Контрольная работа по "Экологии". 246

Федеральное агентство связи 

Сибирский Государственный  Университет Телекоммуникаций и Информатики 

Межрегиональный центр переподготовки специалистов 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа

По  дисциплине: “Экология”

                                    
 
 
 
 
 

                                      Выполнил:

                                      Группа:

                                      Вариант: 12

                                      Проверил: Удальцов Е.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Новосибирск, 2012 г.

Задание 1.  

Контрольные вопросы: 

1. Как влияют ТЭЦ на экологию окружающей среды?

Тепловая энергетика оказывает огромное влияние на окружающую среду, загрязняет воду и атмосферный воздух. Самая грязная и экологически опасная – угольная электростанция. При мощности в 1 млрд. Вт она ежегодно выбрасывает в атмосферу 36,5 млрд. куб. метров горячих газов, содержащих пыль, вредные вещества и 100 млн. куб. метров пара. В отходы идут 50 млн. куб. метров сточных вод, в которых содержится 82 тонны серной кислоты, 26 тонн хлоридов, 41 тонна фосфатов и 500 тонн твёрдой извести. Ко всем этим выбросам необходимо добавить углекислый газ – результат сгорания угля. Наконец, остаётся 360 тысяч тонн золы, которую приходится складировать. В целом для работы угольной электростанции ежегодно требуется 1 млн. тонн угля, 150 млн. кубических метров воды и 30 млрд. кубических метров воздуха. Если учесть, что такие электростанции работают десятилетиями, то их воздействие на окружающую среду можно сравнить с вулканической деятельностью. Каждый  крупный город имеет несколько подобных «вулканов». Например, энергией и теплом Москву обеспечивает 15 теплоэлектроцентралей. В течение 20-ого века тепловые электростанции существенно повысили концентрацию ряда газов в атмосфере. Так, концентрация углекислого газа выросла на 25% и продолжает ежегодно увеличиваться на 0,5%, вдвое выросла концентрация метана и увеличивается на 0,9% в год, постоянно растут концентрации оксидов азота и двуокиси серы. Насыщенный парами воздух разъедает здания и сооружения, ранее устойчивые соединения становятся неустойчивыми, нерастворимые вещества переходят в растворимые и т.д. Избыточное поступление питательных веществ в водоёмы ведёт к их ускоренному «старению», заболевают леса, повышается уровень напряжения электромагнитных полей. Всё это чрезвычайно негативно сказывается на здоровье людей, риск преждевременной смерти увеличивается. Кроме того, повышенное содержание углекислого газа и метана в атмосфере является одной из причин возникновения парникового эффекта. 

2. Что такое природоемкость и показатель природной  ресурсоотдачи? Как  реализуются эти  понятия в РФ?

 

Природоемкость - показатель, определяемый  отношением объемов используемых природных ресурсов и конечной продукции, полученной на их основе. Величина природоемкости зависит от эффективности использования природных ресурсов во всей цепи, соединяющей первичные природные ресурсы и непосредственно конечные стадии технологических процессов, связанные с преобразованием природного вещества. Выделяются два уровня показателей природоемкости: макроуровень - уровень экономики и отраслевой уровень. Ресурсоотдача - характеризует объем продукции, который можно получить с единицы того или иного ресурса (например, урожайность с 1 га).

Россия на одну и ту же продукцию тратит энергии  больше, чем, например, в Японии, почти  в 11 раз, а древесины на 1 т бумаги в 5-6 раз больше, чем в других странах.

Для сельского  хозяйства России характерно отставание обслуживающих отраслей (техника, переработка и пр.), что в 2-3 раза повышает затраты Земельных ресурсов на единицу продукции с/х по сравнению с развитыми странами.

В России затраты  природных ресурсов очень велики. Уменьшение природоемкости экономики - необходимое условие перехода к устойчивому развитию. Но необходим учет многих социальных, экологических, экономических условий и ограничений, ряд которых человечество еще не может сформулировать. 

Задание 2. 

   Задача 1. 

На поле с  травяным покровом расположена радиолокационная станция, имеющая следующие характеристики излучения: импульсная мощность излучения Р_и кВт, длительность импульса τ, мкс, частота повторения импульсов F, Гц. Коэффициент усиления вращающейся антенны G. На расстоянии S, м, от этой станции находятся дачные участки. Рассчитать, на каком расстоянии от радиолокационной станции можно находиться людям постоянно, т.е. размер санитарно-защитной зоны. Определить, опасна ли близость радиостанции, и дать рекомендации садоводам.

Решение:

 Средняя по  времени мощность излучения вычисляется по формуле: P=P_иτF

1. Параметры станции: Р_и=500 КВт, τ=2,5 мкс, F=350 Гц, G=20 000;

дачные участки находятся на расстоянии S=500м, согласно варианту.

Вычисляем среднюю  мощность излучения:

  Р=437,5 Вт.

2. Вычисляем размер санитарно-защитной зоны, т.е. определяем радиус r, учитывая, что допустимое значение ППЭ=1,0 Вт/м², по формуле

:

м,

3. Определим значение ППЭ на дачных участках. Для этого вычислим

ППЭ для расстояния 500 м по формуле:

ППЭ=PG/4πr²

ППЭ= , Вт/м², что в 2,79 раза превышает допустимую величину. 

4. Определим, сколько времени можно находиться на этих садовых участках по формуле:

T=W/ППЭ;

Т= ,часов в сутки. 

Ответ: при наличии указанной радиолокационной станции дачные участки можно располагать только на расстоянии 0,8км от неё. На рассматриваемых дачных участках уровень электромагнитного излучения превышает допустимый в 2,79 раза. Это может отрицательно повлиять на здоровье. На этих дачах можно находиться только 7,17 часов в сутки. 

   Контрольные вопросы. 

   1. Каковы источники ЭМП?

В качестве основных источников электромагнитного поля можно выделить: линии электропередач, электропроводка (внутри зданий и сооружений), бытовые электроприборы, персональные компьютеры, теле- и радиопередающие станции, спутниковая и сотовая связь (приборы, ретрансляторы), электротранспорт, радарные установки.

2. Как влияют ЭМП  на организм человека? 

Многочисленные  исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее  чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая.  Эти  системы  организма  являются критическими.

• Влияние на нервную систему. На уровне  нервной  клетки,  структурных  образований  по  передачи  нервных импульсов (синапсе), на  уровне  изолированных  нервных  структур  возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности.  Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей,  имеющих  контакт  с  ЭМП.  Эти лица могут иметь склонность к  развитию  стрессорных  реакций. Определенные структуры  головного  мозга  имеют  повышенную   чувствительность   к   ЭМП.
• Влияние на иммунную систему. При воздействии  ЭМП  нарушаются  процессы  иммуногенеза,  чаще  в  сторону   их угнетения. Установлено также, что у  животных,  облученных  ЭМП,  изменяется характер   инфекционного   процесса   -   течение   инфекционного   процесса отягощается.
• Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию. При  действии  ЭМП,  как  правило,   происходит стимуляция   гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождается увеличением содержания  адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови.
• Влияние на половую функцию. Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее  регуляции  со стороны нервной  и  нейроэндокринной  систем.  С  этим  связаны  результаты работы  по  изучению  состояния  гонадотропной   активности   гипофиза   при воздействии ЭМП. Многократное облучение ЭМП  вызывает  понижение  активности гипофиза.

 

3. Как определяется  энергетическая нагрузка  на организм человека? 

Опасность действия электромагнитного поля на человека оценивается:

• В диапазоне 60 кГц - 300 МГц – значениями напряженности Е и Н, энергетическая экспозиция по электрической и магнитной составляющей определяется как

ЭЭЕ = Е2Т [В/м·ч], ЭЭН = Н2Т [А/м·ч] 

• В диапазоне 300 МГц - 300 ГГц  интенсивность определяется ППЭ (поверхностной плотностью потока энергии излучения) и ЭН (энергетической нагрузкой).

 

4. Что такое “санитарно-защитная  зона”? 

Санитарно-защитная зона – зона, отделяющая жилые и общественные здания от промышленных предприятий, их отдельных зданий и сооружений с технологическими процессами, которые являются источниками вредного воздействия на здоровье людей. 
 

5. Как определяется  допустимое время  нахождения в зоне  влияния ЭМП? 

При значениях плотности потока мощности энергии (в диапазоне частот 300 МГц—300000 ГГц)

• до 0,1 Вт/м² допустимое время пребывания в зоне воздействия ЭМП – без ограничений;
• 0,1-1 Вт/м² - не более 2 часов;
• 1-10 Вт/м² - не более 10 минут.

При значениях  электрической напряженности (с напряжением 400 кВ и выше)

• <5 кВ/м допустимое время пребывания - без ограничений;
• 5—10 кВ/м - <180 минут;
• 10—15 кВ/м - <90 минут;
• 15—20 кВ/м - <10 минут;
• 20—25 кВ/м - <5 минут.

 
 

Задание 3. 

   Задача 2.

   На  берегу озера площадью S=2,6км² и средней глубиной H=2,0м расположено промышленное предприятие, использующее воду озера для технических нужд и затем сбрасывающее загрязнённую воду в озеро. Цикл работы предприятия непрерывный (круглосуточный). Объём сброса сточной воды – L=15л/сек. Концентрация ВВ в сточной воде:

   Мышьяк - 0,41,

   Ртуть - 0,16,

   Свинец - 0,85.

Рассчитать, каким  будет загрязнение озера через 1 год. Сделать выводы о промышленном загрязнении озера и дать рекомендации по сохранению озера.  
ПДК вредных веществ (ВВ) в воде водных объектов:

     Мышьяк  – 0,05 мг/л;

     Ртуть – 0,005 мг/л;

     Свинец  – 0,1 мг/л.

1. Рассчитаем объем озера:

S=2,6км²=2600000м²,

м³ ,

V=5200000м³=5200000000 л.

рассчитаем объем загрязненной воды, поступившей в озеро за год по формуле V_з=t сек. x L л/сек. :

V_з= л.

2. Рассчитаем количество поступившего за год мышьяка по формуле

  С_м=V_зВВ_м:

  С_м= кг.; 

     рассчитаем  количество поступившей за год ртути по формуле

     С_р=V_зВВ_р :         

     С_р= кг.; 

     рассчитаем  количество поступившего за год свинца по формуле

     С_с=V_зВВ_с:

     С_с= кг.

3. Рассчитаем концентрацию мышьяка поступившего за год по формуле

  C_M=С_M V:

  C_M= кг/л,= 0,037мг/л

  Рассчитаем  концентрацию ртути поступившей  за год по формуле

C_Р=С_Р V :

C_Р= кг/л,= 0,015мг/л; 

  Рассчитаем  концентрацию свинца поступившего за год по формуле

C_С=С_С V:

C_С= кг/л,= 0,077мг/л

4. Определим общее загрязнение озера предприятием по формуле

  С= С_i/ПДК_i:

  С= мг/л. 

Вывод: 

В 3 раза превышена  ПДК по ртути в озере, а с учётом

однонаправленного воздействия ВВ, в 4,51 раза.

Исходя из полученных результатов необходимо принять срочные

меры по очистке сточных вод. На первых этапах надо внедрить

технологию водообеспечения  с минимальным потреблением свежей

воды и сбросом, а также ускоренными темпами строить очистные

сооружения. 
 

   Контрольные вопросы. 

1. Что такое ПДК?

ПДК - предельно допустимая концентрация вредного вещества.

Под ПДК следует  понимать такую концентрацию химического  соединения, которая при ежедневном воздействии в течении длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений или заболеваний, обнаруживаемых современными методами исследования, а также не нарушает биологического оптимума для человека. 

2. Как определяется суммарное  загрязнение при наличии нескольких вредных веществ однонаправленного воздействия?

 

Суммарное загрязнение  при наличии нескольких вредных  веществ однонаправленного воздействия  определяется как сумма отношений концентрации этих веществ к предельно допустимой. 

3. Какие мероприятия следует выполнять при повышенном загрязнении водного объекта?

 

В реках и  других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые  сбросы были невелики, реки сами справлялись  с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных  вод - обработка сточных вод с  целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве, имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

Методы очистки  сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода, в каждом конкретном случае, определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей. 

Механический  метод

Сущность механического  метода состоит в том, что из сточных  вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные  частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75 % нерастворимых примесей, а из промышленных - до 95 %, многие из которых, как ценные примеси, используются в производстве. 

Химический  метод

Химический метод  заключается в том, что в сточные  воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95 % и растворимых до 25 % 

Физико-химический метод

При физико-химическом методе обработки из сточных вод  удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные  сточные воды очищают также с  помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала  себя очистка путем хлорирования. 

Биологический метод

Среди методов  очистки сточных вод большую  роль должен сыграть биологический  метод, основанный на использовании  закономерностей биохимического и  физиологического самоочищения рек  и других водоемов. Есть несколько  типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах  сточные воды пропускаются через  слой крупнозернистого материала, покрытого  тонкой бактериальной пленкой. Благодаря  этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии (не слипающиеся в хлопья) омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед  биологической очисткой подвергают механической, а после нее для  удаления болезнетворных бактерий и  химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для  дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при  очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при  очистке отходов предприятий  нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна. 

Бессточные  производства

Темпы развития индустрии сегодня настолько  высоки, что одноразовое использование  для производственных нужд запасов  пресной воды - недопустимая роскошь.

Поэтому ученые заняты разработкой новых бессточных технологий, что практически полностью решит проблему защиты водоемов от загрязнения. Однако разработка и внедрение безотходных технологий потребует определенного времени, до реального перехода всех производственных процессов на безотходную технологию еще далеко. Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в народнохозяйственную практику принципов и элементов безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения промышленных предприятий. На первых этапах надо внедрить технологию водообеспечения с минимальным потреблением свежей воды и сбросом, а также ускоренными темпами строить очистные сооружения.

При строительстве  новых предприятий на отстойники, аэраторы, фильтры уходит иногда четверть и более капиталовложений. Сооружать их, конечно, необходимо, но радикальный выход в коренном изменении системы водопользования. Надо перестать рассматривать реки и водоемы как мусоросборники и перевести промышленность на замкнутую технологию.

При замкнутой  технологии предприятие использованную и очищенную затем воду возвращает в оборот, а из внешних источников только пополняет потери.

Во многих отраслях промышленности до недавних пор сточные  воды не дифференцировались, объединялись в общий поток, локальные сооружения очистки с утилизацией отходов не строились. В настоящее время в ряде отраслей промышленности уже разработаны и частично реализованы замкнутые водооборотные схемы с локальной очисткой, что значительно снизит удельные нормы водопотребления.  

Мониторинг  водных объектов

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды ведет наблюдение за загрязнением поверхностных вод суши. Санитарно-эпидемологическая служба РФ отвечает за санитарную охрану водоемов. Работает сеть санитарных лабораторий на предприятиях для изучения состава сточных вод и качества воды водоемов.

Следует отметить, что традиционные методы наблюдений и контроля имеют один принципиальный недостаток - они неоперативны и, кроме  того, характеризуют состав загрязнений  объектов природной среды только в моменты отбора проб. О том, что происходит с водным объектом в периоды между отборами проб, можно только догадываться. К тому же лабораторные анализы занимают немалое время (включая и то, что требуется для доставки пробы с пункта наблюдения). Особенно эти методы неэффективны в экстремальных ситуациях, в случаях аварий.