Контрольная работа по "Экологии". 83

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Иркутский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВПО ИРГТУ)

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине «Экология»

вариант №5

 

 

 

 

 

Выполнил

студент гр.

Иванов И.И.

 

Проверил

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск 2014

 

 

 

Оглавление

1. Что такое экологическая ниша 3

2. В чем суть проблемы загрязнения гидросферы 5

3. Дайте характеристику экологического права 7

4. Понятие энергетических загрязнений. 8

Задача 1 11

Задача 2 13

Задача 3 15

Задача 4 17

Задача 5 20

Список литературы 23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Что такое экологическая ниша? Каковы взаимоотношения организмов в биоценозе? 

Экологическая ниша — место, занимаемое видом (точнее — его популяцией) в сообществе (биоценозе), комплекс его биоценотических связей и  требований к абиотическим факторам среды. Этот термин введен в 1927 году Чарльзом Элтоном. Экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке.

Принцип вытеснения.

Суть принципа вытеснения, также известного как принцип  Гаузе, состоит в том, что каждый вид имеет свою собственную экологическую  нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну и ту же экологическую  нишу. Сформулированный таким образом принцип Гаузе подвергался критике. Например, одним из известных противоречий этому принципу является парадокс планктона. Все виды живых организмов, относящихся к планктону, живут на очень ограниченном пространстве и потребляют ресурсы одного рода (главным образом солнечную энергию и морские минеральные соединения). Современный подход к проблеме разделения экологической ниши несколькими видами указывает, что в некоторых случаях два вида могут разделять одну экологическую нишу, а в некоторых такое совмещение приводит один из видов к вымиранию.

Принцип заполнения.

Экологическая ниша не может  быть пустой. Если ниша пустеет в  результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другим видом.   
Экологическая ниша человека

Человек как биологический  вид занимает свою собственную экологическую  нишу. Человек может обитать в  тропиках и субтропиках, на высотах  до 3-3,5км над уровнем моря. Реально  в настоящее время человек  живёт в значительно больших  пространствах. Человек расширил свободную  экологическую нишу благодаря использованию различных приспособлений: жилища, одежды, огня и пр.

Отношения организмов в биоценозах.

Особи разных видов существуют в биоценозах не изолированно, они  вступают в разнообразные прямые и косвенные взаимоотношения. Их обычно разделяют на четыре типа: трофические, тонические, форические, фабрические.

Трофические отношения возникают тогда, когда один вид в биоценозе питается другим (либо его мертвыми остатками, либо продуктами его жизнедеятельности). Божья коровка, питающаяся тлей, корова на лугу, поедающая траву, волк, охотящийся на зайца, — все это примеры прямых трофических связей между видами.

При конкуренции двух видов  из-за ресурса питания между ними возникает косвенная трофическая  связь. Так, волк и лиса вступают в  косвенные трофические связи  при использовании такого общего пищевого ресурса, как заяц.

Топические отношения характеризуют изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого: например, отношения между деревьями и гнездящимися на них птицами, живущими на них насекомыми; отношения между организмами и их паразитами и т.п. Ель, затеняя почву, вытесняет светолюбивые виды; ракообразные поселяются на коже китов; мхи и лишайники располагаются на коре деревьев. Все эти организмы связаны друг с другом топическими связями.

Форические связи — участие одного вида в распространении другого. Если в роли распространителей семян, спор, пыльцы и т.п. выступают животные, то такой процесс называют зоохорией. Если животные переносят (транспортируют) других, более мелких животных, — это форезия. Характерной особенностью форезии является отсутствие паразитизма.

Перенос семян растений осуществляется обычно при помощи специальных приспособлений. Животные могут захватывать их пассивно. Так, за шерсть крупных млекопитающих могут цепляться своими шипами семена лопуха или череды и переноситься на большие расстояния.

Активно переносятся непереваренные семена, прошедшие через пищеварительный тракт животных, чаще всего птиц. Например, у грачей примерно треть семян выводится пригодными для прорастания. В ряде случаев адаптация растений к зоохории зашла так далеко, что у семян, прошедших через кишечник птиц и подвергшихся действию пищеварительных соков, повышается всхожесть. В переносе грибных спор большую роль играют насекомые.

Форезия животных — это  пассивный способ расселения, свойственный видам, которым для нормальной жизнедеятельности необходим перенос из одного биотопа в другой. Личинки ряда клещей, находясь на других животных, например насекомых, расселяются при помощи чужих крыльев. Жуки-навозники иногда не в состоянии опустить свои надкрылья из-за густо скопившихся на их теле клещей. Птицы нередко переносят на перьях и лапках мелких животных или их яйца, а также цисты простейших. Икра некоторых рыб, например, выдерживает двухнедельное обсыхание. Вполне свежая икра моллюска была обнаружена на лапках утки, подстреленной в Сахаре в 160 км от ближайшего водоема. На короткие расстояния водоплавающие птицы могут переносить даже мальков рыб, случайно попавших в их оперение.

Яйца мелких ракообразных и некоторых рыб выдерживают  «путешествие» через пищеварительный  тракт птиц — еще один способ переселения. Вместе с хозяевами в соседние водоемы могут попасть и водяные клещи, паразитирующие налетающих насекомых, например на стрекозах.

Фабрические связи — тип биопенотических отношений, при которых особи одного вида используют для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки или даже живых особей другого вида. Например, птицы строят гнезда из сухих веточек, травы, шерсти млекопитающих и т.п. Личинки ручейников используют для строительства кусочки коры, песчинки, обломки или раковины с живыми моллюсками.

Из всех типов биотических  отношений между видами в биоценозе  наибольшее значение имеют топические и трофические связи, поскольку они удерживают друг возле друга организмы разных видов, объединяя их в достаточно стабильные сообщества (биоценозы) разного масштаба.

2. В чем суть проблемы загрязнения гидросферы?

В мировом масштабе в качестве основного загрязнителя гидросферы сегодня выступают нефть и  нефтепродукты, попадающие в водную среду в результате добычи нефти, ее транспортировки, переработки и использования в качестве топлива и промышленного сырья. Среди других продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду занимают детергенты — очень токсичные синтетические моющие вещества. Они плохо поддаются очистке, а между тем в водоемы их попадает не менее половины от начального количества. Детергенты часто образуют в водоемах слои пены, толщина которых на шлюзах и порогах достигает 1 м и более. «Коварными» промышленными отходами, загрязняющими воду, являются тяжелые металлы: ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово и др., а также радиоактивные элементы. Особую опасность для водной среды представляет ртуть (метилртутные фракции).

Одним из наиболее значительных источников загрязнения водных ресурсов становится сельское хозяйство. Это  проявляется прежде всего в смыве  удобрений и попадании их в  водоемы. В науке широко известен эффект эвтрофикации (или доступ к  чистой воде городского (А) и сельского (Б) населения в отдельных регионах эфтрофирования) водоемов вследствие загрязнения их азотными и фосфорными удобрениями. Нитраты и фосфаты служат своеобразными удобрениями для водных растений. В результате водоемы пышно «цветут», резко увеличиваются кормовые ресурсы (фитопланктон, микроводоросли поверхностного слоя), затем возрастает количество рыбы, ракообразных и других организмов. Однако со временем огромные толщи фитомассы отмирают, расходуя при этом все запасы кислорода. В водоеме интенсивно накапливается сероводород, а сам он, агонизируя, постепенно «умирает».

Все чаще водные ресурсы  загрязняются гербицидами и пес-тицидами. При этом степень их накопления и  проявления токсичности в значительной степени зависит от гидродинамических  и термических характеристик  водного объекта. Например, в непроточном  водоеме ядохимикат аккумулируется в донных отложениях, которые становятся источником хронического загрязнения. С повышением температуры токсическое воздействие практически всех ядохимикатов усиливается.

Иногда в пищевых цепях  ихтиофауны наблюдается своеобразный эффект усиления концентрации ядохимикатов. Так, если морской планктон содержит одну единицу известного вещества ДДТ, то мальки рыб — уже 25 единиц, хищная морская птица — около 1500 единиц, а крупные морские животные — намного больше. Отметим также, что представители ихтиофауны, отличающиеся большей жирностью, представляют для человека значительную опасность. Так, в тканях рыб, выловленных в Атлантике, Балтийском и Северном морях и имеющих жирность менее 6—7%, хлороорганических пестицидов практически не обнаружено, в то же время в тканях рыб жирностью 15—20% эти пестициды присутствуют всегда.

Специфическим видом загрязнения  гидросферы является термическое. Когда  электростанции употребляют воду для  конденсации отработанного пара, они возвращают ее в водоем подогретой на 10—30 °С. Это приводит к уменьшению содержания кислорода в водной среде, увеличению токсичности имеющихся в ней загрязнителей, уменьшению доступа света к водной растительности, стимулированию роста вредных синезеленых водорослей и т. п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Дайте характеристику экологического права

Экологическое право –  это система правовых норм, регулирующих экологические общественные отношения в целях сохранения и восстановления природных ресурсов, обеспечения их рационального использования, улучшения и оздоровления окружающей природной среды, а также экологической безопасности человека и общества.

Углубление кризисного состояния  экономики России, увеличение в ее формировании доли топливно-сырьевого сектора, падение научно-технического потенциала и отсутствие ресурсосберегающих и безотходных технологий, использование России в качестве места захоронения опасных для окружающей среды вредных веществ, ведут к обострению экологических проблем в нашей стране и в то же время значительно повышают роль и значение правовых средств борьбы за выживание человечества, улучшение и оздоровление окружающей природной среды.

Решению этих сложных задач  призвана служить эколого-правовая наука и самостоятельная отрасль  права – экологическое право. Утверждению ее как самостоятельной отрасли способствовало активное развитие природоресурсового и природоохранительного законодательства (особенно с середины 90-х гг.).

Важнейшими интересами экологического права является сохранение и улучшение окружающей природной среды, охрана и рациональное использование природных ресурсов, обеспечение экологической безопасности населения. Экологическое право как отрасль права имеет своим предметом волевые общественные экологические отношения, возникающие в различных сферах жизни и деятельности общества. По своему содержанию данные отношения весьма разнообразны, они могут возникать по поводу собственности на природные ресурсы, по поводу управления природными ресурсами, по поводу нормирования качества окружающей природной среды, по поводу обеспечения рационального природопользования, по поводу восстановления и воспроизводства природных ресурсов, по поводу заповедования, создания особо охраняемых природных территорий. Важное место в системе экологических отношений занимают охранительные отношения, которые связаны с применением мер юридической ответственности за совершение экологических правонарушений. Ответственность эта предусмотрена в нормах не только экологического, но и уголовного, административного, гражданского, трудового законодательства. Эти отношения также составляют предмет экологического права.

Проводимый в условиях социально-экономических перемен  пересмотр общечеловеческих ценностей привел к тому, что на первое место в системе экологических отношений поставлены задачи охраны жизни и здоровья граждан, обеспечение благоприятных условий жизнедеятельности граждан и их экологической безопасности. В этой связи отношения в сфере экологической безопасности человека занимают центральное место в системе экологических отношений.

 

 

 

4. Понятие энергетических загрязнений. Принципиальные меры защиты среды от воздействия энергетических загрязнений.

Наибольшие загрязнения  атмосферного воздуха поступают  от энергетических установок, работающих на углеводородном топливе (бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, уголь, природный газ и др.). Количество загрязнений определяется составом, объёмом сжигаемого топлива и организацией процесса сгорания.

Основными источниками загрязнения  атмосферы являются транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и тепловые электрические станции (ТЭС). Доля загрязнений атмосферы  от газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) и ракетных двигателей (РД) пока незначительна, поскольку их применение в городах и крупных промышленных центрах ограниченно. В местах активного использования ГТДУ и РД (аэродромы, испытательные станции, стартовые площадки) загрязнения, поступающие в атмосферу от этих источников, сопоставимы с загрязнениями от ДВС и ТЭС, обслуживающих эти объекты.

Энергетические объекты (топливно-энергетический комплекс вообще и объекты энергетики в частности) по степени влияния на окружающую среду принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих на биосферу.

Увеличение напоров и  объемов водохранилищ гидроузлов, продолжение  использования традиционных видов топлива (уголь, нефть, газ), строительство АЭС и других предприятий ядерного топливного цикла (ЯТЦ) выдвигают ряд принципиально важных задач глобального характера по оценке влияния энергетики на биосферу Земли. Если в предыдущие периоды выбор способов получения электрической и тепловой энергии, путем комплексного решения проблем энергетики, водного хозяйства, транспорта и др. проводились в первую очередь на основе минимизации экономических затрат, то в настоящее время на первый план все более выдвигаются вопросы оценки возможных последствий возведения и эксплуатации объектов энергетики.

Это, прежде всего, относится  к ядерной энергетике (АЭС и  другие предприятия ЯТЦ), крупным гидроузлам, энергокомплексам, предприятиям, связанным с добычей и транспортом нефти и газа и т.п. Тенденции и темпы развития энергетики сейчас в значительной степени определяются уровнем надежности и безопасности (в том числе экологической) электростанций разного типа. К этим аспектам развития энергетики привлечено внимание специалистов и широкой общественности, вкладываются значительные материальные и интеллектуальные ресурсы, однако сама концепция надежности и безопасности потенциально опасных инженерных объектов остается во многом мало разработанной.

Развитие энергетического  производства, по-видимому, следует  рассматривать как один из аспектов современного этапа развития техносферы вообще и энергетики в частности и учитывать при разработке методов оценки и средств обеспечения надежности и экологической безопасности наиболее потенциально опасных технологий.

Одно из важнейших направлений  решения проблемы – принятие комплекса  технических и организационных  решений на основе концепций теории риска.

Объекты энергетики, как  и многие предприятия других отраслей промышленности, представляют источники неизбежного, потенциального, до настоящего времени практически количественно не учитываемого риска для населения и окружающей среды. Под надежностью объекта понимается его способность выполнять свои функции (в данном случае – выработка электрической и тепловой энергии) в заданных условиях эксплуатации в течение срока службы. Или наиболее подробно: свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующие способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

Под экологической безопасностью  понимается сохранение в регламентируемых пределах возможных отрицательных последствий воздействия объектов энергетики на природную среду. Регламентация этих негативных последствий связана с тем, что нельзя добиться полного исключения экологического ущерба.

Отрицательные последствия  воздействия энергетики на окружающую среду следует ограничивать некоторым  минимальным уровнем, например, социально-приемлемым допустимым уровнем. Должны работать экономические  механизмы, реализующие компромисс между качеством среды обитания и социально-экономическими условиями  жизни населения. Социально-приемлемый риск зависит от многих факторов, в частности, от особенностей объекта энергетики.

В силу специфики технологии использования водной энергии гидроэнергетические объекты преобразуют природные процессы на весьма длительные сроки. Например, водохранилище ГЭС (или система водохранилищ в случае каскада ГЭС) может существовать десятки и сотни лет, при этом на месте естественного водотока возникает техногенный объект с искусственным регулированием природных процессов - природно-техническая система (ПТС). В данном случае задача сводится к формированию такой ПТС, которая обеспечивала бы надежное и экологически безопасное формирование комплекса. При этом соотношение между основными подсистемами ПТС (техногенным объектом и природной средой) может быть существенно различным в зависимости от выбранных приоритетов – технических, экологических, социально-экономических и др., а принцип экологической безопасности может формулироваться, например, как поддержание некоторого устойчивого состояния создаваемой ПТС.

Атмосфера всегда содержит определённое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли); туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др.

Естественные источники  загрязнений бывают либо распределенными, например, выпадение космической пыли, либо кратковременными стихийными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов и т.п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Более устойчивые зоны с  повышенными концентрациями загрязнений  возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале 20 века в промышленности применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать около 50 элементов, а в 70-х годах – практически все элементы таблицы Менделеева. Это существенно сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редких металлов, синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися в природе, радиоактивными, канцерогенными.

Основные мероприятия  по защите окружающей среды

Защита окружающей среды - это комплексная проблема, требующая  усилий ученых многих специальностей. Наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полный переход к безотходным  и малоотходным технологиям и  производствам. Это потребует решение  целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научно - технических достижений. Важными направлениями экологизации промышленного производства следует считать: совершенствования технологических процессов и разработку нового оборудования с меньшим уровням выбросов примесей и отходов в окружающую среду, экологическую экспертизу всех видов производства и промышленной продукции, замену токсичных отходов на нетоксичные, замену неутилизируемых отходов на утилизируемые, широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды.

В качестве дополнительных средств защиты применяют: аппараты и системы для очистки газовых  выбросов, сточных вод от примесей, глушители шума при сбросе газов  в атмосферу, виброизоляторы технологического оборудования, экраны для защиты от ЭМП. Эти средства защиты постоянно совершенствуются и широко внедряются в технологические и эксплуатационные циклы во всех отраслях народного хозяйства.

Дополнительные средства защиты окружающей среды применяют  на транспорте и передвижных энергоустановках. Это - глушители, сажеоловители, нетрализаторы отработавших газов ДВС, глушители шума компрессорных установок и ГТДУ, виброизоляторы рельсового транспорта и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1

Задание.  Определить годовое количество и вес люминесцентных ртутьсодержащих ламп, подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, для условий, представленных в табл.1. Разработать мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп. 

Таблица 1

 
Исходные данные для расчета

Номер    задания	Назначение освещения	Тип ламп	Количество используемых ламп	Срок службы лампы	Число    часов    работы    лампы    в году	Вес одной лампы
			n	q	t	т
			шт	час	час	кг
1	Освещение офисных помещений	ЛБ -20	100	15000	2024	0,17

 

Решение 

1. Годовое количество люминесцентных ртутьсодержащих ламп (N), подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, находится из выражения [6].

 

, шт/год

где n - количество ламп, используемых в офисных помещениях, шт;

q - срок службы лампы,  час;

t - число часов работы  лампы в году, час.

N= (100/15000)*2024 = 13,49 шт./год

2. Общий вес ламп (М), подлежащих замене и утилизации, подсчитывается так:

 

, кг

т - вес одной лампы, кг

 
М= 13,49*0,17= 2,29 кг. 
 
3. Мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп.

Правительством Москвы выпущено распоряжение от 19 мая 2010 г. № 949-РП «Об  организации работ по централизованному  сбору, транспортировке и переработке отработанных ртутьсодержащих люминесцентных и компактных люминесцентных ламп и оплате этих работ». Предприятием «ЭКОТРОМ» разработана и согласована с ТУ Роспотребнадзора по г. Москве «Инструкция о порядке сбора, накопления и передаче на утилизацию вышедших из употребления ртутьсодержащих энергосберегающих компактных люминесцентных ламп».

Так как компактные люминесцентные лампы более хрупкие, чем обычные  трубчатые, то для их сбора рекомендуются  легко переносимые небольшие  контейнеры с полиэтиленовым вкладышем, обеспечивающим герметичность упаковки. На каждом пункте сбора необходимо иметь контейнер для целых ламп, контейнер для поврежденных ламп и демеркуризационный комплект для устранения возможных ртутных загрязнений, снабженный подробной инструкцией согласованной с Роспотребнадзором. По нашим оценкам для оснащения на первом этапе имеющихся пунктов приема люминесцентных ламп в ДЭЗах (управляющих компаниях) и предполагаемых пунктов шаговой доступности в магазинах электротоваров и бытовой техники г. Москвы потребуется 7-7,5 тыс. оборотных контейнеров и 1750 демеркуризационных комплектов. НПП «ЭКОТРОМ» имеет возможность поставить контейнеры и комплекты в организованные пункты приема.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2

Задание. Определить годовое количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, при движении автомобилей по дорогам. В качестве загрязняющих веществ принять угарный газ (СО), углеводороды (несгоревшее топливо СН), окислы азота (NO_х), сажу (С) и сернистый газ (SO₂). 
Исходные данные для расчета принять в соответствии с табл. 2 и табл. 3 

 
Таблица 2 
Исходные данные для расчета

Номер задания	Марка автомобиля	Тип двигателя внутреннего сгорания (ДВС)	Число дней работы в году		Суточный пробег автомобиля
			Холодный    период ( Х)	Теплый период (Т)
					L
			дн	дн	км
1	Газель Газ 3221	Б	200	100	110

Примечание: Б, Д – бензиновый и дизельный двигатели соответственно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми автомобилями отечественного производства

Тип автомобиля	Тип ДВС	Удельные выбросы загрязняющих веществ  , г/км
		СО		СН		NOх		C		SO2
		Т	Х	Т	Х	Т	Х	Т	Х	Т	Х
Газель Газ 3221	Б	22,7	28,5	2,8	3,5	0,6	0,6	-	-	0,09	0,11

 

Примечание: Т, Х- теплый и  холодный периоды года соответственно.

Б, Д – бензиновый и  дизельный двигатели соответственно

 

Решение

Годовое количество загрязняющих веществ при движении автомобилей  по дорогам рассчитывается отдельно для каждого наименования (СО,СН, NOх, С и SO2) по формуле [8].

 

где – пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автомобилей в теплый и холодный периоды года, г/км.

L – суточный пробег  автомобиля, км;

 – количество рабочих  дней в году в теплый и  холодный периоды года соответственно, дн.