Живое вещество. Роль живого вещества в биосфере.

Иркутский НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ технический университет

Кафедра общеобразовательных дисциплин

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

Экология

Вариант 25

Выполнил студент: АДбз-15-1 Шиляев А.Л.

Проверил: Голодкова А.В.

Иркутск, 2017

Оглавление

1. Контрольные вопросы и задания. 3

1.1. Живое вещество. Роль живого вещества в биосфере. 3

1.2. В чем суть проблемы загрязнения гидросферы?. 4

1.3. Что такое экологическая экспертиза?. 5

1.4. Понятие энергетических загрязнений. Принципиальные меры защиты.. 8

среды от воздействия энергетических загрязнений. 8

2. Задачи контрольной работы.. 11

2.1. Годовое количество и вес люминесцентных ртутьсодержащих ламп. 11

2.2. Годовое количество выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ, при движении автомобилей по дорогам. 12

2.3. Годовое количество выбрасываемой в атмосферу пыли при погрузке горной породы в автосамосвал БеЛАЗ 548. 13

2.4. Интегральная оценка качества атмосферного воздуха. 14

2.5. Определение степени загрязнения водоносного пласта при разовом воздействии фактора загрязнения. 15

Список литературы.. 19

Контрольные вопросы и задания

Живое вещество. Роль живого вещества в биосфере.

В основу концепции биосферы положено представление о живом веществе. Более 90 % всего живого вещества приходится на наземную растительность (98 % биомассы суши). Живое вещество- наиболее мощный геохимический и энергетический фактор, ведущая сила планетарного развития. Основной источник биохимической активности организмов — это солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза зелеными растениями и некоторыми микроорганизмами для создания органического вещества.

Живое вещество представляет собой ничтожную часть биосферы, однако именно живому веществу принадлежит, по мнению Вернадского, главная роль в формировании земной коры. В состав живого вещества входят как органические (в химическом смысле), так и неорганические, или минеральные, вещества.

Выделяют пять основных функций живого вещества:

1.Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии – путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества.

2.Концентрационная. Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности определенных видов вещества. Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом: а) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этим элементов, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма; б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды.

3.Деструктивная. Заключается в минерализации необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот.

4.Средообразующая. Преобразование физико-химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества).

5.Транспортная. Перенос вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении.

Место человека в биосфере определяется прежде всего тем, что человек, ввиду значительного отчуждения от остальной живой природы, благодаря большой численности и огромному надбиологическому потреблению природных ресурсов, стал по существу главной причиной нарушения равновесия в природе.

Вместе с тем, сохраняя множество генетических связей с природой, человечество оказалось в ситуации острого противоречия между своим биологическим происхождением, биологической сущностью и антибиологическим поведением по отношению к окружающей природе, а через нее - и к самому себе.

1.2. В чем суть проблемы загрязнения гидросферы?

Загрязнение рек, озёр, морей и даже океанов происходи с нарастающей скоростью, так как в водоёмы поступает огромное количество взвешенных и растворённых веществ (неорганических и органических).

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

1. Атмосферные воды, несущие вымываемые из воздуха поллютанты (загрязнители) промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают с собой органическое и минеральное вещество. Особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие нефтепродукты, мусор, фенолы, кислоты и др.

2. Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные.

3. Промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленности.

С развитием промышленности и увеличением потребления воды растет и количество жидких отходов – сточных вод. Еще в 60-х годах ежегодно в мире образовывалось около 700 млрд. м3 сточных вод. Примерно 1/3 из них – промышленные сточные воды, загрязненные различными веществами. Только половина промышленных жидких отходов подвергалась очистке тем или иным способом. Другая половина сбрасывалась в водоемы без какой-либо очистки.

При технологических процессах появляются следующие основные виды сточных вод.

1. Реакционные воды, загрязненные как исходными веществами, так и продуктами реакции.

2. Воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах (свободная или связанная вода).

3. Промывные воды – после промывки сырья, продуктов, оборудования, маточные водные растворы.

4. Водные экстрагенты и абсорбенты.

5. Охлаждающие воды, не соприкасающиеся с технологическими продуктами и использующиеся в системах оборотного водоснабжения.

6. Бытовые воды из предприятий питания, прачечных, душевых, туалетов, после мытья помещений и т.д.

7. Атмосферные осадки, стекающие с территории промышленных предприятий, загрязнённые различными химическими веществами.

В сточных водах гидролизной промышленности присутствуют спиртовые и фурфурольные компоненты, после дрожжевая бражка, сивушные, эфироальдегидные и скипидарные фракции, различные кислоты.

Источником загрязнения водных экосистем является и сельское хозяйство. Во-первых, повышение урожайности, продуктивности земель неизбежно связано с применением удобрений и ядохимикатов (пестицидов). Попадая на поверхность почвы, они смываются с нее и оказываются в водоемах. Во-вторых, животноводство связано с образованием больших масс мертвой органики (навоза, подстилки), мочевины, которые опять-таки могут оказываться в водных объектах. Эти отходы не ядовиты, но их массы огромны (вспомним, что получение 1 кг мяса «стоит» 70-90 кг кормов) и, несмотря на их нетоксичность, они ведут к тяжелым последствиям для водных экологических систем.

Большую опасность представляют загрязнения вод радиоактивными веществами. Взвешенные твердые частицы способствуют образованию стабильных водных суспензий, при этом ухудшаются прозрачность и внешний вид воды, снижается активность фотосинтеза водных растений.

Загрязняют воду теплые сточные воды от предприятий теплоэнергетики: поскольку при этом меняется температурный режим в водном объекте, а затем может возникать несоответствие его санитарным требованиям.

Загрязнение рек, озер, морей и даже океанов принимает такие размеры, что во многих районах превышает их способность к самоочищению. Уже сейчас в некоторых странах начинает ощущаться нехватка пресной воды.

Загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы, по следующим причинам: процессы регенерации, или самоочищения, протекают в водной среде гораздо медленнее, чем в воздухе; источники загрязнения водоемов более разнообразны. Естественные процессы, осуществляющиеся в водной среде и подвергающиеся действию загрязнений, более чувствительны сами по себе и имеют большее значение для обеспечения жизни на Земле, чем те, которые протекают в атмосфере.

1.3. Что такое экологическая экспертиза?

В последнее время во всем цивилизованном мире все больше внимания уделяется вопросам эффективности экологического контроля и управления, где важное место занимает соблюдение природоохранных норм и правил на всех стадиях реализации того или иного проекта. Не вызывает сомнений, что основные принципы деятельности, базовые технические и технологические решения нужно выбирать и принимать еще на стадии подготовки предпроектной и проектной документации. Именно на этой стадии важно оценить будущее воздействие намечаемой деятельности на окружающую природную среду и заложить условия максимального снижения отрицательных аспектов этого воздействия.

Основные принципы проведения экологической экспертизы:
презумпция потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;

обязательность проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации объекта экологической экспертизы;
комплексность оценки воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую природную среду;
независимость экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий;
научная обоснованность, объективность и законность заключений экологической экспертизы;
гласность, участие общественных организаций (объединений), учет общественного мнения;
ответственность участников экологической экспертизы за ее качество.

В настоящее время в России государственная экологическая экспертиза проводится на федеральном уровне и на уровне субъектов Российской Федерации. Специально уполномоченным государственным органом в области экологической экспертизы является «Отдел экологической экспертизы» «Росгостехнадзора» и его территориальные органы, имеющие исключительное право на проведение государственной экологической экспертизы.

По инициативе граждан и общественных организаций (объединений), а также органов местного самоуправления может проводиться общественная экологическая экспертиза. Возможность проведения такой экспертизы должна быть зафиксирована в Уставе инициатора экологической экспертизы.

Цели экологической экспертизы:

определение соответствия намечаемой деятельности требованиям, установленным нормативными правовыми актами РФ и субъектов РФ по вопросам охраны окружающей природной среды;
определение полноты выявления масштабов прогнозируемого воздействия на окружающую среду в результате осуществления намечаемой деятельности;
определение экологической обоснованности и допустимости реализации намечаемой деятельности;
обеспечение достаточности предусмотренных мер экологической безопасности и сохранению природного потенциала.

Объекты экологической экспертизы.
К объектам обязательной экологической экспертизы федерального уровня относятся:

· проекты правовых актов Российской Федерации нормативного и ненормативного характера, реализация которых может привести к негативным для окружающей среды последствиям;

проекты комплексных и целевых федеральных социально-экономических, научно-технических и иных программ, при реализации которых может быть оказано воздействие на окружающую природную среду;
проекты генеральных планов развития территорий, проекты создания свободных экономических зон и территорий с особым режимом природопользования и ведения хозяйственной деятельности;
проекты схем развития отраслей народного хозяйства Российской Федерации, в т.ч. промышленности;
проекты межгосударственных инвестиционных программ, в которых участвует Россия, и федеральных инвестиционных программ;
обоснования лицензий на осуществление деятельности, способной оказать воздействие на окружающую природную среду;
технико-экономические обоснования и проекты строительства, реконструкции, расширения, технического перевооружения, консервации и ликвидации организаций и иных объектов хозяйственной деятельности, независимо от их сметной стоимости, ведомственной принадлежности и форм собственности;
документация, обосновывающая соглашения о разделе продукции и концессионные договоры, а также другие договоры, предусматривающие использование природных ресурсов и (или) отходов производства; проекты международных договоров и др.

Экологическая экспертиза регулируется законом "Об экологической экспертизе" 2007 года и многочисленными внесениями изменений и уточнений в 2008 г. Государственная экологическая экспертиза проводится «Отделом экологической экспертизы» «Росгостехнадзора». Существуют так же частные экологические организации, действующие на основе лицензий, выданных «Отделом экологической экспертизы» «Росгостехнадзора». При ее отсутствии проводить экологическую экспертизу организации не имеют права, заключение, выдаваемое такими организациями, не имеют никакой силы.

1.4. Понятие энергетических загрязнений. Принципиальные меры защиты

среды от воздействия энергетических загрязнений.

Одним из главных абиотических факторов окружающей природной среды являются физические поля, заполняющие среду обитания и воздействующие на живую и неживую природу с момента образования Земли. Воздействие физических полей на среду обитания во многом определяет большинство процессов биосферы. Изучение физических полей естественного и техногенного происхождения и их воздействия на человека составляет основное содержание физической экологии.

Направление физической экологии тесно связано со многими направлениями как экологии биосферы, так и экологии техносферы. Изучение процессов взаимодействия физических полей антропогенного и естественного происхождения с человеком составляет одно из направлений современных структур: экологии биосферы, экологии техносферы и учения о безопасности жизнедеятельности.

Классификация энергетических загрязнений. Биосфера подвергается воздействию многих факторов, имеющих как естественное, так и техногенное происхождение.

Одним из распространенных и всеобъемлющих факторов, пронизывающих биосферу и постоянно воздействующих на человека и другие живые организмы, являются физические поля околоземного пространства (электромагнитные излучения, статические электрические и магнитные поля, радиация, шумы, вибрация и т.п.).

Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт - основные источники энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон.

К энергетическим загрязнениям относятся вибрационные и акустические воздействия, электромагнитные поля и излучения, ионизирующее излучение радиоактивных веществ, тепловое излучение, ультрафиолетовое и видимое излучения, возникающие в результате антропогенной деятельности.

По своей природе энергетические загрязнения условно можно разделить на три группы: механические, электростатические (магнитостатические) и электромагнитные.

К первой группе относятся энергетические загрязнения, представляющие собой колебательно-волновое движение частиц упругой среды газовой, жидкой, твердых фаз: различные шумы, вибрации, инфразвук, ультразвук.

Ко второй и третьей группам относятся техногенные загрязнения, представляющие собой постоянные и переменные электромагнитные поля различных длин волн, от промышленной частоты до электромагнитных колебаний очень высокой частоты, вплоть до рентгеновского и γ-диапазонов. В свою очередь, в каждой из этих групп в зависимости от различных свойств техногенных энергетических загрязнений может быть применена классификация по другим признакам.

Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения окружающей среды. К энергетическим загрязнениям относят вибрационные и акустические воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующие излучения. При решении задач защиты от энергетических воздействий выделяют источник, приемник энергии и защитное устройство, которое уменьшает до допустимых уровней поток энергии к приемнику.

В общем случае защитное устройство обладает способностями: отражать, поглощать, быть прозрачным по отношению к потоку энергии и характеризуется энергетическими коэффициентами поглощения, отражения, коэффициентом передачи. Поэтому можно выделить следующие принципы защиты:

1) за счет отражательной способности защитных устройств;

2) за счет поглощательной способности защитного устройства;

3) защита осуществляется с учетом свойств прозрачности защитных устройств.

На практике принципы обычно комбинируют, получая различные методы защиты, в частности, изоляцией и поглощением.

Методы изоляции используют, когда источник и приемник энергии, являющийся одновременно объектом защиты, располагаются с разных сторон от защитного устройства. В основе этих методов лежит уменьшение прозрачности среды между источником и приемником. Различают два основных метода изоляции: метод, при котором уменьшение прозрачности среды достигается за счет поглощения энергии или за счет высокой отражательной способности защитного устройства.

В основе методов поглощения лежит принцип увеличения потока энергии, прошедшего в защитное устройство. Есть два вида поглощения энергии защитным устройством: поглощение энергии самим защитным устройством за счет ее отбора от источника в той или иной форме, в том числе в виде необратимых потерь, и поглощение энергии в связи с большой прозрачностью защитного устройства.

Так, в вибросистеме действуют силы инерции, трения, упругости. Для защиты от вибрации используют метод виброизоляции, когда между источником вибрации и ее преемником, являющимся одновременно объектом защиты, устанавливают виброизолятор с малым коэффициентом передачи.

Защита от вибрации методами поглощения осуществляется в виде динамического гашения и вибропоглощения. В первом случае виброэнергия поглощается защитным устройством, отбирающим виброэнергию от источника. Защитное устройство, увеличивающее рассеяние энергии в результате повышения диссипатив-ных свойств системы, называется поглотителем вибрации. Возможно, комбинирование этих двух свойств одновременно с помощью динамических виброгасителей с трением.

Задачи контрольной работы

2.1. Годовое количество и вес люминесцентных ртутьсодержащих ламп

Задание: Определить годовое количество и вес люминесцентных ртутьсодержащих ламп, подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или при уличном освещении, для условий, представленных в табл.1. Разработать мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп.

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	т
Шт	час	час	кг
Освещение офисных помещений	ЛБ-20				0,17

Решение:

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

= (100 / 15000) × 2024» 13,49» 13 шт / год

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

= 13 × 0,17 = 2,21 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 картоновых коробках;

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

2.2. Годовое количество выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ, при движении автомобилей по дорогам

Задание: 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). Исходные данные для расчета принять в соответствии с табл. 2.

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

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;