ЭКОЛОГИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса»

(ГОУ ВПО «ЮРГУЭС»)

ЭКОЛОГИЯ

Методические рекомендации

для практических занятий и самостоятельного изучения

для студентов очной формы обучения специальностей:

080502 «Экономика и управление на предприятиях сферы быта и услуг», 080507 «Менеджмент организации», 040101 «Социальная работа»,

100103 «Социально-культурный сервис и туризм», 100201 «Туризм»

Шахты

ГОУ ВПО «ЮРГУЭС»

УДК 504.064(07)

ББК 20.18я73

Э40

Составители:

к.т.н., доцент кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности» ЮРГУЭС

И.А. Занина

ст. преподаватель кафедры «Энергетика

и безопасность жизнедеятельности» ЮРГУЭС

О.В. Соколовская

Рецензенты:

к.т.н., доцент кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»

В.В. Шахбазян

д.т.н., профессор кафедры «Промышленная и экологическая безопасность»

ШИ (ф) ЮРГТУ (НПИ)

И.Е. Колесниченко

редакционно-издательским советом ЮРГУЭС Э40 Экология : методические рекомендации для студентов очной формы обучения…

Содержание

Предисловие.............................................................................................. 4

1. Тесты по общей экологии..................................................................... 4

1.1. Предмет и задачи экологии........................................................... 4

1.2. Организм и среда обитания........................................................... 5

1.3. Факторы среды............................................................................... 5

1.4. Экология популяций (демэкология).............................................. 7

1.5. Экология сообществ (синэкология)............................................... 8

1.6. Экологические системы.................................................................. 10

1.7. Биосфера......................................................................................... 12

1.8. Человек в биосфере........................................................................ 14

1.9. Антропогенное загрязнение биосферы......................................... 15

1.10. Пути и методы сохранения современной биосферы................... 16

2. Выделение загрязняющих веществ....................................................... 19

2.1. Учет наличия и эффективности улавливающих устройств,

оседания и налипания аэрозолей, пыли........................................ 19

2.2. Сварка, наплавка, пайка, электрорезка металлов........................ 23

3. Транспортные коммуникации............................................................... 27

3.1. Основные положения..................................................................... 27

3.2. Расчет загрязнения воздуха над магистралями........................... 28

3.3. Расчет загрязнения воздуха автомобилем в зависимости от типа

и технического состояния его двигателя....................................... 30

4. Экономические основы природопользования..................................... 34

4.1. Методика расчета ущерба по валовым выбросам........................ 34

4.2. Расчет экономического ущерба от загрязнения атмосферы

по концентрации загрязняющих веществ..................................... 38

Библиографический список....................................................................... 43

ПРИЛОЖЕНИЕ......................................................................................... 44

ПРЕДИСЛОВИЕ

Экономическая и политическая стабильность России, ее экологическая и национальная безопасность невозможны без решения экологических проблем, важнейшей основной частью которых является экологическое образование населения. Экологию рассматривают как науку и учебную дисциплину, которая призвана изучать взаимоотношения организмов и среды во всем их разнообразии. При этом под средой понимается не только мир неживой природы, а и воздействие одних организмов или их сообществ на другие организмы и сообщества. Важной задачей при изучении курса «Экология» является формирование экологического мышления, повышения экологической культуры студентов. Необходимость, всеобщность и обязательность экологического образования как условия формирования экологической культуры общества закреплены в законе «Об охране окружающей среды» от 19.12.1991 г. (разд. XI, ст. 73, 74, 75), Указе Президента РФ № 236 от 04.02.1994 г. Постановлении Правительства РФ № 940 от 12.08.1994 г. Госстандарте Госкомвуза 1995 г.

В обязательный минимум профессиональных программ вузов по циклу математических и общих естественно-научных дисциплин с 1994 г. введена новая дисциплина «Экология», содержание которой определяется утвержденным Госстандартом ЕН-06.

Тесты по общей экологии

Предмет и задачи экологии

1. Термин «экология» впервые ввел в науку:

а) Ю.П. Одум;

б) В.И. Вернадский;

в) Э. Геккель;

г) К. Рулье.

2. Раздел экологии, изучающий взаимоотношения особей (организмов) с окружающей средой, называется:

а) демэкология;

б) аутэкология;

в) общая экология;

г) синэкология.

3. Один из разделов экологии, изучающий болезни человека, связанные с загрязнением среды, а также способы их предупреждения и лечения, называется:

а) общая экология;

б) глобальная экология;

в) сельскохозяйственная экология;

г) химическая экология.

4. Моделированием экологических процессов занимается:

а) промышленная экология;

б) математическая экология;

в) экономическая экология;

г) химическая экология.

Организм и среда обитания

1. Гетеротрофные организмы, питающиеся другими организмами или частицами органического вещества и перерабатывающие их в другие формы, называются: … а) консументами; б) продуцентами;

Факторы среды

1. Экологические факторы – это: а) все элементы среды, воздействующие на организм; б) только температурный фактор;

Экология популяций (демэкология)

1. Популяция – это: а) организационная группа, приспособленная к совместному обитанию в пределах… б) минимальная самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, на протяжении эволюционно длительного времени…

Экология сообществ (синэкология)

1. Совокупность пищевых цепей в экосистеме, соединенных между собой и образующих сложные пищевые взаимоотношения, называют: а) пищевой цепью; б) пищевой сетью;

Экологические системы

1. Продолжите определение: «Экосистема – это…» а) сохраняющаяся неопределенно долгое время совокупность различных популяций,… б) взаимоотношения между видами в рамках биоценоза;

Биосфера

1. Оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими… а) атмосферой; б) гидросферой;

Человек в биосфере

1. Какие потребности человека являются биологически обоснованными: а) потребность в жилище; б) агрессия;

Антропогенное загрязнение биосферы

1. Основными антропогенными источниками диоксида углерода является: а) сжигание ископаемого топлива; б) рисовые плантации;

Пути и методы сохранения современной биосферы

1. «Совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов» – это определение: а) природной среды; б) окружающей среды;

Выделение загрязняющих веществ

Учет наличия и эффективности улавливающих устройств,

Оседания и налипания аэрозолей, пыли

Выделившиеся в технологическом процессе загрязняющие вещества поступают в атмосферу без изменения количества и качества только на открытых… - вентиляционная система оснащена системой селективного улавливания… - наиболее крупные частицы аэрозоля оседают внутри производственного помещения, оснащенного недостаточно мощной…

Валовый выброс

, (2.1)

где – годовой валовый выброс ЗВ в атмосферу, т/г; –годовое валовое выделение ЗВ на участке, т/г; – эффективность улавливания (очистки) ЗВ, %; – суммарное годовое время работ на участке, сопровождающихся выделением ЗВ, ч/г; – суммарное годовое время исправной работы очистных устройств за период выделения ЗВ на участке, ч/г.

Максимальный разовый выброс

, (2.2)

где – максимально разовый выброс ЗВ в атмосферу, г/с; – максимально разовое выделение ЗВ на участке, г/с.

Примечание:

1. В расчетах используется минимальное значение из приведенного в справочнике диапазона характерных значений.

2. При непостоянной работе очистных устройств для дальнейших расчетов рассеивания ЗВ в атмосфере и последующего анализа используются оба значения: и .

2.Количество ЗВ, поступающих в атмосферу от производственного участка с учетом оседания аэрозоля в помещении и на внутренних стенках воздуховодов вентиляционной системы, определяется по уравнениям:

Валовый выброс

(2.3)

или

, (2.4)

где – годовой валовый выброс ЗВ в атмосферу, т/г; – годовое валовое выделение ЗВ на участке, т/г; – доля ЗВ, оседающих в помещении, %; – доля ЗВ, налипающих на внутренних стенках воздуховодов местной (общеобменной) вентсистемы, % (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Доля загрязняющих веществ, оседающих в помещении

И на стенках воздуховодов вентсистемы

В зависимости от вида вещества

Максимальный разовый выброс (2.5) или

Доля загрязняющих веществ, оседающих на различных поверхностях в зависимости от длины воздуховода

Задача 2.1 В общем зале выделяется , т/год, бумажной пыли. Найти валовый выброс пыли в… Исходные данные по вариантам представлены в таблице 2.3.

Исходные данные по вариантам

Величина	Значение величины по вариантам

, т/год	0,014	0,018	0,02	0,025	0,016	0,03	0,032	0,019	0,022	0,04
Тип вентиляции (о – общеобменная, м – местная)	о	о	м	о	м	о	м	о	о	м

Валовый выброс (т/год) бумажной пыли вентиляцией с учетом оседания в помещении и на стенках воздуховодов определяем по уравнению 2.3 или 2.4.

Для определения количества осевшей пыли в помещении (только для общеобменной вентсистемы) используем уравнение (2.7) на внутренних стенках воздуховодов; (2.8) – для общеобменной вентсистемы; (2.9) – для местной вентсистемы.

(2.7)

(2.8)

(2.9)

Задача 2.2

Валовое выделение окрасочного аэрозоля в специализированной камере составляет т/год. Камера оснащена гидрофильтром с эффективностью улавливания аэрозоля 91–94 %.

Общее время работы камеры за год – часов, причем в течение часов подача воды отсутствовала. Определить валовый выброс аэрозоля за год. Исходные данные по вариантам представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Исходные данные по вариантам

	Значение величины по вариантам

, т/год		18,5	16,8	19,2	17,6	18,3	19,5	15,8
, ч
, ч

Считаем, что при отсутствии воды эффективность гидрофильтра равна нулю. Время работы камеры с очисткой отходящих газов будет составлять

. (2.10)

По уравнению (2.1) рассчитаем валовый выброс аэрозоля в атмосферу (т/год).

Количество уловленного аэрозоля будет составлять:

. (2.11)

Задача 2.3

В цехе ремонта максимальное разовое выделение свинца и его соединений составляет г/с. Работа проводится в боксе местной вытяжной системой. Определить максимальный разовый выброс свинца. Исходные данные по вариантам представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5

Исходные данные по вариантам

Величина	Значение величины по вариантам

, г/с	0,3·10^-5	0,6·10^-6	0,8·10^-6	0,32·10^-5	0,45·10^-6	0,5·10^-6	0,58·10^-6	0,72·10^-6	0,65·10^-5	0,2·10^-4

По формуле (2.6) рассчитывается максимальный разовый выброс в атмосферу свинца и его соединений через вентиляцию с учетом оседания на стенках воздуховодов.

Сварка, наплавка, пайка, электрорезка металлов

Процессы сварки, наплавки и тепловой резки металлов сопровождаются выделением сварочного аэрозоля и газов, количество которых пропорционально… Сварочный аэрозоль и аэрозоль, выделяющийся при газовой резке, преимущественно… Применение тепла от сжигания горячих газов (ацетилена, пропан-бутановой смеси и т.п.) для нагрева деталей ведет к…

Величины удельного выделения ЗВ

Толщина листа, мм	Сварочный аэрозоль, в том числе
Марганец и его соединения
	0,04	2,21	1,5	1,18
	0,06	4,44	2,18	2,2

Таблица 2.7

Исходные данные по вариантам

Величина	Значение величины по вариантам

Длина реза: , м , м		5,5 4,0	7,5 4,5	6,5 5,0	8,5 6,0	4,5 6,5	6,0
, мин , мин

По уравнениям (2.15) и (2.16) находим максимальные разовые выделения (г/с) загрязняющих веществ от газовой резки листов, последовательно по каждому веществу соответственно первым и вторым рабочим.

Затем вычислим максимальные разовые выделения загрязняющих веществ в воздух участка следующим образом:

(2.20)

(2.21)

(2.22)

(2.23)

где ,,,– суммарное выделение загрязняющего вещества в воздух участка по марганцу, оксидом железа, углерода, азота); и – максимальные разовые выделения ЗВ, выполняемой первым и вторым рабочим.

Задача 2.5

На сварочном посту машиной МТП-75 (мощность 75 кВт) проводят точечную контактную электросварку углеродистой стали. Машина работает х часов в день, у дней в течение Z месяцев, n месяцев в год.

Определить:

- максимальные разовые выделения ЗВ,

- валовое выделение ЗВ

Исходные данные по вариантам представлены в таблице 2.8.

Таблица 2.8

Исходные данные по вариантам

Величина	Значение величины по вариантам

Время работы сварочной машины: X, ч У, дней Z, мес. n, мес. в год		1,5	6,5

Величины удельного выделения ЗВ при точеной контактной электросварке стали составляют:

- для марганца и его составляющей – 0,075 г/ч на 75 кВт номинальной мощности машины;

- для оксида железа – 2,425 г/ч на 50 кВт номинальной мощности машины.

По уравнению (2.13) находим максимальные разовые выделения (г/с) ЗВ.

По уравнению (2.18) находим валовые выделения (т/год) ЗВ.

Транспортные коммуникации

Основные положения

Загрязнение воздушной среды транспортными средствами формируется в основном на магистралях городов. Автомобильный парк характеризуется многообразием подвижного состава. В транспортном потоке одновременно движутся автомобили, отличающиеся типом двигателя, расходом топлива, техническим состоянием, грузоподъемностью. Водители также имеют различную квалификацию. Движение машин по дорожной сети города в результате задержек на перекрестках носит циклический характер: движение с постоянной скоростью, торможение, остановка, набор скорости. Время движения с постоянной скоростью, частота и длительность задержек зависят от класса магистрали, частоты расположения перекрестков, интенсивности движения, параметров светофорного регулирования.

Таблица 3.1

Характеристики транспортных магистралей и потоков

В таблице 3.1 приведены характеристики транспортных потоков на магистралях города, которые учитываются при проектировании по действующим… Высокая интенсивность движения на магистралях приводит к тому, что… Концентрация вредных веществ в воздухе над магистралью зависит также от метеоусловий. Характер примагистральной…

Расчет загрязнения воздуха над магистралями

Концентрацию оксида углерода (II) над магистралью можно приблизительно оценить по зависимости: , (3.1) где 0,5 – фоновое загрязнение воздуха, ; – суммарная интенсивность движения автомобилей на дороге, авт./ч; –…

Коэффициент токсичности автомобилей

Тип автомобиля	Коэффициент
Легковой	1,0
Легкий грузовой	2,3
Средний грузовой	2,9
Тяжелый грузовой (дизель)	0,2
Автобус	3,7

Таблица 3.3

Коэффициент аэрации местности

Характеристика местности по степени аэрации	Коэффициент
Транспортные тоннели	2,7
Транспортные галереи	1,5
Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон	1,0
Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке	0,6
Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи	0,4
Пешеходные тоннели	0,3

Таблица 3.4

Коэффициент изменения загрязнения воздуха оксидом углерода (II)

В зависимости от продольного уклона

Продольный уклон, градус	Коэффициент
	1,0
	1,06
	1,07
	1,18
	1,55

Таблица 3.5

Коэффициент изменения загрязнения воздуха оксидом углерода (II)

В зависимости от скорости ветра

Скорость ветра, м/с	Коэффициент
	2,7
	2,0
	1,5
	1,2
	1,05
	1,0

Таблица 3.6

Коэффициент изменения концентрации оксида углерода (II)

В зависимости от влажности воздуха

Относительная влажность	Коэффициент
	1,45
	1,3
	1,15
	1,0
	0,85
	0,75

Таблица 3.7

Коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха

Оксидом углерода (II) у пересечений улиц

Тип пересечений	Коэффициент
Регулируемое пересечение: со светофорами обычное со светофорами управляемое саморегулируемое	1,8 2,1 2,0
Нерегулируемое: со снижением скорости кольцевое с обязательной остановкой	1,9 2,2 3,0

В теплый период года при высокой интенсивности ультрафиолетового излучения Солнца и значительном автомобильном движении токсичность отходящих газов автомобилей может резко возрастать за счет фотохимических реакций.

Расчет загрязнения воздуха автомобилем в зависимости

От типа и технического состояния его двигателя

В настоящее время для ответственных моделей автомобилей отсутствуют справочники, содержащие полные данные по экологическим характеристикам выпускаемых моделей автомобилей. Имеющиеся данные по некоторым моделям приведены в таблице 3.8.

Таблица 3.8

Усредненные выбросы вредных веществ при движении с постоянной скоростью новых отечественных автомобилей, г/км

Компонент выброса	ВАЗ-1111	ГАЗ-2410	ГАЗ-5312	ЛИАЗ-667М	КамаЗ-5320	КРАЗ-260
Сажа	-	-	-	-	0,345	0,96
	15,1	12,0	48,77	40,36	5,44	17,12
	2,26	0,94	11,06	14,03	9,7	24,6
	0,125	0,2	0,513	0,732	2,088	5,533
	0,025	0,04	0,103	0,146	0,835	2,213
	1,2	1,1	4,42	4,46	2,14	11,21
	0,021	0,033	0,085	0,121	-	-
Примечание. – для топлива улучшенного качеств. – при работе на этилированном бензине.

В таблице 3.9 приведены зависимости, предложенные для расчета удельных (, г/км) выбросов вредных веществ при движении автомобиля с постоянной скоростью.

Таблица 3.9

Расчет выбросов вредных веществ при движении

С постоянной скоростью

Зависимость изменения выбросов автомобиля с начала эксплуатации по мере… (3.19)

Значение коэффициентов

Выбросы i-го вредного вещества в зависимости от срока службы за период выработки ресурса определяется по формуле: (3.20) где – удельные (на км пробега) выбросы одиночных новых автомобилей, г/км; – пробег автомобиля с начала эксплуатации,…

Исходные данные к задаче

Для решения задачи необходимо воспользоваться уравнениями, представленными в таблице 3.9, по которым вычисляем удельные выбросы загрязняющих веществ… Задача 3.2

Исходные данные к задаче

По таблице 3.8 находим усредненные выбросы для заданных веществ у новых автомашин. Изменение пробегового выброса веществ в процессе эксплуатации по сравнению с…

Исходные данные к задаче

Экономические основы природопользования

Методика расчета ущерба по валовым выбросам

Увыб = Уатм + Уводн + Узем , (4.1) где Увыб – экономический ущерб от массы всех видов выбросов, поступающих в… Оценка загрязнения атмосферного воздуха. Экономическая оценка методом укрупненного счета удельного ущерба Уатм…

Исходные данные для расчета

Таблица 4.2

Исходные данные для расчета

Расчет экономического ущерба от загрязнения атмосферы

По концентрации загрязняющих веществ

Экономический ущерб от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу состоит из суммы локальных ущербов и определяется по формуле: , руб. (4.8) где Уатм– экономический ущерб от загрязнения атмосферы выбросами вредных веществ, руб.; Уз – экономический ущерб от…

Исходные данные для расчета ущерба

(справочное)

Таблица П.1

Значение показателя s_а относительной опасности загрязнения

Атмосферного воздуха над территориями различного функционального

От повышенной заболеваемости населения, сельскому, лесному хозяйству

И промышленности по экономическим районам РФ

Таблица П.14

Значение поправочного коэффициента,

Учитывающего численность населения города

Население, тыс. чел	Поправочный коэффициент
до 10	0,35
11–20	0,60
21–50	0,80
51–100	0,90
101–300	1,0
301–500	1,05
501–1000	1,15
свыше 1000	1,20

Таблица П.15

Перечень ПДК для основных видов атмосферных загрязнений (СН 245-71)

Таблица П.16 Гигиеническое нормирование некоторых тяжелых металлов в воздухе, мг\м3 Элемент вещество …

Учебное издание

ЭКОЛОГИЯ

Методические рекомендации

Составители:

Занина Ирина Александровна

Соколовская Ольга Валерьевна

Ответственный за выпуск Н.В. Ковбасюк

ИД № 06457 от 19.12.01 г. Издательство ЮРГУЭС.

Подписано в печать 22.04.09 г.

Формат бумаги 60х80/16. Усл. п.л. 3,1

Тираж 100 экз. Заказ № 234.

ПЛД № 65-175 от 05.11.99 г.

Типография Издательства ЮРГУЭС.

346500, г. Шахты, Ростовская обл., ул. Шевченко, 147