ВВЕДЕНИЕ

Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению «Геодезия и дистанционное зондирование» для выпускников, освоивших программу бакалавриата, называет объектами профессиональной деятельности поверхность Земли, территории и акватории, искусственные и естественные объекты на поверхности Земли. К видам профессиональной деятельности бакалавров по данному направлению относится выполнение специализированных инженерно-геодезических и фотограмметрических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных объектов различного назначения (включая объекты кон-

информации о состоянии окружающей среды при изучении природ-

тинентального шельфа, транспортной инфраструктуры, нефте- и газодобычи); получение наземной и аэрокосмическойИпространственной

ных ресурсов; изучение природно-ресурсногоДпотенциала регионов и

проведение мониторинга окружающей среды. Очевидно, что выполнение перечисленных видов профессиональной деятельности без знания основ экологии невозможно. Практические занятия помогут студентам научиться применять теоретические знания для решения прикладных задач, будут способствовать более глубокому освоению дис-

экологии. Знание основныхбзаконов взаимодействия живых организ-

мов и окружающей х среды с учетом влияния на них человека в различных областях его деятельности позволит студентам при выполнении своих профессиональных обязанностей предупреждать негативное воздействие на окружающую среду, способствовать рациональному использованию природных ресурсов.

Изучение экологии также открывает перед будущими геодезистами еще одно направление приложения их знаний и умений – это участие в проведении мониторинга на региональном и глобальном уровнях, сбор информации о состоянии окружающей среды и состоянии природно-ресурсного потенциала регионов.

3

1. СРЕДА ОБИТАНИЯ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Практическое занятие № 1

Глобальные проблемы загрязнения атмосферного воздуха

Цель занятия: ознакомить студентов с глобальными экологическими проблемами, вызванными загрязнением атмосферного воздуха.

Оборудование и материалы: телевизор, DVD-проигрыватель,

диск с учебным фильмом “Только одна атмосфера», раздаточный материал с контрольными вопросами.

На занятии студентам предлагается просмотр учебного фильма «Только одна атмосфера», в котором рассматриваются такие глобальные проблемы, как разрушение озонового слоя и «парниковый» эффект. После просмотра фильма студенты отвечают на контрольные

парниковых газов?

8. Какую из проблем, вызванных загрязнением атмосферного воздуха: разрушение озонового слоя или предотвращение резкого повышения температуры приземного слоя воздуха, легче решить и почему?

9. Какие мероприятия могут замедлить скорость повышения температуры приземного слоя воздуха?

10. Какие осложняющие факторы могут возникнуть при дальнейшем неконтролируемом повышении температуры приземного слоя воздуха?

4

11.Какие международные соглашения были подписаны для сокращения выбросов парниковых газов?

12.Почему в последнее время говорят не о глобальном потеплении, а об изменении климата в результате поступления в атмосферу парниковых газов?

13.Поясните суть механизма, существующего в биосфере, который регулирует негативные процессы, связанные с повышением температуры приземного слоя воздуха. Стоит ли человечеству полностью полагаться на этот механизм?

14.Какое государство вносит максимальный вклад в общее количество парниковых газов, ежегодно поступающих в атмосферу?

2. ЗАКОНЫ И ПРИНЦИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ

Практическое занятие № 2

мов, соответствующих номерам 1, 2, 3 на схеме (рис. 1), если на оси абсцисс – значения температуры в градусах Цельсия; оси ординат – степень благоприятности фактора.

Рис. 1. Диапазоны толерантности различных видов

5

Задача 2. Дайте определение понятий по образцу: стенобионты

– организмы, которые могут выжить лишь в узком диапазоне значений фактора среды; эврибионты – организмы, способные существовать в широком диапазоне значений фактора (рис.2). Например, стенотермные способны выдерживать лишь колебания температуры в узких пределах.

ленности колорадского жука от температуры окружающей среды. Укажите:

а) температуру, оптимальную для данного вида; б) пределы выносливости вида;

в) температуру, ограничивающую жизнедеятельность вида; г) диапазон температур для зон угнетения.

6

Рис.3. Зависимость численности колорадского жука от температуры окружающей среды

Задача 4. В природе факторы действуют на организм не разрозненно, а корректируют друг друга. Перед вами график зависимости смертности куколок опасного вредителя плодово-ягодных культур –

Контрольные вопросы и задания

1.Сформулируйте закон незаменимости фундаментальных факторов В.Р. Вильямса.

2.Что в экологии называют толерантностью?

3.Какой фактор называют лимитирующим?

4.Сформулируйте закон минимума Ю. Либиха.

5.Сформулируйте закон Максимума В. Шелфорда.

6.Что утверждает закон толерантности В. Шелфорда?

7.От каких факторов зависит величина диапазона толерантности?

3.ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

ИОХРАНА ПРИРОДЫИД

Цель занятия: рассчитать ущерб, который предприятия теплоэнергетики наносят окружающей среде, и выяснить, насколько сни-

Окончание табл. 1

где С0i, С1i, – концентрация i -го загрязнителя в выбросах до и после применения установки газопылеочистки; γ – степень очистки газопылевых выбросов, % (см. табл. 1).

10

Таблица 3

Значения показателей относительной экологической опасностизагрязнителейkЭi

5. Определить массу выбросов газа и пыли за год М1i (т/год) работы котельной после применения установки газопылеочистки по каждому загрязнителю:

8. Вычислить величину эколого-экономического ущерба У0 (млн руб.), наносимого окружающей среде города выбросами котельной до применения установки газопылеочистки, т.е. величину фактического ущерба:

У0 =Ууд М0П δ f 10−6 ,

где Ууд – показатель удельного ущерба, равный 2400 руб./усл.т;

11

f – поправка, учитывающая характер рассеяния примесей в атмосферном воздухе города, принимается равной 0,81.

9. Определить величину эколого-экономического ущерба У1 (млн руб.), наносимого окружающей среде города выбросами котельной после применения установки газопылеочистки:

У1 =Ууд М1П δ f 10−6.

10.Рассчитать величину предотвращенного экологического

ущерба УПР (млн руб.) как разность эколого-экономического ущерба от загрязнений атмосферного воздуха до и после применения установки газопылеочистки:

УПР = У0 −У1.

11.Определить экономическую эффективность Ээф (%) приме-

13. Сделать вывод о целесообразности применения установки газопылеочистки на котельной вашего варианта.

При величине экономической эффективности природоохранного мероприятия, равной 15% и выше, его проведение считается экономически целесообразным. Об экологической целесообразности судят по величине предотвращенного ущерба от внедрения установки газопылеочистки.

12

Контрольные вопросы и задания

1.Назовите отрасли – источники загрязнения атмосферного воздуха.

2.Перечислите основные загрязняющие вещества, выделяющиеся при сжигании угля, мазута.

3.Как классифицируют методы очистки газовых выбросов?

4.Расскажите о пылеуловительных камерах и инерционных пылеуловителях, какова степень их очистки?

5.Расскажите о центробежных циклонах, какова степень их очистки?

6.Расскажите о рукавных фильтрах, какова степень их очистки?

7.Расскажите о работе электрофильтров.

8.Расскажите о методе мокрого пылеулавливания.

9.Расскажите об абсорбционном методе очистки газов.

10.В чем суть адсорбционного метода очисткиИгазов? В каких случаях эффективно его применение?

11.Как рассчитывается ущерб, причиненныйДзагрязнениями окружающей среде?

12.Какой ущерб называется предотвращённым?

13.Как оценивается эффективностьАприродоохранных мероприятий?б

иПракт ческое занятие № 4

РасчетСуровня загрязнения почв свинцом

от выбросов автотранспорта

Цель занятия: освоить расчетный метод оценки загрязнения почв от выбросов автотранспорта.

Ход занятия

Для выполнения работы необходимо выбрать участок автомобильной дороги вблизи учебного заведения, имеющий хороший обзор с прилегающей территории. В течение 20 минут студенты должны определить число единиц автотранспорта, результаты записать в табл. 7.

13

карбюраторных и дизельных автомобилей соответственно, л/км: табл. 7; Nik, Nid – интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных и дизельных автомобилей соответственно, авт/ ч;

Кк, Кd – коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения, для карбюраторных и дизельных типов соответственно (табл. 8).

Мощность эмиссии свинца в отработавших газах карбюратор-

Тр – коэффициент, зависящий от скорости транспортного потока. Для скорости, равной 80 км/ч (Тр = 1);

14

Кo – коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска отработавших газов (на деталях двигателя) (Kо = 0,8);

KPb – коэффициент, учитывающий долю отрабатываемого свинца в виде аэрозолей в общем виде выбросов (КPb = 0,2);

Рк – содержание добавки свинца в топливе, применяемом в автомобиле данного типа. Для бензина марки АИ-76 Рк = 0,17 г/кг, а для АИ-93

Рк = 0,37 г/кг.

15

Рассчитываем концентрацию загрязнения атмосферного воздуха различными компонентами в зависимости от расстояния кромки дороги по формуле

где С – концентрация загрязнителя, мг/м3;

g – мощность эмиссии различных компонентов загрязнения, рассчитанная ранее; δ – значение стандартного Гауссова рассеяния в вертикальном на-

правлении, зависит от расстояния дороги и уровня радиации (табл. 9); υ – скорость ветра, преобладающая в расчетный периода месяца, принимаем равной 3 м/с;

sin φ – угол, составляющий направление ветра к трассе, равен 30°; F – фоновая концентрация загрязнений, г/м3.

Таблица 9

По полученным данным в результате расчетов построить графики зависимости концентраций выбрасываемых веществ (мг/м3) от расстояния от проезжей части (м). На них по значениям ПДК для соответствующих выбросов определить безопасные расстояния от кромки дороги. По результатам работы оценить экологическую ситуацию на данном участке дороги и предложить мероприятия по уменьшению

16

количества выбросов и по защите атмосферного воздуха и человека от их воздействия.

Контрольные вопросы

1. Какие токсичные компоненты содержатся в выбросах автотранспорта? 2. Как зависит состав выбросов автотранспорта от вида топлива?

3. Как влияет скорость движения транспортного средства на токсичность выбросов и их состав?

4. Как влияет географическое расположение автомагистрали на рассеивание выбросов автотранспорта? Какие факторы необходимо учитывать при проектировании автомобильных дорог?

Выберите участок автотрассы вблизи учебного заведения длиной 0,5 – 1 км, имеющий хороший обзор. Определите число единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 20 минут. Получив у преподавателя расчетные данные по длине участка, приступайте к вычислениям. При этом заполняйте табл. 11.

Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчетным методом. Исходными данными для расчета количества выбросов являются:

–число единиц автотранспорта, проезжающего по выделенному участку автотрассы в единицу времени;

–нормы расхода топлива автотранспортом (средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города приведены в табл. 12).

17

брос вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего, приведены в та л. 13.

Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента при сгорании в двигателе автомашины количества топлива, равного удельному расходу (л/км).

Обработка результатов

Рассчитайте общий путь L, пройденный выявленным числом ав-

где j – обозначение типа автотранспорта; L – длина участка, км;

Nj – число автомобилей каждого типа за 1 час.

Рассчитайте количество топлива Qj, (л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле

Qj = Lj · Yj. (5)

Определите общее количество сожженного топлива каждого вида и занесите результаты в табл. 14.

Рассчитайте массу выделившихся вредных веществ m (г) по формуле

где М – молекулярная масса вредного компонента.

Рассчитайте количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для достижения величины

19

предельно допустимой концентрации (среднесуточной) по каждому компоненту. Результаты запишите в табл. 16.

Сопоставьте полученные результаты с количеством выбросов вредных веществ, производимых находящимися в вашем районе за-

Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и об-

считайте объем необходимого воздуха для заданного вам участка до-

щественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участкаДавтомагистрали. Для этого рас-

роги, принимая во внимание ширину дороги, свой рост и тротуары с

обеих сторон движения. Сделайте расчет фактической концентрации

вредных выбросов, исходя из рассчитанного объема воздуха и массы

1. Как зависит уровень загрязнения воздуха от интенсивности транспортного потока?

2. Как рассчитать количество загрязняющих веществ, поступающих в воздух вместе с выбросами автотранспорта?

3. Как рассчитать концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое воздуха примагистральных территорий?

4. Как рассчитать количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выбросов до безопасных концентраций?

5. Чему равны ПДКСС для угарного газа, углеводородов и оксидов азота?

20