Контрольная работа по "Химии"

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине: ХИМИЯ И МИКРОБИОЛОГИЯ ВОДЫ

Выполнил студент III курса факультета ЭиОВР

БЕЛЯШОВ ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

 

 

 

Шифр-4668

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Калуга 2013

Содержание:

Задача А. ………………………………………………………………………………2

Задача Б. ……………………………………………………………………………….4

Задача 9. ……………………………………………………………………………….7

Задача 11. ……………………………………………………………………………..10

Задача 23. ……………………………………………………………………………..12

Задача 39. ……………………………………………………………………………  14

Задача 47. ……………………………………………………………………………..17

Задача 58. ……………………………………………………………………………..19

Задача 69. …………………………………………………………………………… 21

Задача 74. ……………………………………………………………………………..23

Задача 88. ……………………………………………………………………………..24

Список литературы. …………………………………………………………………26

 

Задача А. Каковы общие запасы и разведанные запасы пресной воды в мире? В России? Как определяются эти запасы? В чем особенность обеспеченности России водными ресурсами? Описание проблем, возникающих в хозяйстве, где я работаю и проживаю, связанные с использованием воды для промышленных и санитарно – гигиенических целей.

Вода, солёность которой не превышает 0,1 %, даже в форме пара или льда называется пресной. Из общего количества воды на Земле столь нужная для человечества пресная вода по разным подсчётам составляет в общем количестве воды на Земле 2,5—3 % общего объема гидросферы, или примерно 28,25 млн. км3.

Нужно учесть, что основная часть пресных  вод (около 70%) заморожена в полярных льдах, вечной мерзлоте, на горных вершинах. Воды в реках и озерах составляют лишь 3% суши, или 0,016% общего объема гидросферы.

Таким образом, воды, пригодные для всех видов использования, составляют ничтожную часть общих запасов воды на Земле. Проблема усложняется и тем, что распределение пресной воды по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод.

Россия по ресурсам поверхностных вод занимает ведущее  место в мире. Только в уникальном озере Байкал сосредоточено около 1/5 мировых запасов пресной воды и более 4/5 запасов России. При  общем объеме 23 тыс. км3 в озере  ежегодно воспроизводится около 60 км³ редкой по чистоте природной воды.

Запасы разведанных подземных вод России на 1 января 2009 года составляли 95494,7 тыс. м³ /сут. Почти 30 % их сосредоточено в Центральном Федеральном округе, еще около половины запасов подземных вод распределены примерно поровну между Северо – западным, Южным и Приволжским округами.

Подавляющая часть (более 95 %) запасов подземных вод –  воды для питьевого снабжения  населения. Отношение величины эксплуатационных запасов к прогнозным ресурсам характеризует степень изученности (разведанности) прогнозных ресурсов. Она меняется от 4,1 % (Уральский ФО) до 39,4 % (Южный ФО) и составляет в среднем по России 10,6 %.

Для того чтобы определить запасы воды, очевидно, необходимо подсчитать, сколько воды единовременно находится в озерах, реках, ледниках и в толще почвогрунтов. Сделать нечто вроде мгновенной объемной фотографии. При огромном количестве водных объектов, исчисляемом миллионами, провести такой подсчет, так сказать, поштучно практически невозможно, так как еще далеко не все реки и озера изучены.

Наиболее просто и достаточно точно определяются запасы воды в  крупных озерах, которые хорошо изучены. Для них имеются батиметрические  карты (карты глубин). Если к озерам отнести Каспийское и Аральское  моря, то запасы, заключенные в 18 крупнейших озерах России, составят весьма внушительную цифру — свыше 104 400 км3 (табл. 3). Однако если взять лишь только пресные озера, то эта цифра значительно меньше — всего около 1/4 объема воды крупных озер, или около 24 500 км3.

Распределение водных ресурсов по территории страны неравномерно. 90% стока приходится на бассейны Северного Ледовитого и  Тихого океанов. В то же время на бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает 80% населения, приходится 8% общего годового стока. Таким образом, регионы страны можно разделить на водоизбыточные и водонедостаточные. По показателю водообеспеченности на душу населения лидирует Дальневосточный район, далее следуют Восточно-Сибирский и Северный.

Забор воды, т.е. ее извлечение и транспортировка  к местам использования, ежегодно составляет около 3% водных запасов, или примерно 90 км³. Однако по отдельным бассейнам соотношение забора к запасам существенно дифференцировано. В бассейне Дона ежегодно забирается 38% годового стока, в бассейне Урала - 35%, в бассейне Кубани - 30%, а в бассейне Терека - 50%. Треть всего водозабора в России дает бассейн Волги.

Государственное предприятие  «Калугаоблводоканал» в котором  я работаю, при обеспечении населения  и промышленных предприятий питьевой и технической водой сталкивается с определенными проблемами.

Так работа насосной станции  технической воды (мощность 26– 28 тыс. м³/сут.), обеспечивающую предприятия города Калуга технической водой, в значительной мере зависит от уровня воды в реке Ока. Водозаборный узел построенный в 60-е годы прошлого века был ориентирован на значительно более высокий уровень. В настоящее время насосные агрегаты установленные в стакане, находятся на недостаточной глубине, что приводит к завоздушиванию насосов и резко сокращает  их использование.

Для решения этой проблемы на летне – осенне – зимний период монтируется дополнительный береговой насос, демонтируемый на время паводка.

Эта же проблема присуща  для самого мощного водозабора питьевой воды в Калуге - Окского водозабора (114 – 120  тыс. м³/сут.). Кроме этого в осенне – зимний период, при образовании шуги происходит забивание ею рыбозащитных кассет, ведущее к понижению динамического уровня воды в приемном ковше.

Наряду с этим являясь  поверхностным водозабором, Окский водозабор, имея развитые очистные сооружения, страдает от всевозможных залповых сбросов загрязненных стоков выше по течению (гг. Орел, Козельск).

Водозаборы осуществляющие забор воды из артезианских скважин -  Южный (37 – 39 тыс. м³/сут.), Северный (41 – 43 тыс. м³/сут.) и Городская насосная станция (25 – 27 тыс. м³/сут.) имеют ряд своих проблем, связанных с качеством поднимаемой воды.

Так скважины Городской насосной станции в большинстве своем  поднимают воду с очень высокими показателями жесткости (до 8 мг-экв/л).

Скважины Южного и Северного  водозаборов подают воду с огромными  концентрациями железа, превышающими ПДК в десятки раз, что обуславливает применение мощных станций обезжелезования. Кроме того вода в скважинах  №21, №22, №23 Южного водозабора насыщена сероводородом.

Все это в совокупности с общим состоянием водопроводной  сети города и перепадом высот точек водоснабжения в 101 м, составляют основные проблемы использования воды для промышленных и санитарно – гигиенических целей.

 

 

Задача Б. Какими источниками энергии запускается круговорот природных вод? Какова геологическая роль человека в этом круговороте? Какова роль человека в формировании состава пресных вод? Основные источники загрязнения как пресных, так и соленых поверхностных вод России.

Круговорот  воды, или влагооборот, на Земле –  один из важнейших процессов в  географической оболочке. Под ним понимают непрерывный замкнутый процесс перемещения воды, охватывающий гидросферу, атмосферу, литосферу и биосферу. Наиболее быстрый круговорот воды происходит на поверхности Земли.

Он совершается  под действием солнечной энергии  и силы тяжести. Влагооборот складывается из процессов испарения, переноса водяного пара воздушными потоками, конденсации  и сублимации его в атмосфере, выпадения осадков над Океаном  или сушей и последующего стока  их в Океан. Основной источник поступления  влаги в атмосферу – Мировой  океан, меньшее значение имеет суша.

Особую роль в круговороте занимают биологические  процессы – транспирация и фотосинтез. В живых организмах содержится более 1000 км³ воды. Хотя объем биологических вод небольшой, они играют важную роль в развитии жизни на Земле и усилении влагооборота: почти 12% испаряющейся влаги в атмосферу поступает с поверхности суши за счет транспирации ее растениями. В процессе фотосинтеза, осуществляемого растениями, ежегодно разлагается 120 км³ воды на водород и кислород.

 

Механизм влагообмена  океан – атмосфера – суша –  океан в действительности гораздо сложнее. Он связан с общим глобальным обменом вещества и энергии, как между всеми геосферами Земли, так и между всей планетой и Космосом. Глобальный влагооборот Земли – незамкнутый процесс, так как в том объеме, в котором вода выделяется из земных недр, она уже не возвращается обратно: при обмене веществом с космическим пространством преобладает процесс безвозвратной потери водорода при диссипации молекул воды над его приходом. Однако количество воды в гидросфере не уменьшается за счет поступления воды из недр.

Существенную  роль в круговороте воды в природе  с недавних пор стала играть хозяйственная деятельность человека. Создание промышленности, уничтожение лесов, распашка огромных территорий, осушение и орошение земель, создание гигантских водохранилищ и плотин, расходование воды на различные хозяйственные нужды — все это в значительной степени изменило гидрологические процессы на Земле. И хотя хозяйственная деятельность мало повлияла на общий объем гидросферы, она заметно влияет на отдельные ее части.

Сток  одних рек уменьшился, других —  увеличился, изменилось внутригодовое  распределение стока. В результате изъятия воды из вод суши во многих районах мира возросло испарение, потому что именно на испарение идет значительная часть воды, изымаемой человеком из источников.

Часть воды, которую потребляет человек  и которая входит в состав производимой им продукции, надолго выпадает из всеобщего  круговорота, поэтому ее называют «безвозвратно изъятой». Этот термин, конечно, достаточно условен, так как эта вода не исключается полностью, но ее возвращение может произойти с большой задержкой во времени и на совершенно другой территории.

Многие  отрасли расходуют безвозвратно сравнительно немного воды — не более 10%. Остальная вода после использования  сбрасывается в водоемы в виде сточных вод. Они загрязнены и  приводят в негодность во много раз  больший объем чистой воды.

Именно  угроза загрязнения водных ресурсов представляет сейчас главную опасность, гораздо большую, чем угроза физической нехватки воды.

С ростом урбанизации и промышленного производства, химизации сельского хозяйства все большее влияние на общую водную экологию оказывает антропогенный фактор, т.е. фактор использования воды человеком.

Интенсивное развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения.

Загрязнение поверхности  водоемов пленками масла, жиров, смазочных  материалов препятствует газообмену воды и атмосферы, что снижает насыщенность воды кислородом и отрицательно влияет на состояние фитопланктона и приводит к массовой гибели рыбы и птиц.

Различают химические, биологические  и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. 

Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические — радиоактивные  вещества, тепло и др. 

Наиболее часто встречается  химическое и бактериальное загрязнение.  
Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение.  
Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. 

К основным из них относятся:  
1. сброс в водоемы неочищенных сточных вод;  
2. смыв ядохимикатов ливневыми осадками;  
3. газодымовые выбросы;  
4. утечки нефти и нефтепродуктов.  
Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров. Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны. 

Пути загрязнения могут  быть самыми различными: 
1. сброс промышленных и сточных вод непосредственно в море или с речным стоком; 
2. смыв различных токсических веществ, используемых в сельском, лесном хозяйствах и др.; 
3. преднамеренное загрязнение дна морей и океанов различными токсическими (в том числе и радиоактивными) отходами; 
4. утечка загрязняющих веществ в результате судовых операций; 
5. аварийные выбросы с судов и из подводных трубопроводов; 
6. утечка нефти при разработке полезных ископаемых на морском дне; 
7. перенос загрязняющих веществ через атмосферу; 
8. естественная утечка нефти через трещины земной коры.

В Основах действующего в  Российской Федерации водного законодательства подчеркивается, что реки используются для удовлетворения питьевых и бытовых  нужд населения. Это предопределяется огромным физиологическим и гигиеническим  значением воды, ее исключительной ролью в нормальном течении сложнейших физиологических процессов в человеческом организме, в создании людям наиболее благоприятных условий жизни.

Ситуация с питьевой водой  в России характеризуется как  критическая, что является прямой угрозой здоровью населения. Это обусловлено тем, что вода может быть причиной развития разных изменений в организме и способствовать возникновению инфекционных и неинфекционных заболеваний человека.