Контрольная работа по «Основы экологии и энергосбережения». 2

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Факультет:

Специальность:

Контрольная работа № 1,2

по дисциплине «Основы  экологии и энергосбережения»

  вариант № 22

Выполнил студент:

группа 

Зачетная книжка

Электронная почта:

Минск 2013

Контрольный вопрос № 22.

22.  Экологическое  и  социально-экономическое  значение  животного  и растительного  мира.  Лес  как  важнейший  растительный  ресурс,  его  эколого-экономическая роль.

Растения как единственные созидатели органической материи служат биоэнергетической основой функционирования всей биосферы. От состояния растительного  покрова территории отдельных стран  и планеты в целом зависит  общий баланс веществ и энергии  на Земле. Благодаря фотосинтезу, свойственному  только зеленым растениям, создается  органическое вещество планеты.

Растительность создает  особые условия климата в приземном  слое атмосферы, играет стабилизирующую  роль в окружающей среде. Растительный покров изменяет суточный и годовой ход температуры и влажности, понижая амплитуду их колебаний. Травянистый, кустарниковый и древесный покровы влияют на поверхностный и внутрипочвенный стоки, на испарение влаги, способствуют впитыванию талых вод, улучшают режим минерального питания почв, положительно действуют на водный баланс суши в целом. Растительность обогащает почву органическими веществами, которые преобразуются при участии микроорганизмов в гумус. С помощью высших растений, особенно злаков, формируется структура почвы.

Растения служат источником питания людей и кормом для  сельскохозяйственных к диких животных, являются лекарственным сырьем и  т.д.

Животный мир является одним из компонентов окружающей природной среды, национальным богатством государства, источником духовного  и эстетического обогащения и  воспитания людей, объектом научных  исследований, а также важной базой  для получения промышленного  и медицинского сырья, продуктов  питания и других материальных ценностей.

 В интересах нынешнего  и будущих поколений в мире  при участии предприятий, организаций  и граждан осуществляются меры  по охране, научному обоснованию,  неизматывающему использованию  и воспроизведению животного  мира.

Объектами животного мира являются:

• дикие животные – хордовые, в том числе хребетные (пресмыкающиеся, птицы, земноводные, рыбы и прочие) и бесхребетные (членистоногие, моллюски, иглошкурые и т.д.) во всем их видовом и популяционном разнообразии и на всех стадиях развития (эмбрионы, яйца, куколки и т.д.), которые пребывают в состоянии природной воли, содержатся в полувольных условиях или в неволе;
• части диких животных (рога, шкура ы т.д.);
• продукты жизнедеятельности диких животных (мед, воск и т.д.).

Объекты животного мира, а также норы, домики, логова, муравейники, бобровые норки и прочее жилище и сооружения животных, нерест, другие территории, являющиеся средой их существования и путями миграции, подлежат охране.

Животноводство – одна из главных отраслей, где используются представители животного мира. Животноводство − вторая важнейшая отрасль сельского  хозяйства. Она обеспечивает население  высокобелковыми и диетическими продуктами питания, а ряд отраслей промышленности − сырьем. Особенность  ее в том, что энергоемкость продукции  животноводства (затраты энергии  на одну калорию продукции) в 15 – 20 раз  выше, чем в растениеводстве.

Животноводство в целом  представляет собой совокупность подотраслей, выделяемых по видам животных: скотоводство, свиноводство, овце- и козоводство, птицеводство, оленеводство, звероводство, пчеловодство, шелководство, рыбоводство  и т.д..

Среди растительных ресурсов нашей планеты особое место занимают лесные формации. Лес представляет собой природный комплекс, в составе  которого преобладают деревья одного или многих видов, растущие близко друг от друга и образующие более или  менее сомкнутый древостой. Вместе с тем лес рассматривается  как совокупность земли, древесной, кустарниковой и травяной растительности, микроорганизмов и других компонентов окружающей среды, биологически взаимосвязанных и влияющих друг на друга в своем развитии.

Леса на земле образуют самые крупные экологические  системы. Лес является главнейшим источником и аккумулятором органического вещества, оказывает решающее воздействие на энергетический обмен в биосфере, выступает носителем колоссальной энергии. Особенно велика его роль в стабилизации кислородного баланса атмосферы в планетарном масштабе. Так, 1 га средневозрастного леса поглощает ежегодно 4,6—6,5 т углекислого газа и выделяет при этом 3,5—5 т кислорода. В масштабах планеты наиболее значительна в этом процессе роль хвойных лесов северного полушария и вечнозеленых лесов тропиков и субтропиков.

Леса выполняют водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические, оздоровительные и иные полезные функции, улучшают окружающую среду, создают условия для обитания диких животных.

Санитарно-гигиеническая функция леса: лес является основным поставщиком кислорода на планете; Лес занимает около 7 % поверхности Земли, но вырабатывает 50 % кислорода, получаемого атмосферой от растительного мира. Так,1 га средневозрастного леса поглощает ежегодно до 6 т углекислого газа и выделяет при этом до5 т кислорода. Одно дерево выделяет за сутки столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек. За час 1 га лиственного леса или парка поглощает углекислый газ от дыхания 200 человек. 

Кроме того, деревья осаждают частицы  пыли из атмосферы -1 га хвойных деревьев задерживает за год около 40 т пыли, а 1 га лиственных – около 100 т. Наибольшей улавливающей способностью обладают породы с покрытыми ворсинками листьями. На листве деревьев пыли оседает в несколько раз больше, чем на оконном стекле. Помимо пыли леса довольно эффективно поглощают сернистые соединения, тяжелые металлы. Лучше всего очищают атмосферу клен, ясень, ольха. Активно поглощают древесные породы и свинец. Находясь в загрязненной атмосфере, древесные породы принимают удар на себя и сами страдают от атмосферных загрязнителей. Наиболее страдают сосна и ель.

Санитарно-гигиеническая  роль леса проявляется также в  выделении фитонцидов, которые убивают многие болезнетворные микробы. Фитонциды почек тополя чувствительно действуют на вирус гриппа, пихты уничтожают коклюшную палочку и возбудителей дифтерии, фитонциды дуба убивают возбудителей дизентерии, брюшного тифа. Благодаря действию фитонцидов 1 м³ воздуха в лесу содержит 200—300 бактерий, а в крупных городах — в 200 раз больше. 

Помимо всего прочего древесно-кустарниковая  растительность является активным поглотителем шума. Насаждения лиственных пород  уменьшают шум на 10 дб. Хорошие шумопоглотители — клен, липа. Поэтому рекомендуется высаживать вдоль транспортных магистралей лесозащитные полосы, отделяющие жилые здания от оживленных автотрасс. Например: в г. Минске жилые здания находятся в опасной близости к самой загруженной главной улице города – проспекту Независимости. Такие жилые районы как Малиновка также испытывают сильное влияние от выхлопных газов автотранспорта Минской кольцевой дороги, пропускная способность которой достигла 6 000 автомобилей в час, что существенно повысило уровень загрязнения придорожной полосы. Ареал повышенных концентраций загрязнителей распространяется до 300 м от МКАД.

Важна роль лесных массивов в предупреждении и поглощении радиоактивного загрязнения. Леса могут захватывать до 50 % радиоактивной пыли. Особенно большой поглотительной способностью обладает лесная подстилка, концентрирующая радиоактивную пыль даже больше, чем листья.

Особенность леса – его способность  к самовосстановлению после пожаров, механических и химических воздействий. Лиственные породы деревьев восстанавливаются быстрее хвойных (хвоя, сосны возобновляются только через 7 лет).

Оздоровительные функции леса: леса благотворно влияют на человека, имеют огромное рекреационное значение; В лесных массивах размещаются лечебно-оздоровительные учреждения и спортивные сооружения, туристские комплексы, создаются специальные зоны массового отдыха.

Защитная  функция леса: леса снижают отрицательное воздействие суховеев, сдерживают движение подвижных песков; Сведение лесов приводит к опустыниванию, эрозии почвы, которая прогрессирует со страшной скоростью. Леса смягчают климат, и тем самым способствуют повышению урожаев сельскохозяйственных культур. Существенна роль лесов в формировании почв, повышении почвенного плодородия. Возникающие на открытых пространствах пыльные бури в считанные дни могут уносить большой слой плодородной почвы. Если же создаются лесные полосы, то пыльные бури на таких территориях наблюдаются очень редко. Лес влияет и на силу, и на скорость ветра, часто принимает на себя удар ураганных ветров.

Водоохранная  функция леса: Леса играют важнейшую роль в обеспечении почвы влагой. За счет испарения влаги над лесом возникает своеобразная зона повышенной влажности, что способствует выпадению осадков. Леса защищают от наводнений, способны стабилизировать сток рек. Пойменные леса не только ослабляют водные потоки, но и собирают речные наносы, разносимые паводковой водой, защищая тем самым сельхозугодья. Водная эрозия почв возникают чаще всего после рубки леса. После интенсивной рубки леса мутность воды, стекающей с этой территории в реки, возрастает с 15 мг/л до до 36 г взвешенных частиц на 1 л.

Лес является источником получения многих материальных ресурсов. Лес дает человеку не только древесину но и топливо. Он служит источником для получения бумаги, целлюлозы, картона, мебели, спичек, вискозы, скипидара, канифоли, глицерина, лекарств, моющих веществ, смол, воска, кормовых дрожжей, хвойно-витаминной муки, дубильных веществ, эфирных масел и многого другого. Человек в течение своей жизни использует в среднем около 200 деревьев. В конце века заготовка древесины составила около 3,4 млрд м³ в год, т.е. на планете вырубается до 1 га леса в 1 мин.

Чем чревато уничтожение  лесной растительности на планете? Прежде всего, это ведет к резкому  сокращению биологического разнообразия живых организмов, а, значит, человечество лишается потенциальной базы природных  ресурсов. Увеличение огромного количества двуокиси углерода, так называемых парниковых газов может привести к изменению климата и глобальному  потеплению на планете.

Контрольный вопрос № 38. 

Организационно-планировочные, технологические и санитарно-технические  методы и средства защиты водных ресурсов от загрязнения. Суть механической, химической и биологической очистки сточных  вод.

В современных условиях водохозяйственные  балансы основных бассейнов рек  являются положительными. Водозабор  на бытовые и хозяйственные цели не превышает в среднем 5—7% от ежегодно возобновляемых ресурсов. Не ожидается  существенного роста потребления  воды и в ближайшие 10 — 15 лет, по прогнозам оно составит 3—4 км3. Таким образом, для удовлетворения потребностей в воде собственных водных ресурсов (без учета транзитного стока) вполне достаточно, лишь в засушливые периоды маловодного года возможны дефициты воды в бассейнах Припяти, Западного Буга, Днепра.

Рациональное использование  водных ресурсов связано с проведением  различных организационных и  технических мероприятий. Показателями рационального использования воды являются: отношение объема водоотведения  к объему полученной свежей воды; кратность  использования воды, т.е. отношение  валового водопотребления к объему потребления свежей воды; количество предприятий, прекращающих сброс неочищенных  и необезвреженных сточных вод  к общему количеству предприятий. Особо  важное значение имеют уменьшение абсолютного  объема водопотребления за счет сокращения безвозвратных потерь и соблюдение научно обоснованных норм и лимитов  водопотребления.

Среди организационно-технических  мероприятий, которые способствуют предотвращению истощения водных ресурсов и улучшению качества поверхностных  и подземных вод, является очистка  сточных вод. Основными способами  очистки сточных вод являются механические, биологические (биохимические), физико-химические. Для ликвидации бактериального загрязнения применяется  обеззараживание сточных вод (дезинфекция).

Механический – наиболее доступный метод – применяется  главным образом для удаления из сточной жидкости нерастворенных и коллоидных частиц органического  или минерального происхождения  путем простого отстаивания. К приспособлениям  механической очистки относятся  песколовки, применяемые для задержания частиц минерального происхождения; отстойники необходимые для задержания примесей органического происхождения, находящихся  во взвешенном состоянии.

Очисткой достигается  выделение из бытовых сточных  вод до 60%, а из производственных — до 95% нерастворенных примесей. Она  считается оконченной, если, по местным  условиям и в соответствии с санитарными  правилами, сточные воды можно после  дезинфекции спустить в водоем. Чаще механическая очистка является предварительной  стадией перед биологической, или, точнее, биохимической очисткой.

Биохимические методы очистки  основаны на использовании жизнедеятельности  микроорганизмов-минерализаторов, которые, размножаясь, перерабатывают и тем  самым преобразуют сложные органические соединения в простые, безвредные минеральные  вещества. Таким образом, удается  практически полностью освободиться от органических загрязнителей, остающихся в воде после механической очистки. Сооружения для биологической или  биохимической очистки сточных  вод могут быть разделены на два  основных типа. Сооружения, в которых  биологическая очистка происходит в условиях, близких к естественным (биологические пруды, поля фильтрации, поля орошения), и сооружения, в которых  очистка стоков осуществляется в  искусственно созданных условиях (биологические  фильтры, аэротенки — специальные  емкости). Вариант принципиальной схемы  очистки сточных вод представлен  на рис.1.

Рис.1 Принципиальная схема очистки сточных вод

К физико-химическим методам  очистки сточных вод относятся: электрохимический в электрических  полях, электрокоагуляция, электрофлотация, ионный обмен, кристаллизация и др.

Все перечисленные способы  очистки сточных вод имеют  две конечные цели: регенерацию —  извлечение из сточных вод ценных веществ и деструкцию — разрушение загрязняющих веществ и удаление продуктов распада из воды. Наиболее перспективными являются такие технологические  схемы, осуществление которых исключает  сброс сточных вод.

Эффективным методом борьбы с загрязнением водоемов является внедрение  повторного и оборотного водоснабжения  на промышленных предприятиях. Оборотным  водоснабжением называется такое водоснабжение, когда вода, забираемая из природного источника, рециркулирует затем  в рамках применяемых технологий (охлаждаясь или очищаясь) без сброса в водоем или канализацию. В настоящее  время объем оборотного и последовательного  использования воды в процентном отношении к общему объему водопотребления  на производственные нужды достигает 89%.

Вода обеспечивает существование  живых организмов на Земле и развитие процессов их жизнедеятельности. Она  входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. В  своем развитии человечество прошло через многие этапы в использовании  воды. Первоначально преобладало  прямое использование воды - в качестве питья, для приготовления пищи, в  бытовых и хозяйственных целях. В данный момент идет рост потребления  воды в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Тем самым при интенсивном  использовании водных ресурсов влечется за собой изменение их качественных параметров в результате сброса в  воду самых разнообразных загрязнителей  антропогенного происхождения, а их естественные экосистемы разрушаются. Вода теряет способность к самоочищению.

Контрольный задание № 3 (вариант 2). Рассчитать нормативы допустимых сбросов (ДС) и предельно допустимых концентраций (ДК) загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в водотоки рыбохозяйственного использования. Выпуск сточных вод береговой. Исходные данные приведены в табл. 2.9, 2.10. Фоновые концентрации принимаются в размере 70 % от ПДК.

Таблица 2.9 

Таблица 2.10

Исходные гидрологические  данные 

Решение.

1. Составим таблицу 1.

2. Нормы предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ определяются по формуле:

 (г/ч)

где: - Расход сточных вод, м³ / с; - расчетная допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/дм³

 (мг/дм³)

где: ПДК – предельно  допустимая концентрация; - фоновая концентрация того же вещества - Расход воды в русле реки, м³/с; а – коэффициент смешения сточных вод с водой водотока.

где: - коэффициент учитывающий гидравлические факторы смешения сточных вод с водой водотока.

Где: – коэффициент извилистости;- коэффициент принимаемый от типа выпуска ( 1 при береговом); Е – коэффициент турбулентной диффузии.

 _Нср/200

Следовательно, Е = 0,37м/с*1,25м/200=0,0023

=1,08*1*

3. Определим концентрации допустимые к сбросу:

С_{ПДК взвеш в-в} = 16,765 мг/дм³+0,75 мг/дм³ =17,5 мг/дм³

ДК _{взвеш в-в} =0,73*192,9(17,5-16,7)+16,7=129,4 г/м³

ПДС _{взвеш в-в} = 25,2 м³ / ч*129,4г/м³= 3260,9 г/ч

ДК БПК₅ =140,8*(3 мг/дм³-2,1 мг/дм³)+2,1 мг/дм³=128,8 г/м³

ПДС БПК₅= 25,2 м³ / ч*128,8 г/м³= 3245,8 г/ч

ДК ХПК =140,8*(30 мг/дм³-21 мг/дм³)+21 мг/дм³=1288,2 г/м³

ПДС ХПК= 25,2 м³ / ч*1288,2 г/м³= 32462,6 г/ч

ДК _{азот нитратный} =140,8*(9,1-6,37)+6,37=390,8 г/м³

ПДС_{азот нитратный} = 25,2 м³/ч*390,8 г/м³= 9848,2 г/ч

ДК _{сульфаты} = 140,8*(100-70)+70=4294 г/м³

ПДК _{сульфаты} = 25,2 м³/ч * 4294 г/м³= 108208,8 г/ч

ДК _железо = 140,8(0,1-0,07)+0,07=4,3 г/м³

ПДК _железо = 25,2 м³ / ч*4,3 г/м³= 108,4 г/ч

ДК _хром = 140,8(0,07-0,049)+0,049=3,0 г/м³

ПДК _хром = 25,2 м³ / ч*3,0 г/м³= 75,6 г/ч

Ответ: ДК _{взвеш в-в} =129,4 г/м³;ПДС _{взвеш в-в} = 3260,9 г/ч; ДК БПК₅ =128,8 г/м³;

ПДС БПК₅= 3245,8 г/ч; ДК ХПК = 1288,2 г/м³; ПДС ХПК= 32462,6 г/ч;          ДК_{азот нитратный} =390,8 г/м³; ПДС_{азот нитратный} = 9848,2 г/ч; ДК _{сульфаты} =4294 г/м³; ПДК _{сульфаты} = 108208,8 г/ч; ДК _железо = 4,3 г/м³; ПДК _железо = 108,4 г/ч; ДК _хром =3,0 г/м³; ПДК _хром = 75,6 г/ч.

Задача 9(2). Напряжение источника электроэнергии U₁, В. Расстояние от источника до потребителя l, км. Напряжение в конце линии электропередачи U₂, В. Определить сечение проводов для передачи мощности P₂, кВт и проверить сечение на нагрев. Исходные данные для расчетов приведены в табл. 2.17.  

Таблица 2.17 

Таблица 2