Круговорот веществ в биосфере

 

Пример 6.1. Дайте характеристику круговороту фосфора в био-сфере.

Решение

 

1. Значение данного процесса для биосферы.

Фосфор – очень важный элемент для всего живого. Элемент жизни на Земле, поскольку участвует в образовании и превращении азотистых веществ и углеводов в живых тканях – биосинтез белков, нуклеиновых кислот, играющих главную роль в хранении и передаче наследственной информации и обеспечивающих синтез белков в клетках, пептидов и др. Фосфор входит в состав скелета, тканей мозга, хромосом, ферментов, вирусов, протоплазмы живой клетки. По сравнению с азотом, фосфор относительно редкий элемент, напри-мер, отношение Р: N в природных водах составляет примерно 1: 23.

2. Движущая сила круговорота.

Как и для других процессов в биосфере это солнечная энергия.

3. Описываем основные переходы в круговороте фосфора. Про-цесс представлен на рис. 3. П 2.

Происходит фотосинтез растениями и их переход по трофической цепи к животным. Остатки растений и животных за счет фосфатредуцирующих бактерий переводят в растворенные фосфаты, и частично в осадки. Туда же попадают экскреции, костные остатки не только животных, но и птиц, в том числе морских. Осадки глубоководные выходят из круговорота («тупик»), мелководные – опять в него вовлекаются в виде морских птиц и рыб. Растворенные фосфаты используются в построении протоплазмы – выход к растениям.

4. Объясняем механизм физико-химических или биохимических превращений.

Энергетической основой миграции фосфора в цикле является фотосинтез. Фосфор играет важную роль в этом процессе, при протекании которого с участием зеленого вещества – хлорофилла образуется аденозиндифосфат (АДФ):

ОН ОН

| |

R―O―P―O―P―OH,

|| ||

O O

где R – радикал аденозина С₁₀Н₁₂N₅О₃.

 

В живой клетке образуется энергоноситель – аденозинтрифос-фат (АТФ):

 

 

Переход аденозиндифосфата (АДФ) в аденозинтрифосфат (АТФ) отражает уравнение:

 

АДФ + Н₃РО₄ + Е АТФ + Н₂О.

 

Синтез идет с утратой части энергии АТФ:

 

АТФ + Н₂О + СО₂ → АДФ + сахар + О₂.

 

Образование природных залежей фосфоритов происходит в результате разложения на дне океана отмерших морских организмов:

3(NH₄)₂CO₃ + Ca₃(PO₄)₂ = 3CaCO₃ + 2(NH₄)₃PO₄.

Фосфат аммония, реагируя с известковыми раковинами и скелетными частями детрита, образует фосфорит:

2(NH₄)₃PO₄ + 3CaCO₃ = Ca₃(PO₄)₂ + 3(NH₄)₂CO₃.

детрит

5. Антропогенный фактор. Значительная роль как в концентрировании, так и в рассеивании содержащих фосфор веществ принадлежит человеку, который воздействует на самые различные стадии круговорота фосфора, начиная от реакции его получения:

3Са₃(РО₄)₂ + 6SiО₂ + 10С = Р₄ + 6СаSiО₃ + 10СО

и процессов горения

10NO + 4P = 5N₂ + 2P₂O₅.

Важное соединение фосфониевого ряда, используемое для пропитки огнезащитных тканей, получается по реакции:

РН₃ + 4НСНО = НСl (гидр.) → [P(CH₂OH)₄] + Cl .

 

Производные трифенилфосфина применяют в синтезе олефинов по реакции Виттинга:

[(C₆H₅)₃PCH₃] Br (C₆H₅)₃P=CH₂;

 

 

циклогексанон

Цвиттерионные соединения

Оксид трифенилфосфина

 

Другой важный компонент антропогенного воздействия на круговорот фосфора – производство и применение удобрений. Рассмотрим процессы при производстве простого суперфосфата:

2Са₅F(PO₄)₃ + 7H₂SO₄ + 6,5H₂O → 3[Ca(H₂PO₄)₂∙H₂O] +

+ 7[CaSO₄∙0,5H₂O] + 2HF;

H = –227,4 кДж.

Реакция идет в две стадии. В первой стадии 70 % апатита реагирует с серной кислотой:

Са₅F(PO₄)₃ + 5H₂SO₄ + 2,5H₂O → 5[CaSO₄∙0,5H₂O] +

+ 3Н₃РО₄ + НF.

Во второй стадии реагируют оставшиеся 30 %:

Са₅F(PO₄)₃ + 7Н₃РО₄ + 5Н₂О → 5[Ca(H₂PO₄)₂∙H₂O] + HF.

Прогрессивным методом в переработке фосфатного сырья является азотнокислое разложение:

Са₅F(PO₄)₃ + 10HNO₃ → 3H₃PO₄ + 5Ca(NO₃)₂ + HF.

Полученную азотнокислотную вытяжку обрабатывают аммиаком, сульфатом или хлоридом калия и получают тройное NРК-удобрение – нитроаммофоску.

В машино- и приборостроении широко применяются процессы полу-чения приработочного слоя за счет фосфатирования, химического и электролитического восстановления сплавов фосфора с кобальтом, обладающих ценными магнитными свойствами.

 

6. Задачи перед человеком, связанные с круговоротом фосфора.

В целом, за счет антропогенного фактора континентальный цикл фосфора во многом нарушен, большей частью из-за вырубки лесов, использования удобрений, морских промыслов. Особо опасно нефтяное загрязнение вод мирового океана, которое уменьшает его биологическую продуктивность и снижает уровень гидробиохимического круговорота фосфора. Природные фосфаты имеют ограниченные запасы, которые могут истощиться при современном темпе вывода их из естественного круговорота фосфора за 75–100 лет. Это с учетом огромного значения фосфора для жизнедеятельности живого вещества, требует бережного к ним отношения. Как заметил образно Э. Диви мл. «… фосфор слишком драгоценен, чтобы отдавать его на съедение сине-зеленым водорослям». Важная проблема, стоящая перед человеком, – корректировка ресурсного цикла с тем, чтобы поддерживать естественный круговорот фосфора.

 

Пример 6.2. Рассчитайте долю данных по вопросу: «Техногенные факторы» в общем круговороте азота в биосфере (табл. П.3-11), дайте характеристику их роли в этом процессе.

 

Решение

 

Техногенные факторы представлены в цикле азота в биосфере (табл. П.3-11) следующими процессами:

- техногенная аккумуляция:

а) при сжигании топлива 22,8 млн т/год;

б) при производстве удобрений 41,8 млн т/год;

- антропогенные выбросы 15 млн т/год.

Общие запасы азота составляют: в атмосфере (38-40)∙10⁵ Гт (примем среднее значение 39∙10⁵ Гт или 39∙10¹⁴ т); в почве 280 Гт (280∙109 т); в фотическом слое океана 2800 Гт (2800∙10⁹ т); в глубинных слоях океана 36400 Гт или 36400∙10⁹ т.

Всего: 109(3900000 + 280 + 2800 + 36400) = 3,93948∙10¹⁵ т.

 

Рассчитаем поступление азота в круговорот в связанном виде и вывод из круговорота в виде N₂. В расчете потоков не учитываем атмосферную фиксацию, обмены, стоки.

 

Поступление азота в круговорот, млн т/год:

- производство удобрений 41,8;

- биофиксация на суше 20,3; в океане 10; атмосфере 40;

- лизис детрита в океане в фотическом слое 5, глубоком 7,8;

- антропогенные выбросы 15.

Всего: 139,9 млн т/год.

 

Вывод азота из круговорота в виде N₂, млн т/год:

- сжигание топлива 22,8;

- разложение организмов 42,2;

- жизнедеятельность организмов в океане 0,3, на суше 0,1;

- денитрификация на суше 4,0, в океане 3,6;

- выпадение в осадки 0,5.

Всего: 167,7 млн т/год.

 

Превышение расхода азота над поступлением:

167,7 – 139,9 = 27,8 млн т/год.

Поскольку запасы азота велики (3, 93948∙10¹⁵ т), то эта убыль не катастрофична, хотя и ведет к их расходу.

 

Техногенные факторы:

Поступление в круговорот, млн т/год – производство удобрений 41,8; антропогенные выбросы 15.

Пример выбросов – синтез аммиака:

N₂ (г) + 3Н₂ (г) 2NH₃ (г).

 

Всего: 56,8 млн т/год или общего поступления азота в цикл:

Вывод из круговорота – сжигание топлива, 22,8 млн т/год. Потери азота в цикле вызываются сгоранием топлива, например, фурана в жидкостном реактивном двигателе:

С₄Н₄О + 3,6 HNO₃ = 4СО₂ + 3,8Н₂О + 1,8N₂,

широким применением взрывчатых веществ, в частности амматола:

С₇Н_113,4N_57,2O_87,3Al_4,7 → 7CO₂+ 56,7H₂O + 28,6N₂ + 2,35Al₂O₃ + 4,77O₂.

Доля техногенных потерь в общих потерях:

Но эта доля существенно выше в величине превышения расхода азота над поступлением:

 

Вывод: Техногенное влияние на цикл азота в биосфере: ввод в круговорот 40,6 %; вывод 11,1 %. Вывод из круговорота в целом превышает поступление на 27,8 млн т и доля техногенной составляющей в нем 82,0 %. Поэтому, хотя запасы азота в биосфере велики (3, 93948∙10¹⁵ т), их убыль нежелательна, так как ведет к нарушению природных циклов, поэтому желательно вводить альтернативные источники энергии, уменьшив сжигание топлива.

 

Задача 6.1. Для заданной схемы круговорота дайте ответы на вопросы 1–3 или 4–6, согласно задания:

1. Значение данного процесса для биосферы.

2. Движущая сила круговорота.

3. Опишите основные переходы в круговороте.

4. Объясните механизм физико-химических или биохимических превращений.

5. Антропогенный фактор.

6. Задачи перед человеком, связанные с рассматриваемым процессом.

 

Вариант	Изучаемый круговорот	№ схемы по рис.П. 1–16	Номера вопросов для ответа
	N2		1–3
	N2		4–6
	S		1–3
	S		4–6
	Hg		1–3
	Hg		4–6
	Pb		1–3
	P		4–6
	C		1–3
	C		4–6
	C, СО2+O2		1–3
	C, O2		4–6
	Al		1–3
	Al		4–6
	ДДТ		1–3
	ДДТ		4–6
	Sr90		1–3
	Sr90		4–6
	H2O		1–3
	H2O		4–6
	Биогенные элементы		1–3
	Биогенные элементы		4–6
	Биологический круговорот		1–3
	Биологический круговорот		4–6
	Токсичные вещества		1–3
	Токсичные вещества		4–6
	Ресурсный цикл		1–3
	Ресурсный цикл		4–6
	Отходы		1–3
	Отходы		4–6

 

 

Задача 6.2. Рассчитайте долю данных по заданному вопросу в общем круговороте, дайте характеристику их роли в этом процессе (по табл. П. 3-11).

Вопросы:

1. Поступление в круговорот.

2. Биологическая фиксация.

3. Денитрификация.

4. Атмосферная фиксация.

5. Обмен между фотическим и глубинным слоями океана.

6. Техногенные факторы.

7. Поглощение наземной растительностью.

8. Участие в дыхании.

9. Процессы в гидросфере.

10. Выбросы в атмосферу.

11. Выпадение с осадками.

12. Выделение при разложении органического мертвого вещества.

13. Выделение при разложении детрита в океане.

14. Обменные процессы в океане.

15. Биологическое разложение и выделение SO .

16. Фотосинтез в океане и на суше.

17. Окисление органики техногенное.

18. Испарение воды за счет культурной растительности.

19. Безвозвратное водопотребление населением.

20. Суммарный водоотбор на промышленные нужды.

22. Транзит влаги через континенты.

23. Усвоение растительностью.

 

 

Вариант	Вещество	Номер таблицы	Номер вопроса
	N2
	N2
	N2
	N2
	N2
	N2
	N2
	C
	C
	C
	C
	S
	S
	S
	S
	S
	S
	S
	S
	S
	O
	O
	O
	P
	P
	H2O
	H2O
	H2O
	H2O
	H2O

 

 

ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

 

Пример 7.1. В 100 г филе судака содержится 200 мг калия. Суточная потребность человека в калии 3000 мг. Сколько надо съесть мяса судака, чтобы компенсировать суточную потребность человека в калии?

Решение

 

Составляем и решаем пропорцию:

100 г мяса содержат 200 мг калия

Х -«- -«- -«- 3000 мг калия

Х = = 1500 г мяса.

 

Пример 7.2. Рассчитайте энергетическую ценность хлеба столового 1 сорта. Состав хлеба: белков 7,06 %, жиров 1,2 %, углеводов 48,9 %, органических кислот 0,72 %.

 

Решение

 

Энергетическая ценность – это количество энергии (ккал или кДж), высвобождаемой в организме человека из пищевых веществ продуктов питания для обеспечения его физиологических функций. Для расчета энергетической ценности пищевого продукта необходимо знать его химический состав и энергетическую ценность пищевых веществ (табл. 7.1).

Т а б л и ц а 7.1

Энергетическая ценность пищевых веществ

 

Пищевые вещества	Энергетическая ценность, ккал/г
Белки	4,0
Жиры	9,0
Усвояемые углеводы	4,0
Пищевые волокна
Органические кислоты	3,0

 

Энергетическую ценность пищевого продукта рассчитываем по формуле

ЭЦ = Б×4,0 + Ж×9,0 + У×4,0 + ОК×3,0, (6.1)

где: ЭЦ – энергетическая ценность 100 г пищевого продукта, ккал;

Б – содержание белков, г/100 г продукта; Ж – содержание жиров, г/100 г продукта; У – содержание усвояемых углеводов, г/100 г продукта; ОК – содержание органических кислот, г/100 г продукта.

Коэффициент перевода ккал в кДж равен 4,184.

 

Решение

 

1. Подставляем в формулу 1 данные задачи.

 

ЭЦ = 7,06×4,0 + 1,2×9,0 + 48,9×4,0 + 0,72×3,0 = 219,45 ккал.

 

2. Переводим ккал в кДж

 

219,45×4,184 = 918,179 кДж.

 

3. Ответ: энергетическая ценность 100 г хлеба столового 1 сорта составляет 219,45 ккал или 918,179 кДж.

 

Задача 7.1. Сколько нужно съесть продукта питания, чтобы компенсировать суточную потребность человека в указанном нутриенте?

 

Вариант	Продукт питания	Нутриент и его суточная потреб- ность	Содержание нутриента на 100 г продукта
	Молоко	Железо – 15 мг	0,1 мг
	Говядина	Железо – 15 мг	2,6 мг
	Кролик	Железо – 15 мг	4,4 мг
	Гречка	Железо – 15 мг	8 мг
	Халва	Железо – 15 мг	33 мг
	Яблоки	Железо – 15 мг	42 мг
	Яблоки	Витамин С – 70 мг	10 мг
	Морковь	Витамин С – 70 мг	5 мг
	Картофель	Витамин С – 70 мг	20 мг
	Цветная капуста	Витамин С – 70 мг	70 мг
	Перец зеленый сладкий	Витамин С – 70 мг	150 мг
	Лимоны	Витамин С – 70 мг	40 мг
	Апельсины	Витамин С – 70 мг	60 мг
	Смородина черная	Витамин С – 70 мг	200 мг
	Виноград	Витамин С – 70 мг	6 мг
	Сыр	Кальций – 900 мг	1050 мг
	Молоко	Кальций – 900 мг	121 мг
	Говядина	Кальций – 900 мг	9 мг
	Кролик	Кальций – 900 мг	7 мг
	Гречка	Кальций – 900 мг	70 мг
	Халва	Кальций – 900 мг	211 мг
	Яблоки	Кальций – 900 мг	16 мг
	Рыбий жир	Витамин А – 1000 мкг	15 мкг
	Печень трески	Витамин А – 1000 мкг	4 мкг
	Печень говяжья	Витамин А – 1000 мкг	4,8 мкг
	Сливочное масло	Витамин А – 1000 мкг	0,5 мкг
	Морковь	Каротин – 500 мкг	9 мкг
	Картофель	Каротин – 500 мкг	0,02 мкг
	Цветная капуста	Каротин – 500 мкг	0,02 мкг
	Перец красный	Каротин – 500 мкг	2 мкг

Задача 7.2. Рассчитайте энергетическую ценность продукта по данным вашего варианта.

Вариант	Продукт питания	Содержание пищевого вещества, %
	Белки	Жиры	Усвояе-мые углеводы	Пищевые волокна	Органи- ческие кислоты	Вода
	Масло растительное	-		-	-	-
	Сахар	-	-	99,9	-	-	0,1
	Конфеты шоколадные	7,8	3,7	9,9	77,7	-	7,8
	Арахис	20,6	33,4	11,6	35,2	0,2	5,4
	Макароны	11,0	0,9	72,2	3,0	-	13,0
	Колбаса украинская	17,4	28,9	5,3	-	1,6	46,8
	Сыр голландский	31,7	31,4	-	-	1,2	35,7
	Варенье клубничное	0,4	-	74,5	-	1,2	23,9
	Говядина	20,7	8,3	-	-	-	71,0
	Горбуша	19,4	12,8	-	8,6	-	59,2
	Яйца	12,7	11,5	0,7	-	-	62,1
	Горошек зеленый	5,0	0,2	13,3	15,9	2,1	63,5
	Капуста белокачанная	1,8	-	5,4	20,0	1,8	77,0
	Картофель	2,0	0,1	19,7	28,0	0,6	49,6
	Морковь	1,23	0,1	7,0	20,0	0,8	71,0
	Огурцы	0,8	-	3,0	7,0	3,6	85,6
	Грибы белые	3,2	0,7	1,6	24,0	0,7	70,0
	Арбуз	0,7	-	9,2	40,0	2,1	38,0
	Апельсины	0,9	-	8,6	30,0	4,9	57,0
	Яблоки	0,4	-	11,3		5,6	71,0
	Персики	1,0	-	10,5	20,0	4,6	64,0
	Майонез	3,0	67,0	2,6	-	10,2	17,0
	Судак	14,0	5,3	3,7	13,7	0,6	63,0
	Щука	9,2	0,4	-	14,9	0,5	75,0
	Карп	7,5	1,7	-	16,6	0,9	73,0
	Молоко	3,3	3,2	4,7	-	-	89,6
	Творог	16,1	9,5	3,8	-	2,6	68,0
	Куры	10,5	3,5	-		-	53,0
	Печенье	11,6	10,5	71,2	1,0	-	5,7
	Халва тахинная	13,9	32,5	47,4	2,9	-	3,3

 

ВОПРОСЫ

 

1. Что такое острое отравление?

2. Что такое хроническое отравление?

3. Какие вещества называют канцерогенами? Какие заболевания они вызывают?

4. Какие вещества называют мутагенами? К каким последствиям они приводят при поступлении в организм?

5. Какие вещества называют тератогенами? К каким последствиям они приводят при поступлении в организм?

6. Что понимают под суммарным действием разных факторов на организм?

7. Что понимают под синергетическим эффектом воздействия разных факторов на организм?

8. Какой вред организму приносит электромагнитное загрязнение окружающей среды?

9. К чему приводит слабая освещенность рабочего места?

10. Какие пути поступления в организм токсичных веществ вы знаете?

11. Проявляют ли бензин и дихлорэтан наркотическое действие на организм?

12. Перечислите наиболее токсичные элементы.

13. Способна ли ртуть накапливаться в организме? Последствия накопления.

14. Какой путь поступления ртути в организм наиболее опасен?

15. Почему возникает дефицит йода в организме и какие последствия наблюдаются при этом? Какие продукты питания являются источником йода?

16. Какие продукты питания являются источником железа и какова его роль в организме?

17. Какие продукты питания являются источником кальция и какова его роль в организме?

18. Какую роль в пищеварении играет клетчатка и пектиновые вещества?

19. Что такое генетически модифицированные продукты питания? В чем может заключаться их опасность для человека? Приведите примеры генетически модифицированных продуктов питания.

20. Суточная потребность человека в углеводах 450 г, в черном хлебе содержится 40 % углеводов. Сколько нужно съесть хлеба, чтобы компенсировать суточную потребность человека в углеводах?

21. Суточная потребность человека в растительных белках 85 г, в черном хлебе содержится 7 % белков. Сколько нужно съесть хлеба, чтобы компенсировать суточную потребность человека в растительных белках?

22. Суточная потребность человека в животных белках примерно 40 г, в говядине содержится 20 % белков. Сколько нужно съесть мяса, чтобы компенсировать суточную потребность человека в животных белках?

 

ЭКОЛОГИЯ И ЭКОНОМИКА

 

Пример 8.1. Рассчитайте экономическую эффективность строи-тельства очистных сооружений, если текущие затраты С составляют 120 млн руб/год, капитальные затраты К = 30 млн руб/год, ущерб до проведения природоохранных мероприятий для атмосферного воздуха У₁ составляет 10 млн руб/год, для водной среды У₂ = 0, для земли У₃ = 5 млн руб/год, для флоры и фауны У₄ = 25 млн руб/год. После строительства очистных сооружений ущерб для атмосферного воздуха У’₁ составил 0,2 млн руб/год, для водной среды У’₂ = 0, для земли У’₃ = 1 млн руб/год, для флоры и фауны У’₄ = 10 млн руб/год. Коэффициент эффективности Е = 0,12.

 

Решение

 

Экономическая эффективность природоохранных мероприятий рассчитывается с помощью оценки экономического ущерба. Эконо-мический ущерб – выраженные в стоимостной форме фактические и возможные убытки, причиняемые народному хозяйству загрязнением окружающей среды или дополнительные затраты на компенсацию этих убытков.

Экономическая эффективность природоохранных мероприятий рассчитывается по формуле:

Э =

где ∑ΔУ _i – сумма уменьшений ущерба в расчете за год; З – затраты на восстановление окружающей среды.

 

ΣΔУ_i= У₁+У₂+У₃+У₄ –(У’₁+У’₂+У’₃+У’₄),

 

где У₁ + У₂ + У₃ + У₄ – ущерб до проведения природоохранных меро-приятий; У’₁+У’₂+У’₃+У’₄ – ущерб после проведения природо-охранных мероприятий.

 

З = С + КЕ _n,

 

где С – текущие затраты на содержание природоохранного оборудования за год, например, оплата электроэнергии, заработная плата и т.д.); К – капитальные затраты; Е _n – нормативный коэффициент эффективности. С помощью этого коэффициента капитальные затраты усредняются за год. Может принимать значения от 0,12 до 0,15.

При Э ≥ 1 природоохранное мероприятие эффективно, при Э < 1 неэффективно.

 

Подставляем данные в задаче значения в формулы

 

ΣΔУ_i = 10+0+5+25 – (0,2+0+1+10) = 28,8.

З = 120 + 30×0,12 = 123,6.

Э = = 0,23.

Э < 1, значит строительство очистных сооружений неэф-фективно.

 

Пример 8.2. Рассчитайте риск вероятной аварии R (вероятность Р = 0,95), год^-1 при теоретическом ущербе от риска У = 100 млн руб. и предполагаемых коэффициентах риска m = 10 и n = 2.

 

Решение

 

Риск любого явления вычисляется по формуле

 

R = P^m У ⁿ,

где Р – вероятность наступления аварии; У – ущерб, который понесет общество в результате аварии; m и n – предполагаемые коэффициенты от риска.

Чем больше ущерб, тем менее вероятна авария и тем авария крупнее. Вероятность крупных аварий мала. Вероятность же мелких аварий велика.

 

R = 0,95¹⁰ × 100² млн руб = 0,5987 × 10 000 = 5987 млн руб/год.

 

Задача 8.1. Рассчитайте экономическую эффективность строи-тельства очистных сооружений по своему варианту, если текущие затраты С, капитальные затраты К, ущерб до строительства для атмосферного воздуха составляет У₁, для водной среды У₂, для земли У₃, ущерб для флоры и фауны У₄. После строительства очистных сооружений ущерб для атмосферного воздуха составляет У’₁, для водной среды У’₂, для земли У’₃, для флоры и фауны У’₄. Коэффициент эффективности строительства Е.

Вариант	С, млн руб/год	К, млн руб/год	У1, млн руб/год	У2, млн руб/год	У3, млн руб/год	У4, млн руб/год	У’1, млн руб/год	У’2, млн руб/год	У’3, млн руб/год	У’4, млн руб/год	Е
											0,12
								0,2			0,13
							0,2		0,5		0,14
	0,8	0,2		0,2						0,1	0,15
				0,5							0,12
		0,3		0,9		0,2		0,1			0,13
		0,5				0,3				0,1	0,14
						0,5				0,2	0,15
		0,8				0,5				0,2	0,12
		0,9	0,9			0,7	0,1		0,2	0,45	0,13
										0,7	0,14
			0,2		0,7	0,1	0,5		0,7	0,5	0,15
			0,5		0,8	0,2	0,8		0,2	0,7	0,12
			0,4		0,3	0,2	0,4		0,1	0,1	0,13
						0,6				0,4	0,14

 

Задача 8.2. Рассчитайте риск вероятной аварии R (вероят-ность Р), год^-1 при теоретическом ущербе от риска У и предпола-гаемых коэффициентах риска m, n.

 

Вариант	Р	У, млн руб	m	n
	0,9
	0,92
	0,90
	0,94
	0,95
	0,96
	0,97
	0,98
	0,99
	0,8
	0,9
	0,92
	0,93
	0,94
	0,95

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

 

Т а б л и ц а 1. П.1

 

Класс опасности и ПДК некоторых веществ

 

Вещество	Класс опасности	ПДК, мг/м3
AgCl	II	0,5
AgF	II	0,2
BaCl2	II	0,3
Ba(NO3)2	II	0,5
Bi2Te3	II	0,5
Ca(NO2)2	II
CdF2	I	0,01
Cd5P2	I	0,01
CdSO4	I	0,01
CoO	I	0,01
CoCl2	I	0,01
CsI	II	0,5
CuSO4	II	0,5
HgSe	I	0,05
KCl	III
KF	II	0,2
KI	III
Mn3O4	I	0,05
Na2S	II	0,2
NaNO3	III
(NH4)3PO4	IV
NH4F	II	0,2
(NH4)2SO4	III
NiO	I	0,05
NiSO4	I	0,05
PbS	I	0,05
PbTe	I	0,05
ScF	III	2,5
SiCl4	II	0,1
SiO2	III
TiS	III
TlI	I	0,01
ZnS	III
ZrF4	II

 

Продолжение прилож. П.1

 

Т а б л и ц а 2. П. 1

 

Предельно допустимые концентрации ионов загрязняющих

веществ в воде хозяйственно-питьевого назначения

 

Вещество (ион)	ПДК, мг/л
NH	0,39
NO	9,1
SO
K
Ca
Mg
Cl

 

 

Т а б л и ц а 3. П.1

 

Характеристика запасов и потоков азота в биосфере

(по модели Global)

 

№	Резервуары и потоки азота	Запасы, Гт (1 Гт = 109 т) или потоки, млн т/год
	Запасы азота: а) в атмосфере; б) в почве; в) в фотическом слое океана; г) в глубоких слоях океана.	(38-40)∙105 280,0 2800,0 36400,0
	Естественные источники геосферы	0,4
	Техногенная аккумуляция: а) при сжигании топлива; б) при производстве удобрений.	22,8 41,8
	Поступления азота: а) за счет разложения организмов; б) из-за жизнедеятельности живых орга-низмов в океане; в) из-за жизнедеятельности живых орга-низмов на суше.	42,2   0,3   0,1
Продолжение прилож. 1
Окончание табл. 3. П. 1
	Биологическая фиксация: а) на суше; б) в океане; в) из атмосферы.	20,3 10,0 40,0
	Денитрификация: а) на суше; б) в океане.	52,0 49,8
	Атмосферная фиксация: а) на суше; б) в океане.	4,0 3,6
	Сток с суши в океан	38,6
	Поступление за счет лизиса детрита: а) в фотическом слое океана; б) в глубоких слоях океана.	5,0 7,8
	Выпадение в осадки	0,5
	Обмен между фотическим и глубинным слоями океана: а) опускание; б) подъем.	0,2 7,5
	Антропогенные выбросы	15,0

 

 

Т а б л и ц а 4. П.1

 

Запасы и потоки углерода в биосфере (по модели Global)

 

№	Резервуары и потоки углерода	Запасы углерода, Гт или потоки, Гт/год
	Углерод: а) атмосферы; б) фотического слоя океана; в) глубоких слоев океана; г) гумуса почв.	683,0 580,0–864,0 34500,0 3060,0
	Сжигание ископаемого топлива	3,6
	Десорбция	97,08
	Сорбция	100,0
	Выветривание	0,04
	Вулканические эманации	2,7
	Поглощение наземной растительностью	224,4
	Дыхание растений	50,0
Продолжение прилож. 1
Окончание табл. 4. П. 1
	Выделение при сжигании растительности	6,9
	Выделение из разложенного гумуса почв	139,5
	Дыхание: а) людей; б)животных.	0,7 4,1
	Жизнедеятельность: а) людей; б) животных.	0,2 3,1
	Отмирание растительности	31,5
	Выделение корнями растений	56,1
	Выпадение в донные осадки	0,1
	Растворение морских осаждений	0,1
	Подъем с глубинными водами	45,0
	Опускание с поверхностными водами и гравитационное осаждение	40,0
	Фотосинтез	69,0
	Разложение детрита	35,0
	Сток: а) подземный; б) поверхностный	0,5 0,5
	Дыхание фитопланктона	25,0

 

 

Т а б л и ц а 5. П.1

 

Резервуары и потоки серы в биосфере (по модели Sulphu)

 

№	Резервуары и потоки серы	Запасы углерода, Гт или потоки, млн т/год
	Запасы серы: а) в атмосфере; б) в почве; в) в фотическом слое океана; г) в глубоких слоях океана	0,0035 0,19 3,41
	Выбросы в атмосферу: а) за счет водяной пыли; б) при выветривании горных пород; в) из-за деятельности человека; г) при пыльных бурях; д) из-за вулканической деятельности.	61,5 30,0 60,0 2,0 15,5
Продолжение прилож. 1
Окончание табл. 5. П. 1
	Выпадение из атмосферы на поверхность океана с осадками в виде аэрозолей	80,5
	Выпадение в донные осадки	132,0
	Обмен между фотическими и глубокими слоями океана: а) подъем; б) оседание.	88,0; 100,0
	Ассимиляция фитопланктоном	212,2
	Поглощение растительностью	28,5
	Усвоение растительностью	103,4
	Внесение с удобрениями	20,0
	Выделение при разложении органического мертвого вещества: а) суша; б) океан.	43,0; 27,5
	Выпадение из атмосферы на сушу: а) с осадками; б) в виде аэрозолей.	51,9 20,0
	Поглощение растительностью	28,5
	Поглощение поверхностным слоем океана	25,0
	Поступление в почву с отмершей органикой	15,0
	Выделение в процессе разложения детрита в океане: а) фотический слой; б) глубокие слои.	8,8 120,0
	Сток в океан: а) поверхностный; б) грунтовый.	155,4 50,0
	Поступление в почву с поливной водой	6,5

 

Продолжение прилож. 1

 

Т а б л и ц а 6. П.1

 

Серосодержащие компоненты в биосфере (по модели Global)

 

№	Запасы и потоки серы и ее соединений	Запасы, мг/м2; потоки, млн т/год
	Атмосфера: а) H2S над океанами; б) H2S над сушей; в) SO2 над океанами; г) SO2 над сушей; д) SO над океанами; е) SO над сушей; ж) S.	10,0 37,0 5,3 17,9   2,0   2,9 3,5
	Океан (фотический слой): а) H2S; б) SO ; в) живая органика; г) мертвая органика; д) S.	2,0   19∙107 66,5 730,0 190,0
	Океан (глубокий слой): а) H2S; б) SO ; в) мертвая органика; г) S.	0,2∙107   3,4∙109 13120,0 3410,0
	Суша: а) SO , мг/м3; б) живая органика; в) мертвая органика; г) S.	11,2   600,0 5000,0 8000,0
	Речной сток	66,0
	Кислые дожди	15,0
	Поглощение SO2 из атмосферы: а) суша; б) океан.	26,0 25,0
	Обменные процессы в океане: а) оседание; б) подъем Н2S; в) подъем SO .	129,0 50,0   5,0

Продолжение прилож. 1

 

Т а б л и ц а 7. П.1

 

Характеристика наземных и океанических потоков серы

(по модели Global)

№	Поток серы	Суша, млн т/год	Океан, млн т/год
	Вулканические инвазии: а) Н2S; б) SO2; в) SO .	1,0 2,0   2,0	0,9 1,0   1,0
	Техногенные выбросы: а) Н2S; б) SO2; в) SO .	4,0 51,0   26,0	0,1 5,0   -
	Окисление Н2S до SO2	63,0	41,0
	Окисление SO2 до SO	75,0	22,0
	Сухое осаждение SO	21,0	14,0
	Выпадение SO с дождем	70,0	53,0
	Биологическое разложение и выделение Н2S	121,0	72,0
	Усвоение SO биотой	42,0	145,0
	Биологическое разложение и выделение SO	63,0	72,0
	Отложения	5,0	74,0
	Выветривание и брызги воды	14,0	44,0
	Отмирание	68,0	145,0

 

 

Продолжение прилож. 1

 

Т а б л и ц а 8. П.1

Приход и расход кислорода в геосфере

 

№	Приход кислорода	млрд. т/год
	Фотосинтез в океане	56,0
	Фотосинтез на суше: а) природными наземными растениями; б) культурными и окультуренными на- земными растениями; в) водными растениями.	152,0   21,0 1,0
	Выплавка металлов из оксидов	0,3
	Фотолиз воды	0,013
	Всего	230,313
№	Расход кислорода	млрд. т/год
	Окисление органики в океане	59,2
	Окисление органики на суше: а) субаэральными природными системами; б) в водохранилищах, озерах, реках; в) при сжигании нефти, угля, газа; г) при использовании сырья, кормов, пищи и биотоплива; д) при антропогенной убыли гумуса; е) на свалках и в захоронениях; ж) при вскрытии денудацией.	151,5 1,07 16,0   29,5 1,5 2,6 0,4
	Фоссилизация в земной коре при раз- растании материков	0,15
	Всего	261,92

 

 

Продолжение прилож. 1

 

Т а б л и ц а 9. П.1

 

Баланс круговорота азота в биосфере (по С. А. Щукареву)

 

№	Вид процесса	млн т/год
	Биологическая фиксация азота: а) в почвах; б) на корнях культурных растений; в) в море; г) индустриальная фиксация; д) атмосферная фиксация; е) ювенильные воды.	30,0 14,0 10,0 30,0 7,0 2,0
	Всего	96,0
	Денитрификация: а) в почве и илах; б) в море; в) уходит в море Всего	43,0 40,0 2,0 85,0

 

 

Т а б л и ц а 10. П.1

 

Характеристика потоков фосфора в биосфере

 

№	Резервуары и потоки фосфора	Современные запасы фосфора, млн т; значение потоков, млн т/год
	Запасы фосфора: а) в атмосфере; б) на суше; в) в фотическом слое океана; г) в глубоких слоях океана.	3,0 1546,0 2∙104 1,2∙104
	Вулканические выбросы	0,2
	Внесение удобрений	19,0
	Усвоение растительностью	45,34
	Поступление с отмершей растительностью	39,34
	Поступление за счет жизнедеятельности живых организмов: а) на суше; б) в океане.	5,0 -
Продолжение прилож. 1
Окончание табл. 10. П.1
	Переход в неусвояемую форму	2,9
	Выветривание	5,0
	Выпадение с осадками: а) на сушу; б) на океан.	1,8 2,0
	Вынос с выловом рыбы	0,06
	Вынос с птицами	0,04
	Вымывание	4,0
	Поступление за счет лизиса детрита в океане: а) в фотический слой; б) в глубокие слои.	550,0 159,0
	Обмен между фотическим и глубинными слоями океана: а) подъем; б) опускание.	96,1 22,0
	Выпадение в осадки	83,9
	Выветривание горных пород	1,0
	Фотосинтез	630,0

 

 

Т а б л и ц а 11. П.1

Количественные характеристики глобального круговорота

воды в биосфере

 

№	Наименование	Количество
	Объем воды в биосфере, млн км3
	Средняя глубина океана, м	3653–3795
	Живое вещество биосферы	1,4∙1012
	Содержание воды в живом веществе, % из них участвуют в круговороте, %
	Критическое значение продуктивной влажности почвы, мм	100–200
	Интегральный коэффициент внешней диффузии, см/с	0,63
	Транзит влаги через континенты, км3/год
	Атмосферный сток влаги за счет испарения с суши, км3/год
	Количество переносимой с океанов на сушу влаги, км3/год
Продолжение прилож. 1   Продолжение табл. 11. П.1
	Средняя скорость зонального переноса водяного пара в атмосфере, км/сут
	Суммарное испарение с земной поверхности за счет процесса транспирации: - вся растительность, тыс. км3; - культурная растительность, тыс. км3.	2,5
	Суммарное непродуктивное испарение с материков, тыс. км3
	Отношение объема осадков над Мировым океаном к суммарному испарению влаги на Земле	0,79
	Отношение объема осадков на континент к суммарному испарению влаги на Земле	0,21
	Отношение объема стока к объему осадков над континентами	0,34
	Среднее время прибывания водяного пара в атмосфере, сут.	9–10
	Радиационный баланс: - океана, ккал∙см-2∙год-1; - атмосферы, ккал∙см-2∙год-1.	–79
	Суммарное водопотребление, км3/год в том числе безвозвратно
	Объем безвозвратного водопотребления населением, м3/год∙чел
	Суммарный водозабор на промышленные нужды, км3/год
	Суммарные затраты воды на орошение, км3/год в том числе безвозвратно
	Потери воды на испарение в процессе полива в % от нормы полива	5–10
	Среднее объемное содержание паров воды в атмосфере, %	0,44
	Средняя скорость испарения, м/год: - суша; - океан.	0,485 1,24
	Доля океанических вод, участвующих в ежегодном влагообороте, %	0,04
	Осадки над океанами, мм/год: - Атлантический; - Индийский; - Тихий.
Окончание прилож. П. 1   Окончание ⇐ Предыдущая1234 Поделиться с друзьями: Дата добавления: 2016-11-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 937 | Нарушение авторских прав Поиск на сайте: Лучшие изречения: Велико ли, мало ли дело, его надо делать. © Неизвестно ==> читать все изречения... 1912 - | 1579 - © 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.226 с.