Содержание
Упражнение 3
Упражнение 5
Упражнение 9
Упражнение 18
Задача
Список литературы
/>Упражнение 3
1. В Новосибирской области в 1995 г. изроссыпей долины реки Суенги было намыто 174 кг золота при среднем егоизвлечении 0,2 г из 1 м3 песков. Драга выбирает перед собой пески, промывает ихи сбрасывает за собой, постепенно продвигаясь по россыпи. Рассчитайте длину иплощадь нарушенного драгой участка земли за сезон, принимая ширинуразрабатываемой россыпи 50 м и мощность отрабатываемого слоя песков 2 м.Оцените ориентировочно массу уничтоженной драгой растительности. Сколько лет,по-вашему мнению, понадобится для восстановления биоценозов на нарушенномучастке долины реки?
Общий объем песков, который был промыт,составляет:
Х = 174000 × 0,2 / 1 = 870000м3
Длина промытой поверхности составляет:
L = 870000 / 50/ 2 = 8700 м
Площадь промытой поверхности:
S= 8700 ×50 = 435 000 м2
Ориентировочнаямасса уничтоженной растительности – 400 кг
Длявосстановление биогеоценозов потребуется не менее 20 лет.
2. Из мировых россыпей в двадцатом векедобыто 3000 т золота при среднем извлечении его 0,5 г/м3 песков. При тех жепараметрах отработанных россыпей (2 × 50 м) сопоставьте суммарный путь,пройденный драгами, с протяженностью какой-нибудь крупнейшей реки мира. Какаямасса песков при этом была промыта (удельную насыпную плотность их принять 2кг/дм3)?
Длина, пройденная драгами:
L = 3000 ×106 / 0,5 / 50 / 2 = 15 тыс. км
Следовательно, можно сравнить путь,пройденный драгами с Нилом.
Масса, промытых песков:
М = 0,5 × 2 × 109 = 109 т.Упражнение 5
Бессточноеозеро (рН воды в нем 6,7) площадью (S) 12 км2 и средней глубиной (Н) 3 м. Ссерной кислотой поступило 60% массы активных ионов водорода, с азотной – 40%.При какой величине рН дождевого осадка величина рН воды озера снизится до 5,0.Приведет ли это к угрозе гидробионтам?
При рН = 6,7 концентрация Н+ в воде составляет 1*10-6,7 г/л = 0,00019 мг/л.
Объем озера = 12 * 3 = 36 м3
рН воды озера снизится до 5,0 приизменении Н+ в 1,7 раз.
Снижение рН озера до 5,0 приведет кугрозе гибели гидробионтов. При рН = 6,0 погибают улитки, моллюски иракообразные, при рН = 5,6 – гибнуть некоторые рыбы, восприимчивые к кислотномузагрязнению насекомые, фито- и зоопланктоны.Упражнение 9
В печати сообщается, что река Обь дажена расстоянии десятков километров вниз по течению от г. Новосибирска загрязнена.В частности, указывается, что содержание меди в обской воде достигает 3 ПДК, анефтепродуктов — 6 ПДК.
О каких видах ПДК этих веществ идетречь: для водных объектов хозяйственно-питьевой категории водопользования иливодных объектов рыбохозяйственного значения? Для ответа на вопрос рассчитайте,какое количество меди и нефтепродуктов должно ежесуточно сбрасываться в р. Обьпредприятиями г. Новосибирска в каждом из указанных вариантов. Оценитереальность этих событий.
Средний расход воды в р. Обь составляет5000 м3/с. Условно принимаем, что коэффициент полноты смешения сточных вод,сбрасываемых новосибирскими предприятиями в р. Обь, с речной водой равен вконтролируемом створе реки 0,7.
Речь идет о видах ПДК для водныхобъектов рыбохозяйственной категории водопользования, так как
Медь — 5000 * 0,7 / 3 = 0,016
Нефтепродукты – 5000 * 0,7 / 6 = 0,058
Для обеспечения высокой степени очисткисточных вод одной биохимической очистки производственных сточных воднедостаточно, поэтому применяют физико-химические методы, с использованиемкоагуляции и флотации. Реагентный способ очистки достаточно эффективен и прост.Этот способ применяют практически при неограниченных объемах сточных вод.
Совместное использование коагулянтов ифлокулянтов позволяет еще более расширить использование этих реагентов дляочистки сточных вод. Большие резервы интенсификации метода коагуляции ифлокуляции связаны как с более глубоким исследованием механизмов явлений,сопровождающих эти процессы, так и с более эффективным использованием различныхфизических воздействий.
Для технологии очистки воды иобезвреживания осадков большое значение имеет рациональное использованиереагентов, так как годовой расход только флокулянтов составляет сотни тонн.Определение оптимальной дозы реагентов представляет собой весьма сложнуюзадачу, так как в практике очистки воды возможно одновременное изменение рядафакторов, например состава и количества примесей.Упражнение 18
Цезий-137 обладает большим химическимсродством с калием и поэтому способен активно замещать его в мышечной тканиорганизмов.
Примем, что в теле сотрудника АЭСнакопилось 0,015мк/г этого радионуклида. Требуется рассчитать годовуюэквивалентную поглощенную дозу излучения в зивертах, обусловленную внутреннимоблучением этого сотрудника, и сравнить ее с предельно допустимой дозой,составляющей для персонала АЭС 0,05 Зв/год.
Данные для расчета: Сз-137-β-излучатель, Ер = 0,52 МэВ, при каждом распаде ядра цезия помимоβ-частиц выделяется у-квант с энергией Еу = 0,66 МэВ, облучениюподвергается все тело сотрудника массой 70 кг.
Эквивалентная поглощенная доза радиациирассчитывается по формуле:
Дэкв = Квзв * dЕ / dm,
где dЕ – энергия, Дж, переданнаяионизирующим излучением определенного вида веществу, находящемуся в элементарномобъеме,
dm – масса вещества, кг, в этомэлементарном объеме,
Квзв – взвешивающий коэффициент (дляβ – излучений = 1)
Эквивалентная поглощенная доза радиациидля сотрудников:
Дэкв = Мэкв * t = 10 Р/ч * 1500 / 106= 0,15 Р = 1,5 мЗв/годЗадача
В 2001 г. котельная станция выработалазаданное количество тепла. Топливо — мазут. При его сжигании в атмосферувыбрасываются сажа, оксид углерода, диоксид азота, пентаоксид ванадия и диоксидсеры. Газоочистка в котельной отсутствует.
В 2002 г. котельная работала весь годна более дешевом, но менее качественном с экологической точки зрения мазуте.Тепла при этом было выработано столько же, как и в 2001 г.
Известны:
I. Параметры работы котельной в 2001 и2002 гг. (таблица):
W — тепловая производительностькотельной, тыс. Гкал/год;
Q у.т- теплотворная способность условного топлива, принимаемая равной 7000 ккал/кг;
Qм- теплотворная способность использовавшегося в котельной мазута, ккал/кг;
рs- содержание серы в мазуте, %;
ру- содержание ванадия в мазуте, %,
Цм- цена мазута, руб./т;
g у.т- удельный расход условного топлива на производство 1 Гкал тепла в тоннах.Вариант W g у.т Qм рs ру Цм 2001 2002 2001 2002 2001 2002 2001 2002 б 180 0,17 9200 8400 0,15 2,26 0,001 0,007 1500 1380
II. Удельные выбросы в атмосферу (g1) сажи, оксида углерода (СО) и диоксида азота(NО2), равные соответственно 0,2, 14,0 и2,0 кг/т сжигаемого мазута.
Все количество серы и ванадия переходитв газовую фазу при сжигании мазута в виде оксидов по уравнениям
S + O2→ SO2
4V + 5O2 → 2V2O5
Атомные массы кислорода, серы и ванадияравны соответственно 16, 32 и 51 атомным единицам. Следовательно, всоответствии со стехиометрическими балансами уравнений в атмосферный воздухпоступает диоксида серы в два, а пентаксида ванадия в 1,78 раза большесодержания соответственно серы и ванадия в мазуте.
III.Установленные для котельной нормативы выбросов вредных веществ в атмосферу, покоторым:
а) валовые годовые выбросы всех вредныхвеществ относились в 2001 г. к предельно допустимым (Мпдв);
б) на 2002 г. разрешение на выбросы некорректировалось, то есть действующими остались нормативы Мпдв 2001 г. по каждому вредному веществу.
Требуется:
1. Рассчитать раздельно для каждогогода работы котельной:
- индивидуальные валовые выбросы (Мвал)вредных веществ в атмосферу и их сумму в целом (Мобщ),т/год;
- коэффициент опасности предприятия (КОП) по воздействию наатмосферу путем предварительного определения коэффициентов опасности каждоговещества (КОВ), выбрасываемого котельной в атмосферный воздух;
- сумму платы котельной за выбросы вредных веществ (Σпi), руб./год, принимая во внимание то, что посуществующему законодательству доля выбросов каждого из конкретных вредныхвеществ сверх установленного для них норматива относится к категориисверхлимитных.
2. Дать экологическую — для населенногопункта — и экономическую — для предприятия — оценку последствий использованиякотельной менее качественного мазута в 2002 г. с приведением сводной таблицыосновных сопоставительных результатов расчетов.
Значение Мвал = рассчитывается по формуле: Мвал= g1 * Рнат
Рнат= W * g у.т *Q у.т / Qнат
2001г. — Рнат = W * g у.т * Q у.т / Q нат = 180 * 0,17 * 7000 * 9200 = 197064*105
2002г. — Рнат = W * g у.т * Q у.т / Q нат = 180 * 0,17 * 7000 * 8400 = 179928 * 104
2001г. –(диоксид серы) Мвал = 0,64 * 197064*105 = 1261т/год
2001г. –(пентаксида ванадия) Мвал = 90,78 * 197064*105 = 1788 т/год
2002г. –(диоксид серы) Мвал = 0,64 * 179928* 104 = 1151т/год
2002г. –(пентаксида ванадия) Мвал = 90,78 * 179928 * 104 = 1633 т/год
2001г. –Мобщ = 1261 + 1788 = 3049 т/год
2002г. –Мобщ =1151 + 1633 = 2784 т/год
2001 г.- Пi (сера) = Нi (Мпдв + 5Мвсв + 25М св.лим) * К1 * К2 = 0,33 * 7566 * 100 * 1,2 = 299613,6 руб./год
2002 г.- Пi (сера) = Нi (Мпдв + 5Мвсв + 25М св.лим) * К1 * К2 = 0,33 * 6906 * 100 * 1,2 = 273477,6 руб./год
2001 г.- Пi (ванадий) = Нi (Мпдв + 5Мвсв + 25М св.лим) * К1 * К2 = 0,33 * 10728 * 100 * 1,2 = 424828,8 руб./год
2002 г.- Пi (ванадий) = Нi (Мпдв + 5Мвсв + 25М св.лим) * К1 * К2 = 0,33 * 9798 * 100 * 1,2 = 388000,8 руб./год
Учитываяполученные данные, можно сказать, что для предприятия экономичнее использоватьмазут более низкого качества, но со стороны экологии, можно сказать, чтоиспользование мазута более низкого качества хуже влияет на населенный пункт.
/>Список литературы
1. АкимоваТ.А., Хаскин В.В.Экология: Учебник для вузов. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.
2. Бажин Н.М. Кислотные дожди. // СОЖ. – 2001. — №7.
3. Коробкин В. И., Передельский Л. В.Экология. — Ростов-на-Дону:Феникс, 2003.
4. Охрана окружающей среды. / Под ред. Брылова С.А., Грабчак Л.Г., КомащенкоВ.И. – М.: Высшая школа, 1999
5. Петров К.М.Общая экология: Взаимодействие общества и природы. — СПб:Химия, 1998.