Живые организмы, принадлежащие как флоре, так и фауне, имеют свойство объединяться в разноуровневые организации, а именно: популяции, сообщества и экосистемы.

Поясним значения этих терминов.

Популяция   (от. лат. populus – народ, население) – это исторически сложившаяся совокупность особей одного вида, более или менее длительно время занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений. Популяция является объектом изучения одновременно экологии и биологии.

Биологический вид обычно представлен множеством популяций, находящихся в той или иной форме изоляции, которая ограничивает или нарушает свободное скрещивание особей (панмиксия). Популяция занимает ту часть ареала, в которой отсутствуют изоляционные барьеры, препятствующие панмиксии. В результате естественного отбора, происходившего на протяжении тысяч поколений, каждая популяция приспосабливалась (адаптировалась) к среде своего обитания со свойственной ей совокупностью природных условий.

Совокупность живых организмов биотического компонента называется сообществом. Исследование экосистем включает, в частности, выяснение и описание тесных взаимосвязей, существующих между сообществом и абиотическим компонентом.

Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:

1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;

2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических.

13. Условия выброса загрязнений в атмосферу. ПДК, ПДВ и их значения

В воздухе, которым мы дышим, находится огромное количество вредных веществ: частицы сажи, асбеста, свинца, пыли, взвешенные жидкие капли углеводородов и серной кислоты, а также оксиды углерода, оксиды азота, оксиды серы и т.д. Все эти загрязняющие вещества, находящиеся в воздухе, оказывают токсическое воздействие на организм человека: затрудняется дыхание, развиваются сердечно-сосудистые заболевания и т.д. В результате воздействия некоторых содержащихся в воздухе веществ подвергаются коррозии различные строительные материалы, в том числе известняк и металлы. Может изменяться и облик местности, поскольку растения очень чувствительны к загрязнению воздуха.

Условия выброса загрязнений в атмосферу создаются, в основном, антропогенным влиянием, а именно: выбросы промышленности, автомобильные выхлопные газы, катастрофы антропогенного и техногенного характера.

В процессах производства целлюлозы, бумаги, продуктов лесохимии, деревообработки и многих других от источников загрязнений в окружающий воздух в той или иной мере поступают различные газы, пары, частицы твердых и жидких веществ, которые неблагоприятно влияют на живые организмы и растения.

Во избежание токсического и других неблагоприятных воздействий вредных веществ на организм человека допустимое их содержание в воздухе нормируется.

На содержание вредных веществ в воздухе установлены два вида ПДК: в воздухе рабочей зоны и в атмосферном воздухе населенных пунктов.

Однако, уровень загрязнения воздуха зависит не только от концентрации вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, но и от выбрасываемого в единицу времени объема газовоздушной смеси, в которой содержится вредное вещество. При контроле за выбросами нужно определять фактическое количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени.

 Предельно допустимые выбросы (ПДВ) вредных веществ в атмосферу устанавливают для контроля за выбросами вредных веществ в атмосферу непосредственно на их источниках. Норма ПДВ представляет собой количество вредного вещества, которое не разрешается превышать при выбросе в атмосферу в единицу времени.

Предельно допустимой концентрацией (ПДК) называется такая концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 ч. на протяжении всего рабочего стажа не может вызвать у работающих заболеваний или отклонения в состоянии здоровья.

ПДК устанавливается в мг/м³  на основе исследований и утверждается Минздравом РФ (ГОСТ 12.1.005). Например, ПДК и класс опасности некоторых веществ:

-       аммиак - 20 мг/м³ и 4 класс;

-       ацетон - 200 мг/м³ и 4 класс;

-       ртуть - 0,01 мг/м³ и 1 класс;

-       хлор - 0,1 мг/м³ и 1 класс.

В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.02 для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ (ПДВ) - это объем загрязнения в выбросах в мг/м³, который на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия и вредные последствия на окружающую среду. СНиП 2.04.05 регламентирует содержание пыли в выбросах вентиляционного воздуха промышленных предприятий. Нормирование содержания CO в отработанных газах двигателей внутреннего сгорания ведется согласно ГОСТ 17.2.2.03.

22. Принципы проектирования бессточных и замкнутых систем водоснабжения

Вода на промышленных предприятиях необходима на хозяйственно- питьевые нужды, на пожаротушение, а также для проведения технологических процессов. Количество и качество технической воды, необходимое каждому предприятию, определяется масштабом и характером его технологических процессов.В свою очередь, эффективность работы любого промышленного предприятия во многом зависит от организации снабжения его водой требуемых параметров.

Для обеспечения надежного и качественного снабжения предприятий водой на каждом из них создается специальная система водоснабжения.

 Требования к качеству воды хозяйственно-питьевого назначения и воды, идущей на технические цели (технической воды) различны. Поэтому на большинстве промышленных предприятий сооружают отдельную объединенную систему хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения и отдельную систему технического водоснабжения.[1]

Замкнутые системы водопользования (ЗСВ) промышленных предприятий начались в отечественной практике с создания таковой на Верх-Исетском металлургическом заводе (г.Екатеринбург). в 1973 г. Более того, и в перспективе средств для создания разработанных крупногабаритных ЗСВ нет и не предвидится. Однако и сегодня основным путем развития водного хозяйства промышленных предприятий является создание замкнутых бессточных и безотходных систем. Только создавая ЗСВ, можно существенно уменьшить потребление свежей воды и резко сократить сброс загрязнений в водоемы. Для успешного функционирования ЗСВ необходимо совершенствование основной технологии и создание нормально действующей системы очистки и повторного использования воды и переработки всех образующихся отходов. В замкнутых системах доля оборотного водоснабжения должна быть доведена до предельной величины (93-97%).

Все это осуществляется на так называемых хвостовых установках, наличие которых и позволяет сделать систему замкнутой. К ним относятся установки переработки и утилизации концентрированных отработанных технологических растворов, обезвоживания и сушки осадков, стабилизационные, биоинженерные, деминерализационные и сжигания. Наличие таких установок усложняет и удорожает систему, которая по существу представляет химико-технологический комплекс (цех) по производству чистой воды. Кроме дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат, необходимо новое высокопроизводительное оборудование (механического обезвоживания, обессоливания и др.), ЭВМ, приборы КИП и А, высококвалифицированный обслуживающий персонал. В этом случае цех водоснабжения становится из второстепенного основным.

Пока трудноразрешимый вопрос - переработка уже накопленных осадков. Вероятно, начинать можно с рекультивации накопителей (свалок). И еще: практически всегда стоит проблема доочистки сбрасываемых в водоем стоков, особенно если на предприятии существует промливневая система канализования. Она может быть успешно решена с применением новых высокоэффективных реагентов и сооружений. Отметим, что все описанные решения реализованы на многих промышленных предприятиях Урала.

Однако наиболее "трудный" вид хвостовых установок - это деминерализационные (выпарные) для обработки засоленных стоков. Сегодня разработаны и выпускаются новые горизонтальнотрубные пленочные испарители (ГТПИ) производительностью от 0.1 до 700 м3/ч. Создание выпарных установок на основе современных горизонтальнотрубных пленочных испарителей позволяет по иному подойти к вопросу переработки стоков. Такие достоинства ГТПИ как компактность, малая инерционность и возможность создания экономически эффективных аппаратов малой и средней производительности позволяют создавать локальные установки для упарки отработанных технологических стоков по месту их образования. Учитывая вышеназванные положительные стороны ГТПИ, они могут служить основой создания разнообразных (в том числе и малых !) ЗСВ на любых промышленных предприятиях.

Задача 4

Рассчитать озонаторную установку для дезинфекции сточных вод, прошедших доочистку с территории, прилегающей к железнодорожной станции и железнодорожному поселку.

Решение:

Общий коэффициент неравномерности К = 1,59.

Озонаторы типа ОП-315 с номинальной производительностью по озону О = 3,8 кг/ч.