содержание
Задача
№ 1.......................................................................................................... 3
Условие............................................................................................................. 3
Решение............................................................................................................ 3
Задача № 2.......................................................................................................... 7
Условие............................................................................................................. 7
Решение............................................................................................................ 7
Задача № 3........................................................................................................ 11
Условие........................................................................................................... 11
Решение.......................................................................................................... 11
Задача № 4........................................................................................................ 12
Условие........................................................................................................... 12
Решение.......................................................................................................... 12
Задача № 5........................................................................................................ 16
Условие........................................................................................................... 16
Решение.......................................................................................................... 16
Литература........................................................................................................ 19
Задача № 1
Условие
Определить,
в каком из районов города более благоприятные условия для проживания в
зависимости от уровня загрязненности атмосферы вредными веществами (табл. 1).
Таблица 1
Вещество
|
Среднегодовая
концентрация веществ в атмосферном воздухе районов города, мг/м3
|
Центральный
|
Заречный
|
Дальний
|
|
Пыль
|
0,1
|
0,3
|
0,2
|
|
Диоксид
азота (NO2)
|
0,05
|
0,04
|
0,07
|
|
Оксид
углерода (СО2)
|
2,0
|
1,0
|
1,0
|
Назвать
потенциальные источники и последствия загрязнения атмосферы этими веществами.
Какие методы и средства позволяют уменьшить загрязнение атмосферы выбросами?
Решение
Для
оценки состояния атмосферы используем индекс загрязненности атмосферы (ИЗА),
который определяется по формуле:
где Сi – среднегодовая
концентрация i-го вещества в
атмосферном воздухе, мг/м3; n
– количество загрязняющих веществ; ПДКi
– значение предельно допустимой среднесуточной концентрации i-го вещества в атмосферном воздухе,
мг/м3.
ИЗАЦентральный район =
С(пыль)/ПДКс.с.(пыль) + С(NO2)/ПДКс.с.(NO2)
+ С(СО2) / ПДКс.с.(СО2) = 0,1мг/м3 /
0,15мг/м3 + 0,05мг/м3 / 0,04мг/м3 + 2,0мг/м3
/ 3,0мг/м3 = 2,59.
ИЗАЗаречный район =
С(пыль)/ПДКс.с.(пыль) + С(NO2)/ПДКс.с.(NO2)
+ С(СО2) / ПДКс.с.(СО2) = 0,3мг/м3
/ 0,15мг/м3 + 0,04мг/м3 / 0,04мг/м3 + 1,0мг/м3
/ 3,0мг/м3 = = 3,33.
ИЗАДальний район =
С(пыль)/ПДКс.с.(пыль) + С(NO2)/ПДКс.с.(NO2)
+ С(СО2) / ПДКс.с.(СО2) = 0,2мг/м3
/ 0,15мг/м3 + 0,07мг/м3 / 0,04мг/м3 + 1,0мг/м3
/ 3,0мг/м3 = = 3,41.
ИЗАЦентральный
район < ИЗАЗаречный
район < ИЗАДальний
район.
Ответ:
более благоприятные условия для проживания в зависимости от уровня
загрязнения атмосферы вредными веществами в Центральном районе города.
Потенциальными источниками загрязнения атмосферы пылью, диоксидами азота и
углерода являются [1-3]: автомобильный транспорт (на долю которого приходится
около 89 % всех выбросов, поступающих в атмосферу), а также предприятия
энергетической промышленности (ТЭЦ), металлургии, химической, нефтехимической и
целлюлозо-бумажной промышленности.
Среди последствий загрязнения атмосферы пылью, диоксидами азота и
углерода можно выделить следующие [3, 5]. Увеличение в атмосфере СО2
и NO2 приводит к проявлению так называемого парникового эффекта.
Диоксид углерода не поглощает видимую и ближнюю УФ-области солнечного излучения,
падающего на Землю. С другой стороны, длины волн излучения, испускаемого Землей
(действующей как черное тело) значительно больше и соответствуют ИК-области
спектра. Некоторая часть этого ИК-излучения поглощается СО2 в
атмосфере, т.е. наблюдается эффект, аналогичный происходящему в обычной
теплице, где тепловое излучение задерживается стеклом и пленкой. Перспектива
быстрого повышения температуры даже на несколько градусов вызывает у ученых
беспокойство, поскольку никто не может точно предсказать, какое влияние оно
окажет на окружающую среду, например, на выпадение осадков или на уровень
Мирового океана. Предполагается, что перечисленные изменения будут происходить
очень быстро, что вызовет определенные затруднения в адаптации как отдельных
организмов (в том числе и человека), так и целых экосистем.
Атмосферный NO2,
растворяясь в воде, образует азотную кислоту, которая выпадает на поверхность
Земли вместе с дождем, туманом, снегом и пылью. Попадая в озера, кислотные
осадки нередко вызывают гибель обитателей рек и озер. При подкислении почвы
происходит растворение многих труднодоступных в естественных условиях соединений
алюминия, цинка, марганца и др., что губительно сказывается на состоянии
растений. При прямом (непосредственном) контакте кислотных осадков с листовой
поверхностью возникают хлорозы и некрозы. Все вышеуказанное ведет к гибели
лесов.
Кислотные
осадки ускоряют коррозию металлов и разрушения зданий.
В
результате сложных химических реакций смеси газов (в том числе и NO2),
протекающих в нижних слоях атмосферы под действием солнечного света, образуется
ядовитый туман – “смог”. Его возникновению способствуют определенные
метеорологические условия, а также высокое содержание пыли.
Оксиды
азота могут катализировать разрушение озонового слоя, являющегося защитным
экраном от ультрафиолетового излучения.
Пыль,
диоксиды азота и углерода оказывают губительное воздействие на здоровье
человека [4]. Загрязнение атмосферы пылью ведет к уменьшению вентиляционной
способности и емкости легких, повреждению слизистых оболочек глаз и верхних
дыхательных путей. Высокие концентрации углекислого газа способствуют
увеличению респираторных заболеваний и общей заболеваемости детей. NO2 обладает
выраженным общетоксичным и раздражающим действием. При контакте диоксида азота
с влажной поверхностью легких происходит образование азотной и азотистой
кислот, которые поражают альвеольную ткань, что приводит к отеку легких. С
другой стороны – в организме может происходить образование солей этих кислот –
нитратов и нитритов, которые вызывают значительные изменения в составе крови,
тем самым оказывая влияние на сердечно-сосудистую систему. Кроме того,
повышенное содержание нитратов в организме повышает частоту инфекционных
заболеваний, болезней кожи и подкожной клетчатки, лор-органов, ослабляет иммунитет.
Из
всего вышеизложенного очевидно, какое большое значение имеют методы и средства, позволяющие уменьшить
загрязнение атмосферы вредными выбросами. Эффективный путь снижения вредных
выбросов в атмосферу – внедрение безотходных и малоотходных производств и
технологических процессов, повышение эффективности действующих установок
очистки воздуха, внедрение замкнутых воздушных циклов с частичной рециркуляцией
воздуха [3]. Промышленные агрегаты, особенно вновь вводимые, должны быть оборудованы
пыле- и газоулавливающими средствами. Применяемое в этих целях оборудование
разделяют на 4 группы: сухие и мокрые пылеуловители, тканевые (матерчатые)
фильтры и электрофильтры. Выбор того или иного типа оборудования зависит от
вида пыли, ее физико-химических свойств, дисперсного состава и общего
содержания в воздухе. От характера протекания физико-химических процессов
методы очистки промышленных отходов делят на следующие группы: промывка
выбросов растворителями примеси (метод абсорбции); промывка выбросов растворами
реагентов, связывающих примеси химически (метод хемосорбции); поглощение
газообразных примесей твердыми активными веществами (метод адсорбции);
поглощение примесей с применением катализаторов. Более эффективно применять
полностью или частично замкнутые воздушные циклы. Загрязнение атмосферы
выбросами автотранспорта заставляет искать альтернативу автомобилю с двигателем
внутреннего сгорания. Многообещающим является электромобиль на аккумуляторах.
Кроме того, важным является развитие общественного транспорта посредством
метрополитена, скоростных железных дорог, транспортных средств на магнитной
подушке и т.д.
В
улучшении атмосферного воздуха немаловажное значение имеют архитектурные и
планировочные мероприятия. Структура планировки должна способствовать улучшению
микроклимата и защите воздушного бассейна. Необходимо учитывать расположение
основных источников загрязнения окружающей среды (промышленные объекты,
автомобильные дороги, аэропорты, ТЭЦ и др.). Территория городов должна быть
обязательно озеленена.
В
целом защита атмосферного воздуха от загрязнений должна носить не только
региональный, но и в первую очередь глобальный масштаб, поскольку воздух не
знает границ и находится в вечном движении.
задача № 2
Условие
Сделать
оценку качества поверхностного источника питьевого водоснабжения населенного
пункта по степени опасности загрязнения химическими веществами. Содержание
мышьяка (As) равно 0,10 мг/л, фенола – 0,002 мг/л, бериллия (Ве) – 0,0006 мг/л.
Привести наиболее
распространенные причины загрязнения подземных и поверхностных вод, а также
методы снижения этого загрязнения.
Решение
Переводим
содержание вредных веществ в единицы ПДК, для чего фактическую концентрацию (С)
делим на величину ПДК.
С(As)/ПДК(As) = 0,10мг/л / 0,005мг/л = 2;
С(фенол)/ПДК(фенол) = 0,002мг/л / 0,001мг/л = 2;
С(Ве)/ПДК(Ве) = 0,0006мг/л / 0,0002мг/л = 3.
Степень
опасности загрязнения водоисточника питьевого назначения оцениваем по данным,
приведенным в таблице 2.
Таблица 2
Критерии санитарно-гигиенической оценки
опасности загрязнения
питьевой воды и источников питьевого
водоснабжения
химическими веществами
|
Показатели
|
Параметры
|
|
Экологическое
бедствие
|
Чрезвычайная
экологическая ситуация
|
Относительно
удовлетворительная ситуация
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Основные
показатели
|
|
Содержание токсичных
веществ I класса (чрезвычайно опасные вещества): Ве, Нg, бенз(а)пирен, дихлорэтилен,
в ед. ПДК
|
3
|
2-3
|
£
1
|
|
Продолжение таблицы
2
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Содержание токсичны
веществ II класса опасности (высоко опасные вещества): Al, Ba, B, Cd, As,
Se, нитриты, в ед. ПДК
|
10
|
5-10
|
£
1
|
|
Дополнительные
показатели
|
|
Содержание токсичных
веществ III и IV классов опасности (опасные и умеренно опасные вещества): NH3+,
нитраты, фенолы, нефтепродукты, фосфаты, в ед. ПДК
|
15
|
10-15
|
£
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопоставив
результаты расчетов с данными таблицы можно сделать вывод, что уровень
загрязнения исследуемых вод оценивается как чрезвычайная экологическая
ситуация, поскольку содержание Ве равно 3 ПДК. В рассматриваемом нами случае
заключение может быть сделано на основании одного критерия, т.к. Ве относится к
классу чрезвычайно опасных веществ.
Ответ:
качество поверхностного источника питьевого водоснабжения населенного пункта по
степени опасности загрязнения химическими веществами оценивается как
чрезвычайная экологическая ситуация.
Наиболее
распространенными причинами загрязнения
поверхностных и подземных вод являются [1-3]: отсутствие высокоэффективных
систем очистки промышленных и коммунальных канализационных стоков, смыв с полей
части почвы, содержащей агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки
животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками
аэрогенных загрязнений.
Снижение
загрязнения вод можно добиться посредством использования высокоэффективных
систем очистки; создания безотходных технологических процессов, оборудования
судов нефтеловушками и др. приспособлениями для сбора нефти с загрязненных вод.
Основные способы улучшения качества воды для
хозяйственно-питьевых целей [3, 5] – осветление (удаление взвешанных частиц с
помощью отстаивания воды в отстойниках или гидроциклонах; пропускания воды
через слой ранее образованного взвешанного осадка; фильтрования воды через слой
зернистого или порошкообразного фильтрующего материала в фильтрах; фильтрования
через ткани и сетки), обесцвечивание (устранение или обесцвечивание различных
окрашенных коллоидов или истинно растворенных веществ с помощью коагуляции,
используя различные окислители (хлор, перманганат калия, озон) и сорбенты
(активный уголь)) и обеззараживание (уничтожение содержащихся в ней
болезнетворных вирусов и бактерий посредством хлорирования, бактерицидного
облучения, озонирования и др.). Используют и специальные способы обработки как
хозяйственно-питьевой, так и производственной воды, такие как дезодорация –
удаление привкусов и запахов, обезжелезивание (при высоком содержании в воде
железа), обесфторивание (при высоком содержании в воде фтора).
Сочетание
необходимых технологических процессов и сооружений составляет технологическую
схему улучшения качества воды. Общая схема как питьевого, так и технического
водопроводов примерно одинакова, отличаются они лишь тщательностью очистки до и
после использования воды.
Сточные воды очищают механическим,
физико-химическим, биологическим и др. методами [1-3, 5]. Для ликвидации
бактериального загрязнения применяется обеззараживание или дезинфекция сточных
вод. Сущность механического метода заключается в том, что из сточных вод путем
отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. В зависимости от
размеров грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами различных конструкций,
а поверхностные загрязнения – нефтеловушками, маслоуловителями,
смолоуловителями и т.д. Для разделения суспензий, реже эмульсий, в поле центробежной
силы используют гидроциклоны. Физико-механическая очистка состоит в добавлении
к сточным водам химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими
веществами и способствующих выпадению нерастворимых и частично растворимых
веществ. В качестве адсорбентов применяют естественные (глина, торф) и
искуственные материалы (активированные угли). Из физико-химических методов
широко применяется очистка воды от загрязнителей хлорированием. Загрязненные
сточные воды очищают также химическим (нейтрализатор, озонатор),
электрохимическим (электрофлотатор), электролитическим (пропускание
электрического тока через загрязненные воды) методами, с помощью ультразвука,
озона, ионообменных смол и высокого давления. Метод биологической очистки
заключается в минерализации органических загрязнителей сточных вод при помощи
аэробных биохимических процессов. Для этого используются биофильтры (сточные
воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной
пленкой, благодаря которой интенсивно протекают процессы биохимического окисления),
аэротенки (больших размеров железобетонные резервуары, , через которые медленно
протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом,
состоящим из бактерий и др. микроорганизмов) и биологические пруды (неглубокие
земляные резервуары, обычно 0,5-1 м, в которых протекают те же процессы, что и
при самоочищении водоемов. Поля фильтрации предназначены для биологической
доочистки сточных вод. На полях орошения одновременно с очисткой вод
производится выращивание кормовых сельскохозяйственных культур или трав.
При очистке
сточных вод ограничиваются выделением вредных примесей или проводят
рециркуляцию – возвращение в производство полезных веществ, которые затем вновь
используются в производстве. В сельском хозяйстве очищенные сточные воды
животноводческих комплексов используют на земледельческих полях орошения.
Оборотное водоснабжение является существенным резервом экономного использования
воды и сохранения водоемов в чистоте.
Выбор схемы
очистки в конкретных условиях определяется показателями очищаемых вод,
возможностью утилизации примесей и повторного использования очищенной воды для
нужд производства.
Отдельные виды промышленных сточных
вод нуждаются в захоронении.
задача № 3
Условие
Напряженность
электромагнитного поля (ЭМП) в жилом квартале возле радиостанции 1 составляет 5
В/м. В ближайшее время возле радиостанции 1 планируется строительство
радиостанции 2, расчетная напряженность ЭМП которой в жилом квартале составляет
10 В/м. Оценить, как измениться уровень ЭМП в жилом квартале в результате этого
строительства.
Как
определяется санитарно-защитная зона? К каким последствиям приводит длительное
воздействие ЭМП радиочастотного диапазона на организм человека? Какие
существуют методы защиты от ЭМП?
Решение
При
одновременном воздействии нескольких источников суммарное значение параметров
ЭМП определяем по формуле:
Е2 = Е12 +
Е22 + … + Еn2,
где Е12,
Е22,…, Еn2– напряженности
электрического поля, создаваемые каждым передатчиком в контролируемой точке,
В/м.
Е2 =
(5В/м)2 + (10В/м)2 = 125 В2/м2,
Е =Ö125В2/м2
= 11,18 В/м.
Для оценки
последствий строительства радиостанции 2 сравниваем полученное рассчетное
значение уровня ЭМП Е с предельно
допустимым уровнем (ПДУ), равным 10 В/м.
11,18 > 10.
Ответ:
уровень электромагнитных полей в жилом квартале в результате строительства
радиостанции 2 будет превышать предельно допустимый уровень.
При определении санитарно-защитной зоны учитывается
класс промышленного предприятия, зависящий от вредности выбрасываемых в атмосферу
веществ и степени их очистки в ходе технологического процесса [3]. Для
предприятий первого класса устанавливается санитарно-защитная зона шириной 1000
м, второго – 500, третьего – 300, четвертого –100 и пятого – 50 м. В зоне
допускается расположение пожарных депо, бань, прачечных, гаражей, складов,
административно-служебных зданий, торговых помещений и т.д., за исключением
жилых домов. Территория санитарно-защитных зон обязательно должна быть
озеленена.
Электромагнитные излучения оказывают влияние
на нервную и эндокринную системы, репродуктивную функцию, сердечно-сосудистую
систему и обмен веществ человека [4]. Наиболее высока чувствительность
организма к многократным воздействиям.
К методам защиты от
электромагнитного излучения можно отнести архитектурные и планировочные
мероприятия, учитывающие расположения линий электро-передач [3].
задача № 4
Условие
Озеро
используется как рыбохозяйственный водоем. На берегу озера площадью 5 км2
и средней глубиной 2 м предполагается расположить промышленное предприятие,
использующее воду озера для технических нужд и затем сбрасывающие загрязненную
воду в озеро. Объем сброса сточной воды Vсб
составляет 30 л/сек, фактическое содержание мышьяка W(As) – 0,04 мг/л, кадмия W(Cd)
– 0,03 мг/л, свинца W(Pb) – 0,42
мг/л. Рассчитать, каким будет загрязнение озера через 1 месяц и 1 год.
Дать
характеристику экосистемы озера. Сделать выводы о промышленном загрязнении
водоема и дать рекомендации по сохранению озера.
Решение
Вычисляем
объем сточной воды, поступающей в озеро за 1 месяц и 1 год. Для этого
определяем объем воды в озере по формуле:
V = S×h,
где S – площадь,
в дм2; h – глубина, в дм.
Если принять во внимание, что 5
км2 = 5×108
дм2, а 2 м = 20 дм, то
V = 5×108
дм2 ×
20 дм = 1010дм3 = 1010л.
Определяем объем воды,
поступающей за 1 месяц:
Vст.вод за 1
мес. = Vсб×tмес.,
tмес
= 86400 сек,
Vст.вод за 1
мес. = 30 л/сек×86400 сек = 77,76×106 л.
Определяем объем воды,
поступающей за 1 год:
Vст.вод за 1
год = Vсб×tгод,
tгод
= 1036800 сек,
Vст.вод за 1
год = 30 л/сек×1036800 сек = 933,12×106 л.
Определяем
количество вредных веществ, поступающих в озеро со сточной водой (Кв.в.) за 1 месяц и 1 год:
Кв.в. = W×Vст,
где W –
фактическое содержание вещества в сточной воде, мг/л; Vст – объем сточных вод, л.
К(As)за 1 мес. = W(As)×Vст.вод
за 1 мес. = 0,04мг/л × 77,76×106 л = 311,04×104мг,
К(As)за 1 год = W(As)×Vст.вод
за 1 год = 0,04мг/л×933,12×106 л = 3732,48×104мг,
К(Cd)за 1 мес. = W(Cd)×Vст.вод
за 1 мес. = 0,03мг/л × 77,76×106 л = 233,28×104мг,
К(Cd)за 1 год = W(Cd)×Vст.вод
за 1 год = 0,03мг/л×933,12×106 л = 2799,36×104мг,
К(Pb)за 1 мес. = W(Pb)×Vст.вод
за 1 мес. = 0,42мг/л × 77,76×106 л = 3265,92×104мг,
К(Pb)за 1 год = W(Pb)×Vст.вод
за 1 год = 0,42мг/л×933,12×106 л = 39191,04×104мг.
Определяем
фактическое загрязнение воды в озере каждым веществом за 1 месяц и 1 год:
Сi = Кв.в.i/V,
Кв.в.i
– количество i-го вещества, мг; V –- объем воды в озере, л.
С(As)за 1 мес. = К(As)за
1 мес./V = 311,04×104мг/1010л
= 0,311×10-3мг/л,
С(As)за 1 год = К(As)за
1 год/V = 3732,48×104мг/1010л
= 0,373×10-2мг/л,
С(Cd)за 1 мес. = К(Cd)за
1 мес./V = 233,28×104мг/1010л
= 0,233×10-3мг/л,
С(Cd)за 1 год = К(Cd)за
1 год/V = 2799,36×104мг/1010л
= 0,280×10-2мг/л,
С(Pb)за 1 мес. = К(Pb)за
1 мес./V = 3265,92×104мг/1010л
= 0,327×10-2мг/л,
С(Pb)за 1 год = К(Pb)за
1 год/V = 39191,04×104мг/1010л
= 3,919×10-2мг/л,
Определяем общее загрязнение
озера за 1 месяц и 1 год, используя формулу:
n
Собщ = å (Сi/ПДКi),
i=1
где Сi
– фактическое загрязнение воды i-м
веществом;
ПДКi
– предельно допустимая концентрация этого вещества;
n – количество
вредных веществ.
Собщ. за 1 мес.
= С(As)за 1 мес. / ПДК(As)
+ С(Cd)за 1 мес. / ПДК(Cd)
+ С(Pb)за 1 мес. / ПДК(Pb)
= = 0,311×10-3мг/л
/ 0,05мг/л + 0,233×10-3мг/л
/ 0,005мг/л+0,327×10-2мг/л
/ 0,1мг/л = 0,086.
Безразмерная
суммарная концентрация Собщ
не должна превышать 1.
0,086 < 1.
Собщ. за 1 год
= С(As)за 1 год / ПДК(As)
+ С(Cd)за 1 год / ПДК(Cd)
+ С(Pb)за 1 год / ПДК(Pb)
= 0,373×10-2мг/л
/ 0,05мг/л + 0,280×10-2мг/л
/ 0,005мг/л+3,919×10-2мг/л
/ 0,1мг/л = 1,027.
1,027 > 1.
Ответ:
через 1 месяц загрязнение озера не будет превышать предельно допустимого
уровня, через 1 год загрязнение озера будет незначительно превышать допустимый
уровень.
Экосистема озера, как и любая
экосистема, представляет собой сообщество живых существ и его среды обитания,
объединенное в единое функциональное целое, возникающее на основе
взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными
экологическими компонентами.
С биологической точки зрения, в
составе экосистемы озера выделяют следующие компоненты:
1.
неорганические вещества (С, N, Р, СО2, Н2О,
As, Cd, Pb и др.), включающиеся в круговороты;
2.
органические соединения (белки, углеводы, липиды и т.д.),
связывающие биотическую и абиотическую части экосистемы;
3.
воздушная, водная и субстратная среды, включающие
климатический режим и другие физические факторы;
4.
продуценты, автотрофные организмы (зеленые растения,
сине-зеленые водоросли, фото- и хемосинтезирующие бактерии), использующие в
качестве источников питания неорганические вещества;
5.
консументы, или фаготрофы, – гетеротрофные организмы,
главным образом животные, питающиеся другими организмами или частицами органического
вещества (зоопланктон, рыба);
6.
редуценты и детритофаги – гетеротрофные организмы, в
основном бактерии, получающие энергию либо путем разложения мертвых тканей,
либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно
или извлеченного сапрофитами из растений и других организмов.
Консументы питаются живым
(биофаги) или мертвым (сапрофаги) органическим материалом. Среди биофагов могут
быть выделены растительноядные организмы или фитофаги (первичные консументы, в
том числе и повреждающие растения вирусы и грибы), хищники (вторичные
консументы, в том числе и паразиты первичных консументов) и конечные
потребители – вершинные хищники (третичные консументы).
В экосистеме озера пищевые и
энергетические связи между категориями всегда однозначны и идут в направлении:
автотрофы ®
гетеротрофы. Или в более полном виде: автотрофы ® консументы ®
редуценты (деструкторы).
Организмы, участвующие в
различных процессах круговорота, частично разделены в пространстве. Автотрофные
процессы наиболее активно протекают в верхнем ярусе («зеленом поясе»), где
доступен солнечный свет. Гетеротрофные процессы наиболее интенсивно протекают в
нижнем ярусе («коричневом поясе»), где в почвах и осадках накапливаются
органические вещества.
В рассматриваемом нами примере,
поступающие в озеро мышьяк, кадмий и свинец накапливаются в слоях донного ила и
грязи, где превращаются бактериями в растворимые формы и включаются в пищевые
цепи. При этом на каждом трофическом уровне выделяется меньше мышьяка, кадмия и
свинца, чем поглощается. Таким образом, в водорослях содержится пропорционально
большее количество данных элементов, чем в воде, еще большие количество – в
рыбе, питающейся водорослями, и т.д. Вместе с рыбой и птицами данные токсичные
элементы могут поступать в организм человека, вызывая его отравление.
Для сохранения озера можно дать следующие рекомендации: создание
бессточной технологической системы и водооборотного цикла или создание более
эффективных систем очистки сточных вод.
задача № 5
Условие
На
расстоянии 50 м от фасада жилого дома расположен районный узел связи с
круглосуточно работающим вентилятором. За счет этого в жилых комнатах, окна
которых выходят на фасадную сторону дома, эквивалентный уровень дневных шумов (Lэкв) составляет 37 дБА.
Определить вид и ширину полосы зеленых насаждений, позволяющих снизить уровень
звука до допустимых значений.
Каким еще
способом можно снизить шум вентилятора? Как сказывается на здоровье людей
постоянное воздействие повышенного уровня шума?
Решение
Определяем
требуемое снижение уровня звука зелеными насаждениями по формуле:
DLАзел = Lэкв – LАэкв.доп.,
где Lэкв
– эквивалентный уровень звука в жилых комнатах, дБА; LАэкв.доп. – допустимый эквивалентный
уровень звука в жилых комнатах, дБА.
DLАзел
= 37дБА – 30дБА = 7 дБА.
Для расчетов в качестве LАэкв.доп. было взято ночное значение, т.к.
вентилятор по условию задачи работает круглосуточно.
Определяем
вид и ширину полосы зеленых насаждений, позволяющих снизить уровень шума до
допустимых значений (табл. 3).
Таблица 3
|
Полоса зеленых
насаждений
|
Ширина полосы, м
|
Снижение уровня
звука, DLАзел,
дБА
|
|
Однорядная при
шахматной посадке деревьев внутри полосы
|
10-15
|
4-5
|
|
Однорядная при
шахматной посадке деревьев внутри полосы
|
16-20
|
5-8
|
|
Двухрядная при
расстоянии между рядами 3-5 м, ряды аналогичны однорядной посадке
|
21-25
|
8-10
|
|
Двух- или трехрядная
при расстояниях между рядами 3 м, ряды аналогичны однорядной посадке
|
26-30
|
10-12
|
Ответ:
снизить уровень звука до допустимых значений позволит однорядная полоса зеленых
насаждений при шахматной посадке деревьев внутри полосы (высота деревьев не
менее 5-8 м) шириной 16-20 м.
Отрицательное воздействие шума вентилятора
можно снизить, если разместить районный узел связи в нежилой зоне согласно
архитектурному плану [3]. Кроме того, можно использовать средства
индивидуальной защиты органов слуха: наушники и беруши [4].
Постоянное воздействие повышенного уровня
шума отражается на здоровье людей [3, 4], оказывая прямое действие на
барабанную перепонку, а в дальнейшем на стволовые и корковые структуры мозга.
Вместе с тем, в процессе передачи полученной физической энергии в нервные
центры и преобразования ее в поток нервных импульсов происходит их
взаимодействие с другими областями мозга, в частности со структурами
продолговатого мозга, где расположены центры сердечно-сосудистой, дыхательной и
других видов жизнедеятельности. При этом нервные импульсы вызывают повышение
тонуса сосудов и, как следствие, артериального давления, приводя к появлению
дисфункций, а в конечном счете - к развитию гипертонической болезни. Мозг -
селективная система, вылавливающая из всего потока физических явлений, вызывающих
звук или шум, только конкретную информацию. Остальная часть энергии
рассеивается в тех его областях, которые соседствуют с нервными проводящими
структурами, несущими отфильтрованную мозгом информацию, приводя к развитию
разного рода заболеваний, например невротического или астенического синдрома.
Действие шума сказывается не только на сердечно-сосудистой системе, но и на
моторике кишечника, различных обменных процессах и, что крайне важно, на иммунитете
(в частности, выработке антител для борьбы с разного рода инфекциями). Особенно
опасно, что шум, снижая порог чувствительности нервных клеток в дневное время,
ведет к нарушению сна, а в ночные часы он наносит здоровью человека невосполнимый
ущерб.
литература
1.
Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология.
Природа-Человек-Техника. – М.:Юнити-Дана, 2001. – 343 с.
2.
Вронский В.П. Прикладная экология. – Ростов н/Д:
Феникс, 1996. – 512 с.
3.
Степановских А.С. Прикладная
экология. – М.: Юнити-Дана, 2003. – 751 с.
4.
Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей
среды в России. – М.: Финансы и статистика, 2000. – 672 с.
5.
Петров К.М. Общая экология. – СПб.: Просвещение, 1998.
– 540 с.