Контрольная работа по "Экология". 10

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  ТЕХНОЛОГИЙ и 

УПРАВЛЕНИЯ имени К.Г. РАЗУМОВСКОГО»

(ФГБОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. РАЗУМОВСКОГО)

ИНСТИТУТ ТЕКСТИЛЬНОЙ  И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

 

Кафедра экологии и безопасности жизнедеятельности

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 ПО ДИСЦИПЛИНЕ «экология»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Масловская  Е.А.

2 курс, спец. 262200.1,

СП

 

 

 

 

 

 

 

Бобруйск, 2012

1. Понятие о биосфере.

  Идея о влиянии жизни на природные процессы на огромных пространствах Земли была впервые научно обоснована на рубеже XIX и XX столетий в трудах В. В. Докучаева, который указал на зависимость типа почвообразования не только от климата, но и от совокупного влияния растительности и животных. Термин «биосфера» использовал в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс для обозначения оболочки Земли, населяемой живыми организмами.

 

 В 20‑х годах прошедшего века в трудах В. И. Вернадского было разработано представление о биосфере как глобальной единой системе Земли, где весь основной ход геохимических и энергетических превращений определяется жизнью. Идеи В. И. Вернадского намного опередили состояние современной ему науки и в должной мере были оценены лишь во второй половине века, после возникновения концепции экосистем. Большинство процессов, меняющих в течение геологического времени лик нашей планеты, рассматривали ранее как чисто физические, химические или физико‑химические явления (размыв, растворение, осаждение, гидролиз и т. п.). В. И. Вернадский впервые создал учение о геологической роли живых организмов, показав, что деятельность живых существ является главным фактором преобразования земной коры.

 

Биосферой  В. И. Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которой существует или когда‑либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов.

 

 Участие каждого отдельного  организма в геологической истории  Земли ничтожно мало. Однако живых  существ на Земле бесконечно  много, они обладают высоким  потенциалом размножения, активно  взаимодействуют со средой обитания  и в конечном счете представляют  в своей совокупности особый, глобальных масштабов фактор, преобразующий  верхние оболочки Земли. 

 

 Значение организмов  обусловлено их большим разнообразием,  повсеместным распространением, длительностью  существования в истории Земли,  избирательным характером биохимической  деятельности и исключительно  высокой химической активностью  по сравнению с другими компонентами  природы. 

 

 Всю совокупность организмов  на планете В. И. Вернадский  назвал живым веществом,  рассматривая  в качестве его основных характеристик  суммарную массу, химический состав  и энергию. 

 

Косное вещество,  по В. И. Вернадскому, – это совокупность тех веществ в биосфере, в образовании  которых живые организмы не участвуют.

 

Биогенное вещество  создается  и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов. Это источник чрезвычайно  мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть). После  образования биогенного вещества живые  организмы в нем малодеятельны.

 

 Особой категорией  является биокосное вещество.  В. И. Вернадский писал, что  оно «создается в биосфере  одновременно живыми организмами  и косными процессами, представляя  системы динамического равновесия  тех и других». Организмы в  биокосном веществе играют ведущую  роль. Биокосное вещество планеты  – это почвы, кора выветривания, все природные воды, свойства  которых зависят от деятельности  на Земле живого вещества.

 

 Биосфера, таким образом,  – это та область Земли,  которая охвачена влиянием живого  вещества. С современных позиций  биосферу рассматривают как наиболее  крупную экосистему планеты, поддерживающую  глобальный круговорот веществ. 

 

 Современная жизнь  распространена в верхней части  земной коры (литосфере), в нижних  слоях воздушной оболочки Земли  (атмосферы) и в водной оболочке  Земли (гидросфере).

 

 В глубь Земли живые  организмы проникают на небольшое  расстояние. В литосфере жизнь  ограничивает, прежде всего, температура  горных пород и подземных вод,  которая постепенно возрастает с глубиной и на уровне 1,5‑15 км уже превышает 100 °C. В нефтяных месторождениях на глубине 2–2,5 км бактерии регистрируются в значительном количестве. В океане жизнь распространена на всех глубинах и встречается даже на дне океанических впадин в 10–11 км от поверхности, так как температура там около 0 °C. Однако, по В. И. Вернадскому, нижнюю границу биосферы следует проводить еще глубже. Постепенно накапливающиеся в океане гигантские толщи осадочных пород, происхождение которых связано с деятельностью живых существ, – это тоже части биосферы (рис. 161). В соответствии с динамическими процессами в земной коре осадочные породы постепенно вовлекаются в глубь ее, метаморфизируясь под действием высоких температуры и давления. Метаморфические породы земной коры, происходящие из осадочных, в конечном счете, также производные жизни.

 

 

 

2. Что вы знаете о таких явлениях как  ‟парниковый эффект”, ‟озоновые  дыры”, ‟кислотные дожди”, ‟пыльные бури”.

  Парниковый эффект – подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии, которая появляется в атмосфере из-за нагревания газов. Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле – это водяные пары и углекислый газ.

 

Явление парникового эффекта  позволяет поддерживать на поверхности  Земли температуру, при которой  возможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал, средняя температура поверхности  земного шара была бы значительно  ниже, чем она есть сейчас. Однако при повышении концентрации парниковых газов увеличивается непроницаемость  атмосферы для инфракрасных лучей, что приводит к повышению температуры  Земли.

 

   Озоновые дыры представляют собой явление низкой концентрации озона в стратосфере, которая находится в верхней атмосфере земли на высоте от 10 до 50 км, где присутствует слой повышенной концентрации озона, называемый озоносферой.

  Озоновые дыры располагаются, в основном, в полярных регионах, таких, как Антарктида. А в последнее время наблюдается в районе Южной Аргентины и Чили. Для человека это грозит повышением раковых образований кожи. Но если человек может защитить себя от ультрафиолетового излучения, животный и растительный мир остается перед ним беззащитным.

 

   Кислотные дожди - это дожди, кислотность которых выше нормальной величины. В свою очередь мерой кислотности есть параметр pH (т.е. водородный показатель). По уровню и значению pH разделяют на: от 02 (очень высокая кислотность), 7 ( нейтральная Среда) до 14 (щелочная среда), для сравнения чистая вода имеет рН=7. А дождевая вода с нормальными параметрами имеет pH=5,6. В результате, чем будет ниже величина pH, тем будет выше кислотность. Поэтому все дожди, которые имеют РН меньше 5,5 являются кислотными. Если кислотность воды ниже 5,5 , то дожди считаются кислотными.

   В водных артериях нашей планеты кислотные дожди приводят к гибели рыб и других обитателей водоемов. Кислотные дожди также серьезно влияют и на животных суши, поскольку многие птицы и звери зачастую завязаны с водными экосистемами.

 Вместе с водоемами  последствия кислотных дождей  ощущают и леса, потому что  кислоты разъедают защитный слой  листьев, а это прямая угроза  для растений со стороны насекомых  и других микроорганизмов.

  А если происходит  разрушение лесной экосистемы, то  в этот же момент начинается  засорение водоемов, эрозия почвы,  наводнение и т.д.

 

 

  ПЫЛЬНАЯ БУРЯ — сильный ветер типа суховея, выдувающий и переносящий на большие расстояния огромные массы мелкоземистых частиц почвы, а в пустынях песка (песчаная буря). Пыльные бури распространены в пустынях, полупустынях, распаханных степях и южных лесостепных районах. Они наносят большой ущерб хозяйству, уничтожая плодородный слой почвы, засыпая посевы, дороги, водоемы. Сильные пыльные бури поднимают на воздух и переносят миллионы тонн пыли на сотни и тысячи километров резко ухудшая видимость (черные бури). Пыльные бури часты в Сахаре, на Аравийском полуострове, Ближнем Востоке, в Монголии, Китае, в центральных частях США, в пампе Южной Америки, Австралии. В СНГ северная граница пыльных бурь — Харьков, Уфа, Оренбург, предгорья Алтая. Борьба с ними — полезащитное лесоразведение, безотвальная пахота, снегозадержание и другие агромероприятия.

 

 

3. Экономический механизм охраны окружающей среды.

   В состав экономического механизма входят:

 Лицензирование природопользования.

Плата за использование природных  ресурсов.

Плата за загрязнение окружающей среды.

Экологические фонды.

Экологическое страхование.

Экономическое стимулирование охраны окружающей среды.

 

Договор, лицензия и лимиты на природопользование

определяются законом  следующим образом:

 

Договор на комплексное природопользование заключается между природопользователем и исполнительным органом власти края, области, автономной области, автономного  округа, района, города на основе заключения экологической экспертизы на предполагаемую хозяйственную или иную деятельность и лицензии (разрешения) на комплексное  природопользование.

 

Договор на комплексное природопользование предусматривает условия и порядок  использования природных ресурсов, права и обязанности природопользователя, размеры платежей за пользование  природными ресурсами, ответственность  сторон и возмещение вреда, порядок  разрешения споров.

 

Лицензия (разрешение) на комплексное  природопользование выдается природопользователю  специально уполномоченными на то государственными органами Российской Федерации в  области охраны окружающей природной  среды с указанием:

вида, объема и лимита хозяйственной  деятельности по использованию природных  ресурсов;

экологических требований, при  которых допускается использование  природных ресурсов, последствий  несоблюдения этих требований.

 

Лимиты на природопользование являются системой экологических ограничений  по территориям и представляют собой  установленные предприятиям-природопользователям на определенный срок объемы предельного  использования (изъятия) природных  ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную  среду и размещения отходов производства.

 

Законом предусматривается  платность природопользования, включая  плату за природные ресурсы, загрязнение  окружающей природной среды и  другие виды воздействия.

 

Плата за природные ресурсы (землю, недра, воду, леса и иную растительность, животный мир, рекреационные (зоны отдыха, пляжи и т. п.) и другие природные  ресурсы) взимается:

за право пользования  природными ресурсами в пределах установленных лимитов;

за сверхлимитное и  нерациональное использование природных  ресурсов;

на воспроизводство и  охрану природных ресурсов.

 

Плата за загрязнение окружающей природной среды и другие виды воздействия взимается за:

выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов и другие виды загрязнения в пределах установленных  лимитов;

выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов и другие виды загрязнения сверх установленных  лимитов.

 

Плата за нормативные и  сверхнормативные выбросы и сбросы вредных веществ, размещение отходов  перечисляется предприятиями, учреждениями, организациями в бесспорном порядке: 90% - на специальные счета внебюджетных государственных экологических  фондов, 10% - в доход республиканского бюджета Российской Федерации для финансирования деятельности территориальных органов государственного управления в области охраны окружающей природной среды.

 

Экономическое стимулирование охраны окружающей природной среды  осуществляется путем:

установления налоговых  и иных льгот, предоставляемых государственным  и другим предприятиям, учреждениям  и организациям, в том числе  природоохранным, при внедрении  малоотходных и безотходных технологий и производств, использовании вторичных  ресурсов, осуществлении другой деятельности, обеспечивающей природоохранный эффект;

освобождения от налогообложения  экологических фондов;

передачи части средств  экологических фондов на договорных условиях под процентные займы предприятиям, учреждениям, организациям и гражданам  для реализации мер по гарантированному снижению выбросов и сбросов загрязняющих веществ;

установления повышенных норм амортизации основных производственных природоохранных фондов;

применения поощрительных  цен и надбавок на экологически чистую продукцию;

введения платы за нормативные  и сверхнормативные выбросы и  сбросы вредных веществ, размещение отходов и другие вредные воздействия  на окружающую среду;

применения льготного  кредитования предприятий, учреждений, организаций независимо от форм собственности, эффективно осуществляющих охрану окружающей природной среды.

    

    4. Очистка сточных вод.

Очистка сточных вод —  комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах. Обычно осуществляется в КОС установках.

 

Очищение происходит в  несколько этапов:

механический

биологический

физико-химический

иногда дезинфекция сточных  вод.

Сущность  механического метода заключается  в том, что из сточных вод путем  отстаивания и фильтрации удаляются  механические примеси. В зависимости  от размеров грубодисперсные частицы  улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные  загрязнения — нефтеловушками, маслоуловителями, смол уловителями и т. д. Механической очисткой можно достигнуть выделения  из бытовых сточных вод до 60% нерастворимых  примесей, а из производственных —  до 95%.

    Физико-химическая очистка состоит в добавлении к сточным водам химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами и способствующих выпадению нерастворимых и частично растворимых веществ. В качестве адсорбентов применяют естественные и искусственные материалы. Естественные — это глины, торф, а искусственные — активированные угли. Из физико-химических методов широко применяется очистка воды от загрязнителей хлорированием.

   Физико-химический метод очистки дает возможность уменьшить количество нерастворенных загрязняющих веществ сточных вод до 95% и растворенных до 25%.

  Механический и физико-химический  методы являются первыми этапами  очистки сточных вод, после  чего они направляются на биологическую  очистку.

Метод биологической очистки  заключается в минерализации  органических загрязнений сточных  вод при помощи аэробных биохимических  процессов. После биологической  очистки вода становится прозрачной, не загнивающей, содержащей растворенный кислород и нитраты. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, аэротенки и биологические пруды. В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Эта пленка является действующим началом в биофильтрах. Благодаря ей интенсивно протекают процессы биохимического окисления.

  Аэротенки — это железобетонные резервуары, обычно больших размеров, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом.

  В естественных условиях  для биологической доочистки  сточных вод используют биологические  пруды и поля орошения или  поля фильтрации.

Биологические пруды —  это неглубокие земляные резервуары, обычно 0,5—1 м, в которых происходят те же процессы, что и при самоочищении водоемов. Они работают при температуре  не менее 6°С. Обычно их устраивают в  виде 4—5 серий на местности, имеющей  уклон. Располагают ступенями так, что вода из верхнего пруда самотеком  направляется в нижерасположенный. Поля фильтрации предназначены только для биологической доочистки (очистки) сточных вод. На полях орошения одновременно с очисткой вод производится выращивание  кормовых сельскохозяйственных культур  или трав.

   Расчет допустимого состава сточных вод по концентрации взвешенных веществ Св - проводится по формуле :  

      ПДС = Q^ Сст:

     

      С_о.взв≤С_в.взв+nПДК_взв

 

       С=t(C_oQ_v+∑C_вQ_в)/V

 

где V - объем водоема; t = V / (Qv + - Q„) - период полного обмена воды в водоеме; Q п. - потери чистой воды водоема, например при испарении.

 

  5.  Экологические фонды и экологическое страхование.

  Для решения природоохранных задач, восстановления потерь в окружающей среде, компенсации причиненного вреда создана единая система внебюджетных государственных экологических фондов. В ней объединяются Федеральный экологический фонд, фонды субъектов Российской Федерации и местные фонды. Они действуют на основании постановления Правительства РФ "О Федеральном экологическом фонде Российской Федерации и экологических фондах на территории Российской Федерации" от 29 июня 1992 г. .

 

Фонды образуются из средств, поступающих от предприятий, учреждений, организаций, граждан, в том числе  платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ, за размещение отходов; сумм, полученных по искам о возмещении вреда, и штрафов за экологические  правонарушения; средств от реализации конфискованных орудий охоты и рыболовства, незаконно добытой с их помощью  продукции; инвалютных поступлений  от иностранных юридических лиц  и граждан.

 

Средства фондов распределяются в следующем порядке:

 

60% – на природоохранные  мероприятия городского и районного  значения;

 

30% – на мероприятия  субъектов Федерации;

 

10% – на мероприятия  федерального значения.

 

 Запрещается расходование  средств экологических фондов  на цели, не связанные с природоохранной  деятельностью. Предметом дискуссии  продолжают служить проблемы  расходования этих средств: немало  представлений и протестов прокуроров  по поводу незаконного использования  экологических фондов на оборудование  кабинетов, зарубежные поездки,  на премирование штатных сотрудников;  многие иски прокуроров удовлетворены  судами, и фондами возмещается  причиненный ущерб. Задача заключается  в усилении общественного и  государственного контроля над  расходованием средств экологических  фондов исключительно на природоохранные  нужды.

 

 

Набирает силу такой элемент  экономического механизма охраны среды, как экологическое страхование. Оно может быть добровольным или  обязательным, на случаи экологического, стихийного бедствия, от аварий, катастроф. Страховое возмещение включает компенсацию  ущерба, расходы по очистке загрязненной территории и приведению ее в пригодное  состояние, расходы по спасению жизни  и имущества лиц, которым в  результате страхового события причинен вред.

 

Типовым договором экологического страхования предусматриваются  объекты и условия страхования, уплата платежей и сроки действия, страховые возмещения и защита, обязанности  страховщика.

 

 

 

Задача.

 

 

Расчет приземных  концентраций загрязняющих веществ  в атмосферном воздухе  от источника  выброса.

 

Высота источника выброса  над уровнем земли, H- 20 м.

Диаметр устья источника, Д- 1.0 м.

Скорость выхода газовоздушной  смеси,_о- 5.0 м/с.

Температура газовоздушной  смеси, Т_г-– 100⁰С.

Температура окружающего  воздуха, Т_в-–   -3.5⁰С.

Выброс окислов азота, М-–  0.2 г/с.

Скорость ветра – 5.5 м/с.

Максимально разовая предельно  допустимая концентрация (ПДК) окислов  азота—0.085мг/м³.

Концентрация окислов  азота от перпендикулярной оси Х  на расстоянии Y определяется для следующих значений:

    Y₁=5м;   Y₂=14м ;     Y₃=18м.

Санитарно– защитная зона – 50 м.

                                                               

                                                                                      Решение. 

Максимальное значение приземной  концентрации вредного вещества С_м при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника достигается на расстоянии Х_м от источника и определяется по формуле:

            

C_м= (мг/м³)

М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в  единицу времени.

А – коэффициент, зависящий  от температурной стратификации  атмосферы в районе размещенных  предприятий и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе;

В - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; для вредных газообразных веществ (оксидов серы, окислов азота, фтористого водорода, оксидов углерода, углеводородов, скорость упорядоченного оседания, которых практически равна нулю)= 1;

m и n  - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

- безразмерный коэффициент, учитывающий  влияние рельефа местности, в  случае ровной или слабопересеченной  местности с перепадом высот  не превышающим 50 м на 1 км, = 1;

- высота источника выброса над  уровнем земли, м;

- разность между температурой  выбрасываемой газовоздушной смеси  T_г  и температурой окружающего атмосферного воздуха T _в ,⁰C;

V- эффективный объем газовоздушной смеси, м3/с, определяемый по формуле

 

 где D - диаметр устья источника выброса, м;

- средняя скорость выхода  газовоздушной смеси из устья  источника выброса, м/с;

V=*5=3.927

 

 

 

⁰C

 

Значения  коэффициентов  и определяются в зависимости от параметров , :

 

ƒ=1000*=0.604

 

 при f<100     m= 1

 

 

ν_m=0.65* = 1.77

 

 

n=1

Определим значение приземной концентрации загрязняющего  вещества в атмосфере  , мг/м³

 

C_max= = 0.01

 

Расстояние x_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения с_м, определяется по формуле

где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формуле:

 

d= 4.35*1.77*(1+0.28*) = 9.5

 

x_m = * 9.5*20= 190

 

Расчет  приземных концентраций вредных  веществ  в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях (0.5х_m и 1.5х_m) от источника выброса должны определяться по формуле

 

где - безразмерная величина, определяемая при опасной скорости ветра в зависимости от отношения / по формулам

 

при 1

при 1< 8

 

Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере с_y (мг/м³) на расстоянии у (м) по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле

  C_{y =}S_2*C_max

где s₂ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра и (м/с) и отношения у/х по значению аргумента t_y:

  = 0.7

 

= 0.9

 

C = 0.007

 

C = 0.009

 

t_y1 = =0.003; t_y2 = = 0.03; t_y3 = = 0.05

 

= = 0.01;  = = 0.1;  = = 0.2

 

= = 0.002;  = = 0.01;  = = 0.02

 

= 0.97;   = 0.74;  = 0.6

 

= 0.9;  = 0.37;   = 0.14

 

= 0.98;   = 0.9;   = 0.82

 

C_y1 = 0.97*0.01 = 0,0097; C_y2=0.74*0.01=0,0074; C_y3=0.6*0.01=0,006

 

= 0.9*0.007=0,006; =0.37*0.007=0.003; =0.14*0.007=0.001

 

_{= 0.98*0.009= 0.0088;} =0.9*0.009=0.0081; =0.82*0.009 = 0.0074

 

Графическая часть работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

 

Н.М. Чернова, А.М. Былова ”Общая экология” 2007г.

 

Кулагина Т.А. Теоретические основы защиты окружающей среды: Учеб. Пособие/Т.А. Кулагина. 2-е изд., перераб. и доп. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003–332 с.

«Сборник  методик по расчету выбросов в  атмосферу загрязняющих веществ  различными производствами» – Ленинград, Гидрометиздат, 1986–161 с.