- •Практическая работа №1.
- •Расчёт уровня загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов.
- •Предприятие:
- •«Топаз»
- •Практическая работа №2. Расчет предельно допустимых выбросов и минимальной высоты источника выбросов предприятия
- •Оформление расчётов по работе
- •Ответы на вопросы:
- •1. Акимова т.А., Хаскин в.В. Экология: Учебник для вузов. - м:
Министерство Образования и науки РФ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Контрольная работа
по дисциплине
«Экология»
Вариант:(20×95)/div100=19
Логистический рост популяции. Привести примеры.
Численность популяции определяется в основном двумя противоположными явлениями - рождаемостью и смертностью. Экспоненциальная кривая выражает так называемый биотический потенциал популяции Рис.1. Экспоненциальная (а) и логистическая (б) кривые роста популяции. Заштрихованная площадь - сопротивление среды.
рис. 1
В природе в основном наблюдается иная картина. Прежде всего, коэффициент прироста не остается постоянным, так как рождаемость и смертность меняются в зависимости от условий среды и возраста организмов, а пища и территория редко предоставлены в достаточном объеме. Чаще всего реальный рост численности популяции выражается S-образной зависимостью, которую называют логистической кривой роста (рис. 1). Уравнение логистической кривой отличается от уравнения биотического потенциала корректирующим фактором: (K-N)/K, где К - максимальное число особей, способных жить в рассматриваемой среде, т. е. асимптота кривой, N - численность популяции. Пространство, заключенное между биотическим потенциалом и логистической кривой роста, представляет собой сопротивление среды.
В связи с тем, что рост популяции по экспоненциальному закону продолжается очень короткое время и по мере увеличения численности скорость её роста снижается, описание этого процесса выражается уравнением логистического роста. В основе этого уравнения заложено предположение, что снижение скорости удельного роста r связано с численностью N следующим образом:
где d-обозначает удельную смертность,
t - определённый момент времени.
По мере возрастания численности популяции эта скорость при достижении предельной для данной среды численности K становится равной нулю: если N=K, то . Логистическое уравнение нагляднее всего записывается в дифференциальной форме:
где -константа экспоненциального роста, который мог бы наблюдаться приN=0, т.е. в начальный момент увеличения численности.
Такой рост популяции наблюдается очень часто, логистический рост описываемый уравнением, позволяет судить о закономерности этого процесса. Константы r и K из логистического уравнения дали названия двум типам естественного отбора.
Примерами логистического роста популяции могут служить - размножение и гибель водорослей (<цветение> водоемов). Зависимость численности популяции рыбы в этих водоёмах от содержания полезных веществ и других необходимых для жизни факторов накопленных ещё до начала развития популяции. Этим, в частности, можно объяснить, почему новые пруды и озера часто богаче рыбой, чем старые.
Основные факторы биологического загрязнения вод.
Случайное или связанное с деятельностью человека проникновение в экосистемы и технологические устройства чуждых им растений, животных и микроорганизмов, как правило, имеет негативные последствия при массовом размножении пришлых видов. Особенно опасными источниками загрязнения могут быть предприятия промышленного биосинтеза, в сбросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов.
Сброс в воды рек и морей органических веществ, способных к брожению, вызывает сильное бактериологическое заражение воды, что служит причиной распространения таких заболеваний, как гепатит, холера, гиф, дизентерия и другие кишечные инфекции.
Наибольший вклад в загрязнение вод органикой вносят сточные воды, сбросы предприятий пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности. Так, целлюлозно-бумажный комбинат средней мощности, сбрасывая воду, богатую глюцидами, которые очень быстро сбраживаются, создает такой же уровень загрязнения, что и город с 500-тысячным населением.
Степень загрязнения воды органическими веществами оценивается количеством молекулярного кислорода, необходимым для их окисления микроорганизмами в аэробных условиях, и носит название биохимической потребности в кислороде (БПК). БПК выражается в мг О2/л. Полным БПК считается количество кислорода, которое требуется бактериям и простейшим для окисления всей органики в 1 л воды до начала процесса нитрификации, т.е. до начала биохимического процесса превращения аммиака и аммонийных солей в соли азотной кислоты. показывает, какое предельное количество кислорода может быть удалено из воды за счет биологического окисления органических отходов.
Безвредность воды относительно присутствия болезнетворных микроорганизмов характеризуется бактериологическими показателями качества воды. Одним из важнейших бактериологических показателей служит коли-индекс -содержание бактерий группы кишечной палочки Е. coli (ешерихия коли) в 1 л воды. Наименьший объем воды (в мл), приходящийся на одну кишечную палочку, называют коли-титром. Эти бактерии не патогенны, т.е., за редким исключением, они не вызывают заболеваний. Обычно они населяют кишечник теплокровных животных, в том числе и человека, и потому называются кишечными палочками. Они являются индикаторными организмами, т.е. присутствие их в воде свидетельствует о загрязнении ее неочищенными бытовыми сточными водами Очевидно, что пить такую воду неразумно.
Согласно российскому ГОСТу хозяйственно-питьевая вода должна содержать не более 100 микроорганизмов в 1 см3 воды, при этом число бактерий группы кишечных палочек в 1 л воды (коли-индекс) не должно быть более 3.
Выполните практические работы №1,2.
Практическая работа №1.
Расчёт уровня загрязнения атмосферного воздуха точечными источниками выбросов.
Предприятие:
«Топаз»
Характеристики предприятия:
-
№
в-та
Условное название предприятия, загрязняющее вещество
Высота
трубы,
м
Диаметр устья трубы,
м
Темпе-
Ратура
ГВС,
Выброс
загрязня-
ющего
вещества,
г/c
1
2
3
4
5
6
19
«ТОПАЗ»
диоксид углерода
окислы азота
свинец
фенол
27
1,2
97
3,1
2,2
1,4
2,5
Определение максимальной концентрации вредных веществ в атмосфере:
из описания работы следует, что А=200, F=1, Г=1.
; r<100;
; 0,5<q<2;
Определение расстояния от источников выбросов, на котором достигается максимальная концентрация загрязняющего вещества:
так как r<100, 0,5<q<2, то
Определение метеорологических условий при которых может быть достигнута максимальная концентрация загрязняющего вещества в воздухе: так как r<100, 0,5<q<2, то
Определение концентрации загрязняющего вещества в атмосфере на заданном расстоянии от источника выбросов:
Концентрацию каждого загрязняющего вещества на расстоянии 500 м от источника выбросов следует рассчитать с той же точностью , с какой приведено соответствующее значениев таблице 6.2.(В том случае, когда математические порядки значенийизначительно различаются, необходимо привести числовое значениес точностью до 1-й округлённой значащей цифры. В частности, в данном примере для диоксида углеродаравно 3,0 мг/м³, а рассчитанное с помощью калькулятора значениеравно 0,07858 мг/м³. Следовательно, в отчёте будет приведено значение
равное 0,079 мг/м³.)
Для каждого загрязняющего вещества следует рассчитать величину отношения его концентрации на расстоянии 500 м от источника выбросов к . Результат приведём с точностью до 1-го знака после запятой (или с точностью до первой значащей цифры после запятой в случае, если отношение меньше единицы):
диоксид углерода: 0,079/3,0=0,026
окислы азота: 0,056/0,04=1,4
свинец: 0,035/0,0003=116,7
фенол: 0,063/0,003=21
Отчёт по работе представляется в виде таблицы и выводов.
Таблица результатов, полученных при выполнении работы:
Вариант 19. Предприятие: «ТОПАЗ» | ||||
Загрязняющее вещество (,мг/м³)
|
М, г/с |
, мг/м³ |
, мг/м³ |
|
диоксид углерода (3,0) |
3,1 |
0,093 |
0,079 |
0,026 |
окислы азота (0,04) |
2,2 |
0,066 |
0,056 |
1,4 |
cвинец (0,0003) |
1,4 |
0,042 |
0,035 |
116,7 |
фенол (0,003) |
2,5 |
0,075 |
0,063 |
21 |
H=27 м; D= 1,2 м; T= 97 ; =72,3 ; =7,913; r= 1,116; q=1,799; m= 0,886; n=1,020; 0,030*M; k= 11,491; ; ; a= 1,612; 0,845; |
Выводы:
Анализ полученных результатов показал, что на расстоянии 500 м от источника выбросов уровень загрязнения приземного слоя атмосферы предприятием «Топаз» составляет: диоксид углерода - 0,026 , окислы азота - 1,4,cвинец - 116,7 , фенол-21.
Для улучшения экологической ситуации на прилегающей территории можно рекомендовать предприятию «ТОПАЗ» выполнение технических мероприятий по улучшению работы системы очистки газоаэрозольных выбросов, изменение технологических процессов с целью уменьшения выбросов окиси азота, cвинца и фенола.