5 Задачи к контрольной работе

Задача 1

Хищные рыбы в озере используют в пищу мелкую рыбу, мальков, другие живые организмы. С экскрементами выделяется Э_п.в, Дж/м² в год энергии. Определить энергию прироста, если она составляет 50 % от энергии дыхания. Определить, какая часть энергии поступает в организм выдры, питающейся хищной рыбой.

Исходные данные представлены в таблице 1.1.

Т а б л и ц а 1.1 – Исходные данные к задаче

Энергия, Дж/м2 в год	Подварианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1. Поступающая с пищей: мелкая рыба	280	300	240	320	260	220	350	380	400	450
мальки	120	150	180	200	160	220	130	140	250	230
другие живые организмы	160	140	180	120	200	210	170	150	200	190
2. Выделяемая с экскре- ментами	130	120	140	150	110	125	130	160	170	190

Для решения задачи следует учесть, что баланс энергии отдельного животного организма равен:

Э_п=Э_д+Э_пр+Э_п.в,

где Э_п – энергия потребления пищи;

Э_д – энергия дыхания или обеспечения жизнедеятельности организма;

Э_пр – энергия прироста (запасенная в теле организма-потреби-теля);

Э_п.в. – энергия продуктов выделения (в основном экскрементов).

Задача 2

Построить в масштабе экологическую пирамиду чисел, биомасс энергии. Исходные данные представлены в таблице 2.1.

Т а б л и ц а 2.1 – Исходные данные к задаче

Вариант	Трофический уровень	Количество особей, шт.	Биомасса, кг	Энергия, ккал
1	1 2 3	150000 20000 500	10500 250 75	2300000 13000 650
2	1 2 3	64000 3200 800	25000 1250 100	300000 7500 250
3	1 2 3	75000 2500 500	12000 1000 250	3000 1500 65
4	1 2 3	3600 720 90	22000 1100 55	750000 2500 750
5	1 2 3	1800 900 45	12000 1000 500	8100000 63000 560
6	1 2 3	40000 8000 500	35000 1750 250	560000 7200 450
7	1 2 3	2·105 2·102 0,06·103	10750 250 50	9·106 4,5·104 225
8	1 2 3	3·106 1,5·103 0,75·102	17000 2550 850	3,5·107 7·104 0,35·103
9	1 2 3	2400 480 12	27000 3600 450	9·106 4,5·105 0,225·104
0	1 2 3	44000 1100 550	36000 4200 600	480000 4200 120

Задача 3

Произвести оценку уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта по концентрации СО, если расчетная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях N, автом./час; продольный уклон y, град.; скорость ветра V, м/с; относительная влажность воздуха , %. Движущийся автотранспорт состоит из грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью, со средней грузоподъемностью, с большой грузоподъемностью с дизельными двигателями, автобусов и легковых автомобилей.

Тип местности по степени аэрации (а – транспортные тоннели, б – транспортные галереи, в – магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон, г – жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке, д – городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи, е – пешеходные тоннели).

Исходные данные по вариантам представлены в таблице 3.1. Во всех вариантах принять температуру атмосферного воздуха равной 20 °С, коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений К_п равным 2,0. ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м³.

Таблица 3.1 – Исходные данные к задаче

Величина	Подварианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Интенсивность движе-ния автомобилей, N, автом./ч	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100
Скорость ветра, V, м/с	1	2	3	4	5	6	1	2	3	4
Продольный уклон, y, °	0	2	4	6	8	0	2	4	6	8
Относительная влажность воздуха, φ,%	100	90	80	70	60	50	100	90	80	70
Состав автотранспорта, %:
легкий грузовой	10	10	15	20	10	5	7	13	10	15
средний грузовой	10	5	7	10	10	10	5	3	10	10
тяжелый грузовой (дизельный)	5	2	5	6	10	4	3	3	6	7
автобус	5	3	8	10	10	6	2	4	6	9
легковой	70	80	65	54	60	75	83	77	68	59
Тип местности по степени аэрации	а	б	в	г	д	е	а	б	в	г

Для решения данной задачи следует воспользоваться формулой оценки концентрации окиси углерода К_СО:

,

где 0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м³;

N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом./час;

К_Т – коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода;

К_А – коэффициент, учитывающий аэрацию местности, определяется по таблице 3.3;

К_У – коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяется по таблице 3.4;

К_С – коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра, определяется по таблице 3.5;

К_В – коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, определяется по таблице 3.6;

К_П – коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений.

Коэффициент токсичности автомобилей К_Т определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:

,

где Р_i – состав автотранспорта в долях единицы;

К_Тi – определяется по таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Значение коэффициента токсичности автомобилей К_Т по выбросам окиси углерода

Тип автомобиля	Коэффициент КТ
Легкий грузовой	2,3
Средний грузовой	2,9
Тяжелый грузовой (дизельный)	0,2
Автобус	3,7
Легковой	1,0

Таблица 3.3 – Значение коэффициента К_А, учитывающего аэрацию местности

Тип местности по степени аэрации	Коэффициент КА
Транспортные тоннели Транспортные галереи Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи Пешеходные тоннели	2,7 1,5 1,0 0,6 0,4 0,3

Таблица 3.4 – Значение коэффициента К_У, учитывающего изменение загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона

Продольный уклон y, град.	Коэффициент КУ
0	1,00
2	1,06
4	1,07
6	1,18
8	1,55

Таблица 3.5 – Коэффициент изменения концентрации окиси углерода К_С в зависимости от скорости ветра

Скорость ветра V, м/с	Коэффициент КС
1	2,70
2	2,00
3	1,50
4	1,20
5	1,05
6	1,00

Таблица 3.6 – Значение коэффициента К_В, определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха

Относительная влажность воздуха , %	Коэффициент КВ
100	1,45
90	1,30
80	1,15
70	1,00
60	0,85
50	0,75

Задача 4

Определить концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, разрешенной к сбросу в водоток после очистных сооружений, и необходимую эффективность очистки сточной воды, если известно, что в водотоке с расходом Q, м³/с, после очистных сооружений сбрасываются очищенные сточные воды с расходом q, м³/с. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистные сооружения, С_ст, мг/л. Участок водного объекта, куда сбрасываются сточные воды, относится ко второй категории рыбохозяйственного водопользования. Концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до места сброса С_ф, мг/л. Коэффициент смешения γ.

Таблица 4.1 – Исходные данные к задаче

№ подварианта	Q, м3/с	q, м3/с	Сст, мг/л	Сф, мг/л	γ	Категории водопользования водного объекта
1	15	0,5	200	3	0,67	Рыбохозяйственная первой категории
2	15	0,5	200	4	0,67
3	15	0,5	200	2	0,67
4	30	0,8	250	6	0,67	Рыбохозяйственная второй категории
5	30	0,8	250	5	0,67
6	30	0,8	250	7	0,67
7	40	1,2	190	5	0,67	Хозяйственно-питьевые нужды населения
8	40	1,2	170	4	0,67
9	45	1,5	160	3	0,67	Коммунально-бытовые нужды населения
0	45	1,75	180	4	0,67

Концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде, разрешенной к сбросу в водный объект, определяют из выражения:

,

где C_Ф – концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л;

Р – разрешенное санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в воде водного объекта в расчетном створе, мг/л, определяется по таблице 4.2.

Рассчитав необходимую концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде C_оч и зная концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистку C_ст, определяют потребную эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам по формуле:

.

Таблица 4.2 – Допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водном объекте после сброса сточных вод

Цели водопользования	Содержание взвешенных веществ, мг/дм3, не более
Хозяйственно-питьевые нужды населения	0,25
Коммунально-бытовые нужды населения	0,75
Рыбохозяйственная высшей и первой категории	0,25
Рыбохозяйственная второй категории	0,75
Примечание. Для водотоков, содержащих в межени более 30 мг/дм3 природных взвешенных веществ, допускается увеличение их содержания в воде в пределах 5 %. Возвратные (сточные) воды, содержащие взвешенные вещества со скоростью осаждения более 0,2 % мм/с, запрещается сбрасывать в водоемы, а более 0,4 мм/с – водотоки

Задача 5

Определить эффективность внедрения природоохранного мероприятия, если известно, что капитальные вложения составили 80 % от полного экономического эффекта внедрения природоохранного мероприятия. Данные для расчета представлены в таблице 5.1. Сделать выводы об эффективности данного мероприятия.

Т а б л и ц а 5.1 – Исходные данные к задаче

Величина	Подварианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Эксплуатационные расходы С, тыс. руб.	35	20	25	30	32	38	40	42	45	50
Срок окупаемости, годы Т	2	2,5	3,0	3,5	4,0	3,5	5	2,5	4,5	5
Предотвращенный ущерб У, тыс. руб.,	20	25	30	35	25	40	20	22	32	35
Эффект от улучшения здоровья населения Э1, тыс. руб.	30	15	20	45	35	40	50	55	60	75
Эффект от экономии сырья и материалов Э2, тыс. руб.	40	25	50	60	45	20	38	28	30	60
Эффект от улучшения функционирования основных фондов Э3, тыс. руб.	20	35	20	25	30	40	42	32	45	50

Абсолютная экономическая эффективность природоохранных мероприятий:

,

где Э_ij – экономический эффект i-го вида на j-м объекте;

Е_н – нормативный коэффициент эффективности капвложений;

С и К – эксплуатационные и капитальные затраты на природоохранное мероприятие.

Задача 6

Рассчитать сумму иска за загрязнение атмосферы в результате сгорания твердых бытовых отходов (ТБО) на полигоне, если известны: объем сгоревших ТБО – V, м³; насыпная масса отходов – М, т/м³ ТБО. Полигон расположен в черте города. Значения удельных выбросов загрязняющих, поступающих в атмосферу в результате 1 т ТБО, и нормативы платы приведены в таблице 6.1. Коэффициент экологической значимости в Северо-Кавказском регионе составляет 1,6. В соответствии с «Порядком применения нормативов платы за загрязнение природной среды на территории РФ» эти коэффициенты могут увеличиваться для городов на 20 %, а в случае выбросов от пожаров на полигонах, расположенных в зонах экологического бедствия, районах крайнего Севера, на территориях национальных парков – в два раза. Исходные данные представлены в таблице 6.1.

Т а б л и ц а 6.1 – Исходные данные к задаче

Величина	Подварианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Объем сгорев-ших ТБО V, м3	1000	3000	5000	8000	10000	25000	18000	15000	20000	30000
Насыпная масса отходов ТБО М, т/м3	0,25	0,75	1,0	1,5	2,5	2,8	3,0	0,8	1,75	1,25

Т а б л и ц а 6.2 – Нормативы платы

Вещество	Удельный выброс ТБО, т/т	Норматив платы за аварийный выброс, руб./т.
Твердые частицы	0,00125	1,100
Сернистый ангидрид	0,003	3,300
Оксиды азота	0,005	4,102
Оксид углерода	0,025	0,054
Сажа	0,000625	3,300
Примечание. *В ценах 1998 г. коэффициент индексации платы на 2000 г. составил 68.

Размер платы за выбросы вещества определяется как произведение норматива платы за аварийный выброс на массу вещества:

,

где n_ав – норматив платы за аварийный выброс, р/т;

m – масса вещества;

,

где – удельный выброс ТБО, т/т.

Задача 7

Определить эксплуатационные расходы на содержание природоохранного оборудования, если известны: эффект от внедрения природоохранного мероприятия R, тыс. руб.; прирост денежной оценки природных ресурсов, сберегаемых в результате осуществления мероприятия Д, тыс. руб.; капитальные вложения К, тыс. руб.; срок окупаемости капвложений Т, годы. Данные для расчета представлены в таблице 7.1.

Экономический эффект от внедрения природоохранного мероприятия составляет:

R=Р – З,

где Р – результат, полученный от внедрения данного мероприятия, тыс. руб.

З – приведенные затраты на его осуществление, тыс. руб.

Т а б л и ц а 7.1 – Исходные данные к задаче

Величина	Подварианты
	1	2	3		4	5	6	7		8	9	0
Предотвращенный ущерб У, тыс. руб.	10	15		25	20	35	40		15	18	36	48
Доход от экономии сырья Д, тыс. руб.	70	85		140	92	85	80		75	200	85	52
Капитальные вложе-ния в безотходную технологию Кб.з., тыс. руб.	100	110		120	140	120	110		90	150	120	95
Срок окупаемости Т, годы	5,0	4,5		4,0	3,8	3,5	2,5		4,8	5,5	5,0	5,0
Эффект от внедрения безотходной техно-логии R, тыс. руб.	15	18		22	16	25	28		32	40	25	50

При создании безотходной технологии используется коэффициент разделения затрат:

,

где Y – предотвращенный ущерб от загрязнения окружающей среды, в результате внедрения безотходной технологии, тыс. руб.

Д – доход, полученный от внедрения технологии, тыс. руб.

Капитальные и эксплуатационные затраты, приходящиеся на охрану окружающей среды от загрязнения, определяются по формуле:

;

,

где К_б.з. – капвложения на создание безотходной технологии;

С_б.з. – эксплуатационные затраты безотходной технологии.