Основные понятия и категории экологии. Факторы, обусловившие современную экологическую обстановку

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: Экология

Выполнил: студент гр. УК-12

Уразмухаметова Ф.Ф.

Проверил: Солдатова О.В.

Омск - 2013



Задание 1. Основные понятия и категории экологии

Биосфера - устойчивая система, способная поддерживать подвижное равновесие экосистем, состава атмосферного воздуха, водного режима, плодородия почвы и т.д. благодаря круговороту жизни на Земле.

Экологическая среда - под средой в экологии понимают всю совокупность тел и сил внешнего по отношению к живому организму мира. Выделяют различные экологические факторы среды: абиотические и биотические.

Абиотические факторы - это факторы неорганической (неживой) природы. Это свет, температура, влажность, давление и другие климатические и геофизические факторы; природа - самой среды - воздушный, водный, почвенный, химический состав среды, концентрация веществ в ней.

Кроме того, физические поля (гравитационные, магнитные, электромагнитные), ионизирующая и проникающая радиация, движение сред (акустические колебания, волны, ветер, течение, приливы), сезонные и суточные изменения в природе. Многие абиотические факторы могут быть охарактеризованы количественно и поддаются объективному измерению.

Биотические факторы - это прямые или опосредованные воздействия других организмов, населяющих среду обитания данного организма. Взаимоотношения между организмами сложнее абиотических воздействий, поэтому трудно поддаются прямому измерению. Особую группу составили антропогенные факторы, порожденные деятельностью человека, человеческого общества. Часть их связана с хозяйственным изъятием природных ресурсов, нарушением естественных ландшафтов. Это вырубка лесов, распашка степей, осушение болот, промысел растений, рыб, птиц и зверей, замена природных комплексов сооружениями, коммуникациями, свалками и пустырями.

Другие антропогенные воздействия обусловлены загрязнением природной среды, в том числе среди обитания человека - воздуха, водоемов, земель побочными продуктами, отходами производства и потребления.

Преобладающая часть антропогенных факторов, связанная с производством, с применением техники, машин, с влияниями промышленности, транспорта, строительства на природно-экологические системы и окружающую человека среду, носит название техногенных факторов.

Нетехногенная часть антропогенных факторов связана в основном с бытом и поведением человека в природе - нетехнизированным промыслом и «активным отдыхом».

Каждый живой организм может нормально существовать и продолжать свой род только в определенной области значений какого-либо из существенных факторов среды. Например, для произрастания кокосовой пальмы нужна (помимо других условий) температура не ниже 25° и не выше 41 градусов, а для сибирской лиственницы средняя температура вегетационного периода должна быть не выше 16 градусов. Для нормального существования наземных животных и человека существуют нижние и верхние пределы температуры, освещенности, концентрации кислорода в воздухе, атмосферного давления, даже объема воспринимаемой информации.

При приближении к экстремальным значениям фактора в организме наступают нарушения отдельных функций и нормальной жизнедеятельности в целом (состояние стресса).

Критическим называется то значение фактора и соответствующее ему состояние организма, при котором эти нарушения обратимы, когда еще сохраняется способность к самовосстановлению после прекращения негативного воздействия. Если же нарушения необратимы и ведут к неизбежной гибели организма, то такое условие и состояние называется летальным.

Для разработки нормативов экологической безопасности определяют переносимость вредных воздействий и устанавливают различные дозы воздействий (ПДК, ПДД - предельно допустимые дозы, ПДУ - предельно допустимые уровни воздействия). В совокупности условий существования почти всегда можно выделить фактор, который сильнее других влияет на состояние организма.

Задание 2. Сущность и содержание основных процессов в экологии

экологический страхование природоохранный загрязнение

Экология как наука рассматривает системы, звенья и члены которых находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости. Из этого вытекает необходимость учета множества факторов при анализе тех или иных экологических явлений и тем более при планировании любых вмешательств в экосистемы. Такой подход, в свою очередь, невозможен без комплексного метода изучения, оценки и решения тех или иных экологических задач. По этим же причинам очевидна тесная связь экологии с другими науками, сведениями из которых необходимо не только располагать, но и уметь их грамотно использовать. К таким наукам относятся: биология, география, почвоведение, гидрология, химия, физика и другие отрасли знаний. Важно также уметь пользоваться необходимой информацией из различных отраслей хозяйства и свойственных им технологических процессов.

Обычно различают три вида систем: 1) изолированные, которые не обмениваются с соседними ни веществом, ни энергией, 2) закрытые, которые обмениваются с соседними энергией, но не веществом (например, космический корабль), и 3) открытые, которые обмениваются с соседними и веществом, и энергией. Практически все природные (экологические) системы относятся к типу открытых. Существование систем немыслимо без связей. Последние делят на прямые и обратные. Прямой называют такую связь, при которой один элемент (А) действует на другой (В) без ответной реакции. Примером такой связи может быть действие древесного яруса леса на случайно выросшее под его пологом травянистое растение или действие солнца на земные процессы. При обратной связи элемент В отвечает на действие элемента А. Обратные связи бывают положительными и отрицательными. И те и другие играют существенную роль в экологических процессах и явлениях. Положительная обратная связь ведет к усилению процесса в одном направлении.

Отрицательная обратная связь действует таким образом, что в ответ на усиление действия элемента А увеличивается противоположная по направлению сила действия элемента В. Такая связь позволяет сохраняться системе в состоянии устойчивого динамического равновесия. Это наиболее распространенный и важный вид связей в природных системах. На них прежде всего базируется устойчивость и стабильность экосистем. Пример такой связи - взаимоотношение между хищником и его жертвой. Одно из отрицательных проявлений деятельности человека в природе связано с нарушением этих связей, что может привести к разрушению экосистем или переходу их в другое состояние. Например, умеренное загрязнение водной среды органическими и биогенными (необходимыми для жизнедеятельности организмов) веществами обычно. Универсальное свойство экосистем - их эмерджентность (англ. эмердженс - возникновение, появление нового), заключающееся в том, что свойства системы как целого не являются простой суммой свойств слагающих ее частей или элементов. Недоучет эмерджентности может приводить к крупным просчетам при вмешательстве человека в жизнь экосистем или при конструировании систем для выполнения определенных целей.

Энергетические процессы в экосистемах подчиняются первому и второму началам термодинамики. В соответствии с ними энергия не возникает и не исчезает, она лишь переходит из одной формы в другую (первое начало термодинамики). При этом часть энергии при любых ее превращениях рассеивается (теряется) в виде тепла (второе начало термодинамики). Мерой необратимого рассеивания энергии является энтропия (греч. эн - внутрь, тропе - превращение). Последнюю можно характеризовать и через степень упорядоченности системы.

Основным свойством нормально функционирующих природных экосистем является способность извлекать негэнтропию из внешней среды (солнечную энергию) и тем самым поддерживать свою высокую упорядоченность.

Деятельность человека, если она превышает определенные пределы, ведет к снижению негэнтропии систем, а следовательно, уменьшает их способность поддерживать себя в устойчивом состоянии вплоть до перехода к полной неупорядоченности (максимальной энтропии) и гибели.

Задание 3. Эколого-экономическая ситуация. Оценка ущерба, наносимого предприятием и эффективности природоохранных мероприятий

Задача 1.

1. Исходные данные

В районе действует тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле.

В процессе эксплуатации ТЭС в атмосферный воздух попадают примеси в виде аэрозолей и газообразных веществ. Массы годового поступления выбросов (mj) по видам составляют:

а) группа аэрозолей: m₁ - зола угля, m₂- пыль угля;

б) группа газообразных веществ: m₃- сернистый ангидрид, m₄- серный ангидрит, m₅- оксиды азота (по NO₂), m₆- оксид углерода.

Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:

а) примеси из группы аэрозолей имеют скорость оседания частиц от 1 до 20 см/с;

б) примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания менее 1 см/с.

Зона активного загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из разных типов территорий (таб.1).

Таблица 1. Структура ЗАЗ

№ типа территории	Тип территории	Si	дi
1	Территория населенных мест с плотностью населения (в), равной 3 чел/га	S1	вЧ0.1
2	Территория промышленных предприятий	S2	4
3	Леса 2-ой группы	S3	0.1
4	Пашни	S4	0.25
5	Территории садовых и дачных участков	S5	8

Среднегодовое значение разности температур в устье источника выброса (трубы) и в окружающей среде составляет величину ДТ. Среднегодовой модуль скорости ветра - у.

По всем загрязняющим веществам (ЗВ) объем выбросов в рассматриваемом году не превышал установленных лимитов. При этом 80% массы каждого из ЗВ находилось в пределах установленного допустимого норматива выброса (mПДВ) и 20% массы - в пределах установленного лимита (mВСВ).

В планируемом году на ТЭС предполагается установка дополнительных газо- и пылеуловителей. Капитальные затраты (К) и годовые эксплуатационные затраты (С) данного мероприятия приведены в таблице 4. расчетный период окупаемости капитальных затрат (t) - 4 года.

В результате проведения природоохранных мероприятий (в планируемом году) ожидается снижение ущерба от загрязнения атмосферного воздуха на 75%; при этом величина поступающих в атмосферный воздух всех видов ЗВ не будет превышать пределов установленных допустимых нормативов (ПДВj).

2. Задание

Определить:

Зону активного загрязнения ТЭС.

Величину ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС до проведения природоохранного мероприятия.

Сумму платежей за загрязнения атмосферы в текущем году.

Суммарный эффект запланированных природоохранных мероприятий.

3. Методика расчетов

Определение ЗАЗ.

Источником загрязнения является труба ТЭС (согласно классификации - организованный источник). Для подобных источников ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:

,

,

h - высота источника, м

ц - безразмерная поправка, вычисляемая по формуле

разность температур в устье трубы и в ОС, град.

Вычислив радиусы, находим площадь ЗАЗ по формуле:

Площадь ЗАЗ выразить в гектарах (1га = 10000 м²).

h = 300 м

м

Определение ущерба от загрязнения атмосферы (U = гдf М)

Показатель удельного ущерба атмосферному воздуху (г), наносимого выбросом единицы массы ЗВ, для Уральского экономического района принимается равным 67,4 руб./усл. т (Методика определения предотвращенного экологического ущерба. М., 1999. - 71С.).

Показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над ЗАЗ (д) следует рассчитать, поскольку ЗАЗ неоднородна и состоит из 5 типов территорий (пункт 1.4.). Каждому типу территории (Si) соответствует табличное значение константы дi. Усредненное значение д для всей ЗАЗ определяют по формуле:

Приведенная масса годового выброса ЗВ (М = Мобщ.) рассчитывается как сумма газообразных и аэрозольных примесей:

Мгаз. + Маэр. (усл. т/год)

а) значение приведенной массы годового выброса газообразных примесей определяется по формуле:



Мгаз. =;

б) годовая масса аэрозольных примесей рассчитывается аналогично:

Маэр. =;

Таблица 2. Значение показателя относительной агрессивности вещества (Аj)

Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу	Значение параметра Аj (усл. т\т)
1. Зола угля	84
2. Пыль угля (недожог)	48
3. Сернистый ангидрид (SO2)	22
4. Серный ангидрит (SO3)	49
5. Оксиды азота (по NO2)	41.1
6. Оксид углерода (СО)	1

Значение множителя f - поправки, учитывающей характер рассеивания примесей в атмосфере, определяется следующим образом:

а) для газообразных примесей с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) принимается, что

f1 = fгаз. = Ч,

б) для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 м/с (в данной задаче - группа аэрозольных примесей), принимается, что

f2 = f_аэр. = Ч ,

Определение ущерба от загрязнения атмосферы. Общий ущерб слагается из суммы ущербов от двух видов примесей - газообразных и аэрозольных, с двумя различными параметрами f (пункт 3.2.4.), поэтому

U_общ.=U_газ.+U_аэр.=(гЧдЧf_газ.ЧМ_газ.)+(гЧдЧf_аэр.ЧМ_аэр.) = гЧд (f_газ.Ч М_газ.+f_аэр. ЧМ_аэр.).

Расчет платежа за загрязнение атмосферы

Общая сумма платежа определяется по формуле:

Побщ. = П1+П2+П3;

По условию задачи (пункт 1.6.) объем выбросов по всем загрязняющим веществам не превышает установленных лимитов, значит



Побщ. = П1 + П2.

П1 = ПДВj Ч РПДВj;

П2 = ВСВj Ч РВСВj;

Определение суммарного годового эколого-экономического эффекта запланированного природоохранного мероприятия

Годовой суммарный эффект рассчитывается по формуле:

R=P-З,

Положительными результатами по условию задачи являются:

а) предотвращенный ущерб и

б) снижение платежей за загрязнение в результате уменьшения массы выбросов (пункт 1.8); таким образом:

Р=0,75U+П2,

Где З - годовые суммарные затраты, вычисляются по формуле



З=С+ЕрЧК,

Еp = ;

Где t -период окупаемости капитальных затрат (см. пункт 1.7.).

Вывод: суммарный годовой эколого-экономический эффект природоохранного мероприятия отрицательный, таким образом, нецелесообразно проводить данные мероприятия.

Задание 4. Обоснование эффективности экологического страхования исходя из размера экологического риска

В мировой практике экологическое страхование означает страхование ответственности объектов - источников повышенного экологического риска за причинение ущерба третьим лицам вследствие внезапного, непреднамеренного (аварийного) загрязнения окружающей среды и экономическое стимулирование, таким образом, предотвращения данного загрязнения.

Цель экологического страхования состоит в наиболее полной компенсации нанесенного эколого-экономического ущерба.

Суть страхования заключается в объединении ресурсов отдельных собственников в целях компенсации возможных убытков любому из них.

Различают следующие виды экологического страхования: личное, имущественное и страхование экологической ответственности. Личное и имущественное страхование имеют значение для граждан. В страховании экологической ответственности отдельные граждане не участвуют, хотя оно безусловно затрагивает их интересы, создавая дополнительные финансовые гарантии компенсации эколого-экономического ущерба. Страхование ответственности за причинение ущерба предполагает формирование специальных денежных фондов (резервов) за счет уплачиваемых страхователями страховых взносов для компенсации вероятных потерь (которые принимает на свою ответственность страховщик в соответствии с договором страхования) и предотвращения загрязнения окружающей природной среды.

Задача 2.

Обоснование эффективности экологического страхования исходя из размера экологического риска

Исходные данные

На территории крупного города расположено действующее (Т лет), выпускающее оборудование для предприятий отрасли химического машиностроения и товары народного потребления на устаревшем оборудовании.

На территории предприятия находятся 4 источника выбросов 3В в атмосферу, два из которых характеризуются сверхнормативными выбросами (?М) (основные характеристики загрязняющих веществ приведены в табл. 1).

Данное предприятие решает застраховать ущерб (U), наносимый окружающей среде загрязняющими веществами и связывается со страховой компанией, которая предлагает при вероятном наступлении страхового события (Р), выплатить страховую сумму (S).

2. Задание

Для принятия окончательного решения обеими сторонами, необходимо определить целесообразность заключения страхового соглашения. Для этого следует найти страховой тариф Т, убыточность страховой суммы Y, рентабельность страховой операции R, ущерб, наносимый окружающей среде загрязняющими веществами U, значение максимальной страховой суммы Smax.

Методика расчетов

При определении вероятности наступления страхового случая Р, которая вычисляется по формуле:

Где необходимо вычислить величину частоты наступления страхового события r по формуле:

,

и величину потенциальной опасности выброса w, которая рассчитывается по формуле:

,

Далее рассчитывается величина потенциального ущерба по формуле U:

,

Рассчитывается страховой тариф, ставка страхового взноса рассчитывается с единицы страховой суммы (обычно со 100 руб.) за годичный период страхования. Величина брутто-ставки может быть формально интерпретирована следующим образом:

,

Тn = То + Тр,

Основная часть нетто-ставки со 100 руб. страховой суммы рассчитывается по формуле:

,

Рисковая надбавка находится по формуле:

,

Определяется убыточность страховой суммы Y, которая отражает соотношение между страховой выплатой и страховой суммой С

,

С понятием «убыточность страховой суммы» связано и определение финансовой устойчивости операций Ш:



Ш =,

Рассчитывается показатель рентабельности R:

R =,

В зависимости от показателя финансовой устойчивости разовых операций находится и максимальная страховая сумма Smax.:

.

Вывод: Заключение страхового соглашения не целесообразно, так как максимальная страховая сумма невелика.

Задание 5. Оценка влияния автомобильного транспорта на окружающую природную среду. Влияние сельского хозяйства на водные объекты

К главным источникам загрязнения окружающей среды и потребителям энергоресурсов относятся автомобильный транспорт и инфраструктура автотранспортного комплекса. Загрязняющие выбросы в атмосферу от автомобилей по объему более чем на порядок превосходят выбросы от железнодорожных транспортных средств

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя - источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4 - 5 раз.

Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработавшими газами, из них 30% оседает на земле сразу, а 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5 - 3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине:

Это приводит к развитию широкого спектра заболеваний (бронхиты, пневмонии, бронхиальная астма, сердечная недостаточность, инсульты, язвы желудка, через который эти газы выделяются…) и увеличению смертности людей с ослабленным иммунитетом.

Для уменьшения скольжения при езде автомобилей зимой улицы посыпают солью, создавая при этом невероятную грязь и лужи. Эта грязь и сырость переносится в троллейбусы и автобусы, в метро и переходы, подъезды и квартиры, обувь от этого портится, засоление почвы и рек убивает все живое, губит деревья и травы, рыба и вся водяная живность- разрушается экология.

В России на 1 км автомобильных дорог приходится от 2 до 7 га. При это не только изымаются сельскохозяйственные, лесные и другие земли, но и происходит расчленение территории на отдельные замкнутые участки, что нарушает обитания популяций диких животных.

Вода широко используется в сельском хозяйстве. Но сельскохозяйственное производство представляет собой большую опасность для загрязнения вод. Это животноводство, применение удобрений и средств защиты растений, которые вместе с почвой могут стекать с полей в водные объекты и загрязнять воду.

Лесохозяйственное производство также потребляет воду. Много расходуется воды при тушении лесных пожаров. При лесовосстановлении и лесоразведении также требуется вода. В целях создания благоприятных условий для прорастания семян древесных пород проводится обработка (минерализация) почвы.

При защите леса от вредителей и болезней применяются химические и биологические средства. Химические средства также могут нанести вред водным объектам, как поверхностным, так и подземным. Применение химических и биологических средств борьбы с вредителями и болезнями растений в лесном хозяйстве регламентируется регулярно издаваемым списком этих средств. Перед включением в список все препараты проходят тщательную токсикологическую оценку соответствующих рыбохозяйственных, ветеринарных, природоохранных и санитарно-гигиенических служб.

Задание 6. Структура организационно-экономического механизма природопользования, эффективность функционирования

Организационно-экономический механизм природопользования и управления экологической безопасностью является частью общей системы управления экономикой в целом. На различных уровнях управления он имеет свои особенности. Можно выделить макроуровень, т е. управление в рамках всей экономики, и мезоуровень, касающийся отдельных ее секторов, отраслей, например, нефтедобычи. На уровне конкретных предприятий - природопользователей инструменты организационно-экономического механизма, вполне естественно, носят более специальный характер, приспособленный к особенностям этих предприятий.



Задание 7. Основные факторы, обусловившие современную экологическую обстановку

Все доступные данные свидетельствуют о том, что экологическая обстановка в России в 21 в. - самая неблагополучная на земном шаре. В период гласности, по меньшей мере, 200 городов России были признаны экологически опасными для здоровья населения вследствие загрязнения воздуха и вод.

Ежегодно в районе Норильска, где сосредоточены богатейшие месторождения полиметаллических руд, в окружающую среду выбрасывается 2 млн. т диоксида серы, почти 2 млн. т оксида меди, 19 млн. т закиси азота, почти 44 тыс. т свинца и огромное количество других опасных для здоровья человека веществ. Продолжительность жизни в этом районе самая низкая в России. В одной из местных больниц, по данным за шестилетний период, 90% пациентов страдали различными заболеваниями легких. Эти болезни плохо поддаются лечению в условиях слабой и устаревшей системы здравоохранения.

Завод по переработке никелевых руд в городе Никель на Кольском п-ове настолько сильно загрязняет окружающую среду, что соседняя Норвегия предложила выделить средства на замену устаревшего оборудования. В советское время было засекречено до 50 ядерных предприятий, и только в 1994 выяснилось, что многие местности заражены радиоактивными отходами. Нередки случаи аварий на нефте- и газопроводах. Широко распространено загрязнение вод стоками промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Анализ экологической ситуации в России свидетельствует о том, что кризисные тенденции, с полной отчетливостью проявившиеся в предшествующие 15 лет, не преодолены, а в отдельных аспектах даже углубляются, несмотря на принимаемые меры.

Россия, где на сохранившиеся сплошные массивы ненарушенных экосистем приходится почти 65% площади страны (11 млн. км2), имеет ключевое значение для глобальной экодинамики. Вместе с некоторыми прилегающими территориями этот массив образует крупнейший в мире Северный Евразийский центр стабилизации окружающей среды, значение которого для восстановления биосферы Земли будет все больше возрастать.

Однако 15% территории России (по площади больше, чем Западная и Центральная Европа, вместе взятые), на которой сосредоточена основная часть населения и производства, находится в неудовлетворительном экологическом состоянии, экологическая безопасность здесь не гарантирована.

Размещено на Allbest.ru