Реферат: Экосистемы

Содержание

1. Экосистемы. Основные понятия и структура экосистем

1.1 Основные понятия экосистем

1.2 Структура экосистем

2. Экономический механизм охраны природной среды

3. Охрана земель, контроль за их использованием.Рекультивация земель.

Лесные полосы вдоль железных дорог

3.1 Охрана земель, их рациональное использование       

3.2 Лесные полосы вдоль железных дорог

4. Задачи

Список литературы

1. Экосистемы. Основныепонятия и структура экосистем

1.1 Основные понятияэкосистем

Экосистема — информационносаморазвивающаяся, термодинамически открытая совокупность биотическихэкологических компонентов и абиотических источников вещества и энергии,единство и функциональная связь которых в пределах характерного дляопределенного участка биосферы времени и пространства (включая биосферу в целом)обеспечивает превышение на этом участке внутренних закономерных перемещенийвещества, энергии и информации над внешним обменом (и между соседнимианалогичными совокупностями) и на основе этого неопределенно долгуюсаморегуляцию и развитие целого под управляющим воздействием биотических ибиогенных составляющих.

Сложение экосистем взначительной мере зависит от их функциональной «предназначенности» и наоборот.Это замечание исходит из принципа экологической комплементарности(дополнительности): никакая функциональная часть экосистемы (экологическийкомпонент, элемент и т. п.) не может существовать без других функциональнодополняющих частей.

/>

Рисунок 1. — Классификация природных экосистем

Закон формированияэкосистемы: длительное существование организмов возможно лишь в рамкахэкологических систем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга исоответственно приспособлены друг к другу. Это обеспечивает воспроизводствосреды обитаний каждого вида и относительно неизменное существование всехэкологических компонентов.

Второй экологический закон,по Ю. Н. Куражсковскому: «закон сохранения жизни: жизнь может существоватьтолько в процессе движения через живое тело потока вещества, энергии иинформации. Прекращение движения в этом потоке прекращает жизнь». Этот принципсправедлив и для любых экологических образований и вообще многих природныхсистем, даже непосредственно не связанных с живым.

В начале 70-х гг. РеймерсН. Ф. сформулировал закон внутреннего динамического равновесия, а затем четыреосновных следствия из него. Формулировка закона: вещество, энергия, информацияи динамические качества отдельных природных систем (в том числе экосистем) и ихиерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этихпоказателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные икачественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических,информационных и динамических качеств систем, где эти изменения происходят, илив их иерархии. Важные следствия из закона внутреннего динамического равновесия:

1.        Любое изменениесреды (вещества, энергии, информации, динамических качеств экосистем) неизбежноприводит к развитию природных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализациипроизведенного изменения или формирования новых природных систем, образованиекоторых при значительных изменениях среды может принять необратимый характер;

2.        Взаимодействиевещественно-энергетических экологических компонентов (энергия, газы, жидкости,субстраты, организмы-продуценты, консументы и редуценты), информации идинамических качеств природных систем количественно нелинейно, т. е. слабоевоздействие или изменение одного из показателей может вызвать сильныеотклонения в других (и во всей системе в целом);

3.        Производимые вкрупных экосистемах изменения относительно необратимы — проходя по их иерархииснизу вверх, от места воздействия до биосферы в целом, они меняют глобальныепроцессы и тем самым переводят их на новый эволюционный уровень;

4.        Любое местноепреобразование природы вызывает в глобальной совокупности биосферы и в еекрупнейших подразделениях ответные реакции, приводящие к относительнойнеизменности эколого-экономического потенциала (правило «тришкина кафтана»),увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастанияэнергетических вложений.

Исходя из данных,накопленных экологией, с учетом вышеприведенных обобщений возможносформулировать принцип экологической (рабочей) надежности: эффективностьэкосистемы, ее способность к самовосстановлению и саморегуляции (в пределахестественных колебаний) зависит от ее положения в иерархии природныхобразований, степени взаимодействия ее компонентов и элементов, а также отчастных приспособлений организмов, составляющих биоту экосистемы. Разнообразие,сложность и другие морфологические черты экосистемы имеют неодинаковое значениеи подчинены степени ее эволюционной и сукцессионной зрелости. Если снижениеразнообразия приводит к резкому дисбалансу в «притертости» частей экосистемы, аэто случается достаточно часто, то упрощение системы чревато заметным снижениемее надежности.

Сдвигая динамическиравновесное состояние природных систем с помощью значительных вложений энергии(путем агротехнических приемов), люди нарушают соотношение экологическихкомпонентов, достигая увеличения полезной продукции (урожая) или состояниясреды, благоприятного для жизни человека. Если эти сдвиги «гаснут» в иерархииприродных систем и не вызывают термодинамического разлада, положениеблагоприятно. Однако излишнее вложение энергии и возникающий в результатевещественно-энергетический разлад ведут к снижению природно-ресурсногопотенциала вплоть до опустынивания территории, происходящего без компенсанции:вместо цветущих садов возникают пустыни.

1.2 Структура экосистем

Экосистемы существуютвезде - в воде и на земле, в сухих и влажных районах, в холодных и жаркихместностях. Они по-разному выглядят, включают различные виды растений иживотных. Однако в «поведении» всех экосистем имеются и общие аспекты, связанныес принципиальным сходством энергетических процессов, протекающих в них. Однимиз фундаментальных правил, которым подчиняются все экосистемы, является принципЛе Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состоянияустойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при которомэффект внешнего воздействия ослабляется.

Самая крупная природнаяэкосистема на Земле - это биосфера. Граница между крупной экосистемой ибиосферой столь же условна, как и между многими понятиями в экологии. Различиепреимущественно состоит в такой характеристике биосферы, как глобальность ибольшая условная замкнутость (при термодинамической открытости). Прочие жеэкосистемы Земли вещественно практически не замкнуты.

Биомы - наиболеекрупные наземные экосистемы, соответствующие основным климатическим зонам Земли(пустынные, травянистые, лесные); водные экосистемы - основные экосистемы,существующие в водной сфере (гидросфере).

Любую экосистему преждевсего можно разделить на совокупность организмов и совокупность неживых(абиотических) факторов окружающей природной среды (рис. 2).

В свою очередь экотопсостоит из климата во всех многообразных его проявлениях и геологической среды (почви грунтов), называемой эдафотопом. Эдафотоп - это то, откуда биоценозчерпает средства для существования и куда выделяет продукты жизнедеятельности.

Структура живой частибиогеоценоза определсяется трофоэнергетическими связями и отношениями, всоответствии с которыми выделяют три главных функциональных компонента:комплекс автотрофных организмов-продуцентов, обеспечивающих органическимвеществом и, следовательно, энергией остальные организмы (фитоценоз (зеленыерастения), а также фото- и хемосинтезирующие бактерии); комплекс гетеротрофныхорганизмов-консументов, живущих за счёт питательных веществ, созданныхпродуцентами; во-первых, это зооценоз (животные), во-вторых, бесхлорофилльныерастения; комплекс организмов-редуцентов, разлагающих органические соединениядо минерального состояния (микробиоценоз, а также грибы и прочие организмы,питающиеся мертвым органическим веществом).

/>

Рисунок 2. – Структураэкосистемы

Примеры экосистем: участоклесного массива, пруд, гниющий пень, особь, заселенная микробами илигельминтами - являются экосистемами. Понятие экосистемы, таким образом,применимо к любой совокупности живых организмов и их местообитания.

2. Экономический механизмохраны природной среды

Экономический механизмохраны окружающей природной среды — правовой институт, включающий в себясовокупность правовых норм, регулирующий условия и порядок аккумулированияденежных средств, поступающих в качестве платы за загрязнение окружающей средыи иные вредные на неё воздействия, финансирования природоохранных мер иэкономического стимулирования хозяйствующих субъектов путём примененияналоговых и иных льгот.

Учитывая чтоэкологические стандарты и нормативы являются мерой сочетания экологическихинтересов с экономическими, то исходя из этого экономический механизм охраныокружающей природной среды призван создать условия для развития как упроизводителей, так и граждан бережного отношения к природе. Всё это включает всебя комплекс мер по экономическому стимулированию охраны окружающей среды,нормированию хозяйственного воздействия на окружающую среду, экологическуюэкспертизу, экологические требования при размещении, проектировании,эксплуатации производственно-хозяйственных объектов, экологический контроль,ответственность и возмещение убытков.

За выбросы и сбросызагрязняющих веществ и размещения отходов в пределах установленных лимитовустанавливаются базовые нормативы платы и коэффициенты, учитывающиетерриториальные экологические особенности. В случае отсутствия на предприятииутвержденных в установленном порядке лимитов выбросов и сбросов загрязняющихвеществ и размещение отходов, платы за выбросы и сбросы загрязняющих веществ иразмещение отходов взимаются как сверхлимитные.

Задачи экономическогомеханизма охраны окружающей природной среды заключаются в том, что должнопроизводиться:

1)        планирование ифинансирование природоохранительных мероприятий;

2)        установлениелимитов использования природных ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющихвеществ в окружающую природную среду и размещение отходов;

3)        установлениенормативов платы и размеров платежей за использование природных ресурсов,выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду, размещениеотходов и другие виды вредного воздействия;

4)        предоставлениепредприятиям, учреждениям и организациям, а также гражданам налоговых,кредитных и иных льгот при внедрении ими малоотходных и ресурсосберегающихтехнологий и нетрадиционных видов энергии, осуществлении других эффективных мерпо охране окружающей природной среды;

5)        возмещение вустановленном порядке вреда, причиненного окружающей природной среде и здоровьючеловека.

Кадастрами природныхресурсов называется свод экономических, экологических, организационных итехнических показателей, характеризующих количество и качество природногоресурса, состав и категории природою пользователей. Данные кадастров лежат воснове рационального использования природных ресурсов, охраны природной среды,на их базе определяется денежная оценка природного ресурса, его продажная цена,система мер по восстановлению и оздоровлению окружающей среды.

Кадастры бывают двух видов:территориальные и отраслевые. Территориальные кадастры — это кадастры, которыеведутся в отдельной территории и охватывают все элементы окружающей среды вданной территории. А отраслевые кадастры ведутся уже по отдельным элементам.

Одним из самых важныхкадастров является земельный. Данные кадастровой оценки земель применяют припланировании использования земель, распределении по целевому назначению, ихпредоставлению и изъятию, при определении платежей за землю, для оценки степенирационального использования земель. Ведение земельного кадастра порученоорганам Государственного комитета по земельным ресурсам и землеустройствуРоссийской Федерации.

Финансирование разработокпо общеметодическому и нормативно-правовому обеспечению, разработок типовых проектныхрешений, создания и ведения Единой системы ведения комплексноготерриториального кадастра необходимо осуществлять из всех возможных финансовыхисточников — бюджета, собственных средств предприятий, привлеченных средств.

Планирование мероприятийпо охране окружающей природной среды и природопользованию осуществляется всоставе программ, прогнозов социально- экономического развития на основегосударственной экологической программы, с учетом природоресурсного потенциалаотдельных регионов. Финансирование экологических программ и мероприятий поохране окружающей природной среды производится за счет:

-средствпредприятий, учреждений и организаций;

-федерального,областных, местных экологических фондов;

-фондовэкологического страхования;

-кредитов банков;

-добровольныхвзносов населения, иностранных юридических лиц и граждан, а также другихисточников.

Для решения неотложныхприродоохранительных задач, восстановления потерь в окружающей природной среде,компенсации причиненного вреда и других природоохранительных задач создаетсяединая система внебюджетных государственных экологических фондов, объединяющаяфедеральный экологический фонд, республиканские, краевые, областные и местныефонда.

В Российской Федерацииосуществляется стимулирование рационального природопользования и охраныокружающей природной среды путем:

-установленияналоговых и иных льгот, предоставляемых государственным и другим предприятиям,учреждениям и организациям, в том числе природоохранительным, при внедрениималоотходных и безотходных технологий и производств, использовании вторичныхресурсов, осуществлении другой деятельности, обеспечивающейприродоохранительный эффект;

-освобождения отналогообложения экологических фондов;

-передачи частисредств экологических фондов на договорных условиях под процентные займыпредприятиям, учреждениям, организациям и гражданам для реализации мер погарантированному снижению выбросов и сбросов загрязняющих веществ;

-установленияповышенных норм амортизации основных производственных природоохранительныхфондов;

-примененияпоощрительных цен и надбавок на экологически чистую продукцию;

-введенияспециального налогообложения экологически вредной продукции, а также продукции,выпускаемой с применением экологически опасных технологий;

-примененияльготного кредитования предприятий, учреждений, организаций независимо от формсобственности, эффективно осуществляющих охрану окружающей природной среды.

Охрана природы, созданиекомфортной среды обитания человека является глобальной проблемой. Разработкаэффективного законодательства о природопользовании представляется необходимоймерой для обеспечения будущего существования человека и общества. Нынешнеезаконодательство уже не отвечает требованиям времени. Оно в большей степениобусловлено интересами не сохранения природы, а интересами экономики иполитики, которые живут за счет ресурсов.

3. Охрана земель,контроль за их использованием. Рекультивация земель. Лесные полосы вдольжелезных дорог

3.1 Охрана земель, ихрациональное использование

Земля в РоссийскойФедерации охраняется как основа жизни и деятельности народов, проживающих насоответствующей территории. Использование земель должно осуществлятьсяспособами, обеспечивающими сохранение экологических систем, способности землибыть средством производства в сельском хозяйстве и лесном хозяйстве, основойосуществления хозяйственной и иных видов деятельности.

Целями охраны земельявляются:

-предотвращениедеградации, загрязнения, захламления, нарушения земель, других негативных(вредных) воздействий хозяйственной деятельности;

-обеспечениеулучшения и восстановления земель, подвергшихся деградации, загрязнению,захламлению, нарушению, другим негативным (вредным) воздействиям хозяйственнойдеятельности.

В целях охраны земельсобственники земельных участков, землепользователи, землевладельцы и арендаторыземельных участков обязаны проводить мероприятия по:

-сохранению почви их плодородия;

-защите земельот водной и ветровой эрозии, селей, подтопления, заболачивания, вторичногозасоления, иссушения, уплотнения, загрязнения радиоактивными и химическимивеществами, захламления отходами производства и потребления, загрязнения, в томчисле биогенного загрязнения, и других негативных (вредных) воздействий, врезультате которых происходит деградация земель;

-защитесельскохозяйственных угодий и других земель от заражениябактериально-паразитическими и карантинными вредителями и болезнями растений,зарастания сорными растениями, кустарниками и мелколесьем, иных видов ухудшениясостояния земель;

-ликвидациипоследствий загрязнения, в том числе биогенного загрязнения, и захламленияземель;

-сохранениюдостигнутого уровня мелиорации;

-рекультивациинарушенных земель, восстановлению плодородия почв, своевременному вовлечениюземель в оборот;

-сохранениюплодородия почв и их использованию при проведении работ, связанных с нарушениемземель.

В целях охраны земельразрабатываются федеральные, региональные и местные программы охраны земель,включающие в себя перечень обязательных мероприятий по охране земель с учетомособенностей хозяйственной деятельности, природных и других условий. Оценкасостояния земель и эффективности предусмотренных мероприятий по охране земельпроводится с учетом экологической экспертизы, установленных законодательствомсанитарно-гигиенических и иных норм и требований.

Земли, которыеподверглись радиоактивному и химическому загрязнению и на которых необеспечивается производство продукции, соответствующей установленнымзаконодательством требованиям, подлежат ограничению в использовании, исключениюих из категории земель сельскохозяйственного назначения и могут переводиться вземли запаса для их консервации. На таких землях запрещаются производство иреализация сельскохозяйственной продукции.

В условиях интенсификациипроизводства охрана земной поверхности и ее рациональное использованиеосуществляются с помощью следующих мероприятий: сокращение использованияземельного фонда для промышленных целей в процессе проектирования истроительства; устранение загрязнения промышленных предприятий расположенных вблизиучастков земельного фонда; рекультивация нарушенных горными работами земель.

Рекультивация нарушенныхпроизводственной деятельностью участков земной поверхности — совокупность работпо приведению их в пригодное для использования в народном хозяйстве состояние.Рекультивация осуществляется двумя способами:

1)        горнотехническаярекультивация состоит в подготовке территории после окончания разработкиместорождения путем планировки отвалов, засыпки выемок, придания откосамудобной формы, насыпания плодородной почвы, проведения мелиоративных работ;

2)        биологическаярекультивация заключается в восстановлении первоначального плодородия земельпутем их озеленения.

Направлениярекультивации:

-сельскохозяйственное- создание на восстановленных землях сельскохозяйственных угодий;

-лесохозяйственное- образование лесных посадок;

-водохозяйственное- строительство различных водоемов для хозяйственных, питьевых,коммунально-бытовых нужд и т.д.;

-рыбохозяйственное- сооружение водоемов для разведения рыб;

-рекриационное иохотничье — устройство баз отдыха и спорта, зеленых зон и т.д.;

-природоохранноеи санитарно-гигиеническое — посадка противоэрозионных лесонасаждений,сооружение водоемов для животного мира и пернатых, задернованных участков;

-строительное — сооружение площадок для строительства всех видов.

3.2 Лесные полосы вдольжелезных дорог

Лесные насаждения,расположенные вдоль линий железных дорог, представляют собой основное средствозащиты пути от многих неблагоприятных природных явлений. Придорожные защитныенасаждения выполняют функции инженерных сооружений, применяемых в системемероприятий по обеспечению безопасного и бесперебойного движения поездов;повышению пропускной способности дорог. Они способствуют снижению себестоимостиперевозок. Также велико их природоохранное, санитарно-гигиеническое,оздоровительное, эстетическое и общее мелиоративное значение. Под защитойпридорожных насаждений существенно улучшаются условия труда железнодорожников,особенно при проведении работ на перегонах. Придорожные защитные насаждениянаряду, с выполнением тех выше перечисленных функций играют немаловажную роль вобеспечении населения дровами и деловым лесоматериалом, полученным от рубокухода, также дикими лесными ягодами.

Системы лесных полос всехконструкций в целом оказывают положительное влияние на снегораспределение, таккак в открытой местности снег сдувается в микропонижения и гидрографическуюсеть, перемещаясь на расстояние до 2-3 км от места выпадения. При системе лесных полос большая часть снега остается в границах за насаждениями и в лесныхполосах; 1м лесной полосы задерживает дополнительно к объему снега до 100 м3 и более, что имеет большое значение для защиты сельскохозяйственных культур наполях и увлажнения почвы на межполосных участках.

Увеличение мощностиснежного покрова и ослабление скорости холодных ветров в системе лесных полосспособствует промерзанию почвы. В лесных полосах почва не промерзает илипромерзает на небольшую глубину, что обеспечивает интенсивное поглощение стокав период снеготаяния. При благоприятном сочетании погодных условий и мощномснеговом покрове полное размерзание почвы на межполосных участках наступаетраньше, чем закончится снеготаяние.

Лесные полосы по-разномувлияют на микроклимат. Это, прежде всего, зависит от конструкции лесных полос,т.е. строения продольного профиля лесной полосы в облиствленном состоянии,определяющем ее аэродинамические свойства. Продольным профилем лесной полосыназывают фронтальный вид вдоль лесной полосы. По конструкции полосы бывают:

-непродуваемая(плотная) конструкция (не имеет просветов по всему продольному профилю);

-ажурнаяконструкция (имеет равномерно расположенные просветы площадью 15-30 % по всемупродольному профилю);

-продуваемаяконструкция (полосы в нижней части продольного профиля имеют просветы междустволами и площадью более 60 % и при отсутствии их в верхней части полосы, т.е.в области крон).

Степень снегозаносимостихарактеризуется объемом снега, приносимого в максимально снежную и метелевуюзиму на 1 м данного участка пути. В соответствии с действующей классификациейучастки железных дорог по степени снегозаносимости разделяют на четыре группы:слабоснегозаносимые, с количеством приносимого снега до 100 м3/мпути, среднеснегозаносимые – 101-250 м3/м, сильноснегозаносимые –251-400 м3/м, особо сильноснегозаносимые – 401 м3/м иболее. Степень снегозаносимости определяет ширину и конструкцию лесных полос.

К сожалению, защитнаяэффективность и жизнеспособность насаждений вдоль линий железных дорог впроцессе их возрастных изменений, а также под воздействием различных фактороввнешней среды со временем снижаются. Поэтому крайне необходимы специальныемероприятия по уходу за ними и их эксплуатации.

4. Задачи

4.1.    Исходные данные

Фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе Сф, мг/м3

0,01

Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, М, г/с

0,7

Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, Q, м3/с

2,9

Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха DТ, оС

13

Высота трубы Н, м

24

Диаметр устья трубы D, м

0,9 Выбрасываемые вредные вещества оксид азота (NO)

Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе,А

200

Безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, F

1 Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, h 1

Предельно допустимая концентрация (ПДК), среднесуточная, мг/м3

0,06

Необходимо:

1. Рассчитать величинумаксимальной концентрации вредного вещества у земной поверхности, прилегающей кпромышленному предприятию, расположенному на ровной местности, при выбросе изтрубы нагретой газовоздушной смеси;

2. Определить фактическуюконцентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фоновогозагрязнения воздуха;

3. Дать оценкурассчитанного уровня загрязнения воздуха в приземном слое промышленнымивыбросами путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией(ПДК).

Решение:

1. Максимальное значениеприземной концентрации вредного вещества См, мг/м3,при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятныхметеорологических условиях определяем по формуле:

/> (1)

Для определения Смнеобходимо:

1) рассчитать среднююскорость w, м/с, выхода газовоздушной смеси из устьяисточника выброса:

/> ; (2)

/>(м/с).

2) значения коэффициентовmиn определить в зависимости от параметров f иvм, м/с:

 

/>; (3)

/> (4)

/>(м/с);

/>(м/с).

3) коэффициент mопределить в зависимости от fпо формуле:

/>; (5)

/>.

коэффициент nопределитьв зависимости от величины vм:

при 0,5 £ vм<sub/><2 (0,5 < 0,76 < 2) n = 0,532 vм 2 — 2,13 vм + 3,13,

поэтому n = 0,532 · (0,76)2 – 2,13· 0,76 + 3,13 = 1,82.

Итак,

/> (мг/м3).

2. Определим фактическуюконцентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фоновогозагрязнения воздуха:

См = Сф+ Сфакт,

См– максимальное значениеприземной концентрации вредного вещества,

Сф– фоновая концентрациявредного вещества в приземном воздухе.

Тогда Сфакт =См – Сф,

Сфакт = 0,10 –0,01 = 0,09 (мг/м3).

3. В соответствии сГОСТом для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятияустанавливается ПВД вредных веществ в атмосферу при условии, что выбросывредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками несоздадут приземную концентрацию, превышающую ПДК.

С + Сфакт ≤ПДК, т.е.

С + Сфакт ≤0,06.

Итак, 0,10 + 0,09 = 0,19> 0,06

Таким образом, выбросывредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками создаютприземную концентрацию, превышающую ПДК.

Необходимо снижать загрязнения атмосферы от промышленных выбросовпутем:

-совершенствования технологических процессов;

-осуществления герметизации технологического оборудования;

-применения пневмотранспорта;

-строительства различных очистных сооружений.

4.2.    Исходные данные

Фоновая концентрация пыли в приземном слое атмосферы Сф, мг/м3

0,08

Количество пыли, выбрасываемое в атмосферу, М, г/с

2,2

Объем воздуха, выбрасываемого из шахты, Q, м3/с

5,8

Высота шахты Н, м

33 Эффективный диаметр устья шахты D, м 1,9 Выбрасываемые вредные вещества неорганическая пыль

Максимальная разовая предельно допустимая концентрация пыли в воздухе, ПДК, мг/м3

0,5

Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе,А

200

Коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для пыли при отсутствии очистки), F

3 Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, h 1

Необходимо:

1. Рассчитать предельнодопустимый выброс пыли в атмосферу из вентиляционной шахты;

2. Рассчитать величинумаксимально допустимой концентрации пыли в выбросах около устья шахты;

3. Сравнить ПДВ сзаданным выбросом пыли M и дать оценку загрязнения воздуха у поверхностиземли на соответствие требованиям санитарных норм.

Решение:

1.        Предельнодопустимый выброс ПДВ, г/с, холодного вредного вещества в атмосферу изодиночного источника, при котором концентрация его в приземном слое непревышает предельно допустимую концентрацию, определяется по формуле

/>, (6)

Для определения ПДВ<sub/>необходимо:

1) рассчитать среднююскорость w, м/с:

/> , (7)

/> (м/с).

3)  определить параметр vм,м/с:

/> , (8)

/> (м/с).

3) коэффициент nопределить в зависимости от величины vм:

при vм< 0,5 (0,15 < 0,5) n = 4,4 vм ,

тогда n = 4,4 · 0,15 = 0,66.

Итак,

/>(г/с).

2. Для возможностисравнения с фактической (измеряемой приборами) рассчитаем величину максимальнодопустимой концентрации пыли в выбросах около устья шахты:

/>, (9)

/> (г/м3).

3. Сравним ПДВ с заданнымвыбросом пыли M:

2,74 > 2,2 (ПДВ >М).

Значения выбросов пыли непревышают установленные нормативы, то есть существенного влияния на загрязнениеокружающей среды выброс пыли не производит.

4.3 Исходные данные

Объем сточных вод, подлежащих очистке, Q, 103 м3/сутки

15

Начальная концентрация взвешенных частиц в сточной воде Сн, г/м3

500

Средняя скорость потока в рабочей зоне отстойника v, мм/с

7 Глубина проточной части (высота зоны охлаждения) отстойника Н, м 1,8 Тип отстойника вертикальный Характеристика взвешенных частиц мелкодисперсные минеральные вещества

Температура сточной воды Т, оС

25

Допустимая конечная концентрация взвешенных частиц в осветленной воде Ск, г/м3

100

Коэффициент неравномерности поступления сточных вод в отстойник /> 

2,0

Коэффициент, зависящий от типа отстойника (для вертикальных отстойников)k

0,35

Коэффициент, учитывающий влияние температуры сточной воды на ее вязкость a

0,9

Высота эталонного цилиндраh, м

0,5

Коэффициент, зависящий от свойств взвешенных веществ (для мелкодисперсных минеральных)n

0,4

Необходимо:

1. Рассчитать времяосветления сточных вод от взвешенных частиц, основные размеры отстойника имассу уловленного осадка;

2. Определить основныеразмеры отстойников;

3. Определить массууловленного осадка.

Решение:

1. Рассчитаем времяосветления сточных вод от взвешенных частиц, основные размеры отстойника имассу уловленного осадка:

1) Определим необходимыйэффект осветления сточной воды, Э, %,:

/>, (10)

/>.   

2) определим секундныйрасчетный расход сточных вод, м3/с,

/>, (11)

/> (м3/с)

2. Рассчитаем условнуюгидравлическую крупность uo, мм/с, по формуле:

 

/> (12)

 

t — продолжительность отстаивания вэталонном цилиндре, c, соответствующая необходимому эффекту осветления Э, %: Э= 80% t = 1920 с.

w — вертикальная турбулентнаясоставляющая скорости движения воды, мм/с, препятствующая выпаданию взвешенныхчастиц в осадок (при исходных значениях v величина w близка кнулю).

 

/>(мм/с)

2. Определим основныеразмеры отстойников:

1) радиус вертикальныхотстойников R, м, рассчитаем по формуле:

/>, (11)

/>(м).

2) ширину В, м, идлину L, м, горизонтальных отстойников рассчитаем по формулам:

/>; (12)

/>, (13)

 

ko — коэффициент объемного использования(принимается ko = 0,5).

/>(м),

/>(м).

3. Определим массууловленного осадка, т/сутки, по формуле:

 

МОС = 1,2 СН · Э · Q · 10-8,(14)

Мос = 1,2 500 80 15 10-8 = 72· 10-4 (т/сутки).

Список литературы

1. Вадченко В. Г.,Васин В К., Бекасов В. И. Основы общей экологии: Уч. пос. – М.: РГОТУПС, 2000.

2. Зубрев Н. И.,Бекасов В. И. Пути снижения загрязнения воздушной среды на железнодорожномтранспорте. Уч. пос. (с примерами решения задач). М., ВЗИИТ, 1993.

3. Маслов Н. Н.,Коробов Ю. И. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. – М.:Транспорт, 1996.

4. Охрана окружающейсреды при обезвреживании радиоактивных отходов. М., Энергоатомиздат, 1989.

5. Реймерс Н. Ф.Экология. Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. – М.: Россия молодая,1994.

6. Сидоров Ю. П.,Рассказов С. В. Экология (курс лекций): Учеб. пос. — М.: РГОТУПС, 2005, 107 с.

7. Чистякова С.Б.Охрана окружающей среды. М.: Стройиздат, 1988.