1- 9_Экология_3

Контрольная работа

по экологии №1

Вариант №9

1. Популяция регулирует свою численность и приспосабливается к изменяющимся условиям среды путем обновления и замещения особей. Но природе не известно не одной популяции, которая сохранялась бы неизменной хотя бы на протяжении короткого промежутка времени. Чаще отмечается превышение рождаемости над смертностью, и численность популяции растет до такой степени, что может наступить вспышка массового размножения. Это особенно характерно для мелких организмов. Обычно различают два типа роста популяции: экспоненциальный и логический. Экспоненциальный рост описывается уравнением N_t=N₀exp(rt), где N_t-численность популяции в момент времени t; N₀-численность популяции в начальный момент времени t₀; r-показатель темпов размножения. Экспоненциальный рост популяции при постоянном r>0 возможен только в стабильных условиях среды при отсутствии лимитирующих факторов. Такой рост в природе либо не происходит вообще, либо происходит в течении очень непродолжительного времени. Примерами экспоненциального роста популяции могут служить особи популяции слонов, микроорганизмов, некоторых растений.

2. Почва представляет собой верхний слой литосферы, который образуется и развивается в результате совместного воздействия воздуха, воды, климатических факторов и живых организмов. В результате как естественных причин, так и хозяйственной деятельности человека, происходит деградация почв - постепенное ухудшение свойств почвы, которое выражается в уменьшении содержания гумуса, разрушении структуры и в итоге в снижении плодородия. Основными факторами деградации почв служат: эрозия почв, чрезмерный выпас скота, неправильная агротехника, кислотные дожди, пестициды, загрязнение токсикантами, орошение и осушение, вторичное засоление, открытая разработка полезных ископаемых, процесс урбанизации. Все эти факторы губительно влияют на почву.

3. Практические работы №1,4

Практическая работа №1

Расчет уровня загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов.

Предприятие: “Титан”

1)Характеристики предприятия:

№ в-та	Условное название предприятия, загрязняющее вещество	Высота трубы, м	Диаметр устья трубы, м	Температура ГВС, 0С	Выброс заг- рязняющего вещества, г/с
1	2	3	4	5	6
18	“Титан” акролеин оксид углерода ртуть формальдегид	48	1.3	85	7.4 3.0 0.6 4.1

2)Определение максимальной концентрации вредных веществ в атмосфере:

из описания работы следует, что A=200, F=1, Г=1.

Т=85-24.7=60.3 ⁰С;

V₁=0.785*1.3²*7=9.287;

r=1000*7²*1.3*48^-2*60.3^-1=0.459; r<100;

q=0.65(9.287*60.3/48)^1/3=1.201; 0.5<q<2;

m=(0.67+0.1*(0.459)^1/2+0.34*(0.459)^1/3)^-1=0.983;

n=0.532*(1.201)²-2.13*1.201+3.13=1.339;

C_max=200*M*1*0.983*1.339*1*48^-2*(9.287*60.3)^-1/3=0.023*M;

C_max(акролеин)=0.023*7.4=0.174 мг/м³;

C_max(оксид углерода)=0.023*3=0.069 мг/м³;

C_max(ртуть)=0.023*0.6=0.014 мг/м³;

C_max(формальдегид)=0.023*4.1=0.094 мг/м³;

3)Определение расстояния от источника выбросов, на котором достигается максимальная концентрация загрязняющего вещества:

k=4.95*1.201*(1+0.28*0.459^1/3)=7.315;

x_max=0.25*(5-1)*7.315*48=351.12 м;

4)Определение метеорологических условий, при которых может быть достигнута максимальная концентрация загрязняющего вещества в воздухе:

U_max=1.201; U_max=1.2 м/c;

5)Определение концентрации загрязняющего вещества в атмосфере на заданном расстоянии от источника выбросов:

a=500/351.12=1.424;

S₁=1.13*(0.13*1.424²+1)^-1=0.894, так как 1<a<8

C₅₀₀(акролеин)=0.894*0.174=0.16 мг/м³

С₅₀₀(оксид углерода)=0.894*0.069=0.06 мг/м³

С₅₀₀(ртуть)=0.894*0.014=0.0125 мг/м³

С₅₀₀(формальдегид)=0.894*0.094=0.084 мг/м³

акролеин С₅₀₀/ПДК_с.с=0.16/0.03=5.3;

оксид углерода С₅₀₀/ПДК_с.с=0.06/1=0.06;

ртуть С₅₀₀/ПДК_с.с=0.0125/0.0003=41.7;

формальдегид С₅₀₀/ПДК_с.с=0.084/0.003=28;

Таблица результатов, полученных при выполнении работы

Вариант №18. Предприятие “Титан”
Загрязняющее вещество (ПДКС.С., мг/м3)	М, г/с	Сmax, мг/м3	С500, мг/м3	С500/ПДКс.с.
акролеин (0.03)	7.4	0.174	0.16	5.3
оксид углерода (1)	3.0	0.069	0.06	0.06
ртуть (0.0003)	0.6	0.014	0.0125	41.7
формальдегид (0.003)	4.1	0.094	0.084	28
H=48 м; D=1.3м; T=85 0C T=60.3 0C V1=9.287 r=0.459 q=1.201 m=0.983 n=1.339 Cmax==0.023*M k=7.315 xmax=351.12 м Umax=1.2 м/c a=1.424 S1=0.894

Вывод:

Анализ полученных результатов показал, что на расстоянии 500 м. от источника выбросов уровень загрязнения приземного слоя атмосферы предприятия “Титан” довольно велик и представляет собой угрозу. Для улучшения экологической ситуации на прилегающей территории можно рекомендовать предприятию “Титан” выполнение технических мероприятий по улучшению системы отчиски выбросов, изменение технологических процессов с целью выбросов акролеина, оксида углерода, а особенно ртути и формальдегида.

Практическая работа №4

Расчет экономического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов.

Предприятие “Титан”

1)Определение

Определяются размеры площадей, занимаемых различными типами территорий города, и значения _j:

населенные места - W₁=0.402*252.1=101.334 км², следовательно средняя плотность населенных мест г. Томска n=480000/10133.4=47.368 чел/га и ₁=0.1*47.368=4.737;

территории промышленных предприятий - W₂=0.09*5252.1=23.950 км², ₂=4;

пашни - W₃=0.16*252.1=40.336 км², ₃=0.25;

леса 1-й группы - W₄=0.11*252.1=27.731 км², ₄=0.2;

леса 2-й группы - W₅=0.15*252.1=37.815 км², ₅=0.1;

=(1/252.1)*(101.334*4.737+23.950*4+40.336*0.25+27.731*0.2+37.815*0.1)=

=2.361

2)Определение f_i

f₁(акролеин)=f₂(оксид углерода)=f₄(формальдегид)=4(1+1.2)^-1*100* *(100+(1+60.3/75)*48)^-1=0.974;

f₃(ртуть)=4*(1+1.2)^-1*(1000/(60+(1+60.3/75)*48))^1/2=4.749

3)Определение М_i*

Рассчитываем показатели a_i

a₁(акролеин)=3/0.03=100; a₂(оксид углерода)=3/1=3; a₃(ртуть)=3/0.0003=10000;

а₄(формальдегид)=3/0.003=1000;

m₁=7.4*31536000=233366400 г/с=233.366 т/год

m₂=3*31536000=94608000 г/с=94.608 т/год

m₃=0.6*31536000=18921600 г/с=18.922 т/год

m₄=4.1*31536000=129297600 г/с=129.298 т/год

M₁*(акролеин)=233.366*100=23336.6 усл.т/год

M₂*(оксид углерода)=94.608*3=283.824 усл.т/год

М₃*(ртуть)=18.922*10000=189220 усл.т/год

М₄*(формальдегид)=129.298*1000=129298 усл.т/год

В заключение определяется величина экономического ущерба:

У_атм=0.24*2.361*(0.974*23336.6+0.974*283.824+4.749*189220+0.974*129298)=

=593582.783 руб.

Оформление отчетов по работе

Характеристики г. Томска

Тип территории	Wj, км2	j
Населенные места	101.334	4.737
Территории промышленных предприятий	23.950	4
Пашни (приусадебные участки)	40.336	0.25
Леса 1-й группы	27.731	0.2
Леса 2-й группы	37.815	0.1
n=47.368 чел/га =2.361

Характеристики предприятия

Вариант №18 - предприятие “Титан”
Загрязняющее вещество	Характеристика
	f1	ai	mi, т/год	Мi*, усл.т/год
Акролеин	0.974	100	233.366	23336.6
Оксид углерода	0.974	1	94.608	283.824
Ртуть	4.749	10000	18.922	189220
Формальдегид	0.974	1000	129.298	129298
Уатм=593582.783 руб.

4.После взятия пробы количество кислорода составляло m₁=6.0 мг. После 5 суток хранения той же пробы в плотно закрытой бутылке количество кислорода составило 4.0 мг. Определяем разницу - 2 мг. Первоначальная проба имела объем 10 мл. Таким образом, если на 10 мл этой воды было израсходовано 2 мг кислорода, то на 1 л расходуется 200 мг кислорода. Значит БПК составляет 200 мг*л^-1. В такой воде могут обитать личинка мошки и личинка крыска.

5. На протяжении большей части своей истории люди избавлялись от отходов за счет природных процессов. Но сегодня ситуация стала крайне нестабильной. В зависимости от природы происхождения можно выделить следующие типы загрязнений окружающей среды:

1)физические загрязнения - радиоактивные вещества, электромагнитные излучения, тепловое загрязнение, шумы и вибрация.

2)химические загрязнения - производные углерода и серы и др. химические соединения.

3)биологические загрязнения - болезнетворные бактерии и вирусы, нарушения биоценозов из-за неумелого внедрения новых видов организмов.

4)эстетический вред - нарушение естественных ландшафтов грубой урбанизацией, строительство индустриальных центров и др.

6. Экологические последствия загрязнения природных вод многообразны, но в конечном итоге они ведут к постепенной деградации водных экосистем. Степень загрязнения воды органическими веществами оценивается количеством молекулярного кислорода, необходимым для их окисления микроорганизмами. Согласно российскому ГОСТу хозяйственно-питьевая вода должна содержать не более 100 микроорганизмов в 1см³ воды, при этом число бактерий группы кишечных палочек в 1л воды не должно быть более 3. Проникновение в водную среду различных токсикантов и веществ, изменяющих естественный состав воды, представляет исключительную опасность для природных экосистем и человека. Тончайшие пленки нефти, покрывая большие площади, препятствуют доступу кислорода в воду, и тем самым нарушают важнейшие физико-химические процессы в океане. Будучи устойчивыми нефтеуглеводороды передаются по трофическим цепям и тем самым создают угрозу здоровью человека через потребление морепродуктов. Глобальное распространение получили синтетические органические соединения, которые обладают сильным токсическим эффектом. Сельское хозяйство, промышленность и транспорт - главные поставщики загрязняющих веществ.

7. Непрерывная интенсификация сельского хозяйства не только нарушает круговорот веществ в природе, но при повсеместном широком использовании химических удобрений ведет также к необратимому загрязнению культивируемых земель. Используемые удобрения как правило не очищены, поэтому вместе с ними в почву попадают многие токсичные химические элементы, а также радиоактивные вещества, в результате чего наносится существенный вред здоровью человека. Один из путей засоления почв - неправильное орошение. Деградация структуры почвы наступает в результате замещения кальция на калий. Соединяясь с щелочами, калий сдвигает pH почвы, что приводит к исчезновению глины и распаду органических веществ после чего почва становится непригодной для выращивания сельскохозяйственных культур.

8. Каждое живое существо на Земле постоянно подвергается воздействию ионизирующей радиации: она поступает к нему из космоса, из глубин Земли и даже от других живых организмов. В результате облучения живой ткани, как и в любой среде, поглощается энергия, и возникают возбуждение и ионизация атомов облучаемого вещества. Прямое действие радиации может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов и другие денатурационные изменения. В дальнейшем под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения, подчиняющихся уже биологическим законам жизни и гибели клеток. Наиболее важные изменения в клетках:

1)Повреждение процесса деления созревающих половых клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом.

2)Повреждение механизма непрямого деления ядра клетки и ее тела, обеспечивающего равномерное распределение генетического материала между двумя дочерними клетками.

3)Блокирование процессов обновления и дифференцировки клеток.

2. 4)Блокирование процессов разрастания тканей организма.