Контрольная работа по «Основы экологии и энергосбережения»

Министерство  образования  Республики  Беларусь

Белорусский государственный  университет информатики и радиоэлектроники

Факультет заочного обучения

Кафедра  экологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №№1, 2

 

 по дисциплине

«Основы экологии и энергосбережения»

 

Вариант 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

 

Проверила:

 

 

 

Минск, 2014

 

Номер варианта контр. работы	Номер теор. вопросов	Типы контр. задач  (вариант данных для расчета)
1	1, 59	I (1); VI (5)

 

 

Контрольные вопросы:

1. Предмет, цели и задачи дисциплины «Основы экологии и энергосбережения», суть понятий «экология», «энергосбережение».

59. Рациональное использование электрической и тепловой энергии в бытовых целях.

 

Контрольные задачи:

Задача (тип  I). Рассчитать площадь зоны активного загрязнения (ЗАЗ) и оценить экономическую эффективность природоохранных мероприятий по защите атмосферы в пригородной зоне отдыха от загрязнения выбросами промышленного предприятия. Исходные данные приведены в табл. 1.1, 1.2.

Задача (тип VI). Рассчитать: а) потери продуктивности леса; б) затраты на воспроизводство кислорода для сжигания 1 т органического топлива, используя данные табл. 2.1, 2.2 и рис. 2.1.

 

1. Предмет, цели и задачи дисциплины «Основы экологии и энергосбережения», суть понятий «экология», «энергосбережение»

 

Дисциплина «Основы экологии и энергосбережения» изучает вопрос охраны окружающей среды, а также проблемы эффективного использования топливно-энергетических ресурсов.

Цель и задачи дисциплины: практическое решение вопросов экономного и эффективного использования энергетических ресурсов в соответствии с государственной политикой Республики Беларусь в области энергопотребления.

Одной из главных целей  современной экологии как науки  является изучение основных закономерностей  и развитие теории рационального  взаимодействия в системе «человек – общество – природа», рассматривая человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Предметом изучения данной дисциплины является энергосбережение и рациональное использование энергоресурсов.

Методы исследования:

1) диалектический

- исследование экологических  и экономических процессов в  единстве и историческом развитии;

2) исторический

- исследование динамики  взаимоотношений природы и общества;

3) системный подход

- исследование взаимосвязей  отдельных процессов по эксплуатации, производству и охране природных ресурсов;

4) нормативный

- экологические нормативы:  предельно-допустимая концентрация  ПДК, предельно-допустимые выбросы  ПДВ. Назначение – установить  объективные границы допустимых  антропогенных нагрузок на природу;

5) картографический

- оценка природных  ресурсов (размещение, продуктивность, запасы); прогноз природных явлений  в регионах, недоступных непосредственному  наблюдению; определение природоохранных  мер, направленных на предотвращение  опасных явлений, сохранение и  воспроизводство природных ресурсов.

Экология (от греч. oikos – дом и logos – учение) – наука, изучающая взаимоотношения общества и природы, в результате их взаимодействия.

Предмет экологии – взаимодействие человека с окружающей средой и охрана окружающей среды.

Основателем экологии считается немецкий биолог Э. Геккель, который в 1868 г. употребил термин «экология». Он писал: «Под экологией мы подразумеваем общую науку об отношении организма и окружающей среды, куда мы относим все «условия существования» в широком смысле этого слова. Они частично являются органической, частично неорганической природой».

Первоначально этой наукой была биология, изучающая популяции  животных и растений в среде их обитания.

Экология изучает системы  уровня выше отдельного организма. Основными объектами ее изучения являются:

- популяция – группа  организмов, относящихся к одному  или сходным видам и занимающих  определенную территорию;

- экосистема, включающая  биотическое сообщество (совокупность  популяций на рассматриваемой  территории) и среду обитания;

- биосфера – оболочка планеты, населенная живым веществом, или область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние горизонты литосферы.

……….

Энергосбережение – комплекс мер, направленных на обеспечение эффективного использования энергоресурсов.

Энергосбережение –  один из приоритетов государственной  политики и важное направление деятельности всех субъектов хозяйствования.

……………

Взаимосвязь экологии и  энергосбережения: «экономить энергию  – уменьшать отрицательное воздействие на окружающую среду». 

 

 

59. Рациональное использование электрической и тепловой энергии

в бытовых целях

 

 

Контрольные задачи

 

Задача (тип  I).

Рассчитать площадь зоны активного загрязнения (ЗАЗ) и оценить экономическую эффективность природоохранных мероприятий по защите атмосферы в пригородной зоне отдыха от загрязнения выбросами промышленного предприятия. Исходные данные приведены в табл. 1.1, 1.2.

Таблица  1.1

Влияние систем очистки  на количество

выбросов предприятия

 

Вариант данных для расчета	Наименование вещества	Масса выброса, т/год
		m1, до установки систем очистки	m2, после установки систем очистки
1	Аммиак	40	10
	Сернистый газ	30	10
	Диоксид серы	30	8

 

Таблица  1.2

Климатические  определяющие

 

Параметр	Вариант  данных для  расчета
	1
Высота источника Н, м	150
Температура в устье  источника t1,0С	110
Скорость оседания загрязнения, см/с	0,5
Температура окружающей среды t2,0С	20
Скорость ветра на уровне Флюгера U, м/с	-
Капиталовложения в очистное оборудование, млн р.	400
Эксплуатационные расходы, млн р./год	30

 

Зона  активного загрязнения для организованных источников высотой Н >10 м представляет собой кольцо между окружностями с внутренним и внешним радиусами r_внутр и r_внеш, которые рассчитываются по формулам

 

r_внутр = 2φ · Н,                                                   (1.1)

 

r_внеш = 20φ · Н,                                                   (1.2)

 

где Н – высота источника;

      φ – поправка на тепловой подъем факела, которая рассчитывается по формуле

 

φ = 1+∆t/75,                                                    (1.3)

 

где ∆t – значение разности температуры выбрасываемой газовоздушной смеси в устье источника и температурой окружающей среды (табл. 1.2).

 

Решение:

1. Расчет площади ЗАЗ.

Подставим в формулы  значения и проведем вычисления:

– среднегодовое значение разности температур:

 

∆t = t₁ – t₂ =110 - 20 = 90 °С;

 

– поправка φ на тепловой подъем факела выбросов в атмосфере:

 

φ = 1+90/75 = 2,2;

 

–  внутренний радиус ЗАЗ равен

 

r_внутр = 2 · 2,2 · 150 = 660 м;

 

–  внешний радиус ЗАЗ равен:

 

r_внеш =20 · 2,2 · 150 = 6600 м;

 

–  площадь внутреннего круга S_внутр равна

 

S_внутр =

· r²_внутр = 3,14 · 660² = 1 367 784 м²;

 

–  площадь внешнего круга S _{внеш .} равна

 

S _внеш =

· r²_внеш = 3,14 · 6600² = 136 778 400 м²;

 

площадь зоны активного загрязнения равна

 

S _ЗАЗ = 136 778 400 – 1 367 784 = 135 410 616 м² = 135,41 км².

 

Ответ: Площадь зоны активного загрязнения составляет 26,1 км².

 

2. Расчет экономической эффективности мероприятий по защите атмосферы.

Определяем экономическую  эффективность природоохранных  мероприятий по формуле:

 

Е = (Э – З – С) / К, (1.4)

 

где С – дополнительные эксплуатационные расходы, р./год;

      К – единовременные капитальные вложения, р./год.

      3 – приведенные затраты на строительство и внедрение оборудования;

    Э – предотвращенный годовой экономический ущерб после проведения атмосферозащитных мероприятий, который определяется как разность между экономическим ущербом (У₁) до проведения мероприятий и экономическим ущербом (У₂) после их проведения:

 

Э = У₁ – У₂ .             (1.5)

 

Приведенные затраты (З) на строительство рассчитываются по формуле:

 

З = С + Е_н · К,                                                          (1.6)

 

где Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; принимается равным 0,12.

Расчет годового экономического ущерба в результате загрязнения атмосферы (У₁) до проведения защитных мероприятий и (У₂) после проведения защитных мероприятий рассчитывается следующим образом:

 

У₁ = γ · f · σ · μ₁, (1.7)

 

          У₂ = γ · f · σ · μ₂,                        (1.8)

 

где γ – величина удельного ущерба от одной условной тонны выбросов, р./усл. т

             (γ = 2400 р./усл. т,);

       f – коэффициент, учитывающий характер и условия рассеивания выброшен ных источником примесей;

      σ – коэффициент, учитывающий относительную опасность загрязнения атмосферного воздуха на территориях с различной плотностью и чувст-вительностью реципиентов;

     μ₁, μ₂ – суммарная масса выбросов загрязняющих веществ, приведенная к единице токсичности, усл. т/год соответственно; (μ₁) до проведения защитных мероприятий и (μ₂) после проведения защитных мероприятий.

Значение коэффициента f, учитывающего характер и условия рассеивания примесей, определяется следующим образом:

 

f = , (1.9)

 

где H – высота источника, м;

      φ – поправка на тепловой подъем факела выбросов в атмосфере (φ = 2,2, рассчитывался ранее по формуле 3);

   U – среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера, м/с (дано по условию).

 

В данном случае скорость оседания газообразных примесей и легких мелкодисперсных частиц находится в пределах от 1 до 20 см/с.

Коэффициент , учитывающий относительную опасность загрязнения атмосферного воздуха (далее коэффициент относительной опасности загрязнения воздуха) определяем по табл. методического пособия [1]: для центральной части города (по условию) равна 6.

Суммарная масса выбросов загрязняющих веществ, приведенная к единой токсичности, (μ₁) до проведения защитных мероприятий и (μ₂) после проведения защитных мероприятий, определяется по формуле:

 

μ₁ =  (1.10)

 

μ₂ =  (1.11)

 

где N – общее число примесей, содержащихся в выбросах источника (дано по условию);

A_i – показатель относительной агрессивности i-го вещества, усл. т/т (значение A_i для каждого вещества дано в табл. методического пособия);