Контрольная работа по «Экология». 6

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение ВПО

Иркутский государственный технический университет

 

 

Заочно - Вечерний Факультет

 

 

Контрольная работа

по дисциплине «Экология»

Вариант 04

 

 

Выполнила: студентка

группы СМз-13-1

Кузнецова О.Г.

№ зачетки 13150604

Проверил преподаватель:

Голодкова  А. В.

 

 

 

 

 

Иркутск  2015

 6. Дайте понятие биосферы. Общие представления о биосфере.

Биосфера - это оболочка земли с активным проявлением биоценозов, охватывающая поверхность суши, нижнюю часть атмосферы, гидросферу, педосферу и верхнюю часть литосферы.

Представление о биосфере это представление как о среде нашей жизни, эта та природа, которая нас окружает, о которой мы говорим в разговорном языке. Человек прежде всего своим дыханием, проявлением своих функций  неразрывно связан с этой природой, где бы он ни жил в городе или в уединенном  домике.

Впервые термин  "биосфера" был введен в науку геологом из Австрии Э. Зюссом в 1875 г. Он понимал под биосферой  тонкую пленку жизни на земной поверхности. Роль и значение биосферы для развития жизни на земле оказались настолько велики, что уже в первой трети XX в. возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании - учение о биосфере, основоположником которого является великий ученый  В. И. Вернадский.

Наша планета имеет неоднородное строение и состоит из концентрических оболочек  (геосфер) - внутренних и внешних. К внутренним относятся ядро, мантия, а к внешним - литосфера (земная кора), гидросфера, атмосфера и сложная оболочка земли - Биосфера.

Литосфера - каменная оболочка земли, включающая  земную кору мощностью (толщиной) от 6 (под океанами) до 80 км (горные системы).

Земная кора - важнейший ресурс для человечества. Она содержит горючие полезные ископаемые (уголь, нефть, горючие сланцы), рудные (железо, алюминий, медь, олово) и нерудные (фосфориты, апатиты и др.)

Гидросфера - водная оболочка Земли. Ее подразделяют на поверхностную и подземную.

Поверхностная гидросфера - водная оболочка поверхностной части Земли.  В ее состав входят воды океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов  и др.

Подземная гидросфера -  включает воды, находящиеся в верхней части земной коры. Их называют подземными.

Атмосфера - газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Общая масса атмосферы - 5,15 - 1015 т. На высоте от 10 до 50 км, с максимумом концентрации на высоте 20-25 км, расположен слой озона, защищающий Землю от чрезмерного ультрафиолетового облучения, гибельного для организмов.

Биосфера - внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25 - 30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км. Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты. Взаимодействие абиотической части биосферы - воздуха, воды и горных пород, и органического вещества - биоты, обусловило формирование почв и осадочных пород. Последние, по В. И. Вернадскому, несут на себе следы деятельности древних биосфер, существовавших в прошлые геологические эпохи.

Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической частей.

Абиотическая часть представлена:

1) почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства;

2) атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни;

3) водной средой океанов, рек, озер и т. п.

Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы

«Всюдность жизни» в биосфере обязана потенциальным возможностям и масштабу приспособляемости организмов, которые постепенно, захватив моря и океаны, вышли на сушу и захватили ее. В. И. Вернадский считает, что этот захват продолжается.

 

 

21. В чем суть  шумового и электромагнитного  загрязнения окружающей среды?

Шумовое воздействие - одна из форм вредного физического воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. С экологической точки зрения в современных условиях шум становится не просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека. В урбанизированных зонах развитых стран мира от действия шума страдают десятки миллионов людей.

В зависимости от слухового восприятия человека упругие колебания в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц называют звуком, менее 16 Гц - инфразвуком, от 20 000 до 1 - 109 - ультразвуком и свыше 1 - 109 - гиперзвуком. Человек способен воспринять звуковые частоты лишь в диапазоне 16-20 000 Гц.

Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека, как правило, не отражаются. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость человека, снижают его умственные возможности, значительно понижают производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шумовые стрессы и т. д.

Высокие уровни шума (60 дБ) вызывают многочисленные жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110-120 дБ считается болевым порогом, а уровень антропогенного шума свыше 130 дБ - разрушительный для органа слуха предел. Замечено, что при силе шума в 180 дБ в металле появляются трещины.

Основные источники антропогенного шума - транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный) и промышленные предприятия. Наибольшее шумовое воздействие на окружающую среду оказывает автотранспорт (80% от общего шума).

Электромагнитное излучение

На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле, придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия.

 

Основные источники этого воздействия - электромагнитные поля от высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП), электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций, а также видеодисплейные терминалы и ЭВМ в учебных заведениях.

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека, на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения. Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля, создаваемого ЛЭП, проявляется уже при напряженности поля, равной 1000 В/м. У человека нарушаются функции эндокринной системы, обменные процессы, функции головного и спинного мозга и др.

Воздействие электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии. Японскими учеными обнаружено, что в районах, расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн, заметно повышается заболевание катарактой глаз. Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты, т. е. с уменьшением длины волн.

В целом можно отметить, что электромагнитные излучения от радиотелевизионных средств связи, радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных. По мнению проф. С. Ниты (Япония), вредное воздействие на человеческий организм невидимого, но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами, чем прогресс в электронике. Крайне необходимы дальнейшие эколого-эпидемиологические исследования воздействия электромагнитных полей и излучений на здоровье человека, состояние биоты и экосистем в целом.

 

 

 

 

 

 

 

32. Что такое урбанизация  и урбанистические системы?

 

Урбанизация - это рост и развитие городов, увеличение доли городского населения в стране за счет сельской местности, процесс повышения роли городов в развитии общества. Рост численности населения и его плотности - характерная черта городов.

 

Плотность населения в городах, особенно крупных, измеряется от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч человек на км2. Как известно, на человека не распространяется действие факторов, зависящих от плотности популяции, подавляющих размножение животных: интенсивность роста населения ими автоматически не снижается. Но, объективно, высокая плотность ведет к ухудшению здоровья, к появлению специфических болезней, связанных, например, с загрязнением среды, делает обстановку эпидемиологически опасной в случае вольного или невольного нарушения санитарных норм и др.

Особенно интенсивно развиваются процессы урбанизации в развивающихся странах, о чем красноречиво свидетельствуют выше приведенные показатели роста численности городов в ближайшие годы.

Человек сам создает эти сложные урбанистические системы, преследуя благую цель - улучшить условия жизни, но не только просто «оградившись» от лимитирующих факторов, но и создать для себя новую искусственную среду, повышающую комфортность жизни. Однако это ведет к отрыву человека от естественной природной обстановки и к нарушению природных экосистем.

Урбанистические системы

Урбанистическая система (урбосистема) - «неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем» (Реймерс,1990).

По мере развития города в нем все более дифференцируются его функциональные зоны - это промышленная, селитебная, лесопарковая. Промышленные зоны - это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей (металлургической, химической, машиностроительной, электронной и др.). Они являются основными источниками загрязнения окружающей среды.

Селитебные зоны - это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры, просвещения и т. п.

Лесопарковая зона - это зеленая зона вокруг города, окультуренная человеком, т. е. приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечений. Возможны ее участки и внутри городов, но обычно здесь городские парки - древесные насаждения в городе, занимающие достаточно обширные территории и тоже служащие горожанам для отдыха. В отличие от естественных лесов и даже лесопарков городские парки и подобные им более мелкие посадки в городе (скверы, бульвары) не являются самоподдерживающимися и саморегулируемыми системами.

Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфраструктуры города. Значительное место начинает занимать транспорт и транспортные сооружения (автомобильные дороги, автозаправочные станции, гаражи, станции обслуживания, железные дороги со своей сложной инфраструктурой, в том числе подземные - метрополитен; аэродромы с комплексом обслуживания и др.). Транспортные системы пересекают все функциональные зоны города и оказывают влияние на всю городскую среду (урбосреду).

Среда, окружающая человека в этих условиях, - это совокупность абиотической и социальных сред, совместно и непосредственно оказывающих влияние на людей и их хозяйство.

Таким образом, урбосистемы - это средоточие населения, жилых и промышленных зданий и сооружений, существование которых зависит от энергии горючих ископаемых и атомно-энергетического сырья, искусственно регулируется и поддерживается человеком.

Среда урбосистем, как ее географическая и геологическая части, наиболее сильно изменена и по сути дела стала искусственной, здесь возникают проблемы утилизации и реутилизации вовлекаемых в оборот природных ресурсов, загрязнения и очистки окружающей среды, здесь происходит все большая изоляция хозяйственно-производственных циклов от природного обмена веществ (биогеохимических оборотов) и потока энергии в природных экосистемах. И, наконец, именно здесь наибольшая плотность населения и искусственная среда, которые угрожают не только здоровью человека, но и выживанию всего человечества. Здоровье человека - индикатор качества этой среды.

 

 

 

40. Основные особенности  экологических проблем России 

В связи с изношенностью основных фондов участились залповые и аварийные выбросы вредных ингредиентов. Состояние воздушного бассейна городов и промышленных центров ухудшается.В список городов с наибольшим уровнем загрязнения (41 город) вошли: Архангельск, Братск, Грозный, Кемерово, Красноярск, Москва, Новосибирск и др.

Повышение уровня загрязнения атмосферы отмечается не только в городах и прилегающих территориях, но и в фоновых районах, выбросы большого количества диоксидов серы (более 9 млн т в год) вызывают закисление атмосферных осадков. Области повышенной кислотности зафиксированы на европейской территории России, а также в ряде промышленных районов с развитой цветной металлургией. Выпадение загрязняющих веществ на территории Российской Федерации обусловлено не только выбросами собственных источников, но и трансграничным переносом.

Водные ресурсы являются одним из наиболее важных и вместе с тем наиболее уязвимых компонентов окружающей среды. Их быстрое измеение под влиянием хозяйственной деятельности приводит к обострению следующих проблем.

Усиление водохозяйственной напряженности. Водные ресурсы распределены по территории страны неравномерно: 90% общего годового объема стока приходится на бассейн Северного Ледовитого и Тихого океанов, и менее 8% - на бассейн Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал. В целом суммарный водозабор на хозяйственные нужды относительно невелик - 3% среднемноголетнего стока рек. Однако в бассейне Волги он составляет 33 % всего водозабора по территории страны, а по ряду речных бассейнов забор среднегодового стока превышает экологически допустимые объемы изъятия (Дон - 64%, Терек - 68, Кубань - 80% и т.д.). На юге европейской территории России практически все водны" ресурсы вовлечены в народнохозяйственную деятельность. Даже в бассейнах рек Урала, Тобола и Ишима водохозяйствснная напряженность стала фактором, в определенной степени сдерживающим развитие народного хозяйства.

На территории страны практически все водные объекты подвержены антропогенному влиянию, качество воды большинства из них не отвечает нормативным требованиям. Наибольшей антропогенной нагрузке подвергнется Волга со своими притоками Камой и Окой. Среднегодовая токсичная нагрузка на экосистемы Волги в 6 раз превосходит нагрузку на водные экосистемы других регионов страны. Качество вод Волжского бассейна не соответствует гигиеническому, рыбохозяйственному и рекреационному нормативам.

Загрязнение морей. Все внутренние и окраинные моря Российской Федерации испытывают интенсивную антропогенную нагрузку как самой акватории, так и в результате хозяйственной деятельности на водосборном бассейне. Для морских берегов характерно развитие абразионных процесссов, более 60% береговой линии испытывает разрушение, размыв и подтопление, что наносит значительный ущерб народному хозяйству и является дополнительным источником загрязнения морской среды. Особую опасность вызывает захоронение радиоактивных отходов в северных морях. В последние годы контроль за качеством морских вод несколько ослаб и проводится по сокращенной программе в связи с недостаточным финансированием.

Лесные ресурсы. Россия располагает площадью, равной около 1,2 млрд га (более 20% мировой площади лесов), и почти 25% мировых запасов древесины. Однако расчетная лесосека используется нерационально. Систематически допускаются перерубы хвойных пород и лишь наполовину используется расчетная лесосека по лиственным породам деревьев. Велики отходы при заготовке и использовании леса. При переработке теряется около 20% древесины. Лесовосстановительные работы отстают от рубки леса ежегодно на 1,1 млн га. Значительный ущерб наносят пожары.

Идет процесс истощения лесов от загрязнения атмосферы вредными выбросами. Заметную роль в снижении устойчивости лесных насаждений оказывают вредители и болезни леса. Происходит увеличение площади очагов вредителей леса.

Продолжается деградация и обеднение растительного покрова, особенно естественных кормовых угодий в связи с высокими пастбищными нагрузками и неудовлетворительным уходом за сенокосами. Так, в Новосибирской области биологическая продуктивность сенокосов снизилась в 2 - 3, а хозяйственная - в 3 - 4 раза.

Свидетельством общего биологического истощения страны является уменьшение видового разнообразия флоры и фауны. Под угрозой исчезновения находится каждый десятый вид птиц, каждый пятый вид растений и млекопитающих и каждый четвертый вид земноводных и пресмыкающихся, 553 вида высших растений и 463 вида животных.

 

 

Задачи контрольной работы

 

Задача 1

Задание. Определить годовое количество и вес люминесцентных ртуть- содержащих ламп, подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, для условий, представленных в табл.1 .

Разработать мероприятия по складированию и утилизации отработан- ных люминесцентных ламп.

 

Таблица 1

 

Номер задания	Назначение освещения	Тип ламп	Количе- ство ис- пользуе- мых ламп	Срок службы лампы	Число часов работы лампы в году	Вес одной лампы
			n	q	t	т
			шт	час	час	кг
10	Уличное освещение	ДНАТ-250	80	14000	2100	0,25

 

 

 

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

 

 

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

q - срок службы лампы, час;

t - число часов работы лампы в году, час.

 

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

 

 

 

т - вес одной лампы, кг

 

3. Лучший способ избавиться от люминесцентных ламп, это не бросать их в мусор, а утилизировать их вместо этого в специальное оборудование. Флуоресцентные модели полностью безопасны для использования. Но если повредить тубу, то яды начнут испаряться и вредить окружающей среде. Контейнер для утилизации люминесцентных ламп представляет собой герметичный корпус, который выполнен из специального сплава стекла или легированной стали. На крышке либо сбоку располагается отверстие, которое закрывается при помощи автоматической защелки. Как только Вы проталкиваете лампу в него, крышка герметично закрывается, пары не проникают во вне, все совершенно безопасно.

В городе Иркутске можно сдать отработанные   люминесцентные  лампы

в компанию ООО ЭКОМ  по адресу  664003, г. Иркутск, Кировский район, ул. Карла Либкнехта, д. 58, оф. 24. Предварительно заключив договор на утилизацию.

 

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 (NOх ), сажу (С) и сернистый газ (SO2).

Исходные данные для расчета принять в соответствии с табл.2.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

Номер задания	Марка автомобиля	Тип двигателя внутреннего сгорания (ДВС)	Число дней работы в году		Суточный пробег автомобиля
			Холодный период ( Х)	Теплый период (Т)
			Тх	Тm	L
			дн	дн	км
10	Газель Газ3221	Б	220	120	100

 

Годовое количество загрязняющих веществ при движении автомобилей по

дорогам рассчитывается отдельно для каждого наименования (СО, СН, NOх, С и SO2) по формуле

 

 

где – пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении

автомобилей в теплый и холодный периоды года, г/км. Значения принимаются в соответствии с данными табл. 3

L – суточный пробег автомобиля, км;

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

 

Таблица 3

 

 

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми

автомобилями отечественного производства

 

Тип автомобиля	Тип ДВС	Удельные выбросы загрязняющих веществ
		CO		CH				C		SO2
		T	X	T	X	T	X	T	X	T	X
Газель	Б	22,7	28,5	2,8	3,5	0,6	0,6	-	-	0,09	0,11

 

 

МСО=(22,7*120+28,5*220)*100*10-6=899400*10-6=0,9

МСН=(2,8*120+3,5*220)*100*10-6=110600*10-6=0,1

МNOx=(0,6*120+0,6*220)*100*10-6=20400*10-6=0,02

MSO2=(0,09*120+0,11*220)*100*10-6=3500*10-6=0,003

 

 

Задача 3

Задание. Определить годовое количество пыли, выбрасываемой в атмосферу при погрузке горной породы в автосамосвал БеЛАЗ 548.

Исходные данные в табл. 4.

 

Таблица 4

 

Номер задания	Влажность горной массы	Скорость ветра в районе работ	Высота разгрузки горной массы	Часовая произ- води- тель- ность	Время смены	Число смен в сутки	Количество рабочих дней в году
	φ	V	Н	Q	t, см	N	T, г
	%	м/с	м	т/ч	час	шт	дн
10	6,9	7,3	1	1200	8	3	240

 

 

Мn=К1*К2*К3*Д*Q*tcм*N*Tг*10-6 , т/год,

 

где К1– коэффициент, учитывающий влажность перегружаемой горной по-

роды (принимается по табл.5);

К2– коэффициент, учитывающий скорость ветра в районе ведения экскаваторных работ (принимается по табл.6);

К3 – коэффициент, зависящий от высоты падения горной породы при

разгрузке ковша экскаватора в автомобиль (принимается по табл.7);

Д – удельное выделение пыли с тонны перегружаемой горной породы,

принимается равной 3,5 г/т;

Q – часовая производительность экскаватора, т/час;

tс - время смены, час;

N - количество смен в сутки, шт;

Tг - количество рабочих дней в году, дн.

 

К1=1,0;  К2=1,7 ; К3=0,6

Д=3,5 г/т

 

Годовое количество пыли, выделяющейся при работе экскаваторов, рас- считывается по формуле

 

Мn=1,0*1,7*0,6*3,5*1200*8*3*240*10-6=24675840*10-6=24,7 , т/год

 

Задача 4

«Интегральная оценка качества атмосферного воздуха»

Задание. Промышленное предприятие выбрасывает в атмосферу несколько загрязняющих веществ с концентрациями в приземном слое Сi.

Требуется: 1) определить соответствие качества атмосферного воздуха требуемым нормативам; 2) оценить степень опасности загрязнения воздуха, если оно есть; 3) при высокой степени опасности определить меры по снижению загрязнения воздуха.

Исходные данные приведены в таблице 8.

Таблица 8

Номер задания	Загрязняющие вещества, i	Концентрация, Сi, мг/м3
10	оксид углерода	0,3
	ацетон	0,35
	фенол	0,09
	гексан	43,2

 

1. Для решения задачи рекомендовано  использовать индекс суммарного  загрязнения воздуха (Jm), который рассчитывается по формуле:

Jm=Σ(Сi·Ai)qi

 

где Сi – концентрация i-го вещества в воздухе; Аi – коэффициент опасности i-го вещества, обратный ПДК этого вещества: Аi = 1/ПДК; qi –коэффициент, зависящий от класса опасности загрязняющего вещества: q=1,5; 1,3; 1,0; 0,85 соответственно для 1-го, 2-го, 3-го и 4-го классов опасности.

2. Значения ПДК для заданных  загрязняющих веществ и их  класс опасности взять из таблицы 9.

Таблица 9

№ п/п	Загрязняющее вещество	Среднесуточная концентрация, мг/м3	Класс опасности
1	окись углерода	3,0	4
2	ацетон	0,35	4
3	фенол	0,003	2
4	гексан	60,0	4

 

 

Jm=∑(0.3*0,85)0,85+(0.35*2,8)0,85+(0.09*333,3)1.3+(43,2*0,016)0,85=0,1+1+83,2+0,75=85,05>6  Чрезвычайно опасное загрязнение.

 

3. Для улучшения состояния атмосферы необходимо:  
-Руководству промышленного предприятия принять программы экологизация производства.  
-Реконструировать и модернизировать очистные сооружения и промышленное оборудование.  
-Улучшить промышленные технологии, добиться наибольшей безотходности производства, повысить эффективность технологических процессов.  
-Использовать новейшие и безопасные источники энергии.

 

Задача 5

«Определение степени загрязнения водоносного пласта при разовом воздействии фактора загрязнения» (из учебных материалов проф. В.А. Филонюка).

Условие задачи: При бурении вертикальной скважины с применением промывочной жидкости, содержащей добавку поверхностно-активного вещества – сульфанола, произошел в пределах водоносного пласта аварийный сброс бурового раствора.

Требуется определить: 1) предполагаемую конфигурацию размеры ореолов загрязнения в водоносном горизонте на время t1, t2, и t3 после аварийного сброса; 2) степень разбавления загрязняющего потока по состоянию на время t1, t2, и t3; 3) Интервал времени t4, после которого концентрация сульфанола в водоносном пласте достигнет ПДК, т.е. санитарной нормы.

 

 

 

Параметры водоносного пласта	Ед. изм.	Номер задания
		0
Мощность пласта, Н	м	8
Эффективная пористость, Пэф	%	4
Скорость потока, V	см/сек	2,9
Скорость диффузии V0	см/сек	0,2
Объем аварийного выброса, Q	м3	1,5
Концентрация загрязняющего вещества, С	%	2,7
Интервалы времени, t1 t2 t3	час час час	1 3 15
Условные ПДК	мг/л	0,01