4. Задачи к курсу "экология"

1. Численность населения Земли с 2003 г. имеет постоянный процентный рост 1,8 %. Вычислить время удвоения населения плане­ты, его ежегодный, ежемесячный и еженедельный прирост, если на 2003 г. (по данным ООН) население Земли составляло 6,4 млрд че­ловек.

2. В Китае самое большое по численности население в мире, 1.5 млрд человек, и время удвоения его составляет 49 лет. Вычис­лить процентный рост населения Китая в год и объяснить его при­чину.

3. Индия, занимая второе место в мире по численности насе­ления – 1,2 млрд человек, имеет время его удвоения, равное 32 го­дам. Вычислить процентный рост населения Индии в год и объяснить его причину.

4. Население БРС (более развитых стран с валовым националь­ным продуктом ВНП более 670 дол.на душу населения) составляет 1.2 млрд человек. Процентный прирост населения составляет 0,6 % в год. Вычислить время удвоения населения БРС, его ежемесячный и еженедельный прирост.

5. Население МРС (малоразвитых стран с валовым национальным продуктом ВНП менее 670 дол. на душу населения) составляет 4.0 млрд человек. Процентный прирост населения составляет 2,1% в год. Вычислить время удвоения населения МРС, его ежемесячный и еженедельный прирост.

6. Разведанные запасы нефти на Земле составляют 260 - 375 млрд тут. Добыто нефти (1989 г.) - 6,25 млрд тут. Процентный при­рост добычи нефти равен 2,18% в год. Вычислить, через сколько лет закончится нефть как невозобновимый ресурс, если не будут приня­ты ограничения по ее добыче.

7. Объем древесины, сосредоточенные в лесах планеты, сос­тавляет 359 млрд м³. Всего вырублено древесины (1989 г.) - 3,69 млрд м³. Процентный прирост вырубки лесов равен 1 % в год. Вы­числить, через сколько лет может исчезнуть лесная растительность на Земле. К каким последствиям это может привести и что надо сделать, чтобы перевести леса в разряд потенциально возобновимо­го ресурса.

8. Разведанные запасы железной руды на Земле составляют 260 млрд т. Добыто железной руды (1989 г.) - 697 млн т. Процентный прирост ее добычи равен 1,33 %, в год. Вычислить, на сколько лет хватит этого невозобновимого ресурса и что надо сделать для его сохранения для будущих поколении.

9. Запасы бокситов - лучшего сырья для производства алюминия - оцениваются в 4 млрд т. Всего добыто бокситов (1989 г.) -125 млн т. Средний прирост их добычи равен 2,80 % в год. Вычис­лить, через сколько лет истощатся запасы и что надо предпри­нять для того, чтобы алюминий был сохранен как невозобновимый ресурс для будущих поколений.

10. Меди в рудах имеется около 400 млн т.,из них 260 млн т. разведаны и могут быть извлечены. Всего добыто меди (1989 г.) -3,311 млн т. На сколько лет хватит ее запасов, если средний при­рост ее добычи равен 8,4 % в год и что надо предпринять для то­го, чтобы медь была сохранена как невозобновимый ресурс для бу­дущих поколений?

11. С помощью второго закона термодинамики объясните, почему нефть можно использовать в качестве горючего только один раз? Приведите примеры, с помощью закона сохранении вещества объясните, почему рано или поздно вам необходимо построить общество, утилизирующее отходы.

12. Объясните, почему большинство ученых - энергетиков ут­верждают, что в основе любого индустриального, общего или нацио­нального плана производства и потребления энергии должен лежать принцип повышения эффективности энергии? Является ли этот прин­цип основополагающим для Вашего собственного плана и образа жиз­ни? Приведите примеры.

13. Объясните, почему использование электроэнергии для отоп­ления дома и обеспечения бытовых потребностей в горячей воде об­ходится дорого и ведет к большим потерям энергии. Какие задачи наиболее рационально решать с помощью электроэнергии?

14. Вы собираетесь построить дом. Какой источник энергии (нефть, газ, уголь или что-то другое) Вы используете для отопле­нии помещений, приготовления пищи, охлаждения продуктов питания и нагревания воды? Составьте долгосрочный экономический прогноз проживания в доме, а также прогноз воздействия дома на окружаю­щую среду? Будет ли Ваше решение зависеть от того, что Вы плани­руете прожить в этом доме 50, а не 5 лет?

15. С помощью первого и второго закона термодинамики объяс­ните, почему станет необходимым построения даже не общества без­отходного производства, а природосберегающего общества?

16. Оценить целесообразность осушения болота площадью 40 га для использования его после мелиорации под сельскохозяйственные угодья. Среднегодовая чистая первичная продуктивность: болота -37,2_∙10⁶ (Дж/м²) год, сельскохозяйственных угодий – 11,3_∙10⁶ (Дж/м²) год.

17. В процессе эксплуатации искусственного водохранилища площадью 400 км² произошло его заиливание и поэтому возник воп­рос о его дальнейшем использовании. Определить по данным чистой первичной продуктивности, что следует предпринять:

1) провести его очистку;

2) не очищать и оставить его в виде болота;

3) осушить, провести мелиорацию и использовать его под сельхоз угодья.

18. В городской черте имеется парковая зона площадью 200 га. Из-за нехватки жилья решено на месте парковой зоны построить жилой массив, а парковую зону перенести за город. Оценить с точки зрения чистой первичной продуктивности целесообразность этого мероприятия и что бы Вы, как эколог, предложили сделать в данной ситуации.

19. Оценить целесообразность осушения болота площадью 40 га для использования его под постройку жилого массива. (Среднегодовая чистая первичная продуктивность: болота – 37,2_∙10⁶ (Дж/м²) год, жилого массива - 0,25_∙10⁶ (Дж/м²) год.

20. В черте города имеется водоем площадью 4 км². Произошло его заиливание и возник вопрос о его дальнейшем использовании:

1) провести его очистку;

2) не очищать и оставить его в виде болота;

3) осушить и построить жилой массив.

Рассчитайте чистую первичную продуктивность этих экосистем и предложите, что сле­дует предпринять.

21. Как изменится толщина (концентрация) озонового слоя, если максимальная степень почернения линий спектра составила 75%. Какие вещества влияют на толщину озонового слоя? Исходные данные:

I ,%	0	20	40	60	80	100
С, ppm	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5

22. Как изменится толщина (концентрация) озонового слоя, если максимальная степень почернения линий спектра составила 30%. Какие вещества влияют на толщину озонового слоя? Исходные данные:

I ,%	1	10	20	40	60	80	100
С, ppm	0,01	0,07	0,14	0,26	0,37	0,45	0,5

23. Завод по производству сыра сбрасывает в реку сточные воды в количестве 300 м³/сутки с БПКполн = 120 мг/л, БПКпдс= 40 мг/л, Спдс= 146 р./т, Сппс=774 Р./т. Определить экологический ущерб и штраф предприятия за квартал.

24. Консервный комбинат сбрасывает в реку сточные воды в ко­личестве 200 м³/ч

с БПКполн= 220 мг/л, БПКпдс= 40 мг/л, Спдс= 146 р./т, Сппс=774 р./т. Определить экологический ущерб и штраф за год.

25. Пищевое предприятие сбрасывает в реку сточные воды в количестве 600 м³/сутки с БПКполн = 180 мг/л, БПКпдс = 40 мг/л, Спдс = 146 р./т, Сппс=774 р./т. Определить экологический ущерб и штраф за квартал и за год.

26. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 10 т ди­зельного топлива (С = 2,5 р./т); 7 т этилированного бензина (С = 2,2 р./т) и 8 т неэтилированного (С = 1,3 р./т). Определить экологический ущерб природе и штраф за квартал и за год.

27. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 20 т ди­зельного топлива (С = 2,5 р./т); 15 т этилированного бензина (С =2,2 р./т) и 5 т неэтилированного (С = 1,3 р./т). Опреде­лить экологический ущерб природе и штраф за год.

28. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 100 т дизельного топлива (С =2,5 р./т); 170 т этилированного бензина (С = 2,2 р./т) и 280 т неэтилированного (С = 1,3 р./т). Опре­делить экологический ущерб природе и штраф за квартал и за год.

29. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 10 т ди­зельного топлива (С = 2,5 р./т); 57 т этилированного бензина (С = 2,2 р./т) и 28 т неэтилированного (С =1,3 р./т). Определить экологический ущерб природе и штраф за квартал и за год.

30. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 110 т дизельного топлива (С = 2,5 р./т); 270 т этилированного бензина (С = 2,2 р./т) и 385 т неэтилированного (С = 1,3 р./т). Определить экологический ущерб природе и штраф за квартал и за год.

31. После кислотного дождя на площади 1.5∙10⁴ га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 4,2. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование. Доза СаО 500 мг/м² изменяет рН на одну единицу. ССаО = 5 р./кг.

32. После кислотного дождя на площади 0.5∙104 га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 3,2. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование. Доза СаО 500 г/м2 изменяет рН на одну единицу. ССаО = 5 р./кг.

33. После кислотного дождя на площади 2.5∙104 га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 3,9. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование. Доза СаО 500 г/м2 изменяет рН на одну единицу. ССаО = 5 р./кг.

34. После кислотного дождя на площади 1.3∙104 га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 4,0. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование. Доза СаО 500 г/м2 изменяет рН на одну единицу. ССаО =5 р./кг.

35. После кислотного дождя на площади 1.8 ∙ 104 га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 3,2. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование? Доза СаО 500 г/м2 изменяет рН на одну единицу. ССаО = 5 р./кг.

36. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,200 мг/л; диоксид серы – 0,350 мг/л. Объем выхлопных газов - 150 тыс, м3/ч. Вычислить экологический ущерб предприятия окружающей среде и штраф за квартал и за год, если Спдк = 52 р./т; Сппв = 260 р./т для оксидов азота и Спдк = 21 р./т; Сппв = 105 р./т для диок­сида серы.

37. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,240 мг/л; диоксад серы - 0,450 мг/л. Объем выхлопных газов - 140 тыс. м3/ч. Вычислить эко­логический ущерб предприятия окружающей среде и штраф за квартал и за год, если Спдк = 52 р./т; Сппв = 260 р./т для оксидов азота и Спдк = 21 р./т; Сппв = 105 р./т для диоксида серы.

38. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,250 мг/л; диоксид серы - 0,300 мг/л. Очистная установка очищает выхлопные газы до норм ПДК. Объем выхлопных газов - 130 тыс. м3/ч. Вычислить экологичес­кий ущерб предприятия окружающей среде и штраф за квартал и за год. Оценить прибыль предприятия за квартал и за год при сниже­нии загрязнений за счет работы очистной установки. (Данные взять из табл. 2.4 и 2.5)

39. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,280 мг/л; диоксид серы - 0,390 мг/л. Объем выхлопных газов - 120 тыс. м3/ч. Очистная ус­тановка очищает выхлопные газы на 70%. Рассчитать экологический ущерб предприятия окружающей среде и штраф предприятия за год. Оценить прибыль предприятия за счет работы очистной установки и снижения загрязнений. (Данные взять из табл. 2.4 и 2.5)

40. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,220 мг/м3; диоксид серы - 0,250 мг/м3. Объем выхлопных газов - 110 тыс. м3/ч. Очистная ус­тановка очищает выхлопные газы до концентраций 0,050 мг/л по ок­сидам азота и 0,030 мг/л по диоксиду серы. Рассчитать экологи­ческий ущерб предприятия окружающей среде и штраф за квартал и за год. Оценить прибыль предприятия за счет снижения загрязне­ний. (Данные взять из табл. 2.4 и 2.5)

41. Из-за плохого хранения фосфорных удобрений в водную экосистему смыто 50 т фосфорных удобрений в пересчете на фосфор. Определить экологический ущерб и штраф предприятия, если разреше­ние на сброс загрязняющих веществ не было оформлено в установ­ленном порядке. (Данные взять из табл. 2.6.)

42. В водную экосистему сброшено 185 т фосфорных удобрений в пересчете на фосфор. Рассчитать экологический ущерб и штраф предприятия, если разрешение на сброс загрязняющих веществ было оформлено в установленном порядке. (Данные взять из табл. 2.6.)

43. В стоках предприятия имеется синтетическое моющее ве­щество ОП-7. Концентрация ОП-7 в стоках 15 г/л. Объем стоков 250 м3/сутки. Оценить экологический ущерб окружающей среде и штраф предприятия за квартал. (Данные взять из табл. 2.6.)

44. В стоках предприятия имеется синтетическое моющее ве­щество 0П-10. Концентрация ОП-10 в стоках 13 г/л. Объем стоков 280 м3/сутки. Оценить экологический ущерб окружающей среде к штраф предприятия за квартал. (Данные взять из табл. 2.6.)

45. В стоках предприятия имеется синтетическое моющее ве­щество ОП-7. Концентрация ОП-7 в стоках 25 г/л. Объем стоков 350 м3/сутки. Оценить экологический ущерб окружающей среде и штраф предприятия за квартал. (Данные взять из табл. 2.6.)

46. Предприятие сбрасывает сточные воды гальванопроизводс­тва в количестве 20 м3/ч.. (Состав загрязнений взять из табл. 2.7). Рассчитать экологический ущерб, наносимый предприятием ок­ружающей среде за год и штраф предприятия за год.

47. Предприятие сбрасывает сточные воды гальванопроизводства количестве 320 м3/сутки. (Состав загрязнителей взять из табл. 2.7). Очистная установка очищает сточные воды на 75%. Рассчитать экологический ущерб, наносимый предприятием водной среде и штраф предприятия за квартал. Оценить прибыль предприятия яри работе очистной установки.

48. Предприятие сбрасывает сточные воды гальванопроизводства в количестве 30 м3/ч..(Состав загрязнителей взять из табл. 2.7).0ценить, какую прибыль получит предприятие за год, ес­ли оно построит очистную установку, очищающую сточные воды до существующих ПДК.

49. Предприятие сбрасывает сточные воды гальванопроизводства е количестве 40 м3/ч..(Состав загрязнителей взять из табл. 2,7). Рассчитать, какой штраф заплатит предприятие за квартал. Какую прибыль получит предприятие за квартал если оно построит очистную установку, очищающую сточные воды на 50% ниже концентраций существующих ПДК .

50. Предприятие сбрасывает сточные воды гальванопроизводства в количестве 25 м3/ч. (Состав загрязнителей взять из табл. 2.7), Оценить, какую прибыль получит предприятие за год, если оно построит очистную установку с водооборотным циклом. Оплата за забор чистой воды из артезианской скважины составляет 1,5 к./м3.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ :

1. Цветкова Л.И., Алексеев М.И. Экология –М.: 1999. -488 с.

2 .Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология.- М.: Высшая школа, 1988. -310 с.

3. Воронков Н.А. Экология: общая,прикладная, социальная. М.:Агар, 2000. -424 с.

4. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. –Ростов н/Д: изд-во Феникс, 2003-2009. -576 с. (серия Высшее образование».)

5. Варламов А.А., Хабаров Ф.В. Экология землепользования и охрана природных ресурсов.- Москва: Колос, 1999.- 159 с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:

1. Николайкин Н.И. Экология. Учебник для вузов.–М.: Дрофа, 2004. – 624 с.

2. Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. - Ростов н/Д: Феникс, 2003. – 384 с.

3. Тайлер Миллер. Жизнь в окружающей среде. Программа всеобщего экологического образования, т.1, под редакцией члена РАО профессора Г.А.Ягодина, М.,1993 г.

4. Б.В.Ерофеев. Экологическое право России. - М.: «Юрист», 1996 г.

5. В.Ф.Протасов, А.В.Молчанов. Экология, здоровье и природопользование в России. - М.: «Финансы и статистика», 1995 г.

6. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология вопросах и ответах: Учебное пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2002. – 382 с.

7. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» // Российская газета. – 2002 – 12.01

8. Комментарий к Закону Российской Федерации «Об охране окружающей среды» /Под ред. Проф. С.А.Боголюбова – М.: Норма-ИФРА, 1999. – 368 с.

9. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: Учебник для вузов. – М.: Высшая шк., 2001 – 273 с.

10. Родионов А.И., Клушин В.П., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности: Учебник для студентов технических и технологических специальностей. 3-е изд, перераб и доп. – Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2000. – 800 с.

11. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. – М.: Мысль, 1986.–657 с.

12. Андреева Т.А. Экология в вопросах и ответах: учебное пособие. – М.: Проспект, 2006. – 184 с.

13. И.А.Шилов. Экология. - М.: «Высшая школа», 1997 г.

14. Заиков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло В.Л. Кислотные дожди и окружающая среда. М: Химия, 1991 г.

15. O состоянии здоровья населения РФ в 1991 г. /"Зеленый мир", N 45 - 46, 1992 г.

16. Факты и проблемы, связанные с захоронением радиоактивных отходов в морях, омывающих территорию РФ./"Зеленый мир", N 13,15,16,1993 г.

17. Бернардинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. – М.: Химия, 1990. – 304 с.

18. Гарин В.М., Хвостиков А.Г. Утилизация твердых отходов: Учебное пособие. - Ростов н/Д: РГУПС., 2000. – 80 с.

19. Петров В.В. Экологическое право России: Учебник. - М.: Изд-во БЕК, 1995.–557 с.

20. Бродский А.К. Краткий курс общей экологии: Учебное посо­бие // Санкт-Петербург, ун-т, Санкт-Петербург, 1992.

21. Будыко М.И. Глобальная экологии.-М., 1991.

22. Вернадский В.И. Биосфера и неосфера.- М,:Наука, 1989.

23. Кузнецов Г.А. Экология и будущее: Анализ философских ос­нований глобальных прогнозов. - М. :Изд-во МГУ, 1938.

24. Одум Ю.П. экология-М.,:Прогресс, 1986.

25. Химия в интересах устойчивого развития // ВО “наука”. 1993.

26. Экономика природопользования/ Под редакцией академика Т.С.Хачатурова //Издательство Московского ун-та.-М, 1991.

27. Г.П.Гущина и др. Озон в земной сфере. – Ленинград, 1996.

28. Ф.С.Ортенберг, Ю.М.Трифонов. Озон: взгляд из космоса.- М.: Знания,1990.

29. Ю.Гиляров А.М.Популяционная экология. М.: изд-во МГУ, 1990. окружающая среда.- М, 1991.

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Варианты	Номера вопросов	Номер задачи
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50	1, 9, 28, 57, 89 2, 10, 29, 58, 90 3, 11, 30, 59, 91 4, 12, 31, 60, 92 5, 13, 32, 61, 93 6, 14, 33, 62, 94 7, 15, 34, 63, 95 8, 16, 35, 64, 89 1, 17, 36, 65, 90 2, 18, 37, 66, 91 3, 19, 38, 67, 92 4, 20, 39, 68, 93 5, 21, 40, 69, 96 6, 22, 41, 70, 92 7, 23, 42, 71, 90 8, 24, 43, 72, 91 1, 25, 44, 73, 89 2, 26, 45, 74, 95 3, 27, 46, 75, 94 4, 9, 47, 76, 93 5, 10, 48, 77, 92 6, 11, 49,78, 93 7, 12, 50, 79, 90 8,13, 51, 80, 89 1, 14, 52, 81, 96 2, 15, 53, 82, 91 3, 16, 54, 83, 92 4, 17, 55, 84, 93 5, 18, 56, 85, 94 6, 19, 28, 86, 89 7, 20, 29, 87, 96 8, 21, 30, 88, 91 1, 22, 31, 57, 90 2, 23, 32, 58, 92 3, 24, 33, 59, 93 4, 25, 34, 60, 96 5, 27, 36, 62,93 7, 10, 38, 64, 89 1, 11, 39, 65, 90 2, 12, 40, 66, 91 3, 13, 41, 67, 92 4, 14, 42, 68, 93 5, 15, 43, 69, 94 6, 16, 44, 70, 95 7, 17, 45, 71, 89 8, 18, 46, 72, 90 1, 19, 47, 73, 91 2, 20, 48, 74, 96 5,26, 35, 61, 94 6, 28, 37, 63, 88	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Выбор варианта проводится по двум последним цифрам шифра студенческого билета и зачетной книжки. Например, если последние две цифры шифра 3 и 1, то отвечайте на вопросы и решайте задачу 31 варианта. Если последние две цифры шифра больше числа 50, то надо из номера шифра вычесть число 50 и выбрать соответствующий вариант. Например, последние две цифры шифра 88. Вычитаем из 88 число 50, получаем 38. Выполняется контрольная работа 38 вариан­та.

Отвечать на вопросы и решать задачу необходимо в той последовательности, в какой они даны в методических указаниях. Номер и текст вопросов и условие задачи приводятся обязательно. В конце работы должен быть приведен список использованной литературы.

Работа подписывается студентом с проставлением даты выполнения..

Пример оформления контрольной работы.

Вопрос№ 1. Шум и вибрация, как физические загрязнители ОПС.

Шумовое загрязнение окружающей среды.

Шум — одна из форм физического (волнового) загрязнения окружающей среды, адаптация организмов к которому практически невозможна. В связи с этим обстоятельством шумы в настоящее время рассматриваются как реальный и серьезный загрязнитель биосферы. Поэтому измерение, регуляция и ограничение (в законодательном порядке) шумового загрязнения следует поставить в один ряд с мероприятиями, направленными на борьбу с другими видами загрязнений. Шум — сочетание акустических волн различной частоты и интенсивности. Акустические волны — это механические колебания, распространяющиеся в упругой среде (твердой, жидкой, газообразной). Основными параметрами акустических волн являются интенсивность и спектральный состав. Последний определяется простыми гармоническими колебаниями, которые характеризуются фазой, частотой и амплитудой.

Звуковые волны представляют собой колебательные изменения давления воздуха — сгущения и разрежения. Интенсивность звука - это количество энергии, переносимое звуковой волной за единицу времени через единицу площади поверхности, нормальной к направлению распространения волны. Интенсивность звука определяется изменением уровня давления в окружающей среде и выражается следующим образом:

I = Р2/(рC),

где I— интенсивность звука, Вт/м;

Р— звуковое давление (разность между полным давлением и средним значением давления в среде при отсутствии акустического поля), Па;

р — плотность среды, кг/м;

С—скорость звука в среде, м/с.

Минимальное значение звукового давления P0 воспринимаемое ухом человека, называется пороговым. На частоте 1000 Гц Р0 = = 2 • 10-5 Па. Соответствующая ему пороговая интенсивность звука I0=10-12 Вт/м2.

Для характеристики уровня шума используют не непосредственные значения интенсивности звука и звукового давления, а логарифмы их относительных значений, называемые уровнем интенсивности звука LI или уровнем звукового давления LР, дБ:

LI = 101g(I/I0) = 120+10lgI,

LP=10lg(P2/P02) = 20lg(P/P0).

Субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость, зависящая от частоты. В соответствии с биофизическим законом Вебера—Фехнера человек реагирует не на абсолютный прирост частоты и интенсивности звука, а на относительный. Поэтому весь звуковой частотный диапазон разбивают на девять октавных полос, при этом конечная частота fk каждой октавы в 2 раза больше начальной частоты fн, а основная октавная частота равна их среднему геометрическому:

fокт= fкfн

Ряд октавных частот выглядит следующим образом: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Акустические колебания, воспринимаемые человеческим ухом, лежат в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц. Этот диапазон называется звуковым диапазоном частот. В этой связи шумы, воспринимаемые ухом человека, принято делить на низкочастотные (до 350 Гц), среднечастотные (350—800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц). Считается, что высокочастотный шум оказывает более неблагоприятное воздействие на организм. Акустические волны с частотой ниже 20 Гц называются инфразвуком, а выше 20 000 Гц (20 кГц) — ультразвуком.

Основные реакции организмов на шумы хорошо изучены. С гигиенических позиций относительно комфортным считается акустический режим при уровне звука 10—60 дБ. Выраженные психические реакции проявляются уже с уровня 30 дБ, а максимально дискомфортным считается режим при уровне шума выше 80 дБ. Для нервной системы вреден шум выше 50—60 дБ. При звуке с уровнем 80-90 дБ возможны необратимые изменения в органах слуха, а при уровне 120—140 дБ — повреждение этих органов.

Существенный вклад в шумовое загрязнение среды вносят строительные, энергетические и промышленные предприятия. Самым распространенным и мощным источником городского шума является транспорт, который создает 60—80% шума, воздействующего на человека в местах его пребывания. Примерный уровень интенсивности различных звуков и шумов приведен в табл. 5.5.

Экологической значимостью обладает частотная характеристика звука. Например, при частоте инфразвуковых шумов ниже 20 Гц возникают заметные нарушения жизнедеятельности организмов.

Вибрационное загрязнение — это совокупность механических колебаний. Звуковая вибрация представляет самостоятельный интерес лишь при очень высоких ее уровнях в связи с вибрационной усталостью материалов и инструкций. Вибрации могут, во-первых, способствовать звукоизлучению в окружающую среду и являться источником вредных, прежде всего инфразвуковых, волн; во-вторых, воздействуя непосредственно на скелет человека, передаваться с малым затуханием в любую точку организма и приводить даже при относительно малых уровнях вибраций к значительным последствиям, связанным с ре­зонансными явлениями в организме человека. В связи с этим уровни вибраций также подлежат регламентированию.

Источниками вибраций являются транспортные средства, про­мышленные агрегаты, строительные машины и механизмы. Основ­ная часть колебательной энергии переносится поверхностными вол­нами, распространяющимися в пределах самой верхней части грун­товой толщи (до 10—15 м).

Воздействие вибраций на грунтовые массивы может приводить к изменению рельефа поверхности, ухудшению механической устойчивости пород, служащих основанием фундаментов зданий и инженерных сооружений. При длительном воздействии вибраций возникает явление «усталости» грунтов, материалов и строительных конструкций.

В большинстве случаев причиной происходящих в грунтовой толще деформаций является изменение напряженного состояния грунтов. Между скоростью перемещения частиц грунта и напряжением существует прямая зависимость. Так, при увеличении скорости с 2,0 до 10 мм/с (что соответствует сильному землетрясению) напряжение в грунтах возрастает примерно в 5 раз. При вибрации со скоростью перемещения частиц грунта 0,4—1,2 мм/с происходит осадка фундаментов зданий, а при скоростях 5—8 мм/с возможны повреждения зданий (как с деревянными, так и с бетонными перекрытиями).

Задача. Сырзавод сбрасывает сточные воды в количестве 400 м3/сутки с предельно допустимым БПКПдс = 40 мг/л. Норматив пла­тежей за сброс 1 т загрязняющего вещества, не превышающий предель­но допустимый сброс, составляет 146 р., за превышение предельно допустимого сброса – 774 р./т. Определить платежи предприятия за квартал, если в этот период из-за неработающей системы очистки БПКполн составлял 100 мг/л.

Расчет ущерба окружающей среде проводится по формуле:

У =m1∙n∙СПДС + m2∙n∙Сппс ,

где У – экологический ущерб (штраф предприятия), р.;

m1 – масса загрязняющего вещества при предельно допустимом сбросе (ПДС), т;

m2 – масса загрязняющего вещества при превышении предельно допустимого сброса (ППС), т;

n – количество дней работы завода;

Спдс – нормативные платежи за 1т загрязнений при ПДС;

Сппс – нормативные платежи за 1т загрязнений при ППС.

Решение.

Приведем все данные к единой системе измерений:

БПКПдс = 40 мг/л = 4010-9 т/л;

БПКполн = 100 мг/л = 10010-9 т/л;

Vст.вод = 400 м3/сутки = 4105 л/сутки;

n = 90 суток (квартал).

m1 = БПКПдс  Vст.вод = 4010-9 4105 = 16010-4 т;

m2 = (БПКполн - БПКПдс)  Vст.вод = (10010-9- 4010-9)  4105 = 32010-4 т;

У = 16010-4  90  146 + 32010-4  90  774 = 2440 руб.

Штраф предприятия равен экологическому ущербу, умноженному на коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния окружающей среды (см. табл. 2.1). Из таблицы видно, что для бассейна реки Кубань коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния окружающей среды (К) равен 2. Поэтому:

Ш = К  У = 2  2440 = 4880 рублей.

Ответ: при данном объеме сброса сточных вод сырзавода предприятие за квартал будет оплачивать 4880 рублей.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Пример экзаменационного билета