Контрольная работа по "Экологии". 124

       Содержание: 

       Вопрос  1. Основные понятия и определения экологии.

       Экология - это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их неорганической природой, о связях в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем.

       Термин  «экология» ввел известный немецкий зоолог Э. Геккель, который в своих  трудах «Всеобщая морфология организмов» и «Естественная история миротворения» впервые попытался дать определение сущности новой науки. Слово «экология» происходит от греческого «oikos», что означает «жилище», «местопребывание», «убежище».

       Влияние природной среды на человеческое общество, особенности урбанизированных биогеоценозов изучает возникшая в середине 20 в. экология человека. Возросшая опасность радиоактивного загрязнения окружающей среды привела к возникновению радиоэкологии. Учение о биосфере разрабатывается в особенно тесном контакте с биогеохимией. Отношения организмов к абиотической и биотической среде в прошлые геологической эпохи, проблемы реконструкции древних ценозов по ископаемым остаткам составляют предмет палеоэкологии.

       Основная  задача экологии в настоящее время - детальное изучение количественными методами среды обитания различных организмов.

       Среда обитания - это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно  взаимодействует. Составные части  и свойства среды многообразны и  изменчивы. Любое живое существо живет в сложном и меняющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями.

       Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Факторы среды многообразны. Они могут быть необходимы или, наоборот, вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению. Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия.

       На  современном этапе развития человеческого общества, когда в результате научно-технической революции усилилось его воздействие на биосферу, практическое значение экологии необычайно возросло. Экология должна служить научной базой любых мероприятий по использованию и охране природных ресурсов, по сохранению среды в благоприятном для обитания человека состоянии. Познание основных принципов трансформации вещества и энергии в природных экосистемах создает теоретическую основу для разработки практических мероприятий по увеличению количества и качества пищевых продуктов, производимых в биосфере. Исследования природных механизмов регуляции численности популяций служат основой планирования и разработки систем мероприятий по управлению численностью экономически важных видов.  

       Экология  служит теоретической основой для разработки мер по переходу от промысла диких видов растений и животных к их культивированию и к другим формам более рационального их использования. На данных экологии строится основное рациональное ведение рыболовства, рыбоводства и охотничьего хозяйства. 

       Экология  изучает взаимодействие сельскохозяйственных и природных экосистем, сочетания  окультуренных и естественных ландшафтов. Разработка мер по охране и рациональному  использованию дикой природы, создание сети заповедников, заказников и национальных парков, планирование ландшафта также производятся по рекомендациям, разрабатываемым экологами.  

       Вопрос 17. Экологические требования к размещению, строительству и эксплуатации объектов железнодорожного транспорта.

       Любой объект хозяйственной деятельности общества должен функционировать с  учетом экологической безопасности и здоровья людей. Под экологической безопасностью понимаются условия, при которых отсутствуют факторы, приводящие к нарушению экологического равновесия в окружающей среде, вызывающие напряженное состояние во взаимоотношениях между обществом и природой и влияющие на среду обитания живых организмов.

       Наиболее  опасными с экологической точки  зрения объектами железнодорожного транспорта являются промывочно-пропарочные  пункты для наливного подвижного состава, пункты дезинфекции вагонов  для перевозки животных и биологически опасных веществ, шпалопропиточные и щебеночные заводы, локомотивные и вагонные депо, подвижной состав, перевозящий нефтепродукты и взрывчатые вещества, пункты отстоя подвижного состава и др.

       Экологическую безопасность могут нарушать и физические факторы от объектов железнодорожного транспорта (шум, вибрация, электрические  и электромагнитные поля, взрывы, пожары). Экологическая безопасность природно-производственных систем характеризуется величинами энергомассопереноса со стороны транспортных объектов при их функционировании; энергомассопереноса от транспортных объектов в окружающую среду при невыполнении экологических требований при строительстве и эксплуатации; энергомассообмена, характеризующего естественный цикл восстановления утраченных свойств природной среды или ее компонентов (водоемы, почвы, атмосферный воздух, полезные ископаемые недр и т.п.); энергомассообмена, характеризующего искусственный цикл восстановления утраченных свойств окружающей среды.

       Только  при условии экологического баланса  между функционирующими транспортными  объектами и возможностями природной  среды по восстановлению и самоочищению можно избежать экологического риска и обеспечить экологическую безопасность в регионе их размещения.

       Влияние железнодорожных трасс на экологическую  безопасность сказывается в случаях, когда они пересекают сложившиеся пути миграции животных, при изъятии под железнодорожные пути земель сельскохозяйственного назначения, при воздействии шума (вибраций, излучений) от подвижного состава на людей, а также при недостаточной прочности дорожных сооружений.

       При строительстве железнодорожных магистралей, предприятий и сооружений должно быть обеспечено выполнение требований по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, изложенных в природоохранных законах, санитарных и строительных правилах и нормах, стандартах в области охраны природы.

       Прежде  чем размещать объект железнодорожного транспорта на территории, необходимо составить материальный баланс его  производственно-хозяйственной деятельности, сравнить его с самоочищающими возможностями  природы и уже на стадии проектирования решить вопросы поддержания равновесия в природе и исключения вредных воздействий будущей деятельности проектируемого объекта на природу за счет комплекса природоохранных мероприятий.

       Место строительства определяется в соответствии с перспективами развития отрасли и требованиями законов о земле.

       Экологические требования при проектировании железных дорог и объектов могут быть сформулированы следующим образом: под новые  железные дороги и объекты следует  изымать строго обоснованное количество земель с учетом минимального ущерба для сельскохозяйственных угодий; плодородный слой почв должен сниматься, храниться и использоваться для восстановления нарушенных земель; нарушенные земли при размещении и строительстве должны подвергаться технической и биологической рекультивации; недопустимы разрушение достопримечательных памятников природы, исторических памятников и охраняемых ландшафтов, вырубка лесов.

       При эксплуатации объектов железнодорожного транспорта используются определенные виды природных ресурсов — топливно-энергетические, земельные, продовольственные и др. При всем разнообразии объектов (станции и узлы, локомотивные и вагонные депо, железнодорожные пути, электрические и контактные сети, средства сигнализации и связи и др.) можно сформулировать общие экологические требования к их функционированию.

       Работающие  на объекте железнодорожного транспорта люди обязаны принимать эффективные  меры по предупреждению выхода на аварийные  режимы эксплуатации объекта, грозящие авариями и катастрофами; выполнять  требования законов и нормативных актов по охране природы, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды.

       Загрязнение окружающей среды в районе расположения объекта регламентируется установленными для него органами охраны окружающей среды нормами предельно допустимых выбросов, предельно допустимых стоков, предельно допустимых нагрузок на почву отходов производства. Допускается использовать временно согласованные нормы выбросов, стоков и отходов от объектов при условии компенсации вреда дополнительными платежами в фонд охраны природы и доведения этих норм до предельно допустимых в срок не более чем 5 лет. 

     Вопрос 27. Охрана земель, контроль за их использованием. Рекультивация земель. Лесные полосы вдоль  железных дорог.

     Охрана  земель, их рациональное использование.

     Земля в Российской Федерации охраняется как основа жизни и деятельности народов, проживающих на соответствующей  территории. Использование земель должно осуществляться способами, обеспечивающими  сохранение экологических систем, способности земли быть средством производства в сельском хозяйстве и лесном хозяйстве, основой осуществления хозяйственной и иных видов деятельности.

     Целями  охраны земель являются:

• предотвращение деградации, загрязнения, захламления, нарушения земель, других негативных (вредных) воздействий хозяйственной деятельности;
• обеспечение улучшения и восстановления земель, подвергшихся деградации, загрязнению, захламлению, нарушению, другим негативным (вредным) воздействиям хозяйственной деятельности.

     В целях охраны земель разрабатываются  федеральные, региональные и местные  программы охраны земель, включающие в себя перечень обязательных мероприятий  по охране земель с учетом особенностей хозяйственной деятельности, природных  и других условий. Оценка состояния земель и эффективности предусмотренных мероприятий по охране земель проводится с учетом экологической экспертизы, установленных законодательством санитарно-гигиенических и иных норм и требований.

     В условиях интенсификации производства охрана земной поверхности и ее рациональное использование осуществляются с помощью следующих мероприятий: сокращение использования земельного фонда для промышленных целей в процессе проектирования и строительства; устранение загрязнения промышленных предприятий расположенных  вблизи участков земельного фонда; рекультивация нарушенных горными работами земель.

     Лесные  полосы вдоль железных дорог.

     Лесные  насаждения, расположенные вдоль  линий железных дорог, представляют собой основное средство защиты пути от многих неблагоприятных природных явлений. Придорожные защитные насаждения выполняют функции инженерных сооружений, применяемых в системе мероприятий по обеспечению безопасного и бесперебойного движения поездов; повышению пропускной способности дорог. Они способствуют снижению себестоимости перевозок. Также велико их природоохранное, санитарно-гигиеническое, оздоровительное, эстетическое и общее мелиоративное значение. Под защитой придорожных насаждений существенно улучшаются условия труда железнодорожников, особенно при проведении работ на перегонах. Придорожные защитные насаждения наряду, с выполнением тех выше перечисленных функций играют немаловажную роль в обеспечении населения дровами и деловым лесоматериалом, полученным от рубок ухода, также дикими лесными ягодами.

     Системы лесных полос всех конструкций в  целом оказывают положительное  влияние на снегораспределение, так  как в открытой местности снег сдувается в микропонижения и  гидрографическую сеть, перемещаясь  на расстояние до 2-3 км от места выпадения. При системе лесных полос большая часть снега остается в границах за насаждениями и в лесных полосах; 1м лесной полосы задерживает дополнительно к объему снега до 100 м³ и более, что имеет большое значение для защиты сельскохозяйственных культур на полях и увлажнения почвы на межполосных участках.

     Степень снегозаносимости характеризуется  объемом снега, приносимого в  максимально снежную и метелевую  зиму на 1 м данного участка пути. Степень снегозаносимости определяет ширину и конструкцию лесных полос.

     К сожалению, защитная эффективность и жизнеспособность насаждений вдоль линий железных дорог в процессе их возрастных изменений, а также под воздействием различных факторов внешней среды со временем снижаются. Поэтому крайне необходимы специальные мероприятия по уходу за ними и их эксплуатации. 

     Задача  № 1

Исходные  данные (вариант 7)

     Необходимо:

     1. Рассчитать величину максимальной концентрации вредного вещества у земной поверхности, прилегающей к промышленному предприятию, расположенному на ровной местности, при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси;

     2. Определить фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха;

     3. Дать оценку рассчитанного уровня  загрязнения воздуха в приземном слое промышленными выбросами путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией (ПДК).

     Решение:

     1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м, мг/м³, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятных метеорологических условиях определяем по формуле:

     (1) 

     Для определения С_м необходимо:

     1) рассчитать среднюю скорость w₀, м/с, выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса: 

      ; (2) 

      (м/с).  

     2) значения коэффициентов m и n определить в зависимости от параметров f и v_м, м/с: 

      ; (3)

      ; (4) 

      (м/с); 

      (м/с). 

     3) коэффициент m определить в зависимости от f по формуле:

      ; (5)

      .

     коэффициент n определить в зависимости от величины v_м:

     при 0,5 £ v_м < 2 (0,5 < 0,83 < 2) n = 0,532 v_м ² - 2,13 v_м + 3,13,

     поэтому n = 0,532 · (0,83)² – 2,13 · 0,83 + 3,13 = 1,73. 

     Итак, возвращаясь к формуле (1)

       (мг/м³). 

     2. Определим фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха:

     С_м = С_ф + С_факт,

     С_м – максимальное значение приземной концентрации вредного вещества,

     С_ф – фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе.

     Тогда С_факт = С_м – С_ф, 

     С_факт = 0,042 – 0,01 = 0,032 (мг/м³).

     3. В соответствии с ГОСТом для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятия устанавливается ПВД вредных веществ в атмосферу при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками не создадут приземную концентрацию, превышающую ПДК.

     С_м + С_факт ≤ ПДК, т.е.

     С_м + С_факт ≤ 0,04. 

     Итак, 0,042 + 0,032 = 0,074 > 0,04

     Таким образом, выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками создают приземную концентрацию, превышающую ПДК.

     Необходимо снижать загрязнения атмосферы от промышленных выбросов путем: совершенствования технологических процессов, осуществления герметизации технологического оборудования, применения пневмотранспорта, строительства различных очистных сооружений. 

     Задача  № 3

Исходные  данные (вариант 7)

     Необходимо:

     Определить  величину платы за загрязнение окружающей природной среды железнодорожным  депо, сбрасывающим недостаточно очищенные сточные воды, загрязненные взвешенными примесями, нефтью и нефтепродуктами, маслами, фенолами. Депо расположено в регионе проживания студента.

     Решение:

     1. Общая плата П, руб./год, за сбросы загрязняющих веществ определяется по формуле:

     П = (П_Н + П_Л + П_СЛ) · К_И ; (1) 

     где П_Н – плата за сбросы ЗВ в размерах, не превышающих предельно допустимые нормативы сбросов (ПДС), руб./год;

     П_Л – плата за сбросы ЗВ в пределах установленных лимитов (временно согласованных нормативов сбросов – ВВС), руб./год;

     П_СЛ – плата за сверхлимитный сброс ЗВ, руб./год;

     К_И – коэффициент индексации. 

     2. Плата за сбросы загрязняющих  веществ в размерах, не превышающих  нормативов ПДС, определяется  по формуле:

       при M_i > M_Hi    (2)

     где  i – вид загрязняющего вещества (i = 1,2 …n);

     C_Hi – ставка платы за сброс 1 тонны i-го ЗВ в пределах нормативов ПДС, руб./т, которая рассчитывается по формуле:

     C_Hi =  Н_бHi · К_Э ; (3)

     где Н_бHi – базовый норматив платы за сброс 1 тонны i-го ЗВ в размерах,

     не  превышающих нормативы ПДС, руб./т;

     К_Э  - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости поверхностного водного обьекта;

     M_Hi – предельно допустимый сброс i-го ЗВ, т;

     M_i - фактический сброс i-го ЗВ, т.

     C_H1 = 2,95  · 1,9 = 5,605 руб./т

     C_H2 = 44,35  · 1,9 = 84,265 руб./т

     C_H3 = 221,75  · 1,9 = 421,325 руб./т

     C_H4 = 2217,5  · 1,9 = 4213,25 руб./т 

     Фактический сброс загрязняющих веществ т, определяется по формуле:

     M_i = a_i · Q · 365 · 10^-6 ; (4) 

     M₁ = 280  · 480  · 365 · 10^-6 = 49,06 т;

     M₂ = 40  · 480  · 365 · 10^-6 = 7,01 т;

     M₃ = 60  · 480  · 365 · 10^-6 = 10,51 т;

     M₄ = 1  · 480  · 365 · 10^-6 = 0,17 т; 

     Предельно допустимый сброс i-го ЗВ, т, рассчитывается по формуле:

       M_Нi = k₁ · M_i (5) 

     M_Н1 = 0,5 · 49,06 = 24,53 т;

     M_Н2 = 0,5 · 7,01 = 3,51 т;

     M_Н3 = 0,5 · 10,51 = 5,26 т;

     M_Н4 = 0,5 · 0,17 = 0,09 т; 

     M_i > M_Hi   

     49,06 > 24,53

     7,01 > 3,51

     10,51 > 5,26

     0,17 > 0,09 

     П_H1 = 5,605 ·24,53 = 137,49 руб./год;