Контрольная работа по "Основам экологии и энергосбережения"

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Могилевский государственный университет им. А.А.Кулешова»

Исторический факультет

Кафедра истории и культуры Беларуси

Контрольная работа

по предмету «Основы  экологии и энергосбережения»

г.Могилев

ВАРИАНТ 13

Задание  1 по теме: Прикладная  экология. Экологические  проблемы промышленности.

Нормирование  загрязняющих веществ в воде и  почве.

Одним из основных элементов  окружающей среды является почва. Почва  — это природное образование, сформировавшееся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы  под действием воды, воздуха и  живых организмов. Почва состоит  из твердой, жидкой (почвенный раствор), газообразной и живой (почвенная  флора и фауна) частей.

Почва и подстилающие ее горные породы (грунт) оказывают большое  влияние на здоровье людей и санитарные условия жизни населения. Почве  принадлежит ведущая роль в круговороте  веществ в природе, обеззараживании  твердых и жидких отходов. Она  оказывает существенное влияние  на климат, химический состав растительных продуктов и, опосредованно, на продукты животного происхождения Загрязнение  почвы может оказать неблагоприятное  влияние на здоровье людей и животных, распространение инфекционных и  инвазионных заболеваний, ухудшение  качества продуктов питания, подземных  и поверхностных вод, атмосферного воздуха.

Принцип нормирования вредных  веществ в почве значительно  отличается от принципов нормирования вредных веществ в воде водоемов, атмосферном воздухе и продуктов  питания. Это связано с тем, что  основное поступление почвенных  загрязнителей в организм человека происходит не прямым путем, а опосредственно, через контактирующие с почвой среды  по сложным трофическим цепям. Начальным  звеном их является почва: почва —  растения (продукты питания) — человек; почва — корма — животные —  человек; почва — вода — человек; почва — атмосферный воздух —  человек, поэтому нормирование химических веществ в почве направлено, прежде всего, на предупреждение опасного для  здоровья людей вторичного загрязнения  через почву выращиваемых сельскохозяйственных растений, поверхностных и подземных  вод, атмосферного воздуха, а также  на сохранение барьерной функции  почвы (самоочищающей способности). Исходя из этой теоретической предпосылки, с учетом результатов научно-исследовательских  работ, выполненных ранее в гигиенических  учреждениях страны, была разработана  методология экспериментального обоснования  предельно допустимой концентрации (ПДК) химических веществ в почве.

Заложенные в ее основу научно — обоснованные принципы, критерии и показатели вредности отражают все возможные пути опосредственного воздействия почвенных загрязнителей  на организм человека и биологическую  активность почвы. Это транслокационный показатель вредности, характеризующий закономерности миграции веществ из почвы через корневую систему в сельскохозяйственные растения. Миграционный водный показатель отражает процессы возможного вымывания токсикантов из почвы в подземные и поверхностные воды. Миграционный воздушный показатель позволяет оценить уровень десорбции вещества из почвы в атмосферный воздух. Общесанитарный показатель характеризует уровень изменения биологической активности почвы под влиянием нормируемого вещества. Каждый из показателей вредности оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания вещества в почве, гарантирующего его переход в контактирующие среды в количествах, не превышающих ПДК для воды водоемов, атмосферного воздуха, ПДК для продуктов питания, а также отсутствие негативного влияния на самоочищающую способность почвы.

Наименьшая из 4-х обоснованных величин является лимитирующей и  принимается за ПДК нормируемого вещества, так как отражает наиболее опасный путь воздействия. Таким  образом, ПДК химического вещества в почве представляет собой комплексный  показатель безвредного для человека и почвенной биоты содержания химического вещества в почве.

Обязательным предварительным  этапом исследования является определение  стабильности нормируемого вещества в  почве, что позволяет определить целесообразность нормирования и прогнозировать возможный уровень загрязнения. Факультативно предусматривается  проведение санитарно-токсикологических  исследований. Их постановка предполагается при отсутствии (недостаточности) литературных данных или необходимости углубленного изучения нормируемого вещества.

Опыт нормирования показал, что в подавляющем большинстве случаев (более 60%) лимитирующим показателем является транслокация, т. е. переход загрязнителя из почвы в растения. Эта закономерность была положена в основу разработки расчетных методов обоснования ориентировочно допустимых количеств (ОДК) как для экзогенных химических веществ в почве (средства защиты растений), так и для ряда химических веществ природного происхождения, повсеместно присутствующих в почве, воде, пищевых продуктах (свинец, медь, никель, кадмий, цинк, мышьяк).

Гигиенические ПДК и ОДК  являются основными критериями антропогенного загрязнения почв химическими веществами.

Для ряда веществ обоснованы ПДК с учетом их совместного присутствия  в почве: ванадий + марганец, свинец + ртуть, изопропилбензол + альфа-метил  стирол. ПДК трех соединений представляют собой допустимые суммарные количества веществ одной группы соединений (ксилолы — орто-, мето-, пара-), вещества и их метаболиты (байлтон + метаболит, ДДТ и его метаболиты);

Для семи химических веществ (кобальт, марганец, медь, никель, свинец, цинк, фтор, хром) утверждены ПДК подвижных  форм этих элементов, что наиболее адекватно  отражает биологическую активность токсиканта в почве и его реальную опасность для различных факторов окружающей среды.

При наличии аналитических  данных по валовым и подвижным  формам элементов оценку почв проводят по более «жесткому» нормативу.

В случае отсутствия нормативов сравнение уровней загрязнения  почв проводится с местным фоном.

В условиях населенных пунктов  опасность химического загрязнения  почв усугубляется биологическим загрязнением. При большом химическом загрязнении  отмечается значительное микробное  и вирусное загрязнение почв, высокая  обсемененность яйцами гельминтов, среди  которых преобладают токсокары, аскариды и власоглавы. Наибольшую эпидемиологическую опасность представляют почвы и песок песочниц детских  садов, из которых выделялись сальмонеллы, вирусы и гельминты.

Обобщение многолетних исследований по оценке санитарного состояния  почв и изучению особенностей жизнедеятельности  патогенных энтеробактерий и геогельминтов  в условиях техногенного загрязнения  позволили обосновать необходимость  дифференцированной оценки почв, которая  базируется на двух основных положениях:

1) хозяйственное использование  территорий;

2) наиболее значимые пути  воздействия почв этих территорий  на человека. Исходя из этого,  опасность загрязнения почвы  населенных пунктов определяется  эпидемической значимостью, ролью  почвы как источника вторичного  загрязнения приземного слоя  атмосферного воздуха, и непосредственным  контактом с человеком.

Особое значение почвы  связано с опасностью передачи человеку возбудителей различных инфекционных заболеваний. В почвенной микрофлоре длительное время способны сохраняться  жизнеспособными и вирулентными возбудители многих инфекционных заболеваний. Сапрофитная микрофлора частично погибает при значительном химическом загрязнении  почвы. Это приводит к нарушению  процессов самоочищения, длительному  сохранению возбудители инфекционных заболеваний, повышению опасности  загрязнения подземных и поверхностных  водоисточников, человека и животных.

До сих пор не определена степень и класс опасности  твердых бытовых отходов (ТБО), которые  в своем составе имеют токсичные  вещества, в том числе, тяжелые  металлы (свинец, кадмий, никель, хром и  др.), патогенные микроорганизмы и жизнеспособные яйца гельминтов. За последние годы резко увеличилось использование  в быту зарубежных полимерных материалов. Бутылки из полиэтилена, поливинилхлорида и полиэтилентерефталата разлагаются  на полигонах в течение 25—30 лет.

Современные свалки — это  мины замедленного действия. Загрязнение  окружающей среды от них будут  действовать на потомков через грунтовые  и артезианские воды, поверхностные  водоемы, атмосферный воздух, почву.

Особого внимания требуют  медицинские отходы, которые опасны в эпидемиологическом отношении, поскольку  содержат патогенные микроорганизмы и  яйца гельминтов, а также могут  быть загрязнены токсичными и радиоактивными веществами. Медицинские отходы делятся  на 5 классов опасности. Класс А  — обычные твердые бытовые  отходы, не соприкасавшиеся с больными. Класс Б — опасные, иногда их называют рискованными, которые могут содержать  возбудителей инфекционных заболеваний 3 или 4 группы. Класс В - чрезвычайно  опасные, в составе которых могут  быть возбудители особо опасных  инфекций. Данная группа отходов ранжирована  с учетом эпидемиологической опасности. Четвёртый класс Г — токсикологически опасные отходы, близкие по составу  к промышленным. Пятый класс Д  — радиационно опасные отходы.

Источником загрязнения  окружающей среды токсичными химическими  веществами являются новые строительные материалы, изготовленные с применением  промышленных отходов (гальваношламов, шлаков мусоросжигательных заводов, золы ТЭЦ, отходов химической промышленности, производства минеральных удобрений  и др.). Это вызывает появление  нового фактора риска для здоровья человека в условиях жилых и общественных зданий.

Основными этапами установления экологических нормативов являются:

— расчет нормативов образования  отходов производства и потребления  и установление лимитов на их размещение в соответствии с классом опасности  образующихся отходов, ПДК или ОДК  химических веществ в почве и  требованиями природоохранительного  законодательства в области временного накопления и хранения отходов;

— согласование и утверждение  разработанных нормативов и получение  соответствующих разрешений в органах  исполнительной власти, осуществляющих управление в области охраны окружающей среды. При невозможности соблюдения нормативов могут устанавливаться  временные лимиты на размещение отходов, действующие только в период проведения мероприятий по достижению рассчитанных нормативов или внедрения наилучших  существующих технологий, позволяющих  поэтапно достичь соблюдения всех природоохранных  требований в области образования  и размещения отходов на территории военного объекта.

Разработанные нормативы  образования отходов производства и потребления, лимиты на их размещение, мероприятия по снижению негативного  действия образующихся отходов на окружающую среду могут представлять собой  отдельно разработанный документ или  же входить в состав экологического паспорта военного объекта (природопользователя).

Нормативы распространяются на воду подземных и поверхностных водоисточников, используемых для централизованного и нецентрализованного водоснабжения населения, для рекреационного и культурно-бытового водопользования, а также на питьевую воду и воду в системах горячего водоснабжения. Они могут использоваться также как один из гигиенических критериев безопасности морского водопользования населения. Нормируются ПДК и ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного водопользования.

ПДК в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного водопользования— максимальная концентрация вещества в воде, в которой вещество при поступлении в организм в течение всей жизни не оказывает прямого или опосредованного влияния на здоровье населения в настоящем и последующих поколениях, а также не ухудшает гигиенические условия водопользования.

ОДУ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного водопользования — временный гигиенический норматив, разрабатываемый на основе расчетных и экспресс-экпериментальных методов прогноза токсичности и применяемый только на стадии предупредительного санитарного надзора за проектируемыми или строящимися предприятиями, реконструируемыми очистными сооружениями.

Значимость ПДК и ОДУ  в системе водно-санитарного законодательства определяется тем, что:

• соблюдение этих нормативов создает благоприятные условия водопользования, обеспечивая безопасность воды для здоровья населения;
• наличие нормативов позволяет рассчитать нормы предельно допустимого сброса и использовать их при предупредительном и текущем санитарном надзоре;
• сопоставление реальных уровней содержания веществ в воде с их ПДК или ОДУ дает возможность судить, в какой мере вредны и при каких условиях могут быть безвредными промышленные и другие загрязнения, а также оценить эффективность водоохранных мероприятий;
• гигиенические нормативы необходимы при выборе приоритетных показателей загрязнения воды;
• сертификация материалов, реагентов, оборудования, технологий, используемых в системах водоснабжения и очистки сточных вод, проводится с использованием гигиенических нормативов мигрирующих в воду веществ.

Методология гигиенического нормирования химических веществ в  воде водоемов, пройдя на протяжении многих лет не менее 10 этапов (в 1941 г. были установлены первые ПДК для трех веществ: свинца, мышьяка, фенола), сформировалась как сложная, многокомпонентная система, учитывающая все виды неблагоприятного влияния на человека.

Регламентирование химических веществ в воде водоемов отличается рядом особенностей. Первая из них  связана с универсальной ролью  воды в природе и народном хозяйстве, причем требования к качеству воды различаются в зависимости от вида ее использования (хозяйственно-питьевое, культурно-бытовое, рыбохозяйственное, промышленное). В настоящее время  общепризнано, что критерием загрязнения  водного объекта может служить  не сам факт поступления в него химических веществ, а характер и  степень наступающего вследствие этого  ограничения того или иного вида водопользования. С гигиенических  позиций уровень загрязнения  воды оценивается только по степени  ограничения хозяйственно-питьевого  и культурно-бытового водопользования. Все другие неблагоприятные воздействия  не входят в компетенцию гигиенистов  и должны изучаться соответствующими специалистами.

Вторая особенность связана  с предыдущей и заключается в  том, что гигиенические нормативы  регламентируют содержание загрязняющих химических веществ только в тех  водоемах, которые используются населением для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых  целей, включая рекреационное водопользование. При этом нормативы направлены на охрану водного объекта не на всем его протяжении или в местах выпуска  сточных вод, а только у первого  пункта водопользования населения.

Третья особенность регламентирования  химических веществ связана с  тем, что вода используется населением не только для питья, приготовления  пищи, но и для хозяйственно-бытовых (стирка, мытье), рекреационных (отдых, занятия спортом) целей. Поэтому  при нормировании веществ в воде учитывается не только непосредственное вредное влияние их на организм (санитарно-токсикологический признак вредности), но и влияние на органолептические свойства воды (органолептический признак вредности) и на процессы самоочищения водоемов (общесанитарный признак вредности). Большинство химических веществ, синтезируемых в промышленности, способно изменять органолептические свойства воды, т. е. вызывать появление запаха, окраски, привкуса, а некоторые из них, попадая в воду, вызывают образование пены, пленки на ее поверхности. Такие изменения качества воды вызывают у населения негативную реакцию, вплоть до отказа от использования воды не только для питья, но и для других нужд. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению санитарного состояния условий проживания населения.

Самоочищение водных объектов представляет собой сложный биологический (биохимический) процесс, обусловленный  нормальной жизнедеятельностью биоценоза. В природных условиях, когда загрязнение  воды невысокое, непрерывно происходят взаимосвязанные процессы превращения  органических и неорганических веществ  в направлении, благоприятном в  гигиеническом отношении. Загрязнение  воды химическими веществами в опасных  концентрациях может нарушить эти  нормальные процессы и привести к  изменению санитарного состояния  водного объекта — его загниванию, замедлению отмирания патогенной микрофлоры и в конечном итоге к ограничению  его использования населением. Поэтому  при гигиеническом нормировании веществ в воде определяются границы, при которых не будут нарушены условия хозяйственно-питьевого  водоснабжения.

Таким образом, при обосновании  нормативов для воды водных объектов должно учитываться не только прямое вредное влияние химических веществ  на организм, но и опосредованное действие — создание благоприятных условий  водопользования, т. е. принимаются во внимание три признака вредности: органолептический, токсикологический и общесанитарный.

Соблюдение правил и рекомендаций, изложенных в методических документах, не исключает инициативы авторов  исследований в использовании новых  методов, адекватных особенностям биологического действия изучаемых веществ.

Общими критериями и принципами разработки гигиенических нормативов в воде водоемов являются:

• использование системы последовательного обоснования нормативов веществ как основы планирования исследований;
• переход от эмпирического получения данных по единой стандартной схеме нормирования к различным по сложности схемам исследований и оценки результатов в зависимости от свойств и особенностей токсического действия нормируемого химического соединения;
• обязательное использование методов прогноза токсичности и опасности веществ для планирования экспериментов и верификации полученных результатов;
• комплексное изучение неспецифических и специфических реакций организма на интоксикацию с учетом предполагаемого или известного механизма действия вещества (и/или близких по структуре веществ);
• изучение стабильности и оценка относительной опасности исходного вещества и продуктов трансформации как одного из ведущих критериев вредности;
• использование результатов эпидемиологических исследований для коррекции величин ПДК и принятия решения о необходимости обоснования региональных нормативов.

В перспективе, по мере накопления соответствующих данных, необходимо проводить:

• учет «судьбы» вещества в окружающей среде;
• контроль транссредовых переходов, накопления в объектах окружающей среды, биоаккумуляции и накопления в трофических цепях — для разработки рекомендаций о необходимости регионального нормирования на основе допустимой суточной дозы (ДСД);
• альтернативные методы оценки токсичности и опасности веществ;
• изучение биотрансформации;
• оценку иммунотоксического действия веществ и др.

Основными задачами исследований по обоснованию ПДК являются комплексное  изучение характера и степени  опасности загрязняющих водоемы  веществ и определение уровней  их безвредности. В результате исследований должны быть получены характеристики веществ по трем признакам вредности  и данные об их стабильности и способности  к биотрансформации в водной среде.

Исключение составляют вещества, применяемые в процессе очистки  на водопроводных сооружениях, ПДК  для которых устанавливаются  не по трем, а по двум признакам вредности  — органолептическому и санитарно-токсикологическому.

Это гармонизация гигиенических  нормативов с зарубежными стандартами, выбор приоритетных веществ, загрязняющих воду, использование альтернативных методов — биотестирования, экологических  нормативов — при оценке качества воды для человека.

Большое значение придается  гармонизации нормативов галогенсодержащих  соединений — опасных для здоровья человека веществ, образующихся при  дезинфекции воды хлором. Поступают  галогенсодержащие соединения в  организм не только с питьевой водой, но и через неповрежденную кожу, а также через легкие с воздухом ванных комнат и жилых помещений, который насыщается этими соединениями при обычных бытовых процессах. В настоящее время невозможно полностью избежать образования  галогенсодержащих соединений под  действием газообразного хлора  — основного реагента в практике водоподготовки. Складывается ситуация, при которой хлорированную водопроводную  воду используют для питья и бытовых  целей миллионы людей.

В настоящее время методология  гигиенического нормирования не ограничивается рамками установления ПДК и ОДУ  веществ в воде. Для современного этапа ее развития характерна актуальность новых важных направлений, нуждающихся  в разработке и совершенствовании.

Задание 2 по теме: Биотические факторы.

1. б

2. а

3. а

4. а

5. б

6. а

7. б

8. в

9. б

10. б

11. в

12. в

Задание 2 по теме: Основы энергосбережения

Ветроэнергетика: потенциал и возможности использования  в Республике Беларусь

Беларусь не располагает  собственными топливно-энергетическими  ресурсами (ТЭР). Лишь 15% собственных  ТЭР покрывают потребности страны, остальные 85% импортируются — в  основном из России. В последние  годы наблюдается постоянный рост цен  на топливо и импортируемую электроэнергию. Этот рост будет иметь место и  далее до достижения мировых цен. В связи с этим для Беларуси чрезвычайно важно включать в  топливно-энергетический баланс вторичные  энергоресурсы и возобновляемые источники энергии, одним из которых  является ветер.

Ветроэнергетика, как и  любая отрасль хозяйствования, должна обладать тремя обязательными компонентами, обеспечивающими ее функционирование: 

1) ветроэнергетическими  ресурсами, 

2) ветроэнергетическим оборудованием, 

3) развитой ветротехнической  инфраструктурой.

1. Для ветроэнергетики  Беларуси энергетический ресурс  ветра практически неограничен.  В стране имеется развитая  централизованная электросеть и  большое количество свободных  площадей, не занятых субъектами  хозяйственной деятельности. Поэтому  размещение ветроэнергетических  установок (ВЭУ) и ветроэлектрических  станций (ВЭС) обусловливается  только грамотным размещением  ветроэнергетической техники на  пригодных для этого площадях.

2. Возможности приобретения  зарубежной ветротехники весьма  ограничены вследствие отсутствия  достаточного выбора именно того  оборудования для ВЭУ и ВЭС,  которое соответствует климатическим  условиям Беларуси, а также мощного  противодействия ответственных  административных работников от  официальной энергетики.

3. Отсутствие инфраструктуры  по проектированию, внедрению и  эксплуатации ветротехники и,  соответственно, практического опыта  и квалифицированных кадров можно  преодолеть только в ходе активного  сотрудничества с представителями  развитой ветроэнергетической инфраструктуры  зарубежья.

Темпы увеличения суммарной  мощности ВЭУ и ВЭС в мире имеют  тенденцию к быстрому росту. Так, суммарная мощность всех ВЭС планеты  в 2001 г. составила 24,35 ГВт, а к концу 2006 г. — уже более 74 ГВт и продолжает иметь неуклонную тенденцию к  увеличению. Европейская ассоциация ветроэнергетики (EWEA) пересмотрела планы  роста установленных ветроэнергетических  мощностей в Европе к 2010 г. от прежней  цифры в 40 ГВт до 60 ГВт. На Европу приходится около 70% мировых ветровых мощностей, наибольшая часть которых  расположена в Германии, Испании  и Дании. В странах Европы в  зависимости от ветровых потоков  ветроэнергетические мощности имеют  следующее базирование:

— внутриконтинентальное (ВЭС  и единичные ВЭУ размещаются  внутри континента);

— прибрежное (ВЭС размещаются  вблизи или вдоль морского берега);

— морское (ВЭС размещаются  в открытом море неподалеку от побережья).

Поскольку характеристики ветра  внутри континента отличаются от характеристик  ветра прибрежных зон и вблизи побережья, характеристики соответствующих  ВЭУ (начальная скорость вращения, скорость достижения номинальной мощности и  др.) также разнятся. Так, хорошо зарекомендовавшие  себя в эксплуатации ВЭУ внутриконтинентального базирования ряда немецких фирм начинают работу со скоростей ветра 3,0-4,0 м/с  и достигают номинальной мощности при скоростях 10-13 м/с. Следовательно, освоение ветроэнергетики в Беларуси необходимо вести, ориентируясь на ВЭУ  зарубежного производства внутриконтинентального базирования. Карта зонального распределения  среднегодовых фоновых скоростей  ветра в Беларуси приведена на рисунке.

Согласно мировой практике, типоряд ВЭУ В12 и В14 по номинальной  мощности соответствует диапазону  от 1 кВт до 1,5 МВт. При этом ВЭУ  В12 для континентального базирования  в Европе обладают диапазоном номинальной  рабочей скорости ветра в центре ветродвигателя от 12 до 14 м/с, а ВЭУ  В14 прибрежного и морского базирования  имеют такую номинальную скорость более 14 м/с. Определен также типоряд  ВЭУ В6, В8, В10 на соответствие ветровым климатическим зонам, характерным  для равнинно-холмистой местности. Для типоряда ВЭУ В6, В8, В10 на уровне оси ветродвигателя номинальная  рабочая скорость ветра соответственно распределяется в диапазонах 6-8 м/с, 8-10 м/с и 10-12 м/с. Работы по оценке технического ветроэнергетического ресурса Беларуси выполнены совместно НПГП «Ветромаш», РУП «Белэнергосетьпроект» и  Госкомитетом по гидрометеорологии.

Сведения о ветроэнергетических  ресурсах Беларуси изложены в отчетах  по научно-исследовательским работам  и в публикациях, использованных при формировании Ветроэнергетического кадастра, который включает: