατικές σχέσεις που περιγράφουν το φαινόµενο. ΘΕΜΑ 3o (1,0) : Να συµπληρωθεί πίνακας 5Χ4 σταθµισµένων περιβαλλοντικών επιπτώσεων από το έργο: «Γέφυρα Ρίου-Αντιρρίου» (Ανάλυση, στάθµιση, σύµβολα, σχόλια κατά την κρίση σας). ΘΕΜΑ 4o (1,0) : Για ποιους λόγους η πρόσφατη αλλαγή διαδικασίας περιβαλλοντικής αδειοδότησης προβλέπει να δηµοσιοποιείται η γνωµοδότηση για την ΠΠΕ ; ΘΕΜΑ 5o (1,0) : Ποια τα πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα µιας απόπειρας ποσοτικοποίησης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων ; (παράδειγµα) ΘΕΜΑ 6o (1,2) : α) Σύµφωνα µε την Οδηγία 91/271 της Ευρωπαϊκής Ένωσης περί επεξεργασίας αστικών λυµάτων ποιοί αποδέκτες χαρακτηρίζονται ως ευαίσθητοι; β) Ποιός είναι ο απαιτούµενος ελάχιστος βαθµός επεξεργασίας των λυµάτων και ποιές πρόσθετες απαιτήσεις ισχύουν για την περίπτωση των ευαίσθητων αποδεκτών; γ) Ποιές είναι οι δύο βιολογικές διεργασίες µέσω των οποίων επιτυγχάνεται η αποµάκρυνση του αζώτου σε ένα σύστηµα ενεργού ιλύος; ΘΕΜΑ 7o (1,0) : Ποιά είναι τα κυριότερα πλεονεκτήµατα της αγροτικής αξιοποίησης των ιλύων και ποιοί είναι οι σηµαντικότεροι περιοριστικοί παράγοντες. ΘΕΜΑ 8o (1,2) : Η κινητική ανάπτυξης ενός ετεροτροφικού οργανοτροφικού χηµικοσυνθετικού µικροοργανισµού σε ένα περιβάλλον µε κυµαινόµενες συγκεντρώσεις διαλυµένου οξυγόνου (DΟ) και νιτρικών (S NΟ ) και παρουσία οργανικής τροφής (F) δίνεται από τη γενικευµένη εξίσωση : F DO SNO K DO µ T = µ µαχ T ( + ) KF + F KDO + DO K NO + SNO Κ DO + DO α) Ποιες µεταβλητές αντιπροσωπεύουν δέκτες ηλεκτρονίων; β) Πώς µετατρέπεται η κινητική αφενός υπό πλήρως αερόβιες συνθήκες (DΟ>>K Do ) και πώς υπό ανοξικές συνθήκες(dο=0) ; K DO γ) Τι εξυπηρετεί και πως αιτιολογείται η εισαγωγή του όρου ; K DO+ DO ΘΕΜΑ 9o (1,2) : Έστω ορθογωνική δεξαµενή µήκους L, πλάτους Β και βάθους υγρού Η (Σχήµα), στην οποία εισέρχονται λύµατα µε παροχή Q. Εάν προϋπόθεση για τη συγκράτηση στη δεξαµενή ενός σωµατιδίου που εισέρχεται στη θέση Α (Σχήµα) είναι να διαγράψει τροχιά η οποία να καταλήγει στον πυθµένα (και όχι στο απέναντι τοίχωµα της δεξαµενής), να αποδειχτεί ότι η υδραυλική φόρτιση της δεξαµενής q ( = Q A( = B H ) ) πρέπει να είναι µικρότερη ή ίση µε τη σταθερή ταχύτητα καθίζησης του σωµατιδίου Us. Η τροχιά του σωµατιδίου καθορίζεται από την οριζόντια κίνησή του µε το νερό και την κατακόρυφη κίνησή του λόγω καθίζησης. A u o Η u s
ΘΕΜΑ 10o (1,2) : Nα επαληθευθούν/διαψευσθούν οι ακόλουθες προτάσεις και να αιτιολογηθούν δύο απαντήσεις: ΠΡΟΤΑΣΗ ΝΑΙ ΟΧΙ Το φαινόµενο του ευτροφισµού χαρακτηρίζεται από την υπερβολική ανάπτυξη ετεροτροφικών οργανισµών. Στον αυτοτροφικό λιθοτροφικό µεταβολισµό δότης ηλεκτρονίων είναι µία ανόργανη ένωση και πηγή άνθρακα το CO 2 ή ανθρακικές ρίζες. Κατά την βιολογική επεξεργασία των λυµάτων όλη η οργανική τροφή που αποµακρύνεται από την υγρή φάση οξειδώνεται. Η συνδυασµένη εφαρµογή νερού και αέρα κατά την έκπλυση ενός διυλιστηρίου συνίσταται για διυλιστήρια στα οποία η άµµος έχει µεγάλο συντελεστή οµοιοµορφίας (U). Μη βιοδιασπάσιµες οργανικές ενώσεις µετρώνται στο COD αλλά όχι στο BOD των λυµάτων Σε έναν αντιδραστήρα πλήρους µίξης ο χρόνος παραµονής κάθε εισερχόµενου σωµατιδίου ισούται µε τον υδραυλικό χρόνο παραµονής του αντιδραστήρα. Κατά τη διαχείριση απορριµµάτων η µηχανική διαλογή συνεπάγεται καλύτερη ποιότητα ανακυκλόµενων προϊόντων απ ότι η διαλογή στην πηγή.
ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ» ΠΕΡΙΟ ΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2004 - Ηµεροµηνία: 13-9-2004 ΟΝΟΜΑ-ΕΠΙΘΕΤΟ: Οι εκφωνήσεις επιστρέφονται ΘΕΜΑ 1o (1,20): Πόσες κατ ελάχιστον στρώσεις χαµηλής υδραυλικής αγωγιµότητας περιέχει ένας χώρος υγιεινοµικής ταφής µε απλή στρώση προστασίας κατά το στάδιο της µεταφροντίδας; (Μετά δηλαδή τον τερµατισµό της λειτουργίας του και την κατασκευή της τελικής κάλυψης). Για την κάθε µία αναφέρατε το υλικό της και περιγράψτε τη θέση της (µε ένα σκαρίφηµα ακόµα καλύτερα). ΘΕΜΑ 2o (1,20): Σε τι συνίστανται και πως λαµβάνονται υπόψη οι επιπτώσεις στην ατµοσφαιρική ρύπανση (i) κατά τον σχεδιασµό και (ii) την κατασκευή ενός οδικού έργου; ιαφοροποιούνται και αν ναι πώς τα αστικά και υπεραστικά έργα; ΘΕΜΑ 3o (1,00): Για ποιο λόγο οι άδειες ρύπανσης δεν είναι κατάλληλες για ρύπους όπως το µονοξείδιο του άνθρακα; ώστε παράδειγµα εφαρµογής αδειών ρύπανσης για το διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται από δύο θερµοηλεκτρικά εργοστάσια. ΘΕΜΑ 4o (1,00): Έχετε αναλάβει την ΜΠΕ ενός αυτοκινητοδρόµου. Αναφέρατε επιγραµµατικά: 3 µέτρα για αντιµετώπιση σηµαντικών επιπτώσεων στο τοπίο 1 µέτρο για ανάταξη σηµαντικών επιπτώσεων στο τοπίο ΘΕΜΑ 5o (1,00): Να συµπληρωθεί πίνακας 4Χ4 σταθµισµένων περιβαλλοντικών επιπτώσεων για τη δραστηριότητα: «Ολυµπιακοί Αγώνες Αθήνα 2004» (Σύµβολα, σχόλια κατά την κρίση σας). ΘΕΜΑ 6o (1,00): α) Πώς διαφοροποιούνται τα χαρακτηριστικά των απορριµµάτων στην Ελλάδα σε σχέση µε άλλες χώρες; β) Να συγκριθούν δύο εναλλακτικά σχήµατα διαχείρισης στερεών αποβλήτων, όπου στο πρώτο µεγιστοποιείται η ανάκτηση υλικών και στο δεύτερο µεγιστοποιείται η ανάκτηση ενέργειας. ΘΕΜΑ 7o (1,00) Εάν Qλ = παροχή λυµάτων Qπ = παροχή ποταµού ανάντη εισόδου λυµάτων Fλ = BOD λυµάτων Fπ = BOD ποταµού ανάντη εισόδου λυµάτων Cλ = DO λυµάτων Cπ = DO ποταµού ανάντη εισόδου λυµάτων α) Να υπολογισθούν οι συγκεντρώσεις Fo και Co στη θέση του ποταµού αµέσως κατάντη της συµβολής ποταµού και λυµάτων συναρτήσει των διδόµενων παροχών και συγκεντρώσεων. β) Να παρασταθούν γραφικά και να αιτιολογηθούν οι µεταβολές των F και C κατάντη της θέσης συµβολής ποταµού και λυµάτων σε συνάρτηση µε το µήκος του ποταµού. ΘΕΜΑ 8o (1,20) Να γίνει ένα λειτουργικό διάγραµµα µίας εγκατάστασης καθαρισµού λυµάτων και να περιγραφούν εν συντοµία τα διάφορα στάδια επεξεργασίας (πρωτοβάθµια, δευτεροβάθµια, τριτοβάθµια, επεξεργασία ιλύος). ΘΕΜΑ 9o (1,20) Στην έξοδο δύο αντιδραστήρων συνεχούς ροής γίνεται στιγµιαία εισαγωγή χρωστικής ουσίας στην χρονική στιγµή 0. Στην έξοδο των αντιδραστήρων γίνεται συνεχής µέτρηση της συγκέντρωσης της χρωστικής ουσίας και από τις µετρήσεις προκύπτουν τα ακόλουθα διαγράµµατα
Ζητούνται: α) Ο χαρακτηρισµός των αντιδραστήρων (πλήρους µίξης ή εµβολοειδούς ροής). Συγκέντρωση χρωστικής, C kg/m3 Συγκέντρωση χρωστικής, C kg/m3 t=0 Χρόνος, min t=0 Χρόνος, min ΑΝΤΙ ΡΑΣΤΗΡΑΣ 1 ΑΝΤΙ ΡΑΣΤΗΡΑΣ 2 β) Η συσχέτιση των εµβαδόν των διαγραµµισµένων επιφανειών µε τη µάζα της εισαχθείσας χρωστικής, εάν η παροχή διέλευσης είναι Q = 1 m 3 /min. γ) Η έκφραση του µέσου υδραυλικού χρόνου παραµονής (To), συναρτήσει του όγκου του αντιδραστήρα V και της παροχής διέλευσης Q. δ) Ο σχολιασµός της διασποράς των χρόνων παραµονής επί µέρους µορίων της χρωστικής ουσίας γύρω από τον υδραυλικό χρόνο παραµονής Το. ΘΕΜΑ 10o (1,20) Να επαληθευτούν / διαψευσθούν οι ακόλουθες προτάσεις και να αιτιολογηθούν τρεις απαντήσεις: ΠΡΟΤΑΣΗ ΝΑΙ OXI Οι απαιτούµενες βαθµίδες επεξεργασίας σε µια εγκατάσταση πόσιµου νερού εξαρτώνται από την ποιότητα του επιφανειακού νερού που χρησιµοποιείται για την υδροδότηση. Αναερόβιοι χωνευτές που λειτουργούν σε θερµοκρασία 50-60 ο C ονοµάζονται µεσοφιλικοί. Τα παραγόµενα προϊόντα της εξάµµωσης είναι περισσότερα σε παντοροϊκά συστήµατα αποχέτευσης. Νιτροποίηση ονοµάζεται η διαδικασία µετατροπής των νιτρικών σε µοριακό άζωτο. Οι συντελεστές µοριακής διάχυσης και τυρβώδους διάχυσης δεν εξαρτώνται από τις συνθήκες ροής. Η απουσία οξυγόνου σε έναν βιολογικό αντιδραστήρα είναι αναγκαία και ικανή συνθήκη για να δηµιουργεί ανοξικές συνθήκες. Για πρόσληψη ενέργειας οι λιθοτροφικοί οργανισµοί οξειδώνουν οργανικές ενώσεις. Σύµφωνα µε το ισχύον θεσµικό καθεστώς στην Ελλάδα για την επεξεργασία λυµάτων από πόλεις µε ισοδύναµο πληθυσµό άνω των 10.000 απαιτείται τουλάχιστον δευτεροβάθµια (βιολογική) επεξεργασία.
ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ» ΙΟΥΛΙΟΣ 2005 ΟΝΟΜΑ-ΕΠΙΘΕΤΟ: Οι εκφωνήσεις επιστρέφονται ΘΕΜΑ 1o (1,5): Πόσες κατ ελάχιστον στρώσεις χαµηλής υδραυλικής αγωγιµότητας περιέχει ένας χώρος υγιεινοµικής ταφής µε απλή στρώση προστασίας κατά το στάδιο της µεταφροντίδας; (Μετά δηλαδή τον τερµατισµό της λειτουργίας του και την κατασκευή της τελικής κάλυψης). Για την κάθε µία αναφέρατε το υλικό της και περιγράψτε τη θέση της (µε ένα σκαρίφηµα ακόµα καλύτερα). ΘΕΜΑ 2o (1,5): Σε τι συνίστανται και πως λαµβάνονται υπόψη οι επιπτώσεις στην ατµοσφαιρική ρύπανση (i) κατά τον σχεδιασµό και (ii) την κατασκευή ενός οδικού έργου; ιαφοροποιούνται και αν ναι πώς τα αστικά και υπεραστικά έργα; ΘΕΜΑ 3o (2): α) Πώς διαφοροποιούνται τα χαρακτηριστικά των απορριµµάτων στην Ελλάδα σε σχέση µε άλλες χώρες; β) Να συγκριθούν δύο εναλλακτικά σχήµατα διαχείρισης στερεών αποβλήτων, όπου στο πρώτο µεγιστοποιείται η ανάκτηση υλικών και στο δεύτερο µεγιστοποιείται η ανάκτηση ενέργειας. ΘΕΜΑ 4o (2):Να γίνει ένα λειτουργικό διάγραµµα µίας εγκατάστασης καθαρισµού λυµάτων και να περιγραφούν εν συντοµία τα διάφορα στάδια επεξεργασίας (πρωτοβάθµια, δευτεροβάθµια, τριτοβάθµια, επεξεργασία ιλύος). ΘΕΜΑ 5o (1,5) Να επαληθευτούν / διαψευσθούν οι ακόλουθες προτάσεις και να αιτιολογηθούν τρεις απαντήσεις: ΠΡΟΤΑΣΗ ΝΑΙ OXI Σύµφωνα µε το ισχύον θεσµικό καθεστώς στην Ελλάδα για την επεξεργασία λυµάτων από πόλεις µε ισοδύναµο πληθυσµό άνω των 10.000 απαιτείται τουλάχιστον δευτεροβάθµια (βιολογική) επεξεργασία. Η απουσία οξυγόνου σε έναν βιολογικό αντιδραστήρα είναι αναγκαία και ικανή συνθήκη για να δηµιουργεί ανοξικές συνθήκες. Νιτροποίηση ονοµάζεται η διαδικασία µετατροπής των νιτρικών σε µοριακό άζωτο. Για πρόσληψη ενέργειας οι λιθοτροφικοί οργανισµοί οξειδώνουν οργανικές ενώσεις. Αναερόβιοι χωνευτές που λειτουργούν σε θερµοκρασία 50-60 ο C ονοµάζονται µεσοφιλικοί. Οι συντελεστές µοριακής διάχυσης και τυρβώδους διάχυσης δεν εξαρτώνται από τις συνθήκες ροής. Τα παραγόµενα προϊόντα της εξάµµωσης είναι περισσότερα σε παντοροϊκά συστήµατα αποχέτευσης. Οι απαιτούµενες βαθµίδες επεξεργασίας σε µια εγκατάσταση πόσιµου νερού εξαρτώνται από την ποιότητα του επιφανειακού νερού που χρησιµοποιείται για την υδροδότηση. ΘΕΜΑ 6o (1,5): Να αναφερθούν τα βασικά στάδια µιας εγκατάστασης επεξεργασίας πόσιµου νερού σε συσχέτιση µε την κατηγορία (Α1, Α2, Α3) του επιφανειακού νερού το οποίο αποτελεί την πηγή υδροδότησης.
ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ» ΠΕΡΙΟ ΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2005 - Ηµεροµηνία: 05-09-2005 ΟΝΟΜΑ-ΕΠΙΘΕΤΟ: Οι εκφωνήσεις επιστρέφονται ΘΕΜΑ 1o (1,50): Σχολιάστε τα σχετικά πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα της λειτουργίας χώρου υγειονοµικής ταφής αποβλήτων (α) µε και (β) χωρίς ανακύκλωση στραγγίσµατος. ΘΕΜΑ 2o (1,50): ιατυπώστε το πρόβληµα του κυκλοφοριακού θορύβου: ορισµός, πηγή, διάδοση, επιπτώσεις, µέθοδοι αντιµετώπισης, τεχνικές. ΘΕΜΑ 3o (2,50): ίνεται λίµνη η οποία αποτελεί τον αποδέκτη των απορροών µίας λεκάνης απορροής, οι οποίες απορροές οδηγούνται στην λίµνη αποκλειστικά µέσω ενός ποταµού µε µέση ετήσια παροχή 2,5 m 3 /s και µέση ετήσια συγκέντρωση φωσφόρου 23 mgp/m 3. Από την ανάλυση των γεωµετρικών και υδρολογικών δεδοµένων της λίµνης προέκυψαν οι ακόλουθες συσχετίσεις όγκου (V) και επιφάνειας (E) συναρτήσει της στάθµης υγρού της λίµνης (ΣΥ): (E) = 0,84 (ΣΥ) 650 (V) = 0,55 [ (ΣΥ) 765] (Ε) όπου (ΣΥ): η στάθµη του υγρού στη λίµνη σε m (V) : ο όγκος του νερού στη λίµνη σε εκατοµ. m 3 (E) : η επιφάνεια της λίµνης σε Κm 2 Ζητείται να εκτιµηθεί η τροφική κατάσταση της λίµνης µε χρήση του εµπειρικού µοντέλου Vollenweider για τις ακόλουθες δύο περιπτώσεις: α) µέση ετήσια στάθµη υγρού στη λίµνη στο + 780,0 m και β) µέση ετήσια στάθµη υγρού στη λίµνη στο + 787,0 m. Να σχολιασθούν τα αποτελέσµατα. ΘΕΜΑ 4o (2,50): Στη θέση Α υδατορεύµατος αποχετεύονται λύµατα µε παροχή Q λ = 0,50 m 3 /s, συγκέντρωση BOD 5 F λ = 25 mg/l και συγκέντρωση διαλυµένου οξυγόνου C λ = 1 mg/l. Ανάντη της θέσης αυτής είναι Q ο = 2,0 m 3 /s, F ο = 2 mg/l και C ο = 7 mg/l. Το υδατόρευµα εκβάλλει στην θάλασσα ύστερα από διαδροµή 20 km από το σηµείο συµβολής των λυµάτων (θέση Α). Να υπολογισθεί σε πόση απόσταση από την συµβολή εµφανίζεται η ελάχιστη συγκέντρωση διαλυµένου οξυγόνου στο υδατόρευµα και να υπολογισθεί η ελάχιστη συγκέντρωση του διαλυµένου οξυγόνου στη θέση αυτή. ίνονται : ταχύτητα υδατορεύµατος u = 0,30 m/s, συγκέντρωση κορεσµού Cs = 8 mg/l, συντελεστές αποξυγόνωσης και οξυγόνωσης Κ 1 = 0,30 ηµ -1 και Κ 2 = 0,60 ηµ -1, αντίστοιχα. ΘΕΜΑ 5o (2,00): Α. Με δεδοµένη την ακόλουθη ποσοστιαία συµµετοχή κατά βάρος των στοιχείων C, H, O και S σε απορρίµµατα και µε εφαρµογή του τύπου Du Long να υπολογισθεί η θερµογόνος δύναµή 1 τόννου απορριµµάτων. Συστατικό % κ.β Άνθρακας,C 26 Υδρογόνο, H 3,5 Οξυγόνο, O 22 Θείο, S 1 Β. Με δεδοµένες τις ακόλουθες στοιχειοµετρικές αντιδράσεις για την καύση του άνθρακα, του υδρογόνου και του θείου στο οργανικό κλάσµα των αστικών στερεών αποβλήτων (ΑΣΑ): C + O 2 CO 2 2H 2 + O 2 2 H 2 O S + O 2 SO 2 και µε την υπόθεση ότι ο ξηρός αέρας περιέχει 22% οξυγόνο κατά βάρος να υπολογισθεί η απαιτούµενη ποσότητα αέρα για την στοιχειοµετρική καύση 1 τόννου απορριµµάτων µε την σύσταση του ερωτήµατος Α. ίνονται: Ατοµικά βάρη C: 12, H:1, O:16, S:32.
ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ» ΠΕΡΙΟ ΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2006 - Ηµεροµηνία: 25-09-2006 ΟΝΟΜΑ-ΕΠΙΘΕΤΟ: Οι εκφωνήσεις επιστρέφονται ΘΕΜΑ 1o (1,50) Βρισκόµαστε στη φάση αρχικού σχεδιασµού του έργου «Αττική Οδός Σταυρού Ελευσίνας». Να συµπληρωθεί πίνακας 4Χ4 (επιλεγµένων) σταθµισµένων περιβαλλοντικών επιπτώσεων (σχολιασµός µόνον αν χρειάζεται, χρήση συµβόλων της επιλογής σας), µε διάκριση µεταξύ φάσης κατασκευής και φάσης λειτουργίας του έργου. Αν ο πίνακας αποτελεί µέρος µιας ΜΠΕ, πότε θα εξεταστούν οι εναλλακτικές λύσεις και πότε θα εξειδικευθούν τα επανορθωτικά µέτρα; ΘΕΜΑ 2o (1,00) Σε παράκτια περιοχή µε φυσική πλαζ, υγρότοπο, ενδιαφέρουσες φυσικές διαπλάσεις, αλλά κακό οδικό δίκτυο θα κατασκευαστεί ξενοδοχειακό συγκρότηµα 300 κλινών (διώροφα κτίρια) µε λιµενικές διευκολύνσεις (µαρίνα). Κοντά στην περιοχή του έργου βρίσκονται δύο κωµοπόλεις συνολικού πληθυσµού 5000 µόνιµων κατοίκων, που απασχολούνται κυρίως στον πρωτογενή τοµέα. Να αναφερθούν περιληπτικά οι κυριότερες επιπτώσεις από το έργο στο θαλάσσιο περιβάλλον, στο χερσαίο περιβάλλον, στην κοινωνικοοικονοµική κατάσταση της περιοχής και να διαχωριστούν σε αναστρέψιµες και σε µη αναστρέψιµες. ΘΕΜΑ 3o (1,50) α. 1. Υποθέστε ότι κάποιοι συγγενείς σας έχουν ένα διαµέρισµα προς ενοικίαση κοντά σε (α) ένα χώρο υγειονοµικής ταφής αποβλήτων (ΧΥΤΑ) ή (β) µια µονάδα καύσης απορριµµάτων. Σας ζητούν, αν µπορείτε, να καθησυχάσετε µε ειλικρίνεια και µε τις γνώσεις ενός µελλοντικού µηχανικού φόβους υποψήφιων ενοικιαστών σχετικά µε την εγκατάσταση διαχείρισης απορριµµάτων. Σε ποια περίπτωση, (α) ή (β), θα νοιώσετε πιο άνετα να στηρίξετε µε τεχνικά επιχειρήµατα ότι δεν κινδυνεύει η υγεία των ενοικιαστών, µε την προϋπόθεση βέβαια ότι ο ΧΥΤΑ ή η µονάδα καύσης έχει κατασκευαστεί µε σύγχρονη τεχνολογία; Αιτιολογήστε την απάντησή σας µε σαφήνεια και συντοµία. β. Περιγράψτε τις αλλαγές που µπορεί να επιφέρουν στη δοµή των αργιλικών εδαφών οι µεταβολές της σύστασης του υγρού των πόρων. Πώς προφυλασσόµαστε από τυχόν αρνητικές επιπτώσεις αλλαγών δοµής στην περίπτωση της αργιλικής στεγανωτικής στρώσης πυθµένα ΧΥΤΑ; ΘΕΜΑ 4o (1,50) Να περιγραφεί η διαδικασία ρύπανσης του αέρα υπεράνω µιας πόλης από ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Με ποιό µηχανισµό συνδέονται οι εκποµπές µε τις παρατηρούµενες συγκεντρώσεις ρύπων; ΘΕΜΑ 5o (1,5) ίνεται λίµνη η οποία αποτελεί τον αποδέκτη των απορροών µίας υδρολογικής λεκάνης απορροής. Οι απορροές οδηγούνται στην λίµνη αποκλειστικά µέσω ενός ποταµού µε µέση ετήσια παροχή 1,5 m 3 /s και µέση ετήσια συγκέντρωση φωσφόρου 5 mgp/m 3. Από την ανάλυση των γεωµετρικών και υδρολογικών δεδοµένων της λίµνης προέκυψαν τα ακόλουθα: Ο µέσος όγκος του νερού στη λίµνη είναι 27 x 10 6 m 3 H µέση επιφάνεια της λίµνης ανέρχεται σε 3x10 6 m 2 Η λίµνη δέχεται επεξεγασµένα λύµατα από παρακείµενη εγκατάσταση επεξεργασίας λυµάτων. Η µέση παροχή των λυµάτων είναι 0,2 m 3 /s και η συγκέντρωση φωσφόρου στα ανεπεξέργαστα λύµατα ανέρχεται σε 5 g/m 3. Προσδιορείστε µε χρήση του εµπειρικού µοντέλου Vollenweider τον απαιτούµενο βαθµό αποµάκρυνσης της εγκατάστασης ως προς τον φώσφορο, ώστε η λίµνη να µην αντιµετωπίζει προβλήµατα ευτροφισµού λόγω αυξηµένων φορτίων φωσφόρου. Θεωρείστε ότι η λίµνη δεν δέχεται άλλα φορτία φωσφόρου πλην του ποταµού και της εγκατάστασης επεξεργασίας λυµάτων.
ΘΕΜΑ 6o (1,5): Υδατόρευµα µε ελάχιστη παροχή 3 m 3 /sec δέχεται λύµατα πόλης παροχής 30000 m 3 /d. Τα ανεπεξέργαστα λύµατα έχουν συγκέντρωση BOD = 300 mg/l. Το ποτάµι ανάντι του σηµείου εκβολής έχει αµελητέα συγκέντρωση BOD και συγκέντρωση διαλυµένου οξυγόνου ίση µε 9 mg/l. Ποιός ο ελάχιστος βαθµός επεξεργασίας των λυµάτων ώστε η ελάχιστη συγκέντρωση του διαλυµένου οξυγόνου στο ποτάµι να µην είναι µικρότερη των 6 mg/l. ίνονται: Συγκέντρωση οξυγόνου στα επεξεργασµένα λύµατα αµελητέα, Συγκέντρωση κορεσµού οξυγόνου Cs = 9 mg/l, Σταθερά διάσπασης BOD k 1 =0.35 day -1, συντελεστής επαναερισµού k 2 =0.58 day -1, συγκέντρωση κορεσµού οξυγόνου Cs=9.0mg/l ΘΕΜΑ 7o (1,5): Αεριζόµενος βιολογικός αντιδραστήρας διακοπτόµενης λειτουργίας περιέχει ανάµικτο υγρό που αποτελείται αποκλειστικά από µικροοργανισµούς και ανόργανα θρεπτικά µε τις ακόλουθες αρχικές συγκεντρώσεις: Μικροοργανισµοί Χο = 1000 mg/l Aνόργανος φώσφορος = 2 mg/l Ανόργανο άζωτο = 10 mg/l. Ζητούνται: α) ο χρόνος που απαιτείται ώστε η τελική συγκέντρωση των µικροοργανισµών να είναι ίση µε το µισό της αρχικής και β) Η συγκέντρωση του ανόργανου αζώτου και φωσφόρου όταν η συγκέντρωση των µικροοργανισµών θα ισούται µε το µισό της αρχικής. ίνονται: Κινητική παραγωγής µικροοργανισµών Χ/ t = µ max F/(K s +F) - bx όπου: µ max =2,4 ηµέρες -1 Κ s = 60 mg/l b=0,05 ηµέρα 1 Εµπειρικός τύπος µικροοργανισµών: C 50 H 70 O 20 N 10 P 1 (Ατοµικά βάρη C, H, O, N και Ρ είναι 12, 1, 16, 14 και 31, αντίστοιχα)
ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ» ΠΕΡΙΟ ΟΣ IOYNIOY 2007 ΟΝΟΜΑ-ΕΠΙΘΕΤΟ: Οι εκφωνήσεις επιστρέφονται ΘΕΜΑ 1o (1,50) Για το σχεδιασµό ενός χώρου υγειονοµικής ταφής αστικών απορριµµάτων εξετάζεται το ενδεχόµενο κατασκευής σύνθετης στρώσης στεγανοποίησης αποτελούµενης από αργιλικό στρώµα, πάχους 0,7 m και υδραυλικής αγωγιµότητας 10-9 m/s, καλυµµένο µε γεωµεµβράνη υδραυλικής αγωγιµότητας 10-12 m/s. (α) Ένας τέτοιος σχεδιασµός µπορεί να ικανοποιήσει τις ελάχιστες απαιτήσεις των κανονισµών; (Πρέπει να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.) (β) Αν πιστεύετε πως η προηγούµενη ερώτηση µπορεί να έχει καταφατική απάντηση, υπολογίστε το ελάχιστο πάχος γεωµεµβράνης που επιτυγχάνει την ισοδύναµη προστασία των κανονισµών όσον αφορά την παροχή στραγγίσµατος µέσω της σύνθετης στρώσης. ΘΕΜΑ 2o (2,00) Α) Ποια η κατάλληλη σειρά των εξής µελετών: προκαταρκτικής, προέγκρισης χωροθέτησης, προµελέτης, ΜΠΕ, οριστικής µελέτης. Γιατί η ΜΠΕ έχει αυτή τη θέση; Β) Εξηγείστε ποιες από τις ακόλουθες τεχνολογίες µπορούν να χαρακτηριστούν ήπιες: καταλυτικοί µετατροπείς στα αυτοκίνητα, υγειονοµική ταφή απορριµµάτων, καύση απορριµµάτων, ανακύκλωση µετάλλων, εξοικονόµηση ενέργειας στα κτίρια. ΘΕΜΑ 3o (2,00) Να επαληθευτούν / διαψευσθούν οι ακόλουθες προτάσεις και να αιτιολογηθούν τέσσερις απαντήσεις: ΠΡΟΤΑΣΗ ΝΑΙ OXI Η απαιτούµενη δόση χλωρίου για την απολύµανση εξαρτάται από τα φυσικοχηµικά χαρακτηριστικά του νερού Οι απαιτούµενες βαθµίδες επεξεργασίας σε µια εγκατάσταση πόσιµου νερού εξαρτώνται από την ποιότητα του επιφανειακού νερού που χρησιµοποιείται για την υδροδότηση. Σύµφωνα µε το ισχύον θεσµικό καθεστώς στην Ελλάδα για την επεξεργασία λυµάτων από πόλεις µε ισοδύναµο πληθυσµό άνω των 10.000 απαιτείται τουλάχιστον δευτεροβάθµια (βιολογική) επεξεργασία. Μη υδρολύσιµες οργανικές ενώσεις µετρώνται στο COD και όχι στο ΒΟD των λυµάτων. Η απουσία οξυγόνου σε έναν βιολογικό αντιδραστήρα είναι αναγκαία και ικανή συνθήκη για να δηµιουργεί ανοξικές συνθήκες. Για την επιτέλεση της διεργασίας της νιτροποίησης οι αυτοτροφικοί µικροοργανισµοί χρησιµοποιούν τον οργανικό άνθρακα των λυµάτων. Ο βαθµός οξείδωσης είναι πάντοτε µεγαλύτερος από τον βαθµό καθαρισµού των λυµάτων Μικροοργανισµός µε καθαρή ταχύτητα ανάπτυξης µ=0,05/ηµέρα, παραµένει σε σύστηµα ενεργού ιλύος µε χρόνο παραµονής στερεών θ c = 15 ηµέρες. Το φαινόµενο της βιοκροκίδωσης σε συστήµατα ενεργού ιλύος είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την επίτευξη ικανοποιητικού βαθµού επεξεργασίας των λυµάτων. Οι συντελεστές µοριακής διάχυσης και τυρβώδους διάχυσης δεν εξαρτώνται από τις συνθήκες ροής. Η συγκέντρωση στερεών στην ιλύ που αποµακρύνεται από έναν παχυντή βαρύτητας είναι ίση µε τη συγκέντρωση στερεών της εισερχόµενης ιλύος. Τα παραγόµενα προϊόντα της εξάµµωσης είναι περισσότερα σε παντοροϊκά συστήµατα αποχέτευσης. ΘΕΜΑ 4o (1,50) Λίµνη αποτελεί τον αποδέκτη των απορροών λεκάνης απορροής. Οι απορροές οδηγούνται στην λίµνη αποκλειστικά µέσω δύο ποταµών. Ο πρώτος ποταµός έχει ετήσια µέση παροχή 1,5 m3/sec και µέση ετήσια συγκέντρωση φωσφόρου Ρ 25 mgp/m3 και ο δεύτερος ποταµός έχει ετήσια µέση παροχή 1,35 m3/sec και µέση ετήσια συγκέντρωση φωσφόρου
Ρ 35 mgp/m3. Η λίµνη χρησιµοποιείται για άντληση νερού για ύδρευση και άρδευση. Με βάση τα γεωµορφολογικά χαρακτηριστικά της λίµνης έχουν προκύψει τα ακόλουθα: Σενάριο 1: Ικανοποίηση αναγκών άρδευσης και ύδρευσης Μέση επιφάνεια λίµνης = 3,0 x 10 6 m 2 Μέσος όγκος νερού λίµνης = 30 x 10 6 m 3 Σενάριο 2: Ικανοποίηση αναγκών ύδρευσης και 50% αναγκών άρδευσης Μέση επιφάνεια λίµνης = 15 x 10 6 m 2 Μέσος όγκος νερού λίµνης = 225 x 10 6 m 3 Μέ βάση το διάγραµµα Vollenweider και µε στόχο τη διατήρηση της καλής ποιότητας της λίµνης (απφυγή προβληµάτων ευτροφισµού), τι συµπεράσµατα βγάζετε σχετικά µε τη δυνατότητα εκµετάλλευσης της λίµνης ΘΕΜΑ 5o (1,50): Οι πόταµοι Α και Β ενώνονται στο σηµείο Σ και συνεχίζουν έως τη θάλασσα η οποία απέχει 70 km από το σηµείο συµβολής Σ. Να βρεθεί ποια τµήµατα του ποταµού είναι κατάλληλα για άντληση νερού µε τα εξής χαρακτηριστικά: α) συγκέντρωση διαλυµένου οξυγόνου 5 mg/l β) συγκέντρωση BOD 5 mg/l ίνονται: ποταµός Α ποταµός Β Παροχή (m 3 /sec) 0,6 2,4 Συγκέντρωση BOD (mg/l) 30 3,75 Έλλειµµα οξυγόνου (mg/l) 8 3 ιατοµή ποταµού κατάντη του σηµείου Σ =2,0m 2, σταθερά διάσπασης BOD k 1 =1,0day -1, συντελεστής φυσικού επαναερισµού k 2 =3,0day -1, συγκέντρωση κορεσµού οξυγόνου Cs=10,0mg/l ΘΕΜΑ 6o (1,50): Αεριζόµενος βιολογικός αντιδραστήρας διακοπτόµενης λειτουργίας περιέχει ανάµικτο υγρό που αποτελείται αποκλειστικά από µικροοργανισµούς και ανόργανα θρεπτικά µε τις ακόλουθες αρχικές συγκεντρώσεις: Μικροοργανισµοί Χο = 500 mg/l Aνόργανος φώσφορος = 1 mg/l Ανόργανο άζωτο = 5 mg/l. Ζητούνται: α) ο χρόνος που απαιτείται ώστε η τελική συγκέντρωση των µικροοργανισµών να είναι ίση µε το µισό της αρχικής και β) Η συγκέντρωση του ανόργανου αζώτου και φωσφόρου όταν η συγκέντρωση των µικροοργανισµών θα ισούται µε το µισό της αρχικής. ίνονται: Κινητική παραγωγής µικροοργανισµών Χ/ t = µ max F/(K s +F) - bx όπου: µ max =2,4 ηµέρες -1 Κ s = 60 mg/l b=0,05 ηµέρα 1 Εµπειρικός τύπος µικροοργανισµών: C 50 H 70 O 20 N 10 P 1 (Ατοµικά βάρη C, H, O, N και Ρ είναι 12, 1, 16, 14 και 31, αντίστοιχα).
ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ» ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ 2007 - Ηµεροµηνία: 08-10-2007 ΟΝΟΜΑ-ΕΠΙΘΕΤΟ: Θέµα 1 ( 1 µονάδα) Οι εκφωνήσεις επιστρέφονται Ερµηνεύσατε την ποιοτική απαίτηση των κανονισµών για τη στρώση στεγάνωσης πυθµένα χώρου υγειονοµικής ταφής αστικών αποβλήτων να προσφέρει ισοδύναµη προστασία 1 m αργίλου υδραυλικής αγωγιµότητας Κ = 10-9 m/s µε εναλλακτικά (τουλάχιστον δύο) ποσοτικά µεγέθη. Για το κάθε µέγεθος, παραθέσατε σύντοµο σχολιασµό µιας-δύο προτάσεων. Θέµα 2 ( 2,5 µονάδες) Α) Συµπληρώστε πίνακα 5Χ3, όπου θα φαίνεται ποιες από τις ακόλουθες 5 τεχνολογίες εµφανίζουν κάποιο από τα 3 χαρακτηριστικά των ήπιων τεχνολογιών: - Υγειονοµική ταφή απορριµµάτων - Ανακύκλωση γυαλιού - Ηλιακός θερµοσίφωνας - Καταλυτικός µετατροπέας αυτοκινήτου - Πυροσβεστικό αεροπλάνο Θέµα 3 (2 µονάδες) Αεριζόµενος βιολογικός αντιδραστήρας αποτελείται από ετεροτροφικούς µικροοργανισµούς µε µάζα 8000 kg και µε σύσταση κυττάρου που δίνεται από τον ακόλουθο εµπειρικό τύπο: C 50 H 70 O 20 N 10 P 1 (Ατοµικά βάρη C, H, O, N και Ρ είναι 12, 1, 16, 14 και 31, αντίστοιχα) Στον αντιδραστήρα εισέρχονται λύµατα µε οργανικό φορτίο 1000 kgc/ ηµέρα και στην έξοδο (επεξεργασµένα λύµατα) το αντίστοιχο φορτίο είναι 100 kgc/ ηµέρα. Άν υποτεθεί ότι 40% του αποµακρυνόµενου C οξειδώνεται και 60% χρησιµοποιείται για σύνθεση, α) να υπολογισθούν τα ελάχιστα απαιτούµενα φορτία αζώτου και φωσφόρου στα ανεπεξέργαστα λύµατα. β) να υπολογισθεί ο χρόνος παραµονής στερεών του αντιδραστήρα, µε την παραδοχή ότι η ταχύτητα αυτο-οξείδωσης των µικροοργανισµών είναι 0,05 ανά ηµέρα.. Θέµα 4 (1,5 µονάδες) Να συσχετισθούν τα χαρακτηριστικά των λυµάτων (1-5) µε τις πιθανές επιπτώσεις στο υδάτινο περιβάλλον (α-δ). Οι συσχετίσεις, που δεν είναι αναγκαστικά µονοσήµαντες, να αιτιολογηθούν. Χαρακτηριστικά λυµάτων Επιπτώσεις 1. BOD 5 α) Αποξυγόνωση 2. Αµµωνιακό Άζωτο β) Ευτροφισµός 3. Νιτρικό Άζωτο γ) Τοξικότητα 4. Φώσφορος δ) Παθογένεια 5. Κολοβακτηρίδια Θέµα 5 (1,5 µονάδες) Ο επιµερισµός των δαπανών για τη συλλογή και διάθεση των απορριµµάτων µιας πόλης γίνεται κατά κανόνα ανάλογα µε τα τετραγωνικά µέτρα κάθε οικίας και άσχετα µε την ποσότητα των απορριµµάτων που παράγονται από κάθε οικία. Προκειµένου να δοθεί οικονοµικό κίνητρο για τη µείωση των απορριµµάτων προτείνεται η τιµολόγηση να γίνεται σε συνάρτηση µε το βάρος των παραγόµενων απορριµµάτων. Να σχολιάσετε
α) ενδεχόµενες κοινωνικές επιπτώσεις του προτεινόµενου συστήµατος β) την αποτελεσµατικότητα του µέτρου εάν δεν συνοδεύεται µε τροποποίηση του τρόπου παραγωγής και διανοµής των καταναλωτικών προϊόντων. ΘΕΜΑ 6 (1,5 µονάδες) Να επαληθευτούν / διαψευσθούν οι ακόλουθες προτάσεις και να αιτιολογηθούν τρεις απαντήσεις: ΠΡΟΤΑΣΗ ΝΑΙ OXI Οι απαιτούµενες βαθµίδες επεξεργασίας σε µια εγκατάσταση πόσιµου νερού εξαρτώνται από την ποιότητα του επιφανειακού νερού που χρησιµοποιείται για την υδροδότηση. Αναερόβιοι χωνευτές που λειτουργούν σε θερµοκρασία 50-60 ο C ονοµάζονται µεσοφιλικοί. Τα παραγόµενα προϊόντα της εξάµµωσης είναι περισσότερα σε παντοροϊκά συστήµατα αποχέτευσης. Η διύλιση είναι αποτελεσµατική µέθοδος αποµάκρυνσης διαλυµένων στερεών από το νερό Η ταχύτητα καθίζησης ενός σωµατιδίου στο νερό εξαρτάται και από το σχήµα του Στα συστήµατα µαζικής καύσης απορριµµάτων η αδυναµία επίτευξης πολύ υψηλών θερµοκρασιών οφείλεται στη µεγάλη ποσότητα αέρα που απαιτείται για την καύση ΘΕΜΑ 7 (1 µονάδα) α) Λαµβάνοντας υπόψη ότι η πυκνότητα ενός δικτύου κάδων ανακύκλωσης έχει οικονοµικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις, σε τι απόσταση από το σπίτι σας θεωρείτε εύλογο να υπάρχει κάδος ανακύκλωσης χαρτιού (µη ψάξετε την απάντηση στο βιβλίο, πρόκειται για δηµοσκόπηση-όλες οι σοβαρές απαντήσεις θα βαθµολογηθούν θετικά). --------------- µέτρα βι) Θα ήσασταν διατεθειµένοι να αγοράσετε το «ντόπιο» ανακυκλωµένο χαρτί ακριβότερα (και αν ναι πόσο) από ότι το εισαγόµενο ανακυκλωµένο; βιι) Ποιά είναι η «παράσταση νίκης» της άποψής σας ; βιιι) Υποθέτοντας ότι το «ντόπιο» ανακυκλωµένο χαρτί κοστίζει ακριβότερα, ποια µέτρα θα προτείνατε για την εξίσωση των τιµών και ποιες είναι οι προϋποθέσεις και δυνατότητες εφαρµογής τους; Οι απαντήσεις σας όπου χρειάζεται να είναι αιτιολογηµένες