Контрольная работа по "Экологии"

Свою обобщенную классификацию экологических законов представил известный российский ученый Н.Ф. Реймерс3. Им даны следующие формулировки:

• закон социально-экологического равновесия (необходимости сохранения равновесия между давлением на среду и восстановлением этой среды, как природным, так и искусственным);
• принцип культурного управления развитием (наложение ограничений на экстенсивное развитие, учет экологических ограничений);
• правило социально-экологического замещения (необходимость выявления путей замещения человеческих потребностей);
• закон социально-экологической необратимости (невозможность поворота эволюционного движения вспять, от сложных форм к более простым);
• закон ноосферы В.И. Вернадского (неизбежность трансформации биосферы под влиянием мысли и человеческого труда в ноосферу – геосферу, в которой разум становится доминирующим в развитии системы человек– природа).

Соблюдение этих законов возможно при условии осознания человечеством своей роли в механизме поддержания стабильности биосферы. Известно, что в процессе эволюции сохраняются лишь те виды, которые способны обеспечивать устойчивость жизни и окружающей среды. Только человек, используя силу своего разума, может направить дальнейшее развитие биосферы по пути сохранения дикой природы, сохранения цивилизации и человечества, создания более справедливой социальной системы, перехода от философии войны к философии мира и партнерства, любви и уважения к будущим поколениям. Все это – составляющие нового биосферного мировоззрения, которое должно стать общечеловеческим.

В последние десятилетия возрастает внимание мировой науки к исследованию вопросов взаимодействия общества и природной среды, экономики и экологии. Это закономерно, поскольку на пороге третьего тысячелетия одной из приоритетных глобальных проблем человечества стала экологическая – проблема сохранения природной среды и жизни на Земле.

В.И. Вернадский отмечал, что с увеличением масштабов и интенсивности деятельности человечество, взятое в целом, превратилось в мощную геологическую силу. Это обусловило переход биосферы в качественно новое состояние. Уже сегодня истреблено 2/3 лесов планеты; в атмосферу ежегодно выбрасывается более 200 млн. т оксида углерода, около 146 млн. т диоксида серы, 53 млн. т оксидов азота и т.д. Около 700 млн. га некогда продуктивных земель нарушено эрозией (при всей площади возделываемых земель, равной 1400 млн. га). В результате разрушения среды обитания живых организмов утрачено былое биологическое разнообразие планеты (табл.3.1). Очевиден тот факт, что природные ресурсы и восстановительные способности живой природы отнюдь не безграничны.

Таблица 3.1

 

Утрата видового разнообразия планеты за последние 400 лет*

 

Живые организмы	Исчезло видов	Под угрозой исчезновения (видов)
Высшие растения	384	18 699
Рыбы	23	320
Амфибии	2	48
Рептилии	21	1 355
Птицы	113	924
Млекопитающие	83	414

 

* Источник: Глазачев С.Н., Когай Е.А. Экологическая культура и образование: очерки социальной экологии. М., 1999.

Вся история человечества – это история экономического роста и последовательного разрушения биосферы. Только в эпоху палеолита человек не нарушал естественные экосистемы, поскольку образ его жизни (собирательство, охота, рыболовство) был подобен образу существования родственных ему животных. Дальнейшее развитие цивилизации привело к созданию современной искусственной, техногенной среды обитания человека, истощению и загрязнению природной среды. XX в. оказался эпохой особенно разительных экономических и экологических изменений. Подсчитано, что незатронутой человеческой деятельностью осталось около трети территории нашей планеты. За прошедшее столетие в экосистеме Земли возникла и в сотни раз выросла глобальная хозяйственная подсистема. Как видно из табл. 3.2, в уходящем столетии ускоренными темпами шло последовательное расширение хозяйственной подсистемы за счет вытеснения природных систем.

 

 

 

 

 

Таблица 3.2

 

Изменения глобальной хозяйственной подсистемы и экосистемы планеты*

 

Показатели	Начало XX в	Конец XX в
Валовой мировой продукт, млрд. дол. США	60	20 000
Мощность мирового хозяйства, ТВт	1	10
Численность населения, млрд. чел.	≈1	6
Потребление пресной воды, км3	360	4 000
Потребление чистой первичной продукции биоты, %	1	40
Площадь залесенных территорий**, млн. км2	57,49	50,07
Рост площади пустынь, млн. га	-	+156
Сокращение числа видов, %	-	-20
% Площадь, нарушенная хозяйственной деятельностью на суше (без учета площади Антарктиды), %	20	60

 

* Источник: Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать / Под ред. В.И.Данилова-Данильяна. М., 1997.

** По  данным Института мировых ресурсов, из 7,5 млн. км2 исчезнувших лесов 2 млн. км2 приходится на два последних десятилетия.

 

Защита атмосферного воздуха от загрязнений предусматривает систему мероприятий.

Группа санитарно-технических мероприятий: установка газопылеочистного оборудования, герметизация технологического и транспортного оборудования, сооружение сверхвысоких дымовых труб. Одна из основных мер предотвращения загрязнения атмосферного воздуха — строительство газоочистных сооружений и устройств. Наиболее распространены сухие инерционные золоулавливатели (батарейные циклоны) и электрофильтры. В мокрых инерционных золоулавливателях процесс осаждения частиц летящей золы осуществляется с участием воды.

При невозможности или нецелесообразности использования пылегазоулавливающих устройств применяют прием рассеивания загрязняющих веществ через высокие и сверхвысокие дымовые трубы. Этот метод не позволяет защищать воздушную среду от поступления токсичных примесей, но дает возможность существенно снизить их приземную концентрацию до уровня ПДК. Сущность метода заключается в том, что мощные потоки дымовых газов, двигаясь в трубе с высокой скоростью за счет естественной тяги, рассеиваются на значительном расстоянии от источника загрязнения.

Группа технологических мероприятий: улучшение технологии производства и сжигания топлива; создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах, при которых исключаются выбросы вредных веществ в атмосферу. В то же время решается важная задача — утилизация и возвращение в производство ценных продуктов, сырья и материалов.

Группа планировочных мероприятии: оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом "розы ветров", создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий, вынос наиболее токсичных производств за черту города, рациональная планировка городской застройки, озеленение городов.

При проектировании, строительстве, реконструкции городов и других населенных мест необходимо учитывать "розу ветров" (преобладающее направление), состояние атмосферного воздуха и прогноз его изменения. В городах не разрешается размещать промышленные предприятия (металлургические, химические и др.), распространяющие пылевидные и газообразные выбросы и тем самым сильно загрязняющие атмосферный воздух. Такие предприятия следует располагать вдали от крупных городов и с подветренной стороны для господствующих ветров по отношению к ближайшему жилому району. С учетом пре обладания западных и северо-западных ветров в городах Беларуси промышленные предприятия размещаются преимущественно на восточных и юго-восточных окраинах.

Размещение, проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию новых и реконструируемых промышленных и сельскохозяйственных комплексов, предприятий, сооружений и других объектов должно обеспечить сохранение нормативов качества атмосферного воздуха. Совокупность выбросов, а также вредных физических и других воздействий от проектируемых и действующих предприятий не должна приводить к превышению нормативов ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Субъекты хозяйствования, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ, должны оснастить источники выбросов сооружениями, оборудованием и аппаратурой для очистки этих выбросов, а также средствами контроля за количественным и качественным составом выбрасываемых веществ.

Планировочные мероприятия, но оздоровлению окружающей среды включают также приемы застройки и озеленения территории города, функциональное ее зонирование, учет местных природно-климатических факторов, сооружение транспортных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства и др. С целью охраны атмосферного воздуха на территориях населенных мест при размещении новых объектов и реконструкции действующих устанавливаются санитарнозащитные зоны. Санитарно-защитная зона — это территория вокруг предприятия, где возможно превышение ПДК для одного или нескольких загрязняющих веществ. Проживание людей в такой зоне не предусматривается, однако в крупных городах это правило часто не выполняется. Размер зоны определяется в зависимости от класса (токсичности) загрязнителя, типа промышленного предприятия и его производственной мощности. Санитарнозащитная зона должна быть озеленена газоустойчивыми древесно-кустарниковыми породами.

Большое значение для защиты атмосферного воздуха имеют мероприятия по озеленению городов и пригородных зон. Известно, что зеленые насаждения — "легкие" города. Они очищают воздух от вредных веществ, пыли, газов, снижают шум в жилых кварталах, повышают влажность воздуха в жаркие дни. Один гектар зеленых насаждений за год очищает 10 млн. м3 воздуха, а за час поглощает 8 кг углекислого газа, который выдыхают за это время 200 человек. Газозащитный эффект зеленых насаждений зависит от характера посадки, видового состава деревьев и кустарников, времени года.

Учитывая важную роль зеленых насаждений, в Беларуси Последовательно проводится принцип озеленения населенных мест. В проектах застройки городских поселений отражается система мероприятий по созданию, сохранению и использованию зеленых насаждений для улучшения условий жизни населения, оздоровления воздушного бассейна, рационального использования природного ландшафта. Площадь зеленых массивов и насаждений в городах Беларуси составляет около 40 тыс. га, из них в г. Минске — 5,7 тыс. га. На одного горожанина страны приходится 60 м2 зеленых насаждений, на каждого жителя столицы — 33 м, по генеральному плану развития г. Минска этот показатель намечается значительно увеличить.

Состояние воздушной среды крупных и средних городов во многом обусловлено наличием пригородной зеленой зоны, занятой преимущественно лесами, лесопарками и другими зелеными насаждениями. Первые зеленые зоны в Беларуси появились с 1945 г. вокруг городов Бобруйска, Барановичей, Борисова, Бреста, Вилейки, Витебска, Гомеля, Гродно, Лиды, Мозыря, Молодечно, Осиповичей и Минска. В настоящее время их около 120 с общей площадью более 1,2 млн. га. Самая большая зеленая зона — вокруг г. Минска, в радиусе до 80 км, площадью до 300 тыс. га, что обеспечивает около 180 м- зеленых насаждений в расчете на одного минчанина.

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая часть.

 

 

Задача (типV). Рассчитать максимально допустимый уровень пестицидов (МДУ) в растительных продуктах, используя данные по их собственному весу

 

Рассчитать  МДУ для фасоли.

В общем случае МДУ (мг/кг) веществ рассчитывается по формуле

 

МДУ = (ДСД · 0,8 · Вч)/СПП ,                                 (1)

 

где ДСД – допустимая суточная доза.

0,8 –  доля экзогенно-химических веществ, поступающих в организм человека  с пищевым рационом;

Вч – масса взрослого человека (собственный вес 100 кг);

СПП – рекомендуемое суммарное потребление пищевых продуктов растительного происхождения в сутки для взрослого человека.

 

Допустимая суточная доза рассчитывается по формуле

 

ДСД = МНД / Кзапаса ,                                             (2)

 

где МНД – максимально недействующая доза (мг/кг/сут.);

Кзапаса – коэффициент запаса.

СПП находим, суммируя количество всех продуктов из табл. 2.11:

 

СПП = 120 + 235 + 25 + 5 + 22 + 7 + 1 + 6 + 10 + 4 + 2 + 4 + 324 + 68 + 57 + 37 + 40 + 28 + 19 + 23 + 5 + 3 + 20 + 4 + 17 + 5 + 9 + 14 + 151 + 28 + 9 + 7 + 200 + 24 = 1533 г или 1,533 кг.

 

ДСД находим по формуле (2):

 

ДСД = 30/60 = 0,5.

 

Подставляем все данные в формулу (1):

 

МДУфасоль = (0,5 · 0,8 · 100) /1,533 = 26,09.

 

Ответ: МДУфасоль = 26,09 мг/кг.

 

 

 

 

 

 

Задача (тип IX). Напряжение источника электроэнергии U1, В. Расстояние от источника до потребителя l, км. Напряжение в конце линии электропередачи U2, В. Определить сечение проводов для передачи мощности P2, кВт и проверить сечение на нагрев.

 

Вариант данных для расчетов	Вид провода	Параметры
		U1, В	U2, В	l, км	P2, кВт
12	Медь	127	125	1,0	3,2