Актуальные проблемы экологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

По дисциплине: Экология



Содержание

Что такое экологическая ниша? Каковы взаимоотношения организмов в биоценозе?

В чем суть проблемы загрязнения гидросферы

Дайте характеристику экологического права

Понятие энергетических загрязнений. Принципиальные меры защиты среды от воздействия энергетических загрязнений

Решение задач

Список использованных источников



Что такое экологическая ниша? Каковы взаимоотношения организмов в биоценозе?

Экологическая ниша - функциональная позиция вида в сообществе, зависимая от других видов и от положения в пространстве и времени. Экологическая ниша определяет не только место вида (точнее, его популяции) в пищевых цепях и трофических уровнях экосистемы, но и характеризует тип взаимодействия этого вида с другими при освоении ими общего ресурса (напр., пространства, территории, пищи, света и т. д.), а также реагирование вида, включая его адаптации, на различные экологические факторы. Термин и первая трактовка понятия «Экологическая ниша» были даны американским зоологом Дж. Гриннеллом в 1917 под названием «пространственной» ниши. Представление об Экологической нише как о положении вида в сообществе (гл. обр. в системе пищевых цепей -- «трофическая» ниша) разработано англ. экологом Ч. Элтоном в 1927.

Среди биотических взаимоотношений организмов первоочередное значение закономерно принадлежит трофическим, или пищевым связям, поскольку пища является необходимым условием существования живых организмов. При этом один организм может поедать другой, питаться его отмершими остатками или продуктами жизнедеятельности. Стрижи, ловящие на лету насекомых, пчелы, собирающие нектар с цветков, волк, убивающий овцу, вступают в прямую трофическую связь с особями, предоставляющими им пищу. Такие связи называют прямыми. Если же два хищника конкурируют из-за жертвы, то между ними возникает косвенная трофическая связь.

Кроме пищевых в сообществах возникают топические, или пространственные, связи, результатом которых является "кондиционирование" среды, то есть создание одним организмом определенных физических или химических условий для другого. Топические отношения могут быть положительными и отрицательными, поскольку особи одного вида определяют или исключают возможность существования в биоценозе особей других видов.

Форические связи способствуют распространению одного вида другим. Форические связи характерны и для отношений между животными, например, многие насекомые переносят клещей. Фабрические связи возникают между организмами в случаях, когда особи одного вида используют для своих сооружений выделения или мертвые части других особей. В зависимости от того, какую пользу извлекают партнеры от взаимоотношений, выделяют шесть типов связей.

Отношения организмов в биоценозах:

1. Взаимополезные -- когда оба партнера из обоюдной связи извлекают пользу в виде пищи, места поселения, защиты от врагов. Взаимополезные отношения проявляются в форме симбиоза (от греч. symbiosis -- совместная жизнь) -- совместного существования разноименных организмов, составляющих симбионтную систему. Еще одна форма симбиоза, характеризующаяся тесными (когда один организм не может существовать без другого), взаимовыгодными отношениями партнеров, -- мутуализм (от лат. mutuus -- взаимный). Наиболее яркий пример мутуализма -- взаимозависимость термитов и живущих у них в кишечнике жгутиконосцев. Термиты известны своей способностью питаться древесиной, несмотря на отсутствие у них ферментов, гидролизующих целлюлозу. Это делают за них жгутиковые. Образующийся сахар используется термитами. Термиты не могут существовать без этой кишечной фауны.

2. Взаимовредные отношения наблюдаются в тех случаях, когда партнерство приносит вред обеим особям. Различают межвидовую и внутривидовую конкуренцию. Внутривидовая конкуренция (между особями одного вида) за сырьевые ресурсы, территорию, убежища и прочие средства к существованию протекает более обостренно, на что указывал еще Ч.Дарвин, так как особи одного вида характеризуются одинаковыми требованиями к условиям обитания.

3. Взаимонейтральные взаимоотношения проявляются между организмами, если партнеры не оказывают ни вредного, ни полезного влияния друг на друга. Часто партнеры не вступают в прямой контакт. В луговом биоценозе обитают кузнечики и дождевые черви, которые друг на друга прямого влияния не оказывают. Однако чем интенсивнее деятельность дождевых червей, тем благоприятнее условия для растений, тем больше убежищ и кормовых ресурсов для кузнечиков.

4. Полезно-вредные взаимоотношения развиваются в том случае, если в результате деятельности двух партнеров один получает пользу, а второй -- вред. Эти отношения складываются между хищником и жертвой, паразитом и хозяином; в основе их лежат пищевые связи. Хищничество -- способ добывания пищи и питания животных (редко растений), при котором одни особи ловят, умерщвляют и поедают других. Иногда под хищничеством понимают всякое поедание одних организмов другими, то есть такое отношение двух любых групп организмов, при котором одна использует другую в пищу.

Второй формой полезно-вредных взаимоотношений является паразитизм (от греч. parasites -- нахлебник), когда один из организмов (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания или источника пищи, возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой.

5. Полезно-нейтральные отношения наблюдаются между особями разных видов, когда один партнер извлекает из связей пользу, а второй не имеет ни пользы, ни вреда. Вариант сожительства организмов разных видов, при котором один организм живет за счет другого, не причиняя ему какого-либо вреда, называют комменсализмом

Основой для комменсальных отношений могут быть общее пространство, субстрат, кров, передвижение или чаще всего -- пища.

Эволюционная роль биотических отношений проявляется в том, что они являются основой естественного отбора. Уничтожая ослабленных особей, менее приспособленных к условиям среды, обладающих узким диапазоном адаптивных признаков, хищник способствует улучшению генетической структуры популяции, выживанию наиболее приспособленных (не более сильных) особей. Человек не способен определить на большом расстоянии состояние животного. Кроме того, являясь существом социальным, человек субъективно подходит к выбору объекта охоты. Вот почему повсеместный отстрел хищников и перенесение их функций на человека послужили началом резкого ухудшения состояния популяций оленей, лосей. Следовательно, естественный отбор в природе нельзя осуществлять по воле человека, а массовое уничтожение любых животных приводит к обеднению фауны и флоры, нарушению природной гармонии.

Из закона толерантности Шелфорда следует ряд важных выводов:

1. Любой фактор среды, приближающийся к пределам толерантности для данного организма или выходящий за эти пределы, оказывает на него негативное воздействие. Одно будет проявляться, даже если значения остальных факторов находятся в зоне оптимума.

2. Виды с широким диапазоном толерантности обычно более широко распространены, чем с узким.

3. Пределы толерантности для размножающихся особей (а также семян, проростков, эмбрионов и личинок) обычно более узкие, чем для неразмножающихся половозрелых растений или животных.

4. Абсолютное большинство видов не размножается круглогодично, но в определенные сезоны года, так чтобы отрождение молоди происходило тогда, когда условия среды оказались бы для них наиболее благоприятными.

5. В природе организмы часто обитают в условиях, не соответствующих оптимальному для них диапазону факторов, поскольку распространение видов часто в значительной степени обусловлено конкурентными отношениями с другими видами.

6. Если условия по одному фактору не оптимальны для вида, то может сузиться диапазон его толерантности и к другим факторам.

7. Адаптация к одному фактору, выражающаяся в расширении зоны толерантности по отношению к нему, может привести к расширению зоны толерантности по отношению к другому фактору

В чем суть проблемы загрязнения гидросферы

Гидросфера представляет собой один из самых важных элементов биосферы, который объединяет в себе все воды Земли, включая моря, океаны и поверхностные воды суши. К ней также относятся различного вида осадки, снег и лед Антарктиды и Арктики. Водная поверхность Земли составляет около 70%, а с учетом снежного покрова и ледников - 85%. В кубических метрах это составляет примерно 1390 миллионов. Однако 95-96% из всего этого объема приходится на минерализованные океаны и моря, а пресная жидкость составляет всего лишь 2,6-2,7%, из которых большая часть «заперта» в виде снежного покрова и льда. В результате получается, что только 0,25% общего количества пресных вод, доступных для использования, скапливается в озерах и течет по поверхности в виде рек. Однако и этих небольших процентов хватило бы, если бы в настоящее время не было такой проблемы, как загрязнение гидросферы.

Современные исследования показали, что на сегодняшний день существует несколько основных факторов, оказывающих негативное воздействие и способствующих уменьшению объема чистой пресной воды. Главные источники загрязнения гидросферы - это промышленные и бытовые отходы, которые сбрасываются в водоемы, пестициды и разнообразные минеральные удобрения, которые смываются с полей и стимулируют цветение водорослей сине-зеленого вида. Последние вызывают недостаток кислорода в жидкости. Помимо этого необходимо отметить, что на загрязнение гидросферы влияние оказывают нефть и нефтепродукты, ежегодно попадающие в Мировой океан, продукты гниения древесины, образующиеся в результате молевого сплава леса, и горюче-смазочные вещества речного и морского флота. Невозможно не упомянуть и отходы животноводства. К примеру, один среднестатистический свинокомплекс на сто тысяч голов дает загрязнение гидросферы, равное отходам крупного современного города с населением около четырехсот тысяч человек.

Негативное воздействие на водную экосистему Земли представляет очень большую опасность для всех живых организмов, обитающих на планете. Установлено, что последствия загрязнения гидросферы проявляются в нарушении пищевой пирамиды, утрате сигнальных связей в биоценозе, снижении темпов роста гидробионтов, их плодовитости, а также в эвтрофировании. Последняя связана с поступлением в реки и озера значительного объема разнообразных биогенных веществ.Например, фосфора, азота, атмосферных аэрозолей, моющих веществ, удобрений, отходов животноводства. В современных условиях эвтрофикациявесьма отрицательным образом воздействует на пресноводные экосистемы, приводит к резкому возрастанию количества фитопланктона, к перестройке трофических связей между гидробионтами, вызывает цветение воды и ухудшает ее качество.

В настоящее время в России есть несколько зон устойчивого загрязнения - это бассейны Дона, Волги, Кубани, Иртыша, Амура и Лены. И если загрязнение гидросферы продолжится столь же быстрыми темпами, то скоро здесь совсем не останется пресной воды.

3. Дайте характеристику экологического права

Экологическое право представляет собой систему эколого-правовых норм. По своему содержанию и направленности правового регулирования экологические общественные отношения подразделяются на виды (предмет экологического права):

- отношения собственности и вещные права на природные ресурсы и их экологические системы;

- отношения, возникающие по поводу платежей (налоги, подати, аренда и др.);

- отношения в сфере управления окружающей природной среды и природопользованием;

- отношения по обеспечению рационального использования всех видов природопользования, порядку и условий пользования, правовых оснований его возникновения и прекращения, прав и обязанностей субъектов природопользования;

- отношения по нормированию качества окружающей природной среды;

- отношения по восстановлению природных ресурсов, полезных экологически значимых свойств (функций) - санитарно-гигиенических, лечебно-оздоровительных, защитных, гидрорегулирующих и иных;

- отношения по экологической безопасности человека;

- отношения по созданию и функционированию особо охраняемых территорий и объектов (государственных природных заповедников, национальных парков, заказников, др.);

- отношения по защите и охране (восстановлению) экологических прав и установленных законом интересов граждан.

Экологическое право - это система правовых норм, регулирующая экологические общественные отношения в целях сохранения, улучшения, оздоровления, обеспечения рационального использования и восстановления природных ресурсов, а также экологической безопасности человека, защиты экологических прав и интересов общества.

Объектом отношений, регулируемых экологическим правом, могут выступать далеко не все объекты материального мира, а только те из них, которые наделены определенными природными признаками - критериями. К ним относят: 1) естественное состояние того или иного объекта, либо его части (естественные зеленые насаждения, деревья в лесу, дикие животные, находящиеся в состоянии естественной свободы, а также лес, водные объекты, недра); 2) социально-экологическая, биологическая и экологическая ценность объекта (сохранение им полезных эколого-биологических функций, социальных функций); 3) взаимовлияние природного объекта с окружающей природной средой (воздух жилого помещения, проживающие в неволе популяции животного мира, вода закрытого водного бассейна, в соответствии с действующим экологическим законодательством к экологическим объектам не относятся).

Природные объекты, взятые под охрану экологического законодательства определены ФЗ от 10 января 2002 года «Об охране окружающей среды». Статья 4 этого ФЗ указывает на то, что под охрану берутся следующие объекты: земли, недра, почвы; поверхностные и подземные воды; леса и иная растительность; животные и другие организмы и их генетический фонд; озоновый слой, атмосферный воздух и околоземное космическое пространство.

В первоочередном порядке охране подлежат естественные экологические системы, природные ландшафты и природные комплексы, не подвергшиеся антропогенному воздействию.

Особой охране подлежат объекты, включенные в Списки всемирного культурного наследия и Список всемирного природного наследия. Особой охране подлежат государственные природные заповедники, национальные, дендрологические и природные парки, государственные природные заказники, ботанические сады, лечебно-оздоровительные местности, курорты.

К числу принципов экологического права относят:

- разнообразие форм собственности на природные ресурсы и их равная защита,

- программирование и прогнозирование природоохранной деятельности и использования природных ресурсов,

- соблюдение прав и экологических интересов человека на экологически благоприятную окружающую природную среду,

- научно обоснованное сочетание экологических, экономических и социальных интересов общества,

- воспроизводство и рациональное использование прир-х ресурсов как необходимое условие обеспечения экологически благоприятных условий жизнедеятельности и экологической безопасности общества,

- платность природопользования,

- независимость контроля в области охраны окружающей природной среды,

- ответственность органов власти за обеспечение благоприятной окружающей среды и экологической безопасности на соответствующей территории.

Понятие энергетических загрязнений. Принципиальные меры защиты среды от воздействия энергетических загрязнений

Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон.

К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействие, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

1) Вибрации в городской среде и жилых зданиях, источником которых является технологическое оборудование ударного действия рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту и конструкциям зданий.

Технологическое оборудование ударного действия (молоты и прессы), мощные энергетические установки (насосы, компрессоры, двигатели), рельсовый транспорт предприятий и коммунального хозяйства (метрополитен, трамвай), а также железнодорожный транспорт относятся к источникам вибрации.

Во всех случаях вибрации распространяются по грунту и достигают фундаментов общественных жилых зданий, часто вызывая звуковые колебания. Передача вибраций через фундаменты и грунт может способствовать их неравномерной осадке, приводящей к разрушению расположенных на них инженерных и строительных конструкций. Особенно это опасно для грунтов, насыщенных влагой. Источником вибрации может быть инженерное оборудование зданий (лифты, насосные установки), системы отопления, канализации, мусоропроводов.

Воздействия вибрации на человека классифицируются по способу передачи колебаний; по направлению действия вибрации; по временной характеристике её.

Общая вибрация передаётся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, локальная - через руки, через ноги сидящего человека, через предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

При действии общей вибрации страдают нервная система и вестибулярный, зрительный, тактильный анализаторы: головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, сужение и выпадение отдельных секторов поля зрения, снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности.

Толчкообразная вибрация вызывает микротравмы тканей. Общая низкочастотная вибрация влияет на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового и других обменов, биохимических показателей крови.

Чрезвычайно распространена локальная вибрация - при работе с ручным механизированным инструментом. Она вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, чем нарушается снабжение конечностей кровью. Кроме того, колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, что вызывает снижение кожной чувствительности и отложение солей в суставах пальцев.

Усугубляют действие вибрации большие мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия.

2) Шум в окружающей среде в жилых и общественных зданиях, на прилегающих к ним территориях создаётся одиночными или комплексными источниками, находящимися снаружи или внутри здания. Это, прежде всего транспортные средства, техническое оборудование промышленных и бытовых предприятий, вентиляторные, газотурбокомпрессорные установки, станции для испытания газотурбинных двигательных установок и двигателей внутреннего сгорания, различные аэрогазодинамические установки, санитарно-техническое оборудование жилых зданий, электрические трансформаторы. Без принятия соответствующих мер по снижению шума его уровни могут существенно превышать (на 20-50 дБ) нормативные величины. За последние десятилетия наблюдается непрерывное увеличение шума в крупных городах. Расчет показывает, что ближайшие 20-30 лет уровни шума на скоростных и городских магистралях возрастут на 7-10 дБ. Высокие уровни шума имеют место в жилых домах, школах, больницах, местах отдыха населения и т.д., что приводит к повышению нервного напряжения.

Человек реагирует на шум в зависимости от субъективных особенностей организма, привычного шумового фона. Раздражающие действия шума зависят, прежде всего, от его уровня, а также от спектральных и временных характеристик. Считается, что шум с уровнем ниже 60 дБ вызывает нервное раздражение, поэтому неслучайно, что рядом исследователей установлено прямая связь между возрастающим уровнем шума в городах и увеличения числа нервных заболеваний.

3) Инфразвуковые источники могут быть как естественные (обдувание сильным ветром строительных сооружений или водных поверхностей), так и искусственными (промышленными). К последним относят: механизмы с большой поверхностью, совершающие вращательное или возвратно-поступательное движение (виброгрохоты, виброплощадки и т.п.), с числом рабочих циклов не более 20 раз в секунду (инфразвук механического происхождении); реактивные двигатели; двигатели внутреннего сгорания большой мощности; турбины; мощные аэродинамические установки; вентиляторы, компрессоры и другие установки создающие большие турбулентные массы потоков газов (инфразвук аэродинамического происхождения); транспорт. Инфразвук воспринимается человеком за счет слуховой и тактильной чувствительности, так при частотах 2-5 Гц и уровне звукового давления 100-125 дБ наблюдается связанное движение барабанных перепонках из-за изменения давления в среднем ухе, затрудненное глотание, головная боль. Повышение уровня до 125 - 137 дБ может вызвать вибрацию грудной клетки, чувство «падения». Инфразвук с частотой 15 -20 Гц вызывает чувство страха. Известно влияние инфразвука на вестибулярный аппарат и снижение слуховой чувствительности. Все названные аномалии приводят к нарушению нормальной жизнедеятельности человека и проявляются даже на достаточно удаленных от источника инфразвука расстояниях (до 800м). Инфразвук может указывать и косвенное воздействие (дребезжание стекол, посуды и др.), что в свою очередь обуславливает высокочастотные шумы с уровнем более 40 дБ.

4) Источники электромагнитных полей (ЭМП). Повсеместно имеется естественное магнитное поле земли, напряженность которого увеличивается с широтой. Однако известны и глобальные региональные аномалии поля в местах залежей железной руды. Наблюдение и результаты экспериментов показали, что электромагнитные излучения космического, земного и околоземного происхождения играют определенную роль в организации жизненных процессов, на земле. Так давно известна высокая степень влияния солнечной активности на все виды биологической деятельности живых организмов, на рост эпидемий различных инфекционных заболеваний. С изменением интенсивности геомагнитного поля связывают годовой прирост деревьев, урожай зерновых культур, в случае обострения инфаркта миокарда и психических заболеваний среди населения, а также число дорожных катастроф.

Электрическое поле может стать причиной воспламенения или взрыва паров горючих материалов и смеси в результате электрических разрядов при соприкосновении предметов и людей с машинами и механизмами.

5) Воздействие ионизирующего излучения на человека может происходить в результате внешнего и внутреннего облучения. Внешнее облучение вызывают источники рентгеновского, гамма - излучения и потоки протонов и нейтронов, находящееся вне организма. Внутреннее облучение вызывает альфа - и бета-частицы, которые попадают с радиоактивными веществами в организм человека через органы дыхания и пищеварительный тракт.

Наибольшую опасность представляет аварийные режимы работы атомных электростанций. В мире работает более 370 энергетических реакторов, на которых произошло уже более 150 аварий с утечкой радиоактивных веществ. Так, авария на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС в первые дни после аварии привела к повышению уровня радиации над естественным фоном до 1000 - 1500 раз в зоне около станций и до 10 - 20 раз в радиусе 200 - 250 км. При аварии все продукты ядерного деления высвобождается в виде аэрозолей (за исключением газов и йода) и распространяются в атмосфере в зависимости от силы и направления ветра. Размеры облака в поперечнике могут изменяться от 30 до 300 метров, а размеры зон загрязнения в безветренную погоду могут иметь радиус до 180 км при мощности реактора 100 МВт.

Развитие атомной энергетики сопровождается ростом радиоактивных отходов предприятий по добыче и переработке ядерного горючего.

Главную опасность в экологическом отношении представляет отходы заводов по переработки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ).

В соответствии с законодательством РФ существуют нормы, контролирующие энергетические загрязнения: нормативы предельно допустимых уровней воздействия радиации, шума, вибрации, магнитных полей. Критериями безопасности техносферы при загрязнении являются предельно допустимые интенсивности потоков энергии и предельно допустимые энергетические воздействия.

Защита от энергетических загрязнений:

1) Защита от вибраций. Как и в случае любого другого загрязнителя, вибрацию можно снизить либо путём совершенствования (уменьшения вибрации) технологий (машин, оборудования и т.д.), то есть путём снижения вибрации в источнике её возникновения, либо путём принятия мер по снижению этого загрязнения после его выхода из источника - на путях распространения вибрации в окружающей среде. Эти меры (мероприятия) - аналог устройств (сооружений) очистки выбросов или сбросов от химических загрязнителей биосферы.

Минимизация вибраций в источнике производится и на этапе проектирования, и в период эксплуатации. При проектировании машин и оборудования следует отдавать предпочтение кинематическим и технологическим схемам, которые исключают или максимально снижают динамику процессов, вызываемых ударами, резкими ускорениями и т.п.

Другой путь снижения вибраций в источнике - устранение резонансных режимов работы оборудования. При проектировании это должно быть достигнуто выбором режимов работы при тщательном учёте собственных частот машин и механизмов.

2) Защита от шумов возможна за счёт замены шумного устаревшего оборудования, а при проектировании - выбора оборудования с лучшими шумовыми характеристиками; обеспечения максимально возможного расстояния между расчётной точкой и источниками шума за счёт проведения архитектурно-планировочных мероприятий; акустической обработки средствами звукопоглощения шумных помещений, через окна которых шум излучается в атмосферу.

Звукопоглощающие материалы и конструкции используются для поглощения звука как в помещении самого источника шума, так и в изолируемых от шума помещениях. В последнем случае звукопоглощение и звукоизоляция используются совместно.

3) Защита от инфразвука. Длины волн инфразвуковых колебаний значительно превосходят длины волн звуковых колебаний. Это во многом предопределяет отличие средств инфразвуковой защиты от применяемых для защиты от шума: длины инфразвуковых волн значительно больше размеров препятствий на пути их распространения.

Основные направления защиты:

а) изменение режима работы технологического оборудования, чтобы основная частота следования силовых импульсов лежала за пределами инфразвукового диапазона;

б) целесообразно использование глушителей шума для подавления инфразвуковых гармоник всасывания и выхлопа мощных стационарных дизельных, компрессорных установок, двигателей внутреннего сгорания и турбин.

Звукоизоляция инфразвука требует применения мощных строительных конструкций. Для обычной же звукоизоляции, например, для двойных оконных рам в инфразвуковом диапазоне эффект звукоизоляции полностью отсутствует.

4) Защита от электромагнитных полей. Основной путь защиты от электромагнитного излучения в окружающей среде - защита расстоянием. Для соблюдения нормативов в населённой местности планировочные решения при размещении радиотехнических объектов выбирают с учётом мощности передатчиков, характеристики направленности, высоты размещения и конструктивных особенностей антенн, рельефа местности, функционального значения прилегающих территорий, этажности застройки. Площадка радиотехнических объектов оборудуется согласно строительным нормам и правилам, на её территории не допускается размещение жилых и общественных зданий. Для защиты населения от воздействия электромагнитного излучения устанавливаются, при необходимости, санитарно-защитные зоны и зоны ограничения застройки.

5) Защита окружающей среды от ионизирующих излучений. Основные принципы радиационной безопасности заключаются в непревышении установленного основного дозового предела, исключении всякого необоснованного облучения и снижении дозы излучения до возможно низкого уровня. С целью реализации этих принципов на практике обязательно контролируются дозы облучения, полученные персоналом при работе с источниками ионизирующих излучений, работа проводится в специально оборудованных помещениях, используется защита расстоянием и временем, применяются различные средства коллективной и индивидуальной защиты.

Уровень радиоактивности в жилом помещении зависит от стройматериалов: в кирпичном, железобетонном, шлакоблочном доме он всегда выше в несколько раз, чем в деревянном. Газовая плита привносит в дом не только токсичные газы NO, CO и др., включая канцерогены, но и радиоактивные газы. Поэтому уровень радиоактивности на кухне может существенно превосходить фоновый при работающей газовой плите.

В закрытом, непроветриваемом помещении человек может подвергаться воздействию радона-220 и радона-222, которые непрерывно высвобождаются из земной коры. Поступая через фундамент, пол, из воды или иным путём, радон накапливается в изолированном помещении. Концентрация радона на первом этаже обычно выше, нежели на более верхних. Избавиться от избытка радона можно проветриванием помещения.



Решение задач

Задача 1

экологический биоценоз загрязнение гидросфера

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

Разработать мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп.

Таблица 1. Исходные данные для расчета

Номер задания	Назначение освещения	Тип ламп	Количество используемых 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

Решение

Годовое количество люминесцентных ртутьсодержащих ламп (N), подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, находится из выражения [6]

, шт/год

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

q - срок службы лампы, час;

t - число часов работы лампы в году, час.

N= (80/14000)*2100 =12 шт./год

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

, кг

т - вес одной лампы, кг

М= 12*0,25=3 кг.

2.Мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп.

Ртуть и ее соединения относятся к веществам I класса опасности, согласно ГОСТ -12.1.005-88. В каждой газоразрядной лампе, по условиям её работы, находится дозированная капелька химически чистой ртути, весом 0,06 до 0,15 грамм в зависимости от мощности лампы.

Пары металлической ртути и соли ртути могут привести к тяжелому отравлению организма, поэтому отходы ртутьсодержащих ламп, так же, относятся к первому классу опасности, что предполагает особый контроль за их транспортировкой, хранением и утилизацией.

Хранение ртутьсодержащих ламп должно быть сосредоточено в специальных складах, закрепленных за ответственным лицом и обеспечивающих их полную сохранность.

Перед приемом на склад ртутьсодержащих ламп требуется:

проверить правильность и целостность упаковки

при разгрузке следить за соблюдением мер предосторожности от возможных ударов и бросков.

Учёт ртутьсодержащих ламп должен осуществляться с отметкой в журнале, при сдаче на утилизацию указывать количество ламп и организацию, куда сдаются лампы. Количество, поступающих в организацию ламп определяется с учётом среднегодового расхода ламп. Приём поступающих ламп осуществляется персоналом выполняющим ремонт и тех. обслуживание освещения. Количество поступивших ламп по типам фиксируется в «Журнале приема новых люминесцентных и ртутных ламп». Количество выданных ламп и приёма отработанных фиксируется в «Журнале учета выдачи новых и приема отработанных ртутных и люминесцентных ламп. Ответственным за ведение журналов является мастер участка, выполняющей ремонт и тех. обслуживание сетей освещения.

Вновь поступившие лампы хранятся в заводской упаковке в соответствии с рекомендациями завода - изготовителя, не более 60 штук в одной коробке. Лампы хранятся в установленном месте. Ключ от помещения находится у ответственного лица.

Отработанные лампы упаковываются в заводскую упаковку и временно накапливаются в отдельном специально оборудованном помещении. Планировка, устройство, оборудование, отопление, вентиляция, водоснабжение и канализация должна соответствовать требованиям, изложенным в санитарных правилах «Порядок сбор, учета и контроля отработанных ртутьсодержащих ламп» ГОСТ 6825-91 «Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения». Помещения должны иметь планировку, позволяющую организовать эффективное проветривание, уборку помещений и демеркуризацию. Поверхность стен и потолка склада должны быть ровными и гладкими. В помещениях с выделением в воздух ртути запрещается применение алюминия качестве конструктивного материала.

Допустимое количество накопленных отработанных ртутьсодержащих ламп определяется ПНООЛР («проектом нормативов образования отходов и лимитов на их размещение») и размерами товарной партии для вывоза. Нахождение газоразрядных ламп в неупакованном виде или в не установленных местах запрещается.

При накоплении товарной партии и передаче на утилизацию составляется акт приема- передачи с указанием типа и количества отработанных ламп. Информация о количестве накопленных отработанных ламп по типам поквартально передается инженеру по ООС.

Контроль за правильностью учета и хранения ламп раз в квартал осуществляется записью в «Журнале выдачи новых и приема отработанных ламп».

Ответ: Годовое количество люминесцентных ртутьсодержащих ламп, подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или при уличном освещении равно 12 шт./год, а вес этих ламп 3 кг.

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 и табл. 3

Таблица 2. Исходные данные для расчета

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



Таблица 3. Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми автомобилями отечественного производства

Тип автомобиля

Тип ДВС

Удельные выбросы загрязняющих веществ , г/км

СО

СН

NOх

C

SO2

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Газель

Б

22,7

28,5

2,8

3,5

0,6

0,6

-

-

0,09

0,11

Примечание:Т, Х- теплый и холодный периоды года соответственно.

Примечание: Б - бензиновый двигатель

Решение

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.

L - суточный пробег автомобиля, км;

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

МСО = (22,7*120+28,5*220)*100*10-6 = 899400*10-6 = 0,8994т/год

МСН = (2,8*120+3,5*220)*100*10-6 = 88600*10-6 = 0,0886 т/год

МNOx = (0,6*120+0,6*220)*100*10-6 = 20400*10-6 = 0,0204 т/год

MSO2 = (0,09*120+0,11*220)*100*10-6 = 3500*10-6 = 0,003500 т/год

Ответ: Годовое количество угарного газа (СО) - 0,8994т/год, углеводорода (несгоревшее топливо СН) - 0,0886т/год, окислов азота (NOх) - 0,0204т/год, сернистого газа (SO2) - 0,003500т/год, выбрасываемых в атмосферу, при движении автомобиля ЗИЛ-130 по дорогам.

Задача 3

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

Исходные данные для расчета принять в соответствии с табл. 4, 5, 6, 7

Таблица 4. Исходные данные для расчета

Номер задания	Влажность горной массы	Скорость ветра в районе работ	Высота разгрузки горной массы	Часовая производительность	Время смены	Число смен в сутки	Количество рабочих дней в году
	ц	V	Н	Q
	%	м/с	м	т/ч	час	шт	дн
10	6,9	7,3	1	1200	8	3	240

Таблица 5. Зависимость величины коэффициента К1от влажности горной породы

Влажность породы (ц), %	Значение коэффициента К1
5,0- 7,0	1,0

Таблица 6. Зависимость величины коэффициента К2 от скорости ветра

Скорость ветра (V), м/с	Значение коэффициента К2
7-10	1,7

Таблица 7. Зависимость величины коэффициента К3 от высоты разгрузки горной породы

Высота разгрузки горной породы (Н), м	Значение коэффициента К3
1-1,5	0,6

Решение

Годовое количество пыли, выделяющейся при работе экскаваторов, рассчитывается по формуле [8]



, т/год

где - коэффициент, учитывающий влажность перегружаемой горной породы (принимается по табл.5);

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

- коэффициент, зависящий от высоты падения горной породы при разгрузке ковша экскаватора в автомобиль (принимается по табл.7);

- удельное выделение пыли с тонны перегружаемой горной породы, принимается равной 3,5 г/т;

Q- часовая производительность экскаватора, т/час;

- время смены, час;

- количество смен в сутки, шт;

- количество рабочих дней в году, дн.

Мn=1,2*1,2*0,6*3,5*920*8*2*220*10-6=24675840*10-6=24,67584т/год

Ответ: Годовое количество пыли, выбрасываемое в атмосферу при погрузке горной породы экскаваторами в автосамосвал БеЛАЗ 548 равно 24,67584т/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

Вариант	Загрязняющие вещества, i	Концентрация, Сi, мг/м3
10	Оксид углерода	0,3
	Ацетон	0,35
	Фенол	0,09
	Гексан	43,2

Решение

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

Jm=У(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

Загрязняющее вещество	Среднесуточная концентрация, мг/м3	Класс опасности
Оксид углерода	3,0	4
Ацетон	0,35	4
Фенол	0,003	2
Гексан	60,0	4



Оксид углерода Аi= 1/3,0 = 0,33

Ацетон Аi=1/0,35= 2,86

Гексан. Ai=1/60= 0,017

Фенол. Ai=1/0,003=333,33

3. Степень опасности загрязнения воздуха оценить по таблице 10.

Таблица 10

Jm	Условная степень опасности загрязнения воздуха
Jm ?1	Воздух чистый
1<Jm?6	Воздух умеренно загрязненный
6<Jm?11	Высокая опасность загрязнения воздуха
11<Jm?15	Очень опасное загрязнение
Jm>15	Чрезвычайно опасное загрязнение

Jm>15, следовательно чрезмерно опасное загрязнение воздуха.

Меры по снижению загрязнения воздуха.

Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе среды обитания человека на уровне не выше ПДК.

Абсорбционный способ очистки газов, осуществляемый в установках-абсорберах, наиболее прост и дает высокую степень очистки, однако требует громоздкого оборудования и очистки поглощающей жидкости. Основан на химических реакциях между газом, например, сернистым ангидридом, и поглощающей суспензией (щелочной раствор: известняк, аммиак, известь). При этом способе на поверхность твердого пористого тела (адсорбента) осаждаются газообразные вредные примеси. Последние могут быть извлечены с помощью десорбции при нагревании водяным паром.

Способ окисления горючих углеродистых вредных веществ в воздухе заключается в сжигании в пламени и образовании СО2 и воды, способ термического окисления - в подогреве и подаче в огневую горелку. Каталитическое окисление с использованием твердых катализаторов заключается в том, что сернистый ангидрид проходит через катализатор в виде марганцевых составов или серной кислоты. Для очистки газов методом катализа с использованием реакций восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация оксидов азота NOx достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода. Перспективен сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных веществ при температурах ниже температуры катализа. Адсорбционно-окислительный способ также представляется перспективным.

Он заключается в физической адсорбции малых количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания. Для высокоэффективной очистки выбросов необходимо применять аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки. Такие решения находят применение при высокоэффективной очистке газов от твердых примесей; при одновременной очистке от твердых и газообразных примесей и т. п.

В крупных городах для снижения вредного влияния загрязнения воздуха на человека применяют специальные градостроительные мероприятия: зональную застройку жилых массивов, когда близко к дороге располагают низкие здания, затем - высокие и под их защитой - детские и лечебные учреждения; транспортные развязки без пересечений, озеленение.



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 времениt4, после которого концентрация сульфанола в водоносном пласте достигнет ПДК, т.е. санитарной нормы.

Исходные данные

1. Водоносный горизонт представляет собой песчаниковый коллектор с эффективной пористостью Пэф,%;

2. Мощность водоносного горизонта Н, м;

3. Скорость потока в водоносном горизонте V, см/сек;

4. Скорость естественного рассеяния (диффузии) загрязняющего вещества V0, см/сек;

5. Объем аварийного сброса (утечки) Q, м3;

6. Концентрация загрязняющего вещества (сульфанола) в промывочной жидкости С, %;

7. Условная ПДК для загрязняющего вещества, мг/л.

Решение



Таблица 11. Исходные данные для расчета

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

При решении делаем допущение, что загрязнение водоносного горизонта происходит по всей мощности одновременно, при V>V0. Решение сопровождаем рисовкой схемы положения ореолов загрязнения в плане и построением графика зависимости концентрации загрязняющего вещества от времени.

1. Определим концентрацию и размеры предполагаемых ореолов загрязнения в различные моменты времени (t1, t2, и t3). Для этого необходимо графически изобразить степень удаления фронта загрязнения от ствола скважины, который на плане обозначается точкой СКВ. Положение границы ореола на время t1 в направлении стока определяем приближенно из расчета

М1= (V0+ V1)· t1,

и на плане в соответствующем масштабе откладываем это расстояние в виде прямой линии.

М1=(0,2+2,9)*3600=11160 см = 111,6 м

М2=(0,2+2,9)*10800 =33480 см = 334,8 м

М3=(0,2+2,9)* 54000 =167400 см= 1674 м

В поперечных стоку направлениях положение границ ореола определяем по концам векторов, являющихся гипотенузами прямоугольных треугольников, в которых длины сторон (катетов) будут соответственно равны:

b=V0*t, a=V*t

соединив концы векторов, окантуриваем приближенно, с учетом диффузии, границу ореола загрязнения на время t1. Подставляя в те же расчеты t2 и t3, можно получить размеры и конфигурацию соответствующих ореолов загрязнения.

b1=0,2*3600=720 см=7,2м; а1=2,9*3600=10440см=104,4м

b2=0,2*10800=2160 см=21,6м; а2=2,9*10800=31320см=313,2м

b3=0,2*54000=10800см=108м; а3=2,9*54000=156600см=1566м

Далее, на миллиметровке строим план рассчитанных ореолов загрязнения, на котором графически измеряем площади этих ореолов - S1, S2, S3.

S1=М1*b1=111,6*7,2=803,52м2

S2= М2*b2=334,8*21,6=7231,68м2

S3= М3*b3=1674*108=180792м2

Все длины векторов переводим в метры согласно выбранному масштабу, а площади в квадратные метры.

2. Рассчитываем степень разбавления (N) загрязняющего вещества в ореолах водоносного горизонта на t1, t2, и t3:

для t1, , 172,42

для t2, , 1543,45

для t3, , 38569,96

Далее рассчитываем концентрацию загрязняющего вещества в ореолах по состоянию на t1, t2, и t3 при плотности бурового раствора 1,5 г/см3. Для этого концентрацию загрязняющего вещества (она дана в процентах) необходимо перевести в мг/л по формуле:

С мг/л=С % *1,5*104 = n*104 мг/л.; C мг/л=2,7 % *1,5*104 = 4,05*104 мг/л.

Затем определяем концентрацию сульфанола в ореолах в мг/л. Она будет равна соответственно:

;

;

3. По полученным результатам строим график зависимости концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте от времени. И определяем интервал времени, через который уровень загрязнения в водоносном горизонте придет к санитарной норме, т.е. к ПДК.



Список использованных источников

1. Экология: метод. Указания по выполнению контрольной работы студентами заочной формы обучения/сост.: С.В. Захаров, А.В. Голодкова. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. - 54 с.

2. Экология: учеб. пособие для вузов / А. И. Ажгиревич [и др.]; под ред. В. В. Денисова. - Изд. 3-е, испр. и доп. - М. [и др.]: МарТ, 2006. - 767 с.: a-ил.

3. Маринченко А. В. Экология: учеб. пособие: для вузов по техн. направлениям и специальностям / А. В. Маринченко. - М.: Дашков и К°, 2006. - 331 с.: a-ил.

4. Коробкин В.И. Экология: учеб. для вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. - Изд. 10-е. - Ростов н/Д: Феникс, 2006. - 571 с.: ил.

5. Розанов С. И. Общая экология: учеб. для вузов по дисциплине "Экология" для техн. направлений и специальностей / С. И. Розанов. - Изд. 6-е, стер. - СПб. [и др.]: Лань, 2005. - 288 с.: ил.

6. Федоров В.В. Люминесцентные лампы. М.: Энергоатомиздат, 1992

7. Постановление мэра г.Иркутска № 031-06-2087/4 от 27.12.04. «Об утверждении норм накопления твердых коммунальных отходов на территории г. Иркутска».

8. Ушаков К.З., Груничев Н.С., Архипов Н.А. Основы проектирования вентиляции горных предприятий: Учебное пособие.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006.-96 с.

9. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л., Гидрометеоиздат, 1986.

10. Тимофеева С.С., Шешукова Ю.В. Экология: Учебное пособие. Иркутск, 2001.

Размещено на Allbest.ru