Экология контрольная

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет

информатики и радиоэлектроники»

Кафедра экологии.

Контрольная работа №1

по дисциплине

«Основы экологии и энергосбережения»

студента 3 курса ФЗО

специальность радиотехника

группа№ 200102

Анашкина Кристина Валентиновна

Минск БГУИР 2015г.

Вопрос № 17 Гидросфера. Химический состав воды. Максимальная концентрация растворенных солей в пресной, солоноватой и соленой воде. Примерный объем водных ресурсов Земли, процентное содержание в нем пресных вод и вод, пригодных для водопользования. Перспективные источники пресной воды на Земле.

Гидросфера прерывистая водная оболочка Земли. Тесно взаимодействует с живой оболочкой Земли. Гидросфера является средой обитания гидробионтов, встречающихся во всей толще воды — от пленки поверхностного натяжения воды (эпинейстона) до максимальных глубин Мирового океана (до 11 000 м).

Вода — химическое соединение водорода с кислородом (Н₂0), бесцветная жидкость без запаха, вкуса и цвета. При концентрации солей до 1 г/л воду считают пресной, до 24,7 г/л — солоноватой, свыше — соленой.

Общий объем воды на Земле во всех ее физических состояниях — жидком, твердом, газообразном — составляет 1454703,2 км3, из них 97% приходится на воды Мирового океана. По площади гидросфера занимает около 71% всей площади планеты [10, с.82].

В составе гидросферы 98% соленых вод и только 2% — пресных, которые сосредоточены преимущественно в ледниковых покровах материков.

Пресная вода — противоположность морской воды, охватывает ту часть доступной воды Земли, в которой соли содержатся в минимальных количествах.

Вода, солёность которой не превышает 0,1 %, даже в форме пара или льда называется пресной. Ледяные массивы в полярных регионах и ледники содержат в себе наибольшую часть пресной воды земли. Помимо этого, пресная вода существует в реках, ручьях, пресных озёрах, а также в облаках. По разным подсчётам доля пресной воды в общем количестве воды на земле составляет 2,5-3 %.

Около 85-90 % запасов пресной воды содержится во льдах Антарктиды.

В связи с расширяющимся загрязнением источников воды, ростом населения, освоением новых территорий встаёт задача искусственного получения пресной воды. Этого достигают:

• опреснением морской воды, в том числе солнечным опреснением;

• конденсацией водяных паров из воздуха, с использованием глубинной морской воды;

• конденсацией водяного пара в суточных аккумуляторах холода, в частности — естественного происхождения, таких как пещеры в прибрежных скалах.

Последний способ создает огромные природные запасы пресной воды в прибрежных районах ряда стран, которые были обнаружены недавно. Пласты с пресной водой иногда уходят под морское дно, а через трещины в непроницаемых слоях бьют пресные ключи.

Стоимость пресной воды становится такой высокой, что начат выпуск холодильных установок, получающих воду из влажного воздуха методом конденсации.

Вопрос № 43 Классификация первичной энергии.

Энергия – способность производить работу или какое-то другое действие, меняющее состояние действующего субъекта. В широком смысле это – общая мера различных форм движения материи.

Первичная энергия – это природные ресурсы и природные явления;

Первичные энергетические ресурсы делят на:

• невозобновляемые или истощаемые (уголь, нефть, сланцы, природный газ, горючее);

• возобновляемые (древесина, гидроэнергия, энергия ветра, геотермальная энергия, торф, термоядерная энергия);

Около 90% используемых в настоящее время энергоресурсов составляют невозобновляемые.

Человечество ещё, по крайней мере, 50 и более лет сможет обеспечить значительную часть своих потребностей в различных видах энергии за счет органического топлива. Ограничить чрезмерное их потребление могут два фактора:

• очевидная исчерпаемость запасов топлива;

• осознание неизбежности глобальной катастрофы из-за увеличения вредных выбросов в атмосферу.

К ресурсам возобновляемой энергии относятся:

• сток рек, волны, приливы и отливы, ветер как источники механической энергии;

• градиент температур воды морей и океанов, воздуха, недр земли /вулканов/ как источники тепловой энергии;

• солнечное излучение как источник лучистой энергии;

• растения и торф как источник химической энергии.

Более 90% потребляемой энергии образуется при сжигании естественного органического топлива 3 видов:

• твердое топливо (уголь, торф, сланцы).

• жидкое топливо (нефть и газоконденсаты).

• газообразное топливо (природный газ, СН₄, попутный газ нефти).

Сейчас в основном используется ископаемое органическое горючее с окислителем - кислородом воздуха.

Общепринятое слово "горючее" - это топливо, предназначенное для сжигания (окисления). Обычно слово "топливо" и "горючее" воспринимаются как адекватные, т.к. чаще всего "топливо" и бывает представлено "горючим".

Различают три стадии преобразования исходного органического материала:

• торфяная стадия - распад высокомолекулярных веществ, синтез новых; при частичном доступе кислорода образуется торф и уголь, без доступа кислорода - нефть и газы;

• буроугольная стадия - при повышенной температуре и давлении идет полимеризация веществ, обогащение углеродом;

• каменноугольная стадия - дальнейшая углефикация.

Для сравнения различных видов топлива их приводят к единому эквиваленту - условному топливу, имеющему теплоту сгорания 20308 кДж/кг (7000 ккал/кг). Для пересчета реального топлива в условное используется тепловой эквивалент:

,

• для угля в среднем - 0,718;

• газа природного - 1,24;

• нефти - 1,43;

• мазут - 1,3;

• торфа - 0,4;

• дров - 0,25.

Задача № 3 вариант № 1

Рассчитать нормативы допустимых сбросов (ДС) и предельно допустимых концентраций (ДК) загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в водостоки рыбохозяйственного использования. Выпуск сточных вод береговой. Исходные данные приведены в табл. 1, 2. Фоновые концентрации принимаются в размере 70 % от ПДК.

Таблица 1.

Наименование показателей, мг / дм3	Вариант данных для расчета
	1		2		3		4		5		6		7		8
	Расход сточных вод, м3 / с (q)
	0,005	0,006		0,006		0,007		0,008		0,007		0,002		0,004
	Концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, мг / дм3
Взвешенные вещества	7,1	7,0		8,0		8,3		8,1		7,9		7,8		6,9
Сухой остаток	330	-		311		-		430		-		390		-
БПК5	4,7	4,3		4,9		4,35		4,63		4,1		3,9		4,0
ХПК	-	-		-		12,0		-		11,5		-		11,1
Азот аммонийный	0,26	-		0,31		-		0,32		-		0,29		-
Азот нитритный	0,06	-		-		0,07		-		-		-		-
Азот нитратный	-	7,8		-		-		-		8,1		-		8,0
Фосфаты	-	-		-		0,85		-		-		-		-
Фосфор общий	-	-		0,2		-		-		-		0,17		-
Хлориды	145	-		-		-		250		-		-		-
Сульфаты	-	91,0		-		-		-		87,0		-		65
Нефтепродукты	-	-		-		0,05		-		-		-		-
СПАВ	-	-		-		-		0,35		-		-		-
Железо	0,35	-		1		-		-		0,15		-		-
Медь	-	0,01		-		-		-		-		0,012		-
Цинк	-	-		-		-		0,012		-		-		0,011
Свинец	-	-		0,06		-		-		-		-		-
Хром	-	-		-		-		-		0,11		-		-

Таблица 2.

Исходные гидрологические данные

Вариант данных для расчета	Расход воды в русле реки, м3/с (Q)	Средняя глубина Нср, м	Vср, м/с	Коэффициент извилистости (φ)
1	1,05	0,85	0,45	1,06

Решение.

Пусть даны следующие гидрологические характеристики реки:

Расход воды в реке 95 % обеспеченности, м³/с 1,05;

Средняя скорость течения реки, м/с 0,45;

Средняя глубина реки, м 0,85;

Расстояние до расчетного створа по фарватеру, м 500;

Вид выпуска сточных вод береговой;

Расчетный расход очищенных сточных вод, м³/с 0,005.

Для расчета нормативов допустимых сбросов требуется для каждого вещества проверить условие:

Если условие выполняется, то очистка сточных вод не требуется. В противном случае из группы рассматриваемых веществ выбираем вещество с наибольшим отношением и для него определяем допустимую концентрацию и нормативы допустимых сбросов.

Исходя из нормативов допустимых концентраций, нормы предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ ПДС (г/ч, т/год) определяются по формуле

ПДС = q · ДК, (1)

где q – расход сбрасываемых сточных вод, м³/ч ;

ДК – расчетная допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг / дм³ или мг / л, рассчитывается по формуле:

ДК = ·(ПДК – Сф) – ПДК, (2)

где ПДК – предельно–допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водотока, мг/дм³ (используются табличные данные в указанном методическом пособии);

Сф – фоновая концентрация того же загрязняющего вещества в воде водотока выше створа выпуска сточных вод, мг / дм³ (по условию);

Q и q – расходы воды в водотоке и сбрасываемых сточных водах соответственно, м³ / с;

а – коэффициент смешения сточных вод с водой водотока. Коэффициент а рассчитывается по формуле:

, (3)

где α – коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения сточных вод с водой водотока, который определяется по формуле

, (4)

где φ – коэффициент извилистости водотока, равный отношению расстояний между выпуском и контрольным створом по фарватеру и по прямой (принимается равным 1);

ξ – коэффициент, принимаемый в зависимости от типа выпуска (ξ = 1 при береговом и ξ = 1,5 при русловом выпуске);

Е – коэффициент турбулентной диффузии, который определяется по формуле Потапова :

Е = V_СР · H_СР / 200 , (5)

где V_СР , м/с и H_СР , м – соответственно средняя скорость течения воды и средняя глубина водотока на участке между выпуском сточных вод и контрольным створом (даны по условию).

Проверяем условие необходимости очистки сточных вод:

Так как полученное значение больше 1, то выбираем вещество с наибольшим отношением , а именно «Взвешенные вещества», и для него выполняем все последующие вычисления.

По формуле (5) определяем коэффициент турбулентной диффузии:

Е = V_CP · H_CP / 200 = 0,45 · 0,85 / 200 = 0,0019125.

По формуле (4) вычисляем коэффициент учета гидравлических факторов:

Далее по формуле (3) определяем коэффициент:

По формуле (2) рассчитываем допустимую концентрацию (ПДК = 0,75 мг/л – справочная величина, С_ф – принимаем 70 % от ПДК):

По взвешенному веществу:

мг/л или 0,032 г/л

Допустимый сброс определяем по формуле (1):

По взвешенному веществу:

, или 0,576 т/г.

Ответ:

По взвешенному веществу : 576г/ч 0,576т/год – ДС; 32 мг/л – ДК.

Задача VII вариант № 12 . Произведите экономическую оценку и анализ возможности получения дополнительной прибыли для энергосистемы.

Себестоимость тепло- и электроэнергии:

Сm = 32 р./Гкал;

Сэ =0,4 р./кВт·ч.

Цена отпускаемой тепло- и электроэнергии:

Цm = 70 р./Гкал;

Цэ = 1 р./кВт·ч.

Данные для расчета

(Wэ), млн кВт/ч	(Wm),Гкал	(Ф), Выбросы, тыс.т	(П), Годовой норматив выбросов, тыс.т
12,40	2168	6,318	8,233

1. Определим относительный коэффициент выброса (для каждого загрязняющего вещества):

Е = П / Ф = ΣiAimi(1) / ΣiAi(0) (1)

Где, П - максимальная допустимая концентрация;

Ф- фактическая концентрация;

Ai – относительная опасность выбросов;

mi – масса выбросов.

Е=8,233/6,318=1,303

2. Оценивается величина экономического коэффициента:

в случае невыполнения нормативов (Е > 1)

К = lg E – 1 (2)

К = lg (1,303) – 1= -0,885

3. Подсчитаем прибыль энергосистемы:

Электроэнергия: Цэ- Сэ=1-0,4=0,6 руб./кВт·ч.,

Прибыль: Wэ* К =12,40*0,6= 7,44 млн.руб

Тепло: Цт- Ст=70-32=38 руб. /Гкал;

Прибыль: 2168*38=82384 руб.

По=7440000+82384= 7522384 руб.

4. Дополнительная прибыль составит:

П = По [(lg E + 1) – 1]= По (К-1) (3)Э

Поб = 7522384*(-0,885-1)= -14142081,92 руб.

Вывод: Эта энергосистема убыточная

Литература