Контрольная работа по "Экологии"

Из закона развития природной системы  за счет окружающей среды вытекают важные в теоретическом и практическом отношении следствия.

1. Абсолютно безотходное производство  невозможно. Согласно этому следствию можно рассчитывать лишь на малоотходные производства. Поэтому первым принципом разработки технологий должна быть их малая ресурсоемкость, обеспечивающая как на входе, так и на выходе экономичность и незначительные выбросы; вторым принципом должно быть создание цикличного производства, когда отходы одного производства являются сырьем для другого; третьим принципом - организация разумного захоронения неминуемых остатков и нейтрализация неустранимых энергетических отходов. Представление, что биосфера работает по принципу безотходности, ошибочно, так как в ней всегда накапливаются выбывающие из биологического круговорота вещества, формирующие осадочные породы.

2. Любая более высоко организованная  биосистема, например вид живого, используя и видоизменяя среду жизни, представляет потенциальную угрозу для более низкоорганизованных систем. Согласно этому следствию воздействие человека на природу требует мероприятий по нейтрализации этих воздействий, поскольку они могут оказаться разрушающими для природы и угрожающими самому человеку. В связи с этим охрана природы и среды жизни должна быть одной из обязательных составляющих социально-экономической политики цивилизованного общества.

3. Биосфера Земли как система  развивается не только за счет  ресурсов планеты, но и опосредованно за счет и под управляющим воздействием космических систем, прежде всего Солнечной. Это следствие имеет важное значение для долгосрочного прогнозирования, оно должно учитываться при рассмотрении всех процессов, происходящих на Земле. Однако необходимо осознавать, что космические воздействия преломляются земными процессами и выявление здесь прямых связей носит вероятностный характер. Например, в годы солнечной активности необязательно будет проявляться весь аспект явлений, наблюдавшихся в предыдущий цикл активности светила. Они лишь могут возникать и статистически вероятны, но конкретное их проявление зависит от сочетания огромного числа космических и земных факторов.

Известно, что любая система  оказывает сопротивление воздействию  извне, и чем больше интенсивность воздействия, тем сильнее сопротивление. В 80-х годах XIX столетия для физических систем был сформулирован принцип Ле Шателье-Брауна, утверждающий, что при внешнем воздействии на систему, находящуюся в фазе устойчивого равновесия, выводящем систему из такого состояния, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Этот принцип действует и в системах живого - экосистемах. Однако лишь до тех пор, пока внешнее воздействие не превышает некоторого порогового значения, после чего происходит саморазрушение системы. Особенно заметно это на экосистемах. Установление нового равновесного состояния системы, при котором внешние факторы оказывают меньшее воздействие на экосистему, приводит к изменению самой экосистемы. Когда уже многие экосистемы заменены, меняются и их сочетания, затем по иерархии систем процесс может дойти до биосферы в целом. В результате смен, идущих по иерархии снизу вверх от отдельных экосистем к биосфере, последняя в значительной мере уже перестала следовать принципу Ле Шателье-Брауна - человечество переступило допустимый порог воздействия. Принцип Ле Шателье-Брауна в биосфере есть инструмент сохранения ее устойчивости и стабильности. Пока еще есть возможность восстановить действие этого принципа, приостановить саморазрушение биосферы. Главным условием для этого является сохранение глобальной биомассы планеты, целостности биоты Земли и экологического равновесия на планете. Выполнение этого условия требует неукоснительного соблюдения человечеством дух условий: правила одного процента, утверждающего, что изменение энергетики природной системы в размере одного и более процентов выводит ее из равновесного состояния, а затем разрушает, и сокращения антропогенного воздействия на биосферу. Если же нарушение принципа Ле Шателье-Брауна будет углубляться, то жизнь на планете обречена на гибель. Та же участь постигнет и человека как биологический вид. Поэтому человечество вынуждено думать, как исправить положение, как управлять природными процессами для того, чтобы восстановить действие принципа Ле Шателье-Брауна и сохранить среду обитания. Когда речь идет об управлении природой, люди становятся на позиции технократического подхода - в нас всех заложено технократическое мышление. Например, для предотвращения наводнений возводятся плотины и дамбы, строятся каналы, берега укрепляются бетонными стенами. Но инженерные сооружения не системны, они не в состоянии сами себя поддерживать. Технократический подход чем дальше, тем больше входит в противоречие с системным устройством природы. Люди привыкли "исправлять" природу техническими средствами. До определенной степени это разумно и оправданно, но следует помнить, что природа, откуда вышел человек и частью которой он остается, сильнее, у нее свои законы развития. Поэтому от технических средств управление средой жизни - жесткого управления - все в большей степени необходимо переходить к мягким - системным - формам управления. Чтобы было понятно, в чем суть и разница между этими формами управления, рассмотрим один пример. В середине XX века в США и СССР построили большое количество плотин, дамб, ирригационных сооружений. По прошествии всего нескольких лет и в той, и в другой стране начали свирепствовать стихийные явления, пыльные бури, началось обширное опустынивание, наводнения заливали огромные площади. Со временем стало понятно, что инженерные сооружения нарушили сложившееся экологическое равновесие, исправить положение могли только экологические решения. Чтобы остановить стихию, были посажены лесные полосы в песках, в верховьях и вдоль берегов рек. В совокупности с другими экологическими мерами было отрегулировано соотношение экологических компонентов экосистем - ведь стихийные бедствия возникли из-за дисбаланса приходящей энергии, воды, живых составляющих экосистемы и т.п. Мягкое исправление соотношения экологических компонентов в рассмотренном выше примере дало положительный результат. Одна из бед человечества заключается в пренебрежении законами природы. Для начала их надо хотя бы знать. Поэтому были рассмотрены последствия воздействия антропогенных факторов на биосферу и те наиболее общие законы природы, нарушение которых человеком приводит к ее деградации и саморазрушению, а при дальнейшей деятельности вопреки этим законам - и к гибели.

Задача 4

Определить допустимую концентрацию вредного вещества в сточных водах, выпускаемых в водоем.

 

Исходные данные	Вариант
	3
Максимальный расход сточных вод q, м3/с	0,03
Загрязняющее вещество, содержащееся в сточных водах	Бензол
Средняя скорость потока Vср, м/с	0,40
Средняя глубина реки, Hср, м	1,6
Расчетный максимальный расход реки Q, м3/с	14
Содержание вредных веществ  в водоеме до выпуска сточных вод Cр, мг/л	0,03

 

Решение.

1. Определить предельно допустимую  концентрацию вредного вещества в воде водоема рыбохозяйственного назначения.

ПДК_Бензол = 0,5 г/м³.

2. Определить коэффициент турбулентности:

3. Найти значения коэффициента, учитывающего влияние гидравлических факторов смешения сточных вод:

Значение ξ принять равным 1, φ = 1,3.

4. Определить коэффициент смешения  сточных вод с водой водоема:

где L_р − расстояние от места выпуска сточных вод до расчета створа, принять равным 4000 м.

5. Рассчитать концентрацию вредного  вещества в сточных водах:

6. Выводы.

Допустимая концентрация вредного вещества в сточных водах, выпускаемых в водоем, составила 141,34 г/м³.

Основные характеристики сточных вод, влияющие на состояние водоемов: температура, минералогический состав примесей, содержание кислорода, мл, рН (водородный показатель), концентрация вредных примесей.

В данном случае концентрация вредных  примесей такой величины оказывает существенное влияние на сточные воды. Поэтому нужно применить меры по очистке данных вод, такие как, механическая очистка стоков, химическая, или реагентная, очистка, биохимическая очистка.

 

Список литературы

1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ, 1999. - 455с.
2. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Т.2. - М.: Высш. Шк., 1996. - 655 с.
3. Маслов Н.Н., Коробов Ю.И. Охрана окружающей среды на ж.д. транспорте. - М.: Транспорт, 1997. - 238 с.
4. Павлова Е.И. Экология транспорта. Учебник для вузов. М.: Транспорт, 2000. - 247 с.
5. Реймерс Н.Ф.Охрана природы и окружающей человека среды. Словарь-справочник. М.: Просвещение, 1992. - 320 с.
6. Цховребов Э.С. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. М.: 1994. 257 с.
7. Цховребов, Э.С. Сборник задач и упражнений по охране окружающей среды на железнодорожном транспорте.  М.: Космосинформ, 1993. 144 с.