Контрольная работа по “Основы экологии”

Кроме того, отказ от использования современных достижений науки и техники означал бы неизбежность гибели 85—90% населения планеты от голода и болезней. Наконец, сокращение потребления по сути представляет собой отказ от цивилизации и того культурного наследия, которым человечество владеет в настоящее время. Это сделает человечество неспособным к существованию из-за потери культурной информации — части генома современного человечества, существующей в виде уязвимого культурного наследия.

Глобальные модели стали рабочим методом комплексного прогнозирования глобальных проблем, оказывающих серьезное воздействие на мировое развитие за последние 25 лет. Понятие «пределы роста», анализ экономических и экологических последствий любой деятельности в полном жизненном цикле, «от колыбели до могилы», вошли в общую методологическую базу анализа глобальных и иных проблем развития человечества.

Обвинения в «неомальтузианстве» не смогли скрыть остроту проблемы роста населения Земли, угрожающей стабильности глобальной экосистемы и всей биосферы. Глобальные подходы показывают необходимость пересмотра всей системы ценностей, которой руководствуются, например, представители мировых религий. Практически все мировые религии не содержат внутренних ограничений беспредельного роста населения. В сочетании с повсеместно распространившимися стереотипами потребительского общества это усугубляет нагрузку на среду. Одно из противоречий состоит в том, что снижение темпов роста населения в ряде стран связано с ростом промышленности и урбанизацией, что, в свою очередь, увеличивает нагрузку на среду за счет инженерных систем жизнеобеспечения.

До сих пор большинство глобальных моделей рассматривало экологические и чисто природные аспекты глобальных проблем только в связи с анализом социальных, экономических, демографических процессов, т. е. с позиций экологии человека. Понятно, что в Центре моделирования должны находиться и чисто природные процессы. Такой опыт накоплен при построении моделей глобального климата. Под руководством Н.Н. Моисеева A985) был разработан ряд моделей климата, включая модель «ядерной зимы», наглядно показавшей, что для человечества и биосферы Земли ядерная война станет коллективным самоубийством.

Глобальные модели и сценарии прогнозов для экологически устойчивого развития Европы показывают необходимость: 1) энерго- и ресурсосбережения в промышленности и сельском хозяйстве; 2) снижения выбросов в окружающую среду путем применения малоотходных технологий; 3) повышения качества аппаратуры для контроля загрязнений; 4) стимулирования разработок экологически безопасных технологий и продукции; 5) сокращения применения удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве.

В рассмотренных глобальных моделях и в сценариях развития для Европы экологический результат отрицателен, так как рост населения требует роста производства. Однако в моделях не учтены природные аспекты с позиций реальной оценки уже существующей экологической ситуации. Из-за существенного недостатка информации в системы моделирования не включалась подсистема моделей биоты. Отсутствие адекватного описания процессов естественной биоты в математических моделях не позволяют дать ответы по решению основных экологических проблем. В этом и состоит общий недостаток всех глобальных моделей.

Хорошо известно, что сообщества естественных видов биосферы полностью определяют и поддерживают состояние окружающей среды, в которой существует человек. Поэтому охрана природы, сохранение естественных сообществ всех видов и нахождение величины порога допустимых возмущений биосферы станут главной экологической проблемой на ближайшее время.

Окружающая среда характеризуется, прежде всего, концентрациями химических соединений, потребляемых живыми организмами. По-видимому, концентрации этих биогенов сформированы самой биотой и поддерживаются ею на оптимальном для жизни уровне.

Естественно, биота не может изменять такие характеристики природы, как поток солнечной радиации за пределами атмосферы, скорость вращения Земли, рельеф местности и вулканическая деятельность. Однако неблагоприятные изменения и случайные флуктуации этих характеристик биота может компенсировать путем направленного изменения управляемых ею концентраций биогенов окружающей среды аналогично действию принципа Ле-Шателье в физически и химически устойчивых состояниях. Воздействие биоты на окружающую среду сводится к синтезу органических веществ из неорганических, разложению органических веществ на неорганические составляющие и. соответственно к изменению соотношения запасов органических и неорганических веществ в биосфере. Естественная биота устроена так, что способна с величайшей точностью поддерживать пригодное для жизни состояние окружающей среды. При этом биота способна создавать биологическую продукцию, обеспечивающую компенсацию неблагоприятных геофизических процессов. Последние непостоянны и претерпевают большие флуктуации типа катастрофических извержений вулканов. Огромная производительность биоты позволяет в кратчайшие сроки восстанавливать любые нарушения окружающей среды гак, чтобы эти нарушения были безопасны для любых видов живых организмов.

Однако огромная продуктивность, развиваемая биотой Земли, таит в себе скрытую опасность быстрого разрушения окружающей среды. Если целостность биоты будет нарушена, то окружающая среда может полностью исказиться за десятки лет. Известно, что концентрация диоксида углерода (СО2) в атмосфере быстро увеличивается, что усиливает парниковый эффект и может привести к росту приземной температуры (глобальному потеплению). Этот процесс долгое время связывали только со сжиганием ископаемого топлива. Однако глобальный анализ землепользования, показывает, что на значительных территориях континентальной биосферы количество органического углерода не увеличивается, а уменьшается, причем скорость выброса углерода из континентальной биоты и органических запасов почвы совпадает по порядку величины со скоростью выброса ископаемого углерода от сжигания угля, нефти и газа. Следовательно, современная биота нарушает принцип Ле-Щателье. С начала XX столетия биота суши перестала поглощать избыток диоксида углерода из атмосферы. Наоборот, она начала выбрасывать углерод в атмосферу, увеличивая, а, не уменьшая загрязнение окружающей среды, производимое промышленными предприятиями. Это означает, что структура естественной биоты суши оказалась нарушенной в глобальных масштабах. Таким образом, в разрабатываемых математических моделях обязательно следует учитывать взаимодействие биоты с окружающей средой. Только при использовании таких моделей смогут быть обеспечены возможности поиска оптимальных путей решения стратегических задач устойчивого развития, а также эколого-экономической оценки этих путей с точки зрения перспектив реализации.

 

 

Источники и литература:

1. Галушин В.М., Михеев А.В. Охрана природы. М.: Просвещение, 1981.
2. Экология - учебник для технических вузов. 1999.
3. Хефлинг Г.  Тревога в 2000 году. М.: Мысль, 1990
4. Новиков Ю.В., Голубев И.Р. Окружающая среда и ее охрана. М.: Просвещение, 1985.

 

Задача 1. Определить санитарно-гигиеническую оценку состояния почв по заданным параметрам.

Решение задачи проводится с использованием формул [1] - [3] и показывается в таблице 3.2.

 

[1]    или   [2]

 

где n – показатель санитарно-гигиенической оценки почв;

Сзв – концентрация ЗВ в почве, мг/кг;

ПДКзв – предельно-допустимая концентрация ЗВ в почвах, мг/кг;

Фоновая концентрация химического вещества или элемента в почвах соответствует среднему содержанию этого вещества в почвах данного региона, видах почвы, типах грунтов, горных пород и др.

Суммарный показатель санитарно-гигиенической оценки почв (N) определяется[3]:

N = n1 + n2 + n3 + … + nn ≤ 8  - экологически удовлетворительное состояние почв;

8<N≤16 – относительно удовлетворительное;

16<N≤32 – слабое загрязнение почв;

32<N=64 – загрязненные почвы;

64<N≤128 – интенсивно загрязненные почвы;

N>128 – катастрофическое загрязнение почв,

Где n1, n2 n3 nn - показатель экологической оценки почв по одному из нормируемых химических элементов согласно ГОСТ 17.4.1.02-83.

 

Таблица 1.

Форма приведения решения задачи

 

Хим.элемент	Масс.доля %	Мг/кг	ПДК, мг/кг	Сфон, мг/кг	n
As	0,2*10-3	0,02	2,0	-	0,01
Cd	2,8*10-4	2,8	4,0	-	0,7
Pb	35*10-4	35	30	-	1,16
Zn	2,5*10-3	0,25	150(23)	-	0,001
Cr+3	63*10-4	63	100		0,63
Со	16*10-4	16		11	0,72
Ni	40*10-4	40	100(3,0)		0,4
Сu	10*10-3	1	100(3,0)		0,01
Ва	2,0*10-2	0,02	200		0,0001
V	100*10-4	100	150		0,66
					4,3 N =

Вывод: экологически удовлетворительное состояние почв; основные загрязняющие вещества - Pb, Со и т.д.

 

Задача 2. Определить санитарно-гигиеническую оценку состояния атмосферного воздуха по заданным параметрам. Решение задачи проводится с использованием формулы [5], суммарный показатель загрязнения - по [7]. Для веществ обладающих эффектом суммации, -используется табл 3.4. и формула [8]. Варианты задания в таблице 3.6. Для выводов об уровне загрязнения и степени опасности загрязненного воздуха используется таблица 3.5.

Наибольшая концентрация (Сзв) каждого вредного вещества в приземном слое не должна превышать максимально разовой предельно допустимой концентрации

• если экспозиция не более 20 минут

Сзв<ПДКм.р.   или     используем эту формулу     [5]

ПЗ СО = 0,04

ПЗ SO2 = 0,03

ПЗ NO2 = 0,11

ПЗ пыль = 0,25

ПЗ медь = 0,33

Уровень загрязнения атмосферного воздуха и степень его безопасности проводится с учетом кратности превышения показателей загрязнения (табл.3.5). В тех случаях, когда при оценке загрязнения атмосферного воздуха смесью веществ определяется превышение значения ПДК, необходимо выделить ведущие компоненты, индивидуальные значения ПЗ которых превышают допустимый уровень (табл. 3.5, графа 3).

 

Таблица 3.5.

Количественные показатели оценки загрязнения атмосферного воздуха для населенных мест

Уровень загрязнения	Степень опасности	Кратность превышения ПДК	Процент случаев превышения пдк
1	2	3	4
1. Допустимый	Безопасный	<1	0
2. Недопустимый	Слабо опасный	>1 - 2	>0 - 4
3. Недопустимый	Умеренно опасный	> 2 - 4,4	>4 - 10
4. Недопустимый	Опасный	> 4,4 - 8	> 10 - 25
5. Недопустимый	Очень опасный	>8	>25

 

Уровень загрязнения воздуха в пределах нормы.

 

Суммарный показатель загрязнения (ΣПЗ) различными веществами рассчитывается по формуле [7]:

где С1, С2, С3, Сп - значение фактических концентраций веществ, которые составляют смесь (мг/м3);

ПДК1 ПДК2, ПДК3, ПДКп - предельно допустимая концентрация соответствующих веществ, которые входят в состав смеси (среднесуточная или максимально разовая, мг/м3);

К1 К2, К3, Кп - значение коэффициентов, которые учитывают класс опасности веществ (для веществ 1 класса-0,8; 2 класса-0,9; 3 класса- 1,0; 4 класса- 1,1).

ΣПЗ = 0,80

Для веществ, обладающих эффектом суммации и присутствующих одновременно в атмосферном воздухе, расчет производится по формуле [8]:

Эффект суммаци расчитан для группы 39.

39: сернистый ангидрид, диоксид азота

0,03 + 0,11 = 0,14<1

 

Компоненты	ПДКс.с.	ПДКм.р.	Класс опасности	15
СО	3	5	4	0,2
SO2	0,05	0,15	3	0,005
NO2	0,04	0,085	2	0,01
Бензин	1,5	5	4	-
Пыль	0,02	-	3	0,005
Сажа	0,05	0,15	3	-
Формальдегид	0,003	0,035	2	-
Фенол	0,003	0,01	2	-
РЬ	0,0003	0,001	1	-
Zn	0,005	-	3	-
Сг	0,0015	0,0015	1	-
Сu	0,001	0,003	2	0,001