Солнечная энергия на Земле

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Иркутский государственный технический университет

Заочно - Вечерний Факультет

Кафедра общеобразовательных дисциплин

Контрольная работа

по дисциплине «Экология»

Выполнил:

группа ТВбз-13-2

Деревянченко И.С.

Проверил:

Голодкова А.В.

Иркутск 2015



Содержание

1. Большой и малый круговороты веществ на Земле (в биосфере). В чем состоит их принципиальное отличие

2. Дайте характеристику основных экологических последствий глобального загрязнения атмосферы

3. В чем смысл нормирования качества окружающей природной среды

4. Что характерно для человека как биологического вида и от каких лимитирующих факторов он остается зависим

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Задача 4

Задача 5

Список литературы



1. Большой и малый круговорот веществ на Земле (в биосфере). В чем состоит их принципиальное различие

Солнечная энергия обеспечивает на Земле два круговорота веществ: большой, или геологический (абиотический) малый, или биологический (биотический).

Большой круговорот

Большой круговорот наиболее четко проявляется в циркуляции воздушных масс и воды. В основе большого (геологического) круговорота лежит процесс переноса веществ, в основном минеральных соединений, из одного места в другое в масштабе планеты.

Около 30% падающей на Землю солнечной энергии расходуется на перемещение воздуха, испарение воды, выветривание горных пород, растворение минералов и т.п. Движение воды и ветра, в свою очередь, приводит к эрозии почв и горных пород, транспорту, перераспределению, осаждению и накоплению механических и химических осадков на суше и в океане. В течение длительного времени образующиеся морские отложения могут возвращаться на поверхность суши, и процессы возобновляются. К этим циклам подключаются вулканическая деятельность, землетрясения и движение океанических плит в земной коре.

Круговорот воды, включающий ее переход из жидкого в газообразное и твердое состояния и обратно, - один из главных компонентов абиотической циркуляции веществ. В процессе гидрологического цикла происходят значительное перераспределение и существенная очистка планетарных запасов воды. При этом следует отметить, что наибольшей скоростью обновления обладают наиболее важные для существования живой среды суши - пресные воды. Период их оборота составляет в среднем около 11 суток.

Малый круговорот

На базе большого геологического круговорота возникает круговорот органических веществ, или малый, биологический (биотический) круговорот.

В основе малого круговорота веществ лежат процессы синтеза и разрушения органических соединений. Эти два процесса обеспечивают жизнь и составляют одну из главных ее особенностей.

В отличие от геологического, биологический круговорот характеризуется ничтожным количеством энергии. На создание органического вещества, как уже упоминалось, затрачивается всего около 1% падающей на Землю лучистой энергии. Однако эта энергия, вовлеченная в биологический круговорот, совершает огромную работу по созиданию живого вещества. Чтобы жизнь продолжала существовать, химические элементы должны постоянно циркулировать из внешней среды в живые организмы и обратно, переходя из протоплазмы одних организмов в усвояемую форму для других.

Все абиотические и биотические планетарные циркуляции веществ тесно переплетены и образуют глобальный системно существующий круговорот, с перераспределением энергии Солнца, с отсутствием противоречий между его отдельными ветвями и практически с нулевым вещественным балансом.

В круговороте элементов различают две части: резервный (недоступный) фонд - большая небиологическая часть медленно движущихся веществ и обменный (доступный) фонд - меньшая, но более подвижная часть, которая быстро обменивается между организмами и окружающей их средой.

Биогеохимические циклы делятся на два типа: газообразные циклы с резервным фондом малоподвижного химического элемента в атмосфере и гидросфере и осадочные циклы с резервным фондом в земной коре. Главными биогеохимическими циклами, обеспечивающими жизнь на планете (кроме круговорота воды), являются циркуляции углерода, кислорода, азота, фосфора, серы и других биогенных макроэлементов.



2. Дайте характеристику основных экологических последствий глобального загрязнения атмосферы

К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

1. Возможное потепление климата («парниковый эффект»)

2. Нарушение озонового слоя

3. Выпадение кислотных дождей

Большинство ученых в мире рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности.

Возможное потепление климата

Изменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры начиная со второй половины прошлого века, ученые связывают с накоплением в атмосфере так называемых «парниковых» газов - диоксида углерода СО2 ,метана СН4 , хлорфторугреродов, озона, оксидов азона. Парниковые газы препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли, почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей. В связи со сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угля и др. концентрация СО2 в атмосфере постоянно увеличивается. По вопросу о степени влияния парниковых газов на глобальное потепление климата нет единства во мнениях. Так, в отчете Межправительственной группы экспертов по проблеме изменения климата (1992) отмечается, что наблюдаемое в последнее столетие потепление климата на 0,3 - 0,6 0 С могло быть обусловлено преимущественно природной изменчивостью ряда климатических факторов.

Нарушение озонового слоя

Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области. Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным (до 50 %) содержанием озона, получившее название «озоновой дыры». С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ - радиация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. В районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается рост заболеваемости людей раком кожи и др. Наука еще до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновых дыр». Последнее, по мнению большинства ученых, более вероятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона.

Кислотные дожди

Одна из важнейших экологических проблем, с которой связывают окисление природной среды - кислотные дожди. Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы. Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы - свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер, что опасно не только для популяций различных видов рыб, но часто влечет за собой постепенную гибель планктона, многочисленных видов водорослей и других его обитателей. Озера становятся практически безжизненными.

3. В чем смысл нормирования качества окружающей природной среды

Согласно Закона «Об охране окружающей среды» нормирование качества окружающей среды ставит целью установление научно-обоснованных предельно допустимых норм воздействия на окружающую среду, гарантирующих экологическую безопасность и охрану здоровья населения, обеспечивающих предотвращение загрязнение окружающей среды, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

Введение экологических нормативов позволяет решить следующие задачи:

1)Нормативы позволяют определить степень воздействия человека на окружающую среду. Мониторинг окружающей среды строиться не только на наблюдении за природой. Данное наблюдении должно быть предметно, оно должно с помощью технических показателей определить степень загрязнения воздуха, воды и т.д.

2)Нормативы позволяют осуществлять государственным органом контроль за деятельностью природопользователей. Экологический контроль проявляется в то, что определяется не как загрязняется природа, а какой уровень загрязнения, превышает ли он установленные нормативы.

3)Экологические нормативы служат основанием для применения мер ответственности в случаи их превышения. Зачастую экологические нормативы служат единственным критерием в привлечении виновного лица к ответственности. К примеру, предприятие имеет разрешение на выброс отходов, поэтому сам факт загрязнения природы не является основанием для привлечения к ответственности. Но в случае, если предприятие превысило установленный норматив по отходам, его можно привлечь к ответственности.

Следует отметить, что нормативы по охране окружающей среды применялись на практике еще до окончательного формирования экологического законодательства как самостоятельной отрасли.

В настоящий период практики и ученые понимают, что нельзя полностью ликвидировать вредное влияние отходов хозяйственной деятельности человека на природу. Но можно добиться постепенного снижения этого воздействия, путем установления определенного равновесия между загрязнением природной среды и нормальным её функционированием, позволяющим избежать нарушения природного баланса. Это задача и возлагается на экологические нормативы.

Воздействие загрязнения среды на здоровье человека

Из всех вредных химических веществ, регулярно попадающих в организм человека, около 70% поступает с пищей. Попадая в организм человека в основном с продуктами животного и растительного происхождения, загрязняющие вещества накапливаются в организме постепенно, проявляя патологическое действие, которое по своему характеру может быть:

1) общетоксическим с преимущественным поражением центральной нервной системы, нарушением метаболических (обменных) процессов, пищеварения и усвоения пищевых веществ;

2) иммуномодулирующим, проявляющимся как способность вызывать опасные отдаленные последствия (канцерогенное, мутагенное, аллергенное, тератогенное, эмбриотоксическое).

Канцерогенное действие проявляется в онкологических (раковых) заболеваниях, связанных с возникновением в организме злокачественных новообразований (опухолей). Мутагенное действие вызывает нарушения (мутации) генной структуры клеток, проявляющиеся в рождении детей с уродствами либо с генетическими болезнями. Аллергенное действие означает способность некоторых веществ вызывать в организме аллергию, т.е. измененную реактивность организма к их повторным воздействиям, проявляющуюся в виде различных аллергических заболеваний (крапивница, астма и др.). Тератогенное действие - нарушение эмбрионального развития с возникновением морфологических аномалий и пороков развития. Эмбриотоксическое действие проявляется в отравляющем воздействии на плод в период беременности матери с разнообразными неблагоприятными последствиями.

Медико-биологические исследования воздействий загрязнения на здоровье человека показывают, что большинство исследованных химических веществ вызывают комплексные вредные воздействия на организм человека. Например, многие пестициды наряду с общетоксическим действием проявляют и сильные канцерогенное и мутагенное воздействия, вызывая отдаленные патологические последствия как в самом организме, так и в его потомстве. Радиационное загрязнение также приводит к комплексу патологических изменений в организме, вызывая одновременно, например, раковые заболевания кожи и лучевую болезнь.

Такое сложное воздействие загрязнений окружающей среды привело к необходимости нормирования качества среды, т.е. к определению норм, или пороговых уровней, различных негативных воздействий, при которых они могут считаться относительно безвредными для здоровья.

Нормирование качества среды

Под качеством окружающей среды в широком смысле принято понимать степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов. Мы рассматриваем качество среды жизни человека (в узком смысле), определяемое как совокупность условий состояния среды обитания, обеспечивающих соответствие среды жизни человека его потребностям, которое отражается средней продолжительностью жизни, смертностью и рождаемостью, уровнем заболеваемости населения и др. В частности, качество воды определяется совокупностью физических, химических, биологических и бактериологических показателей, обусловливающих пригодность ее для использования в производственных, бытовых и других целях

Нормативы в области охраны окружающей среды - установленные нормативы качества окружающей среды и нормативы допустимого воздействия на нее, при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие.

Нормирование в области охраны окружающей среды осуществляется в целях государственного регулирования воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, гарантирующего сохранение благоприятной окружающей среды и обеспечение экологической безопасности.

Нормирование в области охраны окружающей среды заключается в установлении:

1) нормативов качества окружающей среды - нормативов, которые установлены в соответствии с физическими, химическими, биологическими и иными показателями для оценки состояния окружающей среды и при соблюдении которых обеспечивается благоприятная окружающая среда;

2) нормативов допустимого воздействия на окружающую среду при осуществлении хозяйственной и иной деятельности - нормативов, которые установлены в соответствии с показателями воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и при которых соблюдаются нормативы качества окружающей среды;

3) иных нормативов в области охраны окружающей среды, таких как:

- нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду - нормативы, которые установлены в соответствии с величиной допустимого совокупного воздействия всех источников на окружающую среду и (или) отдельные компоненты природной среды в пределах конкретных территорий и (или) акваторий, и при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие;

- нормативы допустимых выбросов и сбросов химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов (нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов) - нормативы, которые установлены для субъектов хозяйственной и иной деятельности в соответствии с показателями массы химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, допустимых для поступления в окружающую среду от стационарных, передвижных и иных источников в установленном режиме и с учетом технологических нормативов, и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды;

- технологический норматив - норматив допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов, который устанавливается для стационарных, передвижных и иных источников, технологических процессов, оборудования и отражает допустимую массу выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов в окружающую среду в расчете на единицу выпускаемой продукции;

- нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов - нормативы, которые установлены в соответствии с показателями предельно допустимого содержания химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов в окружающей среде и несоблюдение которых может привести к загрязнению окружающей среды, деградации естественных экологических систем;

- нормативы допустимых физических воздействий - нормативы, которые установлены в соответствии с уровнями допустимого воздействия физических факторов на окружающую среду и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды.

Кроме того, нормирование качества окружающей среды осуществляется при помощи технических регламентов, государственных стандартов и иных нормативных документов в области охраны окружающей среды.

Нормативы и нормативные документы в области охраны окружающей среды разрабатываются, утверждаются и вводятся в действие на основе современных достижений науки и техники с учетом международных правил и стандартов в области охраны окружающей среды.

Нормативы и методы их определения утверждаются природоохранными органами и органами санитарно-эпидемиологического надзора. По мере развития производства, науки и техники нормирование в экологии развивается и совершенствуется. При разработке нормативов учитываются международные экологические нормы и стандарты.

При нарушении нормативов качества могут быть ограничены, приостановлены, прекращены выбросы, сбросы и иные вредные воздействия. Предписание об этом дают государственные органы в области охраны окружающей среды и санитарно-эпидемиологического надзора.

Санитарно-гигиенические нормативы

Для учета влияния химического загрязнения на здоровье человека введены различные международные и национальные нормы, или нормативы. Норма загрязнения - это предельная концентрация содержания вещества в среде, допускаемая нормативными актами. Санитарно-гигиенические нормативы - совокупность показателей санитарно-гигиенического состояния компонентов окружающей среды (воздуха, воды, почвы и др.), определяемых величиной уровней их загрязнения, непревышение которых обеспечивает нормальные условия жизни и безопасность для здоровья.

ФЗ от 30.03.1999. №52-ФЗ (ред. от 22.12.2008.) «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» установил, что санитарные правила и нормы обязательны для соблюдения всеми государственными органами, общественными объединениями, хозяйствующими субъектами, должностными лицами и гражданами. На всей территории России действуют Санитарно-эпидемиологические правила.

Санитарно-гигиенические нормативы загрязнения используются для управления качеством окружающей среды, что позволяет снизить их воздействие на здоровье человека и заболеваемость населения до приемлемого уровня.

Наибольшее распространение в мире получили нормативы ВОЗ. В нашей стране статус государственных стандартов в этой области получили предельно-допустимые концентрации (ПДК), определяющие максимальный уровень присутствия химических загрязняющих веществ в воздухе, воде или почве.

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) - санитарно-гигиенический норматив, определяемый как максимальная концентрация химических веществ в воздухе, воде и почве, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни не оказывает вредного влияния на здоровье человека и его потомства. Различают ПДК максимально разовые и среднесуточные, ПДК для рабочей зоны (помещения) или для жилой зоны. Причем ПДК для жилой зоны устанавливается меньше, чем для рабочей зоны.

Нормативы предельно допустимых уровней шума, вибрации, магнитных полей и иных физических воздействий устанавливаются на уровне, обеспечивающем сохранение здоровья и трудоспособности людей, охрану растительного и животного мира, благоприятных условий труда.

Санитарными нормами допустимого уровня шума на территории жилой застройки установлено, что он не должен превышать 60 децибел, а в ночное время - с 23 до 7 часов - 45 децибел. Для санаторно-курортных зон эти нормативы составляют соответственно 40 и 30 децибел.

Для территории жилой застройки органами санитарно-эпидемиологической службы обоснованы и утверждены допустимые уровни вибрации и электромагнитных воздействий.

К иным нормируемым физическим воздействиям относится тепловое воздействие. Его основными источниками являются энергетика, энергоемкие производства, коммунально-бытовое хозяйство. В принятых Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами установлены нормативы теплового воздействия на водные объекты. В источнике хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения летняя температура воды не должна превышать температуру самого жаркого месяца более, чем на 3° по Цельсию, в рыбохозяйственных водоемах - быть не более чем на 5° по Цельсию выше естественной температуры воды.

ФЗ «Об охране окружающей среды» требует определения для каждого источника загрязнений норматива предельно допустимых воздействий. Определение ПДК - дорогостоящая и долговременная медико-биологическая и санитарно-гигиеническая процедура. В настоящее время общее количество веществ, для которых определены ПДК, превышает одну тысячу, в то время как вредных веществ, с которыми человек имеет дело на протяжении жизни, на порядок больше.

Интегральные нормативы качества

Если бы в компонентах окружающей среды оказалось только по одному загрязняющему веществу, то норматив в виде ПДК был бы вполне достаточным, чтобы обеспечить приемлемое качество среды. Однако в реальных условиях в воде, воздухе или почве одновременно присутствует большое количество различных загрязняющих веществ, что делает использование ПДК для контроля качества среды недостаточным. Поэтому на практике применяют различные интегральные нормативы качества, позволяющие учитывать одновременное присутствие в компонентах среды, по крайней мере, нескольких загрязняющих веществ, которые в наибольшей степени определяют (ухудшают) ее качество. Такие вещества, либо относящиеся к наиболее опасным для здоровья, либо присутствующие в среде в очень больших концентрациях, называют приоритетными загрязнителями. Примерами интегральных нормативов являются широко используемые в отечественной природоохранной практике индексы загрязнения атмосферного воздуха и воды. В частности, один из индексов загрязнения атмосферы учитывает до шести приоритетных загрязнителей. Другим примером применения интегральных нормативов является использование методов биоиндикации, основанных на определении степени воздействия комплексного загрязнения на условия существования микроорганизмов, рыб и других видов живых организмов.

Известен, например, швейцарский опыт применения некоторых видов форели, которые могут жить только в чистой воде горных рек, для контроля качества питьевой воды. В качестве также широко используемого интегрального норматива можно назвать так называемый норматив ЛД-50 (при которой в единицу времени погибает 50% испытуемых особей вида-индикатора). Последний норматив учитывает даже не несколько приоритетных загрязнителей, а весь комплекс присутствующих в компонентах среды загрязнителей.

Предельно-допустимые выбросы и сбросы

Для управления качеством среды в отечественной практике разработан и широко применяется еще один вид санитарно-гигиенических нормативов - предельно-допустимый выброс (ПДВ) загрязнителей в атмосферу и предельно-допустимый сброс (ПДС) в водоемы и в почву.

Выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду устанавливаются в виде предельно допустимых выбросов (ПДВ) и предельно допустимых сбросов (ПДС) - величин, выражающих предельное количество загрязняющего вещества, которое разрешается выбрасывать в единицу времени из данного источника, а также лимитов - временно согласованных выбросов (ВСВ) - для тех источников загрязнений, которые без совершенствования технологий не могут выполнить норматив ПДВ и ПДС. С учетом возможностей производства лимиты поэтапно должны доводиться до уровня нормативов ПДВ и ПДС. Это контролируют органы охраны окружающей природной среды.

Расчет величины ПДВ (или ПДС) проводится при условии, чтобы ни в одной точке территории (или в створе реки) концентрация каждого загрязняющего вещества, обнаруживаемого в воздухе (или в водоеме), не превысила величину ПДК для этого загрязняющего вещества.

Расчеты ПДВ выполняются для каждого населенного пункта и являются обязательными для всех предприятий.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 03.08.1992. №545 (с изменениями от 08.01.2009.) определен Порядок разработки и утверждения нормативов выбросов и сбросов загрязняющих веществ и размещения отходов. Разработку указанных нормативов организует Министерство природы и экологии РФ совместно с государственными органами санитарно-эпидемиологического надзора и другими специально уполномоченными органами в области охраны окружающей среды, а также с органами исполнительной власти. Проекты нормативов разрабатывают сами предприятия с учетом предложений органов местного самоуправления, научных учреждений, общественных организаций и мнения населения.

Конкретным предприятиям нормативы выбросов и сбросов, размещения отходов устанавливают органы Министерства природы и экологии РФ и другие специально уполномоченные органы. Так, по химическим веществам нормативы выбросов вводят органы охраны окружающей природной среды, по биологическим веществам, микроорганизмам, физическим воздействиям, радиации - органы санитарно-эпидемиологического надзора. На основе установленных нормативов предприятиям выдается разрешение на выбросы, сбросы, размещение отходов.

Нормативы установлены в ряде других законов и подзаконных актов. Так, в Водном кодексе Российской Федерации установлены специальные нормы об установлении предельно допустимых воздействий на водные объекты. Источники вредных воздействий - предприятия, теплоэлектростанции, аэропорты и др.-- отделяются от жилых массивов санитарно-защитными зонами. Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий их размеры определены для предприятий пяти классов санитарной вредности от 1000 до 50 метров. При больших масштабах производства, ограниченной возможности очистки выбросов и неблагоприятных условиях взаимного размещения промышленных предприятий и жилой застройки санитарно-защитные зоны могут быть увеличены в 3 раза. Для крупных производственных комплексов эти зоны могут быть установлены в особых размерах, с учетом мощности предприятий. В санитарно-защитной зоне запрещается строительство жилья, 40% ее территории рекомендуется занимать зелеными насаждениями.

Водоохранной зоной является территория, примыкающая к акватории, на которой устанавливается специальный режим использования и охраны природных ресурсов и осуществления иной хозяйственной деятельности. В пределах водоохранных зон выделяются прибрежные полосы, представляющие территории строгого режима. Режим этих зон будет установлен принятым в развитие Водного кодекса специальным Постановлением Правительства РФ от 23.11.1996. №1404.

Нормативы радиационной безопасности

Нормирование в сфере обеспечения радиационной безопасности установлено ФЗ «О радиационной безопасности населения» от 09.01.1996 №3-ФЗ (в ред. от 23.07.2008). Оно осуществляется путем установления санитарных норм, гигиенических нормативов, правил радиационной безопасности, государственных стандартов, строительных норм и правил, правил охраны труда и других документов, которые не должны противоречить положениям названного закона. Санитарные правила, нормы, гигиенические нормативы в области обеспечения радиационной безопасности утверждаются органами санитарно-эпидемиологического надзора.

Как за рубежом, так и в нашей стране в законодательном порядке определены предельно-допустимые уровни радиации, обеспечивающие экологическую безопасность для здоровья человека и его генетического фонда. Они называются нормативами радиационной безопасности и представляют собой санитарно-гигиенические нормативы воздействий радиации, определяемые величинами предельных уровней годового облучения для лиц, профессионально работающих с излучениями, и групп населения как вблизи объектов ядерного комплекса, так и вне пределов их влияния.

Для населения средняя годовая эффективная доза облучения равна 0,001 зиверта или эффективная доза на период жизни (70 лет) - 0,07 зиверта. В отдельные годы допустимы большие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная последовательно за пять лет, не превысит 0,001 зиверта. Эти основные пределы не включают в себя дозы, создаваемые естественным радиационным и техногенно-измененным радиационным фоном, а также дозы, получаемые гражданами (пациентами) при проведении медицинских рентгенорадиологических процедур и лечения. Указанные пределы доз облучения являются исходными при установлении допустимых уровней облучения организма человека и отдельных его органов.

Допустимые пределы доз облучения могут быть уменьшены Правительством Российской Федерации для отдельных территорий с учетом конкретной санитарно-гигиенической, экологической обстановки, состояния здоровья населения и уровня влияния на человека других факторов окружающей среды. Установленные нормы введены в действие с 1.01.2000.

Постановлением Правительства РФ от 12.06.2003. №344 установлены Нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления.

В целях защиты особо охраняемых природных территорий от неблагоприятных антропогенных воздействий на прилегающих к ним участках земли и водного пространства могут создаваться охранные зоны или округа с регулируемым режимом хозяйственной деятельности.

Таким образом, нормирование качества окружающей среды - это деятельность по установлению нормативов предельно допустимых воздействий человека на окружающую среду.

Цель нормирования - установление предельно допустимых норм воздействия на окружающую природную среду, гарантирующих экологическую безопасность человека и сохранение генетического фонда, обеспечивающих использование природных ресурсов без ущерба и их воспроизводство в условиях эффективного хозяйствования.

Допустимыми признаются воздействия, не влияющие на качество окружающей среды или изменяющие среду обитания в допустимых пределах, то есть не разрушающие экосистему и не вызывающие неблагоприятных последствий у человека.

Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, равно как и методы их определения, утверждаются специально уполномоченными на то государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора. С течением времени по ходу развития науки и техники нормативы изменяются, при этом учитываются международные стандарты.

Основу нормирования составляют нормативы концентраций загрязняющих веществ - стандарты допустимых концентраций, в частности, предельно допустимых концентраций (ПДК), максимально допустимых уровней (МДУ), предельно допустимых уровней (ПДУ), допустимых остаточных количеств (ДОК) и т. д.

4. Что характерно для человека как биологического вида и от каких лимитирующих факторов он остается зависим

Одним из важнейших лимитирующих факторов выживания человека как биологического вида является ограниченность и исчерпаемость важнейших для него природных ресурсов.

В самом общем виде, применительно к человеку «ресурсы - это нечто, извлекаемое из природной среды для удовлетворения своих потребностей и желаний». Потребности человека можно разделить на материальные и духовные. Природные ресурсы в прямом их применении в какой-то части удовлетворяют духовные потребности человека, например эстетические («красота природы»), рекреационные и т. п. Но главное их назначение - удовлетворять материальные потребности, т.е. создание материальных благ.

Итак, природные (естественные) ресурсы - это природные объекты и явления, которые человек использует для создания материальных благ, обеспечивающих не только поддержание существования человечества, но и постепенное повышение качества жизни.

Природные объекты и явления - это различные тела и силы природы, используемые человеком как ресурсы. Организмы, кроме человека и в значительной степени домашних животных, - черпают живые энергетические ресурсы непосредственно из окружающей природной среды, являясь частью биогеохимических циклов. Эти ресурсы по своему действию можно рассматривать и как экологические факторы, в том числе и как лимитирующие, например большая часть пищевых ресурсов.

Человек, благодаря своим все возрастающим материальным потребностям, не может довольствоваться дарами природы только в той мере, при которой не должен нарушать ее равновесие, т. е. около 1% от ресурсов природной экосистемы, поэтому ему приходится использовать и те природные ресурсы, которые накоплены за миллиарды и миллионы лет в недрах Земли. Для создания материальных благ человеку необходимы металлы (железо, медь, алюминий и др.) и неметаллическое сырье (глина, песок, минеральные удобрения и др.), а также лесная продукция (строительный лес, для производства целлюлозы и бумаги, и т. д.) и многое другое. Иными словами, природные ресурсы, используемые человеком, многообразны, многообразно их назначение, происхождение, способы использования и т. п. Это требует определенной их систематизации.

Задача 1

Определить годовое количество и вес люминесцентных ртутьсодержащих ламп, подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, для условий, представленных в табл. 1.

Разработать мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп.

Решение

1. Годовое количество люминесцентных ртутьсодержащих ламп (N), подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, находится из выражения:

Таблица 1 - Исходные данные для расчета

Назначение освещения	Тип ламп	Количество используемых ламп	Срок службы лампы	Число часов работы лампы в году	Вес одной лампы
		n	q	t	m
		Шт	час	час	кг
Уличное освещение	ДНАТ-250	80	14000	2100	0,25

экологический шумовой электромагнитный загрязнение

= (80 / 14000) 2100 =12 шт / год.



где n - количество ламп, используемых в офисных помещениях, шт;

q - срок службы лампы, час;

t - число часов работы лампы в году, час.

т - вес одной лампы, кг

2. Подсчитаем общий вес ламп (М), подлежащих замене и утилизации:

= 12 0,25 = 3 кг.

3. Мероприятия по утилизации отработанных люминесцентных ламп:

- назначить ответственное за освещением лицо, уполномоченное следить за наличием и утилизацией ламп.

- довести требования руководящих документов по утилизации ламп до сотрудников организации о том, чтобы замена ламп не производилась самостоятельно.

- ответственное лицо контролирует процесс освещения, перегорания ламп. В случае перегорания производит замену старых люминесцентных ламп на новые. Старые складирует в специально отведенном месте в картонных коробках;

- в конце года накопленные старые лампы сдаются на переработку специализированной организации, с которой предварительно заключили договор на данные услуги.

Задача 2

Определить годовое количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, при движении автомобилей по дорогам. В качестве загрязняющих веществ принять угарный газ (СО), углеводороды (несгоревшее топливо СН), окислы азота (NOх ), сажу (С) и сернистый газ (SO2).



Таблица 2 - Исходные данные для расчета

Марка автомобиля	Тип двигателя внутреннего сгорания (ДВС)	Число дней работы в году	Суточный пробег автомобиля
		Холодный период (Х)	Теплый период (Т)
				L
		Дн	дн	км
Газель Газ3221	Б	220	120	100

Решение.

Годовое количество загрязняющих веществ при движении автомобилей по дорогам рассчитывается отдельно для каждого наименования (СО, СН, NOх, С и SO2) по формуле:

где - пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автомобилей в теплый и холодный периоды года, г/км. Значения принимаются в соответствии с данными табл. 2;

- количество рабочих дней в году в теплый и холодный периоды года соответственно, дн.

Таблица 3 - Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми автомобилями отечественного производства

Тип автомобиля

Тип ДВС

Удельные выбросы загрязняющих веществ , г/км

СО

СН

NOх

C

SO2

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Газель

Б

22,7

28,5

2,8

3,5

0,6

0,6

-

-

0,09

0,11

Рассчитаем годовое количество загрязняющих веществ для СО:

(22,7*120 + 28,5*220)*100*= (2724+6270)* 100*= 0,9 т/год

Годовое количество загрязняющих веществ для СН:

= (2,8*120+3,5*220)*100*= (336 + 770)* 100*= 0,1 т/год

Годовое количество загрязняющих веществ для NOx:

=(0,6*120+0,6*220)*100*= (72+132) * 100*=0,02 т/год

Годовое количество загрязняющих веществ для SO2:

= (0,09*120+0,11*220) * 100*=(10,8+24,2) * 100*= 0,004

Задача 3

Определить годовое количество пыли, выбрасываемой в атмосферу при погрузке горной породы в автосамосвал БеЛАЗ 548.

Исходные данные для расчета принять в соответствии с табл. 4.

Таблица 4 - Исходные данные для расчета

Влажность горной массы	Скорость ветра в районе работ	Высота разгрузки горной массы	Часовая производительность	Время смены	Число смен в сутки	Количество рабочих дней в году
	V	Н	Q
%	м/с	м	т/ч	час	шт	дн
6,9	7,3	1	1200	8	3	240

Решение.

Годовое количество пыли, выделяющейся при работе экскаваторов, рассчитаем по формуле:

, т / год

= 6,9% К1 = 1,0;

V = 7,3 м / с К2 = 1,7;

Н = 1 м К3 = 0,6;

= 3,5 г / т (удельное выделение пыли с тонны перегружаемой горной породы).

Q - часовая производительность экскаватора, т/час;

t„ѓ„} - время смены, час;

N - количество смен в сутки, шт;

T„s - количество рабочих дней в году, дн.

Значит, искомое количество пыли будет равно:

=1*1,7*0,6*3,5*1200*8*3*240=24,676 т /год

Ответ: 24,676 т /год.

Задача №4

Промышленное предприятие выбрасывает в атмосферу несколько загрязняющих веществ с концентрациями в приземном слое Сi.

Требуется:

- определить соответствие качества атмосферного воздуха требуемым нормативам;

- оценить степень опасности загрязнения воздуха, если оно есть;

- при высокой степени опасности определить меры по снижению загрязнения воздуха.

Исходные данные и расчеты приведены в таблице 5.

Таблица 5

Загрязняющие вещества, i	Концент-рация, Сi, мг/м3	ПДК, мг/м3	Коэффициент опасности, Аi = 1 / ПДК, м3 / мг	Коэффициент, зависящий от класса опасности, qi	Класс опасности	*	(*)qi
Оксид углерода	0,3	3,0	0,3333	0,85	4	0,09999	0,141
ацетон	0,35	0,35	2,8571	0,85	4	0,999985	0,99999
фенол	0,09	0,003	333,3333	1,3	2	29,999997	83,226
гексан	43,2	60,0	0,0167	0,85	4	0,72144	0,758

Таким образом, индекс суммарного загрязнения воздуха (Jm) будет равен:

Jm = (= 0,141+0,99999+83,226+0,758 = 85,125> 15 чрезвычайно опасное загрязнение воздуха.

Соответствие качества атмосферного воздуха требуемым нормативам:

Концентрация окиси углерода в воздухе превышает установленный ПДК в 0,3/ 3 = 0,1раз. Содержание ацетона превышает ПДК в 0,35 / 0,35 = 1 раз; фенола - в 0,09 / 0,003 = 30 раз. Содержание гексана в воздухе в пределах нормы - в 2 раза меньше ПДК.

Меры по снижению загрязнения воздуха:

В соответствии с требованиями техники безопасности, необходимо установить системы очистки воздуха от фенола, формальдегида и ацетона.

Задача 5

«Определение степени загрязнения водоносного пласта при разовом воздействии фактора загрязнения»: При бурении вертикальной скважины с применением промывочной жидкости, содержащей добавку поверхностно-активного вещества - сульфанола, произошел в пределах водоносного пласта аварийный сброс бурового раствора. Требуется определить:

- предполагаемую конфигурацию размеры ореолов загрязнения в водоносном горизонте на время t1, t2, и t3 после аварийного сброса;

- степень разбавления загрязняющего потока по состоянию на время t1, t2, и t3;

- Интервал времени, после которого концентрация сульфанола в водоносном пласте достигнет ПДК, т.е. санитарной нормы.

Исходные данные.

1. Водоносный горизонт представляет собой песчаниковый коллектор с эффективной пористостью Пэф = 4%;

2. Мощность водоносного горизонта Н = 8 м;

3. Скорость потока в водоносном горизонте V = 2,9 см / сек = 0,029 м / сек;

4. Скорость естественного рассеяния (диффузии) загрязняющего вещества V0 = 0,2 см / сек = 0,002 м / сек;

5. Объем аварийного сброса (утечки) Q = 1,5 м3;

6. Концентрация загрязняющего вещества (сульфанола) в промывочной жидкости С = 2,7%;

7. Условная ПДК для загрязняющего вещества = 0,01 мг / л;

8. Время t1 = 1 час = 3600 сек;

9. Время t2 = 3часа = 10800 сек;

10. Время t1 = 15часов = 54000 сек;

1. Определим положение границы ореола на время t1, t2, t3:

М1 = (V0 + V)· t1 = (0,029 + 0,002) м / сек 3600 сек = 111,6 м;

М2 = (V0 + V)· t2 = (0,029 + 0,002) м / сек 10800 сек =334,8 м;

М3 = (V0 + V)· t3 = (0,029 + 0,002) м / сек 54000 сек = 1674 м;

Найдем значения b1, b2, b3 и а1, а2, а3:

b1 = V0· t1 = 0,002 м / сек 3600 сек = 7,2 м,

b2 = V0· t2 = 0,002 10800 = 21,6 м,

b3 = V0· t3 = 0,002 54000 = 108 м,

а1 = V· t1 = 0,029 3600 = 104,4 м,

а2 = V· t2 = 0,029 10800 = 313,2 м,

а3 = V· t3 = 0,029 54000 = 1566 м.

Построим границы ореола загрязнения на время t1, t2 и t3.

Измерив площади этих ореолов - S1 , S2 , S3, получим:

S1 = 3207,8 м2,

S2 = 19463,1 м2,

S3 = 110327 м2.

2. Рассчитаем степень разбавления (N) загрязняющего вещества в ореолах водоносного горизонта на t1, t2, и t3:

для t1,

N1 = = = 685,3 

для t2,

N2 = = = 4153,1

для t3,

N3 = . = = 23537,4

Далее рассчитывается концентрация загрязняющего вещества в ореолах по состоянию на t1, t2, и t3 при плотности бурового раствора 1,5 г/см3. Для этого концентрацию загрязняющего вещества переведем в мг / л:

С мг / л = С % * 1,5 * = 2,7 % * 1,5 * =40500 мг / л.

Определим концентрацию сульфанола в ореолах в мг / л:

C1 = = = 59,1мг/л

С2 = = = 9,8 мг/л

C3 = = = 1,7 мг/л

По полученным результатам построим график зависимости концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте от времени.

По графику видно, что концентрация загрязняющего вещества достигнет нормы приблизительно через 18,5 часов.

Ответ : t4 = 18,5 часов



Список литературы

1. Экология: учеб.пособие для вузов / А.И. Ажгиревич [и др.]; под ред. В.В. Денисова. - Изд. 3-е, испр. и доп. - М. [и др.]: МарТ, 2006. - 767 с.: a-ил.

2. Маринченко А.В. Экология : учеб. пособие : для вузов по техн. направлениям и специальностям / А.В. Маринченко. - М.: Дашков и К, 2006. - 331 с.: a-ил.

3. Коробкин В.И. Экология : учеб. для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. - Изд. 10-е. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. - 571 с.: ил.

4. Денисов В.В. Экология / В.В. Денисов, В.В. Гутенев, И.А. Луганская. - М.: Вуз. кн., 2006. - 726 с.: ил.

5. Федоров В.В. Люминесцентные лампы. М.: Энергоатомиздат, 1992.

6. Филиппова Л.А. Экология. Программа, контрольные работы и методические указания для студентов заочной формы обучения / Л.А.Филиппова. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005. - 24 с.

Размещено на Allbest.ru

...