СБОРНИК ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ по дисциплине "Экологические основы природопользования"

1 Министерство профессионального образования, подготовки и расстановки кадров Республики Саха (Якутия) Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение  Республики Саха (Якутия) «Южно­Якутский технологический колледж» СБОРНИК ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ  ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Природопользование и охрана  окружающей среды» для студентов дневного отделения  для специальностей: 13.01.02 «Машинист паровых турбин». Нерюнгри, 2016г. 2 Пособие   для   студентов   по   проведению   практических   занятий   учебной   дисциплины «Природопользование   и   охрана   окружающей   среды»   разработано   в   соответствии   с Федеральными   государственными   образовательными   стандартами     по   специальности 13.01.02 «Машинист паровых турбин». Организация­разработчик: ГАПОУ РС(Я) «Южно­Якутский технологический колледж», структурное подразделение «Отделение ГДиЭ» Разработчик:  Васина Елена Ивановна, преподаватель экологии Рецензент: Сборник   для   практических   работ   предназначен   для   студентов   дневного отделения  Рассмотрено   и   рекомендовано   предметной   (цикловой)   комиссией «Естественно­научных дисциплин» Протокол №   от «__»______  2015 г. Председатель ПЦК ___________________/Т.А.Сазонова/ 3 Содержание Тема 1.1. Современное состояние окружающей среды в России. Практическое занятие №1 Анализ экологической карты России Тема 1.2. Антропогенное воздействие на природу.  Практическая работа №2. Оценка антропогенного воздействия на глобальном,  региональном и локальном уровнях. Тема 1.4. Природные ресурсы и рациональное природопользование  Практическая работа№3  «Расчет ресурсообеспеченности» Тема 1.5. «Принципы рационального природопользования и охраны окружающей среды» Практическая работа №4 «Устойчивое развитие. Его принципы» Тема 1.6. Мониторинг окружающей среды Практическая работа №5. Прогнозирование состояния окружающей среды Тема 1.7. Источники загрязнения, окружающей среды Практическая работа№6 «Оценка уровня загрязнения территории Нерюнгринского района среды» Тема 1.8. Физическое загрязнение Практическая работа№7 Шумовое загрязнение города Список литературы 4  8  13  16 16 20 24 36 4 Тема 1.1. Современное состояние окружающей среды в России. Практическое занятие №1 Анализ экологической карты России Цель работы: Проанализировать состояние экологической ситуации в отдельных регионах России на основе разнообразных источников информации.  Ход работы. Задание 1. На основе анализа карты (Рис 1) «Современное состояние окружающей среды» определите  наиболее     острые  экологические    проблемы  в   Центральной   России,   Урале, Западной Сибири и Дальнем Востоке.               Рис.1. Рис2. 5 Задание 2.  На основе анализа карты (Рис 2) определите какие производства   оказывают наибольшее влияние на экологическое состояние крупных городов России. Выделите самые чистые регионы страны. Обоснуйте свой ответ.  Рис 3. Задание 3.  На основе анализа карты (Рис 3) укажите самые радиационно­загрязненные территории России. Обоснуйте свой ответ. Рис 4. 6 Задание 4.  На основе анализа карты (Рис 4) «Загрязнение почв тяжелыми металлами» назовите   самые   загрязненные   территории   России.   Приведите   примеры   наиболее загрязненных городов  России  тяжелыми металлами. Ответ обоснуйте.  Рис 5. Задание 5. На основе анализа карты «Экологические проблемы России» (Рис 5) назовите  экологические проблемы Северного Кавказа, Центральной России и Урала. Какие  экологические проблемы характерны для крупных городов данных регионов страны? Рис 6. 7 Задание 6. На основе анализа карты «Экологическое состояние поверхностных вод» (Рис 6) укажите какие речные системы России наиболее загрязненные. В каких регионах страны относительно чистые поверхностные воды. Ответ обоснуйте.  Рис 7. 8 Задание 7. На примере города Москвы (Рис 7) рассмотрите воздействие на окружающую  среду мусоросжигательных заводов. Сделайте вывод о радиусе воздействия  мусоросжигательных заводов на экологическое состояние города.  Вывод: В выводе, укажите  какие территории России наиболее загрязненные и  экологически опасны для жизни и хозяйственной деятельности людей.  Контрольные вопросы: 1.Какие наиболее  острые экологические  проблемы в Центральной России, Урале,  Западной Сибири и Дальнем Востоке? 2.Какие производства  оказывают наибольшее влияние на экологическое состояние  крупных городов России? 3.Какие самые радиационно­загрязненные территории России? 4.Какие самые загрязненные территории почв России  тяжелыми металлами»  5.Какие  экологические проблемы Северного Кавказа, Центральной России и Урала?.  6.Какие экологические проблемы характерны для крупных городов данных регионов  страны? 7.В каких регионах страны относительно ч истые поверхностные воды?. Тема 1.2. Антропогенное воздействие на природу.  Практическая работа №2. Оценка антропогенного воздействия на глобальном,  региональном и локальном уровнях. Цель работы:  рассмотреть экологическую политику на примере некоторых регионов и проанализировать ее практические примеры применения. Нарисовать схему воздействия на глобальном, региональном и локальном уровнях. Объект изучения: экологическая политика регионов.  Методы исследования: географический, аналитический, статистический.  Ход работы Экологическая   политика  ­   это   система   мероприятий,   связанных   с   целенаправленным воздействием общества на природу с целью предупреждения минимизации или ликвидации отрицательных для человека и природы последствий такого воздействия.  В   зависимости   от   уровня   реализации   экологической   стратегии   различают  глобальную (международную), национальную, региональную и локальную экологическую политику. 9 обеспечение оптимального качества окружающей среды;  обеспечение устойчивого развития;  сохранение биологического разнообразия.  Основными целями современной экологической политики являются:  1. 2. 3. Рассмотрим некоторые примеры глобального уровня экополитики.  Три глобальные экологические проблемы последней четверти ХХ и ХХI вв. ­ перфорация озонового   слоя   Земли,   кислотные   осадки   и   усиление   парникового   эффекта.   Они представляют реальную угрозу нормальному функционированию биосферы Земли.  Парниковый эффект. Для решения этой проблемы в 1992 г. состоялась конференция ООН по окружающей среде и развитию в Рио­де­Жанейро, документы которой обязывали все страны уменьшить выбросы углекислого газа в атмосферу, положительный результат был достигнут   только   в   Германии,   которая   снизила   выбросы   на   10%.   В   России   выбросы углекислого   газа   уменьшились   на   27,4%,   но   это   произошло   в   результате   спада производства. В то же время Индонезия увеличила выбросы углекислого газа почти на 40%, Китай и Индия – на 30%, Бразилия – на 20%.  В США, доля которых в глобальном выбросе углекислого газа составляет 27,9%, выбросы увеличились   на   6,2%.   Эта   страна   является   рекордсменом   в   загрязнении   окружающей среды.   По   итогам   конференции   была   принята   «Конвенция   Организации   Объединенных Наций об изменении климата», конечная цель ее ­ стабилизация концентрации парниковых газов в атмосфере на таких уровнях, которые не будут оказывать опасное воздействие на глобальную климатическую систему.  Для практической реализации Конвенции по климату в декабре 1997 г. в Киото (Япония) на   международной   конференции   был   принят   Киотский   протокол.   В   нем   определены конкретные квоты на выброс парниковых газов странами­участницами конференции для того, чтобы свести эмиссию парниковых газов (прежде всего углекислого газа) к 2012 г. до уровня 1990 г. Проект был составлен таким образом, чтобы экологичные регионы получали материальную выгоду. В общих чертах схема выглядит так: на каждую область приходится определенное количество допустимых выбросов в атмосферу. А неиспользованные квоты можно   фактически   продавать   другим   регионам.   Договор   был   инициирован,   в   первую очередь, Евросоюзом и Японией.  Гринпис   предложил   продлить   данный   протокол   на   2013­2017   гг.   и   в   последующем заключить   новое   соглашение   по   климату   с   конкретизированными   обязательствами   по уменьшению выбросов.  В августе­сентябре 2002 г. в Йоханнесбурге состоялся Всемирный саммит по устойчивому развитию («Рио+10»), рассмотревший, как выполняются решения ЮНСЕД, в частности по климату.   Было   отмечено,   что   прогресс   в   состоянии   природной   среды   за   прошедшее десятилетие   был   крайне   незначительным,   особенно   актуальной   стала   проблема антропогенного изменения климата.  В 2003  г. в  Москве  по  инициативе  Президента  РФ  В.В. Путина  состоялась  Всемирная конференция   по   изменению   климата   (ВКИК),   в   которой   приняли   участие   ученые, предприниматели, представители природоохранных ведомств и общественных организаций многих стран мира.  Киотский протокол был ратифицирован Государственной Думой Федерального Собрания РФ 22 октября 2004 г. (указ о его ратификации был подписан Президентом РФ 5 ноября того   же   года).   16   февраля   2005   г.   Киотский   протокол   вступил   в   силу   ­   стал международным   юридическим   документом   (его   подписали   150   государств,   суммарный выброс СО2этих стран превышает 55%). В тоже время Россия не будет участвовать во втором   периоде   Киотского   протокола.   Российские   выбросы   парниковых   газов   на   35% меньше разрешенного уровня, и до  2020 г. этот уровень не будет достигнут, а другие страны,   вышедшие   из   Киотского   протокола   (Канада   и   Япония),   разрешенный   уровень превысили. 10 срок полного прекращения производства и потребления ХФУ для развивающихся Озоновые   дыры.  В   1985   г.   британские   исследователи   обнародовали   данные   своих восьмилетних   наблюдений,   обнаружив   над   Северным   и   Южным   полюсами,   области атмосферы с пониженным содержанием озона (до 50%).  В   середине   сентября   1987   г.   представители   двадцати   четырех   стран   встретились   в Монреале и подписали соглашение, по которому обязались вдвое сократить использование озоноразрушающих   (ХФУ)   к   1999   г.   Следующим   примером,   явилось   в   связи   с ухудшающейся ситуацией, в 1990 г. и в Лондоне были приняты поправки к Монреальскому протоколу, согласно которым в список регулируемых ХФУ вошли еще десять веществ. Было   принято   решение   прекратить   использование   ХФУ,   галогенов   и   четырехлористого углерода (ССl4) к 2000 г., а метилхлороформа к 2005 г.  В специальном докладе UNEP, подготовленном к 25­летию протокола, которое отметили 16   сентября   2012   года,   говорится,   что   содержание   озона   в   стратосфере   перестало снижаться с 1998 г., и, по прогнозам ученых, к 2050­2075 гг. может вернуться к уровням, фиксировавшимся до 1980 г.  Для   восстановления   озонового   слоя   его   нужно   подпитывать.   Сначала   с   этой   целью предполагалось создать несколько наземных озоновых фабрик и на грузовых самолетах «забрасывать» озон в верхние слои атмосферы. Однако этот проект (вероятно, он был первым проектом «лечения» планеты) не осуществлен.  В тоже время можно указать следующие положительные моменты:   стран перенесен с 2040 на 2030 год,   дата   замораживания   объемов   их   производства   —   с   2015   на   2013­й,   причем заморожены они должны быть не на уровне, достигнутом к этому моменту, а на уровне объемов 2010 г.,   развивающиеся   страны   согласились   выделить   дополнительно   более   $2   млрд.   на решение проблем с озоноразрушающими производствами и изделиями в развивающихся странах.  Примеры   регионального   уровня  .  К   экологическим   проблемам   регионального   уровня   относятся   трансграничный   перенос   загрязнений,   использование   пограничных   природных ресурсов и др.  Загрязнение р. Амур.  Наиболее сильное загрязнение Амура отмечается ниже впадения в него с китайского берега реки Сунгари. Наиболее масштабными были следующие аварии:   июль 2003 г. в Амуре и Амурской протоке было выявлено превышение норм по аммонийному азоту, тяжелым металлам и марганцу, что экологи связывают в основном с вредными сбросами в реки Уссури и Сунгари на сопредельной территории Китая.   ноябрь   2005   г.   в   результате   аварии,   произошедшей   на   химическом   заводе   в   г. Цзилине (провинция Цзилинь, Северо­Восточный Китай) вылилось более 100 тонн бензола и   его   производных,   которые   попали   в   р.   Сунгари   (Сунхуацзян),   впадающую   в   Амур. Образовалось пятно протяженностью около 200 км. По ходу течения реки поллютанты попали в Амур.   август 2006 г. химический завод, расположенный в городе Цзилинь одноименной провинции   на   северо­востоке   Китая   сбросил   в   воды   реки   Сунгари   (Сунхуацзян) производственные   отходы.   По   данным   местных   властей,   в   производственных   отходах содержались бензольные соединения. Длина загрязненного пятна составляла около 5 км.   июль   2010  г.  паводковые  воды   смыли  семь  тысяч   бочек  (из   них  четыре  тысячи пустые, три полные) с легковоспламеняющимися взрывоопасными химикатами в приток Амура Сунгари в китайской провинции Цзилинь. Согласно предварительным данным, в контейнерах, которые унесло с территории местного завода в реку, содержалось более 160 т химикатов. 11 В   2008   г.   Россия   и   Китай   впервые   подписали   межправительственное   экологическое соглашение   о   рациональном   использовании   и   охране   трансграничных   вод.   В   первую очередь, речь идет об Амуре, более всего страдающем от промышленных загрязнений.  Использование   пограничных   рыбных   ресурсов   Японией.  В   1928   г.   советское правительство подписало с Японией советско­японскую рыболовную конвенцию. Согласно ей японцы уже не имели права нанимать для добычи и обработки рыбы местных жителей, японцам запрещалось вести промысел лососей в реках, только на морских участках.  К 1952 году Япония на промысле у берегов США имела уже три плавбазы и пятьдесят семь промысловых судов. США и Канада, желая предотвратить начавшуюся конкуренцию со стороны японцев на своих рыбных рынках, вынудили Япония 9 мая 1952 г. подписала тройственную   американо­канадо­японскую   рыболовную   конвенцию,   по   которой   Япония должна была воздерживаться от промысла рыбы в северной части Тихого океана.  14   мая   1956   г.   в   Москве   была   подписана   советско­японская   рыболовная   конвенция, ограничивающая объемы изъятия тихоокеанских лососей Японией.  В   1992   г.   США,   Канада,   РФ   и   Япония   подписали   четырехстороннюю   Конвенцию   о сохранении   запасов   анадромных   видов.   В   северной   части   Тихого   океана специализированный (дрифтерный) промысел лососей в открытой части Тихого океана был запрещен.  На   сегодняшний   день   этот   конфликт   не   исчерпан.   Япония   по­прежнему   нарушает установленные границы при вылове рыбных ресурсов. Огромные объемы вылова истощают морские дальневосточные угодья РФ.  Запрет на изъятие детенышей гренландского тюленя.  Очередным ярким примером деятельности экополитики является введение в феврале 2009 г. полного запрета на добычу белька (детеныша гренландского тюленя в возрасте до одного месяца) и самого гренландского тюленя на всей акватории Белого моря.  К   деятельности   экополитики   относится   и  образование   заповедников,   например Ханкайский   заповедник   (Приморский   край),   который   был   образован   в   1990   г.   для сохранения и изучения уникальных экосистем оз. Ханка и Приханкайской низменности. По видовому   разнообразию   птиц,   обитающих   в   умеренных   широтах,   занимает   одно   из лидирующих положений не только среди заповедников России, но также Европы и Азии.  Ханкайский   заповедник   совместно   с   китайским   заповедником   «Синкай­Ху»   образуют международный   российско­китайский   заповедник   «Озеро   Ханка»,   территория   которого входит в Список водно­болотных угодий международного значения «Озеро Ханка», как важнейшее   место   концентрации   водоплавающих   птиц   в   период   сезонных   миграций   и гнездования. С 2005 г. Ханкайский заповедник включен во Всемирную сеть биосферных резерватов.  Примеры национального уровня. Основные проблемы: дампинг, загрязнение воздуха.  Проблема захоронения радиоактивных отходов в РФ является результатом глобальной проблемы накопления ядерных отходов (ЯО), так как Мировая атомная промышленность «завалена»   отходами   собственной   жизнедеятельности.   К   1999­2000   гг.   в   мире   было накоплено,  по разным  оценкам,  от 140000  до 200000  тонн  ЯО.  Российская  доля  здесь порядка 14000 тонн. Каждый год в мире образуется дополнительно 10500 тонн ОЯТ. Здесь российская доля составляет порядка 640 ­ 710 тонн.  21 декабря 2000 г. Госдума приняла законопроекты, направленные на легализацию ввоза ядерных отходов, поверив в обещание атомной индустрии выручить до 20 миллиардов долларов на этой операции. Согласно плану, разработанному в Минатоме РФ, в течение 10 лет в Россию ввезено около 20 тыс. тонн ЯО. С тех пор массовые протесты ввозу отходов прошли   в   более   чем   30   городах   России.   Однако,   большинство   депутатов   Госдумы   не желает   прислушиваться   к   мнению   93,5%   граждан   страны.   Именно   столько   людей выступало против ввоза ядерных отходов. 12  эколога   Бориса   Преображенского, Также она прослеживается на региональном уровне, т.к. имеются случаи обнаружения в составе   отправляемого   на   экспорт   металлолома   радиоактивных   отходов,   а   также повышенного   радиационного   фона.   Таможенными   органами   неоднократно   пресекались попытки   незаконного   перемещения   через   таможенную   границу   Российской   Федерации товаров с повышенным радиационным фоном. Однако пока таможенные органы не будут оснащены необходимым количеством аппаратуры радиационного контроля, потенциальная угроза ввоза, вывоза и транзита через территорию Российской Федерации радиоактивных отходов и товаров, имеющих повышенный радиационный фон, будет сохраняться.  На   национальном   уровне   эта   проблема   заключается   в   захоронении   ядерных   отходов   в могильники.   Новый   ядерный   могильник   на   40   тысяч   кубометров   «Росатом»   планирует построить в районе бухты Сысоева ЗАТО Фокино (Приморский край), где уже с 2000 г. действует Центр долговременного хранения радиоактивных отходов.   строительство   хранилища   такой По   мнению, мощности   может   быть   обоснованно   двумя   вариантами.   Первый   –   превращение Приморского края в место хранения ядерных отходов двух соседей – Японии и Китая, но прежде   всего   именно   Японии,   которая   проводит   политику   отказа   от   атомной электроэнергии.   Второй   вариант   –   могильник   строят   для   хранения   отходов   с   атомной электростанции, которая может понадобиться для планируемого алюминиевого завода в Приморье.  По данным Министерства здравоохранения РФ, на территории страны ежегодно образуется около 7 млрд. т. отходов, из которых перерабатывается лишь одна треть. На объектах Министерства   обороны   РФ   скопилось   около   10   млн.   т.   бытовых   и   более   850   тыс.   т. производственных отходов, причем 90% бытовых отходов вывозится на свалки. Только запрещенных к применению химических средств защиты растений на территории России скопилось свыше 20 тыс. т.  На   сегодняшний   день   всеобще   признано   (в   том   числе   и   МАГАТЭ),   что   наиболее эффективным   и   безопасным   решением   проблемы   окончательного   захоронения   РАО является   их   захоронение   в   могильниках   на   глубине   не   менее   300­500   м   в   глубинных геологических формациях.  Удаление   в   море   касается   радиоактивных   отходов,   вывозимых   на   кораблях   и сбрасываемых   в   море.   Через   какое­то   время   физическое   сдерживание   контейнеров перестанет действовать, и радиоактивные вещества рассеиваются и разбавляются в море.  К странам, которые предпринимали сброс РАО в море относятся Бельгия, Франция, ФРГ, Италия, Нидерланды, Швеция и Швейцария, а также Япония, Южная Корея и США.  Локальный уровень. Примером локального уровня является загрязнение крупных городов Приморского края.  Загрязнение крупных городов Приморского края.  Все   крупные   города   края   характеризуются   крайне   неблагоприятными   экологическими условиями,   но   наиболее   критическая   ситуация   наблюдается   во   Владивостоке, Дальнегорске,   Спасске­Дальнем,   Уссурийске,   Артеме.   Общий   объем   выбросов   вредных веществ в крае от стационарных источников составил 250 тыс. т, газообразных – 253 тыс. т. Наибольший вклад в загрязнение воздушного бассейна (до 51%) принадлежит топливно­ энергетическому   и   минерально­сырьевому   комплексам.   Слежение   за   загрязнением атмосферы ведется службами Госкомгидромета лишь в 7 городах и поселках Приморского края.  Загрязнение бухты Находка. Несмотря на действующий запрет на свинцовые добавки в бензин основными загрязнителями атмосферного воздуха города являются выхлопные газы автомобилей,   а   также   неоснащенные   системами   фильтрации   городские   котельные,   и угольная   пыль,   которая   разносится   ветром   с   терминалов   порта.   Отмечается   высокий уровень загрязнения воздуха диоксидом азота, диоксидом серы и взвешенными веществами 13 (включая   пыль   и   сажу).   С   1990­х   гг.   над   южными   районами   Дальнего   Востока   стали регулярно выпадать кислотные осадки, которые приносят с собой циклоны из Желтого моря.  Напряженная   экологическая   ситуация   сложилась   в   заливе   Находка.   Основными источниками загрязнения залива являются: сброс сточных вод, несанкционированный сброс нефтепродуктов и стоков кораблей, а также сток реки Партизанской. Экология северной полосы   залива   Находка   —   от   бухты   Находка   целиком   до   устья   реки   Партизанской включительно   —   оценивается   как   катастрофическая.   Такая   же   ситуация   сложилась   в бухтах Новицкого и Врангеля. Ухудшение экологии оказывает влияние на морскую фауну: количество аномалий среди мидий в заливе Находка достигает 90%. Тяжелыми металлами наиболее   загрязнены   воды   бухты   Находка   и   устье   реки   Партизанской.   Аномальные   по содержанию осадки цинка, хрома, кобальта, железа и никеля концентрируются в бухте Находка у причалов Приморского завода, а также вблизи устья реки Партизанской.  По   состоянию   на   2006   г.   треть   всех   стоков   города   сливалось   неочищенными   в   бухту Находка. В 2008­2010 гг. был перекрыт сброс стоков в реку Каменку и проведены работы по   очистке   её   русла.   Переключен   открытый   сброс   стоков   в   озеро   Солёное   на канализационные очистные сооружения города. Однако глубокая очистка озера Солёного не проводилась. Планируется переключение открытых сбросов в акваторию бухты Находка других районов города. В Ливадии канализационные стоки сбрасываются в море пока без очистки.  Санитарно   неблагополучная   обстановка   сложилась   в   кварталах   частного   сектора,   где никогда   не   существовало   организованного   вывоза   бытового   мусора   и   на   прилегающих территориях образовались стихийные свалки. О проблеме было впервые заявлено в 2006 году. По состоянию на 2011 год из примерно 5000 владельцев частных домов договоры на вывоз мусора заключили всего 70 человек.  Техногенные аварии вблизи Находки:   1946 год — взрыв парохода «Дальстрой» в бухте Находка поднял в воздух 1 800 тонн мазута, который затем в течение 2­х часов выпадал дождем на акваторию бухты и близлежащие районы города.   заражение окружающей среды.   промышленных отходов попало в бассейн реки Партизанской.   2010   год,   апрель   ­   сброс   котельной   Торгового   порта   100   кг   мазута   в   систему водоснабжения города, микрорайон «мыс Астафьева» на 4 дня был отключен от питьевой воды.   ртути (более чем в 10 раз); причина загрязнения не установлена.  Таким   образом,   состояние   окружающей   природной   среды   в   мире   экспертами   ООН оценивается как критическое, и в первую очередь это относится к атмосферному воздуху, водным источникам и почвам, которые определяют качество жизни населения планеты и возможность продолжения жизни человека как биологического существа в XXI­XXII вв.  Экологическая политика на всех уровнях требует совершенствования в развитых странах и коренного изменения в развивающихся странах.  Контрольные вопросы: 1. 2. 3. 4. Какие виды антропогенного воздействия знаете? Какие способы антропогенного воздействия знаете? Как делятся по характеру антропогенные воздействия? Как делятся по возможности управления антропогенные воздействия? 2010 год, май ­ в заливе Находка обнаружены экстремально­высокие концентрации 1985   год   ­   радиационная   авария   в   бухте   Чажма,   повлекшая   радиоактивное 2004   год   ­   в   результате   аварии   на   Партизанской   ГРЭС   60   000   кубометров 14 Тема 1.4. Природные ресурсы и рациональное природопользование  Практическая работа№3  «Расчет ресурсообеспеченности» Ход работы: Ход работы: Вариант 1. . Оценка ресурсообеспеченности отдельных стран некоторыми видами  Оценка ресурсообеспеченности отдельных стран некоторыми видами  Вариант 1 минерального сырья в годах.. минерального сырья в годах Ресурсообеспеченность отдельных стран некоторыми видами минерального сырья. Ресурсообеспеченность отдельных стран некоторыми видами минерального сырья. Запасы Запасы Добыча Добыча Ресурсообеспеченност Ресурсообеспеченност ( млрд. тонн ) ( млрд. тонн ) ( млн. тонн ) ( млн. тонн ) ьь ( в годах ) ( в годах ) нефтнефт уголугол ьь ьь железнжелезн ые руды ые руды нефтнефт уголугол ьь ьь железнжелезн ые руды ые руды нефтнефт уголугол ьь ьь железнжелезн ые руды ые руды 139,7 139,7 1725 1725 394394 3541 3541 4700 4700 906906 6,76,7 200200 71,071,0 304304 281281 107107 0,20,2 111111 2,92,9 1212 249249 00 3,93,9 272272 40,040,0 160160 1341 1341 170170 35,535,5 00 00 404404 00 00 0,60,6 2929 19,319,3 3636 282282 6060 3,03,0 445445 25,425,4 402402 937937 5858                                                                Страна Страна Весь мир Весь мир Россия Россия Германия Германия Китай Китай Саудовска Саудовска я Аравия я Аравия Индия Индия СШАСША 15 Канада Канада Бразилия Бразилия ЮАРЮАР Австралия Австралия 0,70,7 5050 25,325,3 126126 7373 4242 0,70,7 1212 49,349,3 6161 2929 162162 00 130130 9,49,4 00 206206 3333 0,20,2 9090 23,423,4 2929 243243 112112                                     Используя имеющиеся статистические данные, заполните таблицу, рассчитав  Используя имеющиеся статистические данные, заполните таблицу, рассчитав  1.1. ресурсообеспеченность в годах отдельных стран и регионов мира важнейшими видами  ресурсообеспеченность в годах отдельных стран и регионов мира важнейшими видами  минеральных ресурсов, вычисления сделать по формуле:  минеральных ресурсов, вычисления сделать по формуле:                где РР – ресурсообеспеченность (в годах),               – ресурсообеспеченность (в годах),             ЗЗ – запасы,               Р = З/Д,              где  Р = З/Д, добыча;  добыча;   – запасы,              Д Д – –  выявите отдельные страны и группы стран с максимальными и минимальными  выявите отдельные страны и группы стран с максимальными и минимальными  2.2. показателями ресурсообеспеченности каждым видом минерального сырья;  показателями ресурсообеспеченности каждым видом минерального сырья;  сделайте вывод о ресурсообеспеченности стран и регионов мира отдельными  сделайте вывод о ресурсообеспеченности стран и регионов мира отдельными  3.3. видами минеральных  видами минеральных  Ход работы: Ход работы: Вариант 2. . Оценка ресурсообеспеченности отдельных стран некоторыми видами  Оценка ресурсообеспеченности отдельных стран некоторыми видами  Вариант 2 минерального сырья на душу населения.. минерального сырья на душу населения Запасы Запасы Ресурсообеспеченность Ресурсообеспеченность ( млрд. тонн ) ( млрд. тонн ) Население Население ( тонн на душу населения ) ( тонн на душу населения ) нефть нефть уголь уголь железные железные рудыруды (млн. (млн. человек) человек) нефть нефть уголь уголь железные железные рудыруды 139,7 139,7 1725 1725 394394 6015 6015 6,76,7 200200 71,071,0 145145                   Страна Страна Весь мир Весь мир Россия Россия 16 Германия Германия Китай Китай Саудовская  Саудовская  Аравия Аравия Индия Индия СШАСША Канада Канада Бразилия Бразилия ЮАРЮАР Австралия Австралия 0,20,2 111111 2,92,9 8282 3,93,9 272272 40,040,0 1275 1275 35,535,5 00 00 2020 0,60,6 2929 19,319,3 1015 1015 3,03,0 445445 25,425,4 280280 0,70,7 5050 25,325,3 3131 0,70,7 1212 49,349,3 173173 00 130130 9,49,4 0,20,2 9090 23,423,4 4242 1919                                                                                  1.1. Используя имеющиеся статистические данные, заполните таблицу, рассчитайте  Используя имеющиеся статистические данные, заполните таблицу, рассчитайте  ресурсообеспеченность на душу населения стран и регионов мира отдельными видами  ресурсообеспеченность на душу населения стран и регионов мира отдельными видами  минеральных ресурсов, вычисления сделать по формуле:  минеральных ресурсов, вычисления сделать по формуле:  Р = З/Н,              где  Р = З/Н,              численность населения страны.  численность населения страны.  – запасы,                Н Н – –   где РР – ресурсообеспеченность в годах,              – ресурсообеспеченность в годах,            З З – запасы,                 Выявите отдельные страны и группы стран с максимальными и минимальными  Выявите отдельные страны и группы стран с максимальными и минимальными  2.2. показателями ресурсообеспеченности каждым видом минерального сырья.  показателями ресурсообеспеченности каждым видом минерального сырья.  Сделайте вывод о ресурсообеспеченности стран и регионов мира отдельными  Сделайте вывод о ресурсообеспеченности стран и регионов мира отдельными  3.3. видами минеральных ресурсов.  видами минеральных ресурсов. 17 Тема 1.5. «Принципы рационального природопользования и охраны окружающей среды» Практическая работа №4 «Устойчивое развитие. Его принципы» Задание: 1. Ознакомиться с «Декларацией по окружающей среде и развитию (Риодежанейрской декларацией)». 2. Ответить на вопросы. Вопросы: 1. Что такое устойчивое развитие? 2. Что отмечалось в декларации Конференции ООН в Рио­де­Жанейро? 3. Каковы условия устойчивого развития? 4. Каковы пути реализации устойчивого развития? 5.   Требуются   ли   изменения   (социальные,   экономические   и   этические)   характера современного общества – общества потребления? Под  экологически   устойчивым  или   просто  устойчивым   развитием  человечества понимается такое развитие, которое обеспечивает удовлетворение потребностей людей в настоящее время, но не ставит под угрозу возможности будущих поколений удовлетворять свои потребности. Концепция   «устойчивого   (самоподдерживающегося)   развития»  (sustainable   development) была впервые предложена в 1987 г. и утверждена в качестве руководства к действию для всех   стран   нашей   планеты   на   XXI   в.   на   Конференции   ООН   по   окружающей   среде   и развитию в Рио­де­Жанейро в 1992 г. Конференция в Рио­де­Жанейро была второй Конференцией ООН по окружающей среде и развитию. В ней приняли участие около 18 тыс. ученых и специалистов из 179 стран мира, а также более 100 глав государств и правительств. Конференция   проводилась   в   момент,   когда   экологическая   катастрофа   придвинулась вплотную,   в   воздухе   буквально   пахло   грозой.   Как   заметил   Жак   Ив   Кусто,   «эта конференция уникальна, потому что это последний шанс». Почти то же самое сказал в приветственной речи генеральный секретарь конференции Морис Стронг: «Мы должны спасти весь мир, или же не спасется ни один из нас». Принятые конференцией программные документы, определяющие будущие действия по экологическому выздоровлению (в том числе тщательно разработанные Повестка на XXI век   и   Риодежанейрская   декларация),   говорят   о   серьезности   намерений   мирового сообщества   остановить   катастрофу.   «Повестка   на   XXI   век»   –   Подробный   план обеспечения экономического роста без ущерба для окружающей среды, план устойчивого развития.   Риодежанейрская   декларация   констатирует,   что   прогресс   в   развивающихся странах должен осуществляться экологически ответственно, а развитые страны вместе с развивающимися   должны   работать   над   преодолением   разрыва   в   благосостоянии   и потреблении, разделяющего богатые и бедные страны. ДЕКЛАРАЦИЯ ПО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И РАЗВИТИЮ (РИОДЕЖАНЕЙРСКАЯ ДЕКЛАРАЦИЯ) Конференция Организации Объединенных Наций по окружающей среде и развитию, будучи созвана   в   Рио­де­Жанейро   с   3   по   14   июня   1992   года,   подтверждая   Декларацию Конференции   Организации   Объединенных   Наций   по   проблемам   окружающей   человека среды, принятую в Стокгольме 16 июня 1972 года, и стремясь развить ее, преследуя цель установления   нового,   справедливого   глобального   партнерства   путем   создания   новых уровней сотрудничества между государствами, ключевыми секторами общества и людьми, прилагая усилия для заключения международных соглашений, обеспечивающих уважение 18 интересов всех и защиту целостности глобальной системы окружающей среды и развития, признавая комплексный и взаимозависимый характер Земли – нашего дома, провозглашает, что: Принцип 1 Забота о людях занимает центральное место в усилиях по обеспечению устойчивого развития. Они имеют право на здоровую плодотворную жизнь в гармонии с природой. Принцип 2 В   соответствии   с   Уставом   Организации   Объединенных   Наций   и   принципами международного   права   государства   имеют   суверенное   право   разрабатывать   свои собственные ресурсы согласно своей политике в области окружающей среды и развития и несут ответственность за обеспечение того, чтобы деятельность в рамках их юрисдикции или контроля не наносила ущерба окружающей среде других государств или районов за пределами действия национальной юрисдикции. Принцип 3 Право   на   развитие   должно   быть   реализовано,   чтобы   обеспечить   справедливое удовлетворение   потребностей   нынешнего   и   будущих   поколений   в   областях   развития   и окружающей среды. Принцип 4 Для достижения устойчивого развития защита окружающей среды должна составлять неотъемлемую часть процесса развития и не может рассматриваться в отрыве от него. Принцип 5 Все государства и все народы сотрудничают в решении важнейшей задачи искоренения бедности – необходимого условия устойчивого развития – в целях уменьшения разрывов в уровнях   жизни   и   более   эффективного   удовлетворения   потребностей   большинства населения мира. Принцип 6 Особому положению и потребностям развивающихся стран, в первую очередь наименее развитых   и   экологически   наиболее   уязвимых   стран,   придается   особое   значение. Международные действия в области окружающей среды и развития должны быть также направлены на удовлетворение интересов и потребностей всех стран. Принцип 7 Государства сотрудничают в духе глобального партнерства в целях сохранения, защиты и восстановления здорового состояния и целостности экосистемы Земли. Вследствие своей различной роли в ухудшении состояния глобальной окружающей среды государства несут общую,   но   различную   ответственность.   Развитые   страны   признают   ответственность, которую   они   несут   в   контексте   международных   усилий   по   обеспечению   устойчивого развития с учетом стресса, который создают их общества для глобальной окружающей среды, технологий и финансовых ресурсов, которыми они обладают. Принцип 8 Для достижения устойчивого развития и более высокого качества жизни для всех людей государства должны ограничить и ликвидировать нежизнеспособные модели производства и потребления и поощрять соответствующую демографическую политику. Принцип 9 Государства должны сотрудничать в целях укрепления деятельности по наращиванию национального потенциала для обеспечения устойчивого развития благодаря углублению научного   понимания   путем   обмена   научно­техническими   знаниями   и   расширения разработки,   адаптации,   распространения   и   передачи   технологий,   включая   новые   и новаторские технологии. Принцип 10 Экологические вопросы решаются наиболее эффективным образом при участии всех 19 заинтересованных граждан – на соответствующем уровне. На национальном уровне каждый человек должен иметь соответствующий доступ к информации, касающейся окружающей среды, которая имеется в распоряжении государственных органов, включая информацию об   опасных   материалах   и   деятельности   в   их   общинах,   и   возможность   участвовать   в процессах принятия   решений.   Государства   развивают   и   поощряют   информированность   и   участие населения   путем   широкого   предоставления   информации.   Обеспечивается   эффективная возможность использовать судебные и административные процедуры, включая возмещение и средства судебной защиты. Принцип 11 Государства принимают эффективные законодательные акты в области окружающей среды.   Экологические   стандарты,   цели   регламентации   и   приоритеты   должны   отражать экологические   условия   и   условия   развития,   в   которых   они   применяются.   Стандарты, применяемые   одними   странами,   могут   быть   неуместными   и   сопряженными   с необоснованными   экономическими   и   социальными   издержками   в   других   странах,   в частности в развивающихся странах. Принцип 12 Для более эффективного решения проблем ухудшения состояния окружающей среды государства   должны   сотрудничать   в   деле   создания   благоприятной   и   открытой международной экономической системы, которая привела бы к экономическому росту и устойчивому развитию во всех странах. Меры в области торговой политики, принимаемые в целях охраны окружающей среды, не должны представлять собой средства произвольной или неоправданной дискриминации или скрытого ограничения международной торговли. Следует избегать односторонних действий по решению экологических задач за пределами юрисдикции   импортирующей   страны.   Меры   в   области   охраны   окружающей   среды, направленные   на   решение   трансграничных   или   глобальных   экологических   проблем, должны, насколько это возможно, основываться на международном консенсусе. Принцип 13 Государства должны разрабатывать национальные законы, касающиеся ответственности и компенсации   жертвам   загрязнения   и   другого   экологического   ущерба.   Государства оперативным   и   более   решительным   образом   сотрудничают   также   в   целях   дальнейшей разработки   международного   права,   касающегося   ответственности   и   компенсации   за негативные   последствия   экологического   ущерба,   причиняемого   деятельностью,   которая ведется   под   их   юрисдикцией   или   контролем,   районам,   находящимся   за   пределами   их юрисдикции. Принцип 14 Государства должны эффективно сотрудничать с целью сдерживать или предотвращать перенос   в   другие   государства   любых   видов   деятельности   и   веществ,   которые   наносят серьезный экологический ущерб или считаются вредными для здоровья человека. Принцип 15 В целях защиты окружающей среды государства в соответствии со своими возможностями широко   применяют   принцип   принятия   мер   предосторожности.   В   тех   случаях,   когда существует   угроза   серьезного   или   необратимого   ущерба,   отсутствие   полной   научной уверенности не используется в качестве причины для отсрочки принятия экономически эффективных мер по предупреждению ухудшения состояния окружающей среды. Принцип 16 Национальные   власти   должны   стремиться   содействовать   интернационализации экологических издержек и использованию экономических средств, принимая во внимание подход,   согласно   которому   загрязнитель   должен   в   принципе   покрывать   издержки, 20 связанные   с   загрязнением,   должным   образом   учитывая   общественные   интересы   и   не нарушая международную торговлю и инвестирование. Принцип 17 Оценка экологических последствий в качестве национального инструмента осуществляется в отношении предполагаемых видов деятельности, которые могут оказать значительное негативное влияние на окружающую среду и которые подлежат утверждению решением компетентного национального органа. Принцип 18 Государства немедленно уведомляют другие государства о любых стихийных бедствиях или других чрезвычайных ситуациях, которые могут привести к неожиданным вредным последствиям   для   окружающей   среды   этих   государств.   Международное   сообщество должно делать все возможное для оказания помощи пострадавшим от этого государствам. Принцип 19 Государства   направляют   странам,   которые   могут   оказаться   затронутыми   технико­ антропогенными   последствиями,   предварительные   и   своевременные   уведомления   и соответствующую   информацию   о   деятельности,   которая   может   иметь   значительные негативные трансграничные последствия, и проводят консультации с этими государствами на раннем этапе и в духе доброй воли. Принцип 20 Женщины играют жизненно важную роль в рациональном использовании окружающей среды   и   развитии.   Поэтому   их   всестороннее   участие   необходимо   для   достижения устойчивого развития. Принцип 21 Следует мобилизовать творческие силы, идеалы и мужество молодежи мира в целях формирования   глобального   партнерства,   с   тем   чтобы   достичь   устойчивого   развития   и обеспечить лучшее будущее для всех. Принцип 22 Коренное население и его общины, а также другие местные общины призваны играть важную роль в рациональном использовании и улучшении окружающей среды в силу их знаний   и   традиционной   практики.   Государства   должны   признавать  и   должным   образом поддерживать   их   самобытность,   культуру   и   интересы   и   обеспечивать   их   эффективное участие в достижении устойчивого развития. Принцип 23 Окружающая среда и природные ресурсы народов, живущих в условиях угнетения, господства и оккупации, должны быть защищены. Принцип 24 Война неизбежно оказывает разрушительное воздействие на процесс устойчивого раз­ вития.   Поэтому   государства   должны   уважать   международное   право,   обеспечивающее защиту окружающей среды во время вооруженных конфликтов, и должны сотрудничать при необходимости в деле его дальнейшего развития. Принцип 25 Мир, развитие и охрана окружающей среды взаимозависимы и неразделимы. Принцип 26 Государства разрешают все свои экологические споры мирным путем и надлежащими средствами в соответствии с Уставом Организации Объединенных Наций. Принцип 27 Государства и народы сотрудничают в духе доброй воли и партнерства в выполнении принципов,   воплощенных   в   настоящей   Декларации,   и   в   дальнейшем   развитии международного права в области устойчивого развитии. общества – общества потребления? 21 Практическая работа №5. Прогнозирование состояния окружающей среды Тема 1.6. Мониторинг окружающей среды Цель: Определить основные экологические изменения природы своей местности,  составить прогноз возможного состояния окружающей среды в будущем. Оборудование: дополнительная литература, материалы личных наблюдений. Ход работы: 1. Выберите определённую территорию в своей местности и оцените экологическое  состояние природы по примерному плану: 2. Название __ Географическое положение. 3. Общая характеристика природных условий. 4. Определить влияние природных условий своей местности на материальную, культурную  и духовную жизнь населения. 5. Установите особенности между взаимодействием общества и природы. 6. Охарактеризуйте основные направления хозяйственного использования территории. 7. Выявите факторы антропогенного воздействия. 8. Опишите экономическое положение, проанализируйте причины, опишите изменения, и  обоснуйте нерациональное природопользование на данной территории. 9. Составьте прогноз возможного состояния природы своей местности,  Сделайте вывод по необходимости рационального использования данного региона. Тема 1.7. Источники загрязнения, окружающей среды Практическая работа№6 «Оценка уровня загрязнения территории  Нерюнгринского района среды»  Цель: изучить влияние автотранспорта на загрязнение воздуха. Задачи:  Научить высчитывать количество выбросов вредных веществ. Научить обрабатывать результаты.  Оборудование: пишущие принадлежности,  микрокалькулятор. Вводная беседа:  Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота  NOх(смесью оксидов азота NO и NO2) и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах.  Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по СО и более 50% по NOх от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NOх  можно обнаружить в выхлопных газах не отрегулированного двигателя, а также двигателя  в режиме прогрева. 22 Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных  загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных (отработанных) газов, за  определённый промежуток времени. К выбрасываемым вредным веществам относятся угарный газ (концентрация в выхлопных  газах 0,3–10%об.), углеводороды­ несгоревшее топливо (до 3% об.) и оксиды азота (до  0,8%), сажа. Количество выбросов вредных веществ,поступающих от автотранспорта в атмосферу,  может быть оценено расчётным методом. Исходными данными для расчёта количества  выбросов являются: ­ количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку  автотрассы в единицу времени; ­ нормы расхода топлива автотранспортом(средние нормы расхода топлива  автотранспортом при движении в условиях города приведены в таблице №1); Тип автотранспорта Средние нормы Удельный Таблица 1 расхода топлива расход топлива (л на 100 км.) Yi  Легковой автомобиль Грузовой автомобиль (л на км.)  0,11­0,13 0,29­0,33 0,41­0,44 0,31­0,34 ­ значения эмпирических коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от  автотранспорта в зависимости от вида горючего(приведены в таблице № 2). 11­13 29­33 41­44 31­34 Автобус Дизельный грузовой автомобиль Вид топлива Значение Угарный газ Коэффициента (К) Углеводороды Бензин Дизельное топливо 0,6 0,1 0,1 0,03 Таблица 2 Диоксид азота 0,04 0,04 Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего  компонента в литрах при сгорании в двигателе автомашины количества топлива (также в  литрах), необходимого для проезда 1 км (то есть равного удельному расходу). Ход выполнения работы:  23 1. Выберите участок автотрассы вблизи школы(места жительства, отдыха) длинной 0,5­1  км., имеющий хороший обзор (из окна школы, из парка, с пришкольной территории). 2. Измерьте шагами длину участка (1 м.),предварительно определив среднюю длину своего  шага. 3. Определите количество единиц автотранспорта,проходящего по участку в какой­либо  период времени, например в течение, 20 минут. При этом заполняйте таблицу № 3(для  примера в таблице заполнена строка “Легковые автомобили”): Таблица 3 Количество ,  шт. 2 Всего за 20  минут 3 За 1 час, Ni, шт. 4 Общий путь за 1 час, L  км 5 Тип автотранспорта 1 Легковые автомобили Грузовые автомобили Автобусы Дизельные грузовые автомобили 4. Количество единиц автотранспорта за 1 час рассчитывают, умножая на 3 количество,  полученное за 20 минут. 5. Расчитайте общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого  типа за 1 час(Lкм) по формуле: Li= Ni . I,  где Ni ­ количество автомобилей каждого типа за 1 час; I ­ обозначение типа автотранспорта; l ­ длина участка, км. Полученный результат занесите в таблицу 3. 6. Рассчитайте количество топлива (Qi, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями  автомашин,по формуле: Qi= Li Yi Значение Yi возьмите из таблицы 1. Полученный результат занесите в таблицу 4. 24 Определите общее количество сожженного топлива каждого вида ({Q) и занесите  результат в таблицу 4.                                                                                                           Таблица 4 Ni Qi, в том  числе Бензин Дизельное топливо Тип автомобиля Легковые автомобили Грузовые автомобили Автобусы Дизельные грузовые автомобили Всего {Q 7. Рассчитайте количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных  условиях по каждому виду топлива и всего по таблице 5. Таблица 5 Количество вредных веществ, л {Q,л } СО Углеводороды NO2 Вид топлива Бензин Дизельное топливо Всего (V), л Обработка результатов и выводов. 1. Рассчитайте: а) массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле: m= V M: 22, 4; б) количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных  веществ для обеспечения санитарно­допустимых условий окружающей среды. Результаты запишите в таблицу 6. Кол­во, л Масса, г Количество  воздуха для  разбавления, м3 Таблица 6 Значение  ПДК,  мг/м3 Вид вредного вещества СО Углеводороды NO2 25 1. Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий,  сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участка  автомагистрали. Тема 1.8. Физическое загрязнение Практическая работа№7 Шумовое загрязнение города I этап. Подсчет количества проезжающих машин за определенный интервал времени. 1. На территории своего квартала выбрал контрольные  посты (точки  наблюдения). Номер точки 1 Местоположения точки 2.Установил конкретное время исследования шума (утро, день, вечер) и      периодичность  измерений (раз в неделю). Выбранное время наблюдения не    изменялось, оно заносилось в  журнал мониторинга для каждого конкретного поста. Неделя Утро (8:00 – 8:10) День (13:50 – 14:00) Вечер (17:00 – 17:10) Грузовы е  машины Легко вые  машин ы Грузов ые  машин ы Легко вые  машин ы Грузов ые  машин ы Легковые машины 73 223 62 243 81 249 1 2 II этап. Анализ проделанной работы. Определение шумового загрязнения.          Закончив подсчет автомобилей на контрольных точках,  определил их плотность на  участке дороги, прилегающей к дому, длиной 150 метров. Ход вычислений: 1. Среднее количество автомобилей, проезжающих за 10 минут наблюдения утром, днем и  вечером за 3 недели     N = 315 единиц  2. Время наблюдения    t = 10 мин = 600 с 3. Так как на данном посту наблюдения находится светофор, то скорость движения  автотранспорта будет не одинаковой. Можно предположить, что        V = 35 км/ч = 10 м/с 4. Находим время нахождения на данном участке пути одной машины:                                      t 1 маш. = 150 м/10 м/с = 15 с 5. Находим общее время, которое данное количество машин N находится на данном  участке S:                                     t общ =  15с * 315 ед. = 4725 с 6. Находим время, за которое 1 автомобиль находится на данном участке:                             t = 4725 с/600 с =  8 с 7. Находим количество автомобилей, движущихся на данном участке последовательно:                             N 1 = 8 с  * 315 ед. = 2520 ед. 26 8. Находим среднее количество автомобилей, находящихся на данном участке S во время  наблюдения                             N 2  = 2520 ед./600с = 4 ед.             Учитывая то, что 1 автомобиль создает шум равный  60­70 дБ, получается, что в  целом шум на дороге примерно равен 250­280 дБ.            Наш дом находится на расстоянии 25 м от дороги и мы постоянно испытываем  воздействие шумового загрязнения от проезжающих мимо машин. Тема 2.1. Рациональное использование и охрана атмосферы   Практическая работа №8 Методы очистки промышленных газов  Цели занятия: 1. Ознакомиться с опасностями, связанными с загрязнением атмосферного воздуха. 2. Изучить основные характеристики аэрозольных выбросов в атмосферу. 3. Систематизировать сведения о методах и аппаратах очистки воздуха от аэрозольных  примесей. 4. Ознакомиться с принципами работы и типами циклонов. 5. Подобрать циклон и рассчитать эффективность его применения для очистки  производственных выбросов от пыли. Общая характеристика и принцип действия циклонов Широкое   применение   для   сухой   очистки   газов   от   пыли   получили   циклоны   различных типов.  В настоящее время применяется около двадцати типов циклонов.  Сравнительные испытания циклонов различного типа показали,  что для промышленного применения они могут   быть   ограничены   в   большинстве   случаев   цилиндрическими  (серия   ЦН)  и коническими  (серия СК)  циклонами НИИОГАЗ  (научно­исследовательский институт по промышленной и санитарной очистке газов). Наиболее часто применяются  цилиндрические циклоны марок ЦН­11,  ЦН­15,  ЦН­24,  конические СК­ЦН­34,  СК­ЦН­34М,  СДК­ЦН­33 Конструкционные схемы конического и цилиндрического циклонов представлены   на   рисунке  1.  Геометрические   размеры   цилиндрических   и   конических циклонов указываются в долях от внутреннего диаметра. 27 Циклоны предназначены для сухой очистки газов от пыли со средним размером частиц 10…20 мкм. Избыточное давление газов, поступающих в циклон, не должно превышать 2500Па. Температура газов во избежание конденсации паров жидкости выбирается на 30… 50оС выше температуры точки росы, а по условиям прочности конструкции – не выше 400оС. Производительность циклона зависит от его диаметра, увеличиваясь с ростом последнего. Циклоны НИИОГАЗ подразделяются на высокоэффективные и высокопроизводительные. Циклоны СДК­ЦН­33, СК­ЦН­34, ЦН­11 относятся к высокоэффективным циклонам. При диаметрах менее 1м они обеспечивают степень очистки h = 0.85…0.95 при улавливании   Циклоны   типа   ЦН­24   относятся   к частиц   диаметром   более   5   мкм. высокопроизводительным,   они   могут   надежно   и   без   забивания   работать   при   высокой входной запыленности. Циклоны типа ЦН­15 занимают среднее положение и обеспечивают несколько   меньшую   степень   очистки,   чем   циклоны   ЦН­11,   но   обладают   большей надежностью при работе в условиях повышенной запыленности. Газовый поток вводится в циклон через патрубок по касательной к внутренней поверхности корпуса и совершает вращательно­ поступательное движение вдоль корпуса к бункеру (рисунок 2). На частицу пыли действуют: сила тяжести, сила сопротивления среды, центробежная сила. 28 Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой  слой, который вместе с частью газа через патрубок выхода пыли попадает в бункер для  приема пыли. Эффективность циклона тем выше, чем больше диаметр частиц пыли, их удельный вес, скорость вращения газового потока и чем меньше диаметр циклона. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит при повороте газового потока в бункере на 180°. Освободившись от пыли, газовый  поток образует вихрь и  выходит,  давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу. Для нормальной работы циклона необходима герметичность бункера. Если бункер негерметичен, то из­за подсоса наружного воздуха   происходит   вынос   пыли   с   потоком   через   выходную   трубу.   Циклоны   не применяются для очистки влажных газов и взрывоопасных сред. При выборе и расчете циклонов   необходимо   учитывать   свойства   пыли   ­   абразивность   и   слипаемость.   Для уменьшения   абразивного   износа   следует   выбирать   циклоны,   исходя   из   наименьших значений скорости газа. При улавливании сильно слипающейся пыли не рекомендуется 29 применять циклоны малого диаметра (менее 0,8м), которые склонны к залипанию. Так для очистки газов от сажи применяются конические циклоны серии СК, которые обладают высокой эффективностью за счет более высоко гидравлического сопротивления. Типы циклонов Цилиндрические   циклоны.  Цилиндрические   циклоны   серии   ЦН  (рисунок  1а) предназначены   для   улавливания   сухой   пыли   аспирационных   систем.  Их   рекомендуется использовать для предварительной очистки газов при начальной запыленности до 400г/м3 и устанавливать перед фильтрами и электрофильтрами.   Отличительной особенностью этой группы аппаратов является наличие удлиненной цилиндрической части, наклон крышки и  α 11º, 15º  и  24º  и одинаковое соотношение диаметра входного патрубка соответственно  выхлопной трубы – d к диаметру циклона D=d/D=0,59. Допускаемая   запыленность   очищаемых   газов   зависит   от   диаметра   циклона   и   для слабослипающихся пылей может иметь значения, представленные ниже (таблица1) Таблица 1 800  2,5 Диаметр циклона, мм Допускаемая запыленность, кг/м3  Конические циклоны. Конические циклоны серии СК (рисунок 1б), предназначенные для До 0,8 До 0,6 500 1,5  600 2,0 400 1,2 300 1,0 200 100 очистки газов от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН за счет большего гидравлического сопротивления. Входная концентрация сажи не должна превышать 50г/м3. Они отличаются удлиненной конической частью, спиральным входным патрубком и малым отношением   диаметров   выхлопной   трубы   к   корпусу   циклонов  d/D  =  0,33  и  0,34 соответственно. Габаритные   размеры   и   технические   данные   циклонов   различны,   в   зависимости   от   типа циклона, от требований, предъявляемых к очистке газа, от условий применения (таблица 2, рисунок 1). 30 геометрические   размеры   входного   патрубка   улитки   (для   спирально­длинноконического циклона   типа   СДК­ЦН­34   и   для   цилиндрических   циклонов   ЦН­15,   ЦН­24   одиночного исполнения с бункером и улиткой), А×В – геометрические размеры бункера приема пыли, Н1 – высота циклона с бункером (для ЦН­15, ЦН­24 одиночного исполнения с бункером и улиткой). Методика расчетного подбора циклонов Расчет циклонов ведут методом последовательных приближений в следующем порядке. 1) Задаются типом циклона и определяют диаметр D циклона по формуле (1): D ¿√ 4∙Q π∙Vоп (1) где Q ­ количество очищаемого газа, м3/с, VОП ­ оптимальная скорость газа в сечении циклона диаметром D, м/с; Оптимальные параметры, определяющие эффективность циклонов приведены в таблице 1.                                                                                                                   Таблица 1 Параметры Тип циклона ЦН­24 СК­  ЦН­15 ЦН­11 СДК­ЦН­ ЦН­34 СК­ЦН­34М VОП, м/с 4,5 dТ50 ОП, мкм 8,5 3,5 4,5 33 2,0 3,5 1,7 2,0 3,65 2,31 1,95 1,13 31 Полученное значение диаметра D округляют до ближайшего типового значения  внутреннего диаметра циклона Dц. Ряд внутреннего типового диаметра циклонов,  принятый в РФ, приведён в таблице 2. Таблица 2 Dц, м 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1, 0 1, 2 1, 4 1, 6 1, 8 2, 0 2, 2 2, 4 2, 6 2, 8 3, 0  Если   рассчитанный   диаметр   циклона   превышает   его   максимально  то   необходимо   применить   два   или   более   параллельно Примечание: допустимое   значение  (Dц), установленных циклона. 2)  Согласно   выбранному   диаметру   циклона   находим   по   формуле  (2)  действительную скорость газа в циклоне, м/с.: V= 4хQ π∙nDц2         (2) где n – число циклонов. π  ~3,14 При этом, действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной  более, чем на 15%: 100х |V−Vоп Vоп |≤ 15%  (3) При отклонении более чем 15% выбирают другой тип циклона.  3) Далее определяют параметр 50 d ­ диаметр частиц реально осаждаемых с  эффективностью 50% при рабочих условиях по формуле (4): 50 √ Dц Dцтхρчт ρчх μ μmхVт V   (4) D50=dт где rЧ ­плотность частиц пыли, кг/м3, m ­ вязкость газа, Па×с. Ввиду того, что значения  50 d , приведенные в таблице 2, определены по условиям работы типового циклона DТ = 0,6м; rТ = 1930кг/м3; mТ =2,2×10­6; VТ = 3,5м/с, необходимо учесть влияние на величину d50отклонений условий работы от типовых. С учетом этих значений формула (5) принимает вид: D50=dт 50 √Dц 0.6 х1930 ρч х μ 22.2∙10−6 х3.5 V  (5) Полученное значение 50 d должно быть меньше dп (заданного дисперсного состава пыли,  мкм). Если это условие не выполнятся, необходимо выбрать другой циклон с меньшим  значением d 50 .  Значения параметров пыли dТ 50 для каждого типа циклона приведены в таблице 3. 32 Тип  циклона ЦН­24 ЦН­15 ЦН­11 СДК­ЦН­ 33 СК­ЦН­ 34 СК­ЦН­34М dТ50 8,5 4,5 3,65 2,31 1,95 1,3 4)Затем  производят расчет параметра X  по формуле  (6): Х= 81g[ d50 т ] d50 (6) 5)По величине параметра X определяют значение нормальной функции распределения Ф(Х). Ф(Х) ­ это полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях, вычисляется по одной из формул, выбор которой зависит от одного из соблюдаемых условий: ­ если 0 £ Х £ 0,6 то значение нормальной функции распределения Ф(Х) определяют по  формуле (7): Ф(Х ) = 0,3762X + 0,5 (7) если Х > 0,6 , то значение нормальной функции распределения Ф(Х) определяют по  формуле (8): 5,8 0,5 Ф (Х)= 1− 5.8Х+0,5  (8) 1 Для некоторых значений параметра Х значения величины Ф(Х) приведены в таблице 4. Х –2,70 –2,0  –1,6  –1,8 –1,4 –1,2 Ф(Х) Х Ф(Х) Х Ф(Х) Х Ф(Х) –0,0035  0,0228 0,0359 0,0548 0,0808 0,1151 –1,0 –0,8 –0,6 –0,4 –0,2 0,1587  0,2119 0,2743 0,3446 0,4207 0   0,2 0,4 0,6 0,8 ­ ­ 1,0 0,5000  0,5793 0,6554 0,7257 0,7881 0,8413 1,2  1,4 1,6 1,8 2,0 2,7 0,8849  0,9192 0,9452 0,9641 0,9772 0,9965 6)Далее определяют степень эффективности очистки газа в циклоне по формуле (9): 1+Ф(Х) 2  Расчетное значение степени эффективности очистки газа h в циклоне непременно должно  быть равным или быть больше необходимого по условиям решаемой задачи. Лишь в таком 33 случае можно утверждать, что циклон подобран верно. Если расчетное значение h окажется меньше необходимого по условиям допустимого выброса пыли в атмосферу, то нужно  выбрать другой тип циклона с большим значением коэффициента гидравлического  сопротивления.  7) В случае необходимости, коэффициент гидравлического сопротивления одиночного  циклона определяют по формуле (10):  = ζ К1 К2  500, (10)   ζ где K1 ­ поправочный коэффициент на диаметр циклона (таблица 5),K2 ­ поправочный  коэффициент на запыленность газа (таблица 5), 500 x ­ коэффициент гидравлического  сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм (таблица 6).                                                                                                                            Таблица 5 DцТип циклона , м Диаметр циклона ЦН­11 ЦН­15, ЦН­24 СДК­ЦН­33, СК­ЦН­34, СК­ ЦН­34М 0,15  0,94  0,85  1,00 0,2 0,95 0,90 1,00 0,3 0,96 0,93 1,00 0,4 0,99 1,00 1,00 0,45 0,99 1,00 1,00 ≥0,5 1,00 1,00 1,00 Тип циклона Запыленность газа на входе Свх, г/м3 ЦН­11 ЦН­15 ЦН­24 СДК ЦН­33 СДК ЦН­34 СДК ЦН­34М 0     1,00  1,00  1,00  1,00  1,00  1,00  10 0,96 0,93 0,95 0,81 0,98 0,99 20 0,94 0,92 0,93 0,785 0,947 0,97 40 0,92 0,91 0,92 0,78 0,93 0,95 80 0,90 0,90 0,90 0,77 0,915 ­ 120 0,87 0,87 0,87 0,76 0,91 ­ 150 ­ 0,86 0,86 0,745 0,90 Тип циклона Коэффициент  500ζ При выхлопе в атмосферу При выхлопе в гидравлическую сеть ЦН­11 ЦН­15 ЦН­24 СДК ЦН­33 СДК ЦН­34 245 155 75 520 1050 250 163 80 600 1150 СДК ЦН­34М 34 ­ 2000 Примечание: при выборе значений параметра ζ500 для нечётных вариантов задания  принять условия – «при выхлопе в атмосферу», для чётных вариантов задания – «при  выхлопе в гидравлическую сеть». В случае недостижения требуемого значения очистки,  следует использовать предочистку газа перед подачей в циклон либо доочистку. Для этого  на входе или на выходе циклона могут быть установлены фильтры. Задание Подобрать циклон, обеспечивающий степень эффективности очистки газа от пыли не менее h согласно варианту задания (таблица 8). № h Q ,м3/с варианта Чρ , кг/м3 СВХ, г/м3 dn, мкм m×10­6, Па×с 1  2    3     4    5     6     7    8    9     10     11    12    13    14      15   16    17   0,77 0,75 0,79 0,85 0,81 0, 90 0,80 0,81 0,76 0,75 0,80 0,81 0,78 0,79 0,81 0,78 0,80 12 1,5 18 1,0 1,4 13 11 16 17 15 1,2 1,1 1,6 18 1,5 1,4 1,3 1930 1800 1870 1000 1950 1900 1300 1450 1560 1920 1200 1500 1870 1860 1750 1680 1950 10 20 40 0 20 80 0 120 150 0 20 0 40 0 150 120 0 20 25 15 10 80 30 40 50 35 45 15 50 20 28 44 25 43 22,2 22,1 22,0 21,9 21,8 21,7 21,6 21,5 21,4 21,2 21,1 21,0 22,9 22,8 22,7 22,0 21,7 18    19     20    21    22     23    24    25    0,75 0,76 0,82 0,80 0,79 0,81 0,95 0,79 12 1,1 1,5 1,3 20 1,5 17 13 35 1380 1830 1750 1930 1950 1880 1100 1750 10 40 80 120 0 150 10 20 38 55 41 16 33 47 39 45 21,6 21,2 22,1 21,5 22,2 22,1 22,0 21,9 Выводы. Завершая работу, необходимо сделать выводы, указав марку подобранного  циклона, сделать заключение об обеспечении подобранным циклоном требуемой степени  очистки газа от пыли. Пример расчета Расчетный подбор циклона будем вести методом последовательных приближений. Подберём циклон, обеспечивающий степень эффективности очистки газа от пыли не менее  h =0,7 при следующих параметрах процесса: ­ количество очищаемого газа, Q = 14 м3/с; ­ плотность частиц пыли,  Ч ρ = 1350 кг/м3; ­ запылённость газа на входе, СВХ = 40 г/м3; ­ дисперсный состав пыли, dn = 10 мкм; ⋅ ­ вязкость газа, μ, = 21,3 10­6 Па с; 1) Примем циклон типа ЦН­24 и определим его диаметр D по формуле (1).  При этом оптимальную скорость газа VОП в сечении циклона диаметром D, м/с, примем из  таблицы 1. ⋅ D ¿√ 4∙Q π∙Vоп D ¿√ 4∙14 3,14∙4,5≈1,98(м) Полученное значение диаметра D округляем до ближайшего типового значения  внутреннего диаметра циклона Dц ряд которых приведён в таблице 2.  Примем Dц = 2,0м. 2) По выбранному диаметру Dц = 2,0м находим действительную скорость газа в циклоне,  м/с.: V= 4хQ π∙nDц2 3,14∙1∙22≈4,46(м/с)          V= 4х14          При этом убеждаемся, что действительная скорость в циклоне не отклоняется от  оптимальной более, чем на 15%: 100х |4,46−4,5 4,5 |≤ 15% Действительная скорость в циклоне не отклоняется от оптимальной более чем на 15%, что  соответствует одному из условий подбора циклонов. Переходим к следующему этапу  расчётного подбора циклона. 36 3) Определяем параметр 50 d ­ диаметр частиц реально осаждаемых с эффективностью  50% при рабочих условиях по формуле (5). Значение параметра пыли dТ50 для циклона  типа ЦН­24 примем из таблицы 3. D50=dт 50 х1930 1350 х21,3∙10−6 22.2∙10−6 х 3.5 4,46 ≈16(мкм) √Dц 0.6 х1930 ρч х μ 22.2∙10−6 х3.5 V =8,5√ 1,98 0.6 Согласно условиям подбора циклона, полученное значение d 50 должно быть меньше dп  (заданного дисперсного состава пыли, мкм). Так как в проводимом расчёте это условие не  выполнятся, то необходимо выбрать другой циклон с меньшим значением dТ  50 Выберем циклон ЦН­15 с параметром  dТ  50 = 4,5 мкм и вычислим для него значение d 50 : 22.2∙10−6 х3.5 D50=dт 50 √Dц 0.6 х1930 √ 1,98 х1930 1350 ρч х μ х21,3∙10−6 22.2∙10−6 х3.5 4,6 0.6 ≈ 8,5(мкм) V = 4,5 Теперь полученное значение 50 d меньше dп (заданного дисперсного состава пыли, мкм),  что удовлетворяет условиям подбора циклона. Переходим к следующему этапу. 4) Произведём расчет параметра X по формуле (6): Х= 81g[ d50 т ] Х= 81g[ 8,5 4,5]≈0,22 d50 5) По величине параметра X определяем значение полного коэффициента очистки газа,  выраженного в долях Ф(Х). Так как для  полученного в результате расчёта значения  параметра Х значения величины Ф(Х) в таблице 6 не приведено, рассчитаем его. В нашем  случае удовлетворяется условие 0 £ Х £ 0,6, поэтому значение нормальной функции  распределения Ф(Х) определяем по формуле (6): Ф(Х ) =  0,3762X +  0,5 »  0,5828 6) Далее определим степень эффективности очистки газа в циклоне по формуле (9): 1+Ф(Х) 2   1+0,5828 ¿ ¿ 2≈1,1 Расчётное значение h больше заданного (0,7<1,1). Выводы. Расчетное значение степени эффективности очистки газа h в циклоне ЦН­15  больше необходимого по условиям решаемой задачи, значит можно утверждать, что циклон подобран верно. Контрольные вопросы 1. Сформулируйте санитарно­гигиеническое, экологическое и экономическое значения  очистки воздуха. 2. Каково влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье людей? 3. Как классифицируют выбросы в атмосферу и источники загрязнения атмосферы? 4. Что такое аэрозоли и как их классифицируют? Физико­химические характеристики  аэрозолей и их значение при выборе средств пылегазоочистки. 5. Что понимают под очисткой воздушно­газовых выбросов и какие этапы она в себя  включает? 6. Какие основные этапы включает процесс обеспыливания воздуха? 37 7. Перечислите способы обеспыливания.  8. Как подразделяется оборудование для санитарной очистки газов и воздуха от  взвешенных дисперсных частиц? 9. Охарактеризуйте принципы, на которых базируются основные типы аппаратов для  пылегазоочистки воздуха. 10. Как характеризуется пылеулавливающее оборудование по степени очистки? Как  устроено комбинированное пылеулавливающее оборудование? 11. Назовите основные характеристики оборудования для очистки аэрозолей от  взвешенных частиц.  12. Как производится оценка эффективности пылеочистки воздуха? 13. Какие показатели формируют производительность, гидравлическое сопротивление,  расход энергии аппаратов и стоимость очистки? 14. Как классифицируются, для чего предназначены и чем характеризуются циклоны? 15. Каков принцип действия циклонов? 16. Какие свойства пыли необходимо учитывать при выборе и расчете циклонов и почему? 17. Каковы предназначение и характеристики цилиндрических и конических циклонов? Список литературы 1. Гурова, Т.Ф. Основы экологии и рационального природопользования: Учеб. 2. пособие / Т.Ф. Гурова, Л.В. Назаренко. –М.: Издательство Оникс, 2007. – Основная 224 с. 3. Трушина Т.П. Экологические основы природопользования. /Т.П. Трушина. – 4. Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 414 с.  Дополнительная литература 5. Алексеев, С.В. Экология: учебное пособие для учащихся 10­11 классов  общеобразовательных учреждений разных видов. / С.В. Алексеев. –СПб: 6. СМИО Пресс, 2000. – 240 с. 7. Алтай. Всемирное наследие /Под ред. А.М. Маринина. – Горно­Алтайск: 8. РИО «Универ­Принт», ГАГУ, 1999. ­ 68 с. 9. Биология. Экология. 11 выпускной класс / О.Н. Ридигер. –М.: АСТ­ПРЕСС ШКОЛА, 2006. – 256 с. 10. Красная книга Республики Алтай: особо охраняемые территории и объекты / 11. А.М. Маринин, А.Г. Манеев, Н.П. Малков и др. – Горно­Алтайск, 2000. – 272 с. 12. Никаноров, А.М. Экология / А.М. Никаноров, Т.А. Хоружая. –М.: Издательство  ПРИОР, 2001. – 304 с. 13. Проект Всемирного фонда дикой природы (WWF). 14. Экология и жизнь. Научно­популярный журнал. 2014­2016. 15. Энергия для планеты Земля // В мире науки, 2011, № 11. Спецвыпуск. 16. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты пылеочистки. – Пенза, 2010. – 210 с. 17. Зиганшин М.Г., Колесник А.А., Посохин В.Н. Проектирование аппаратов  38 пылегазоочистки. – М.: «Экопресс – 3М», 2008. – 501с. 18. Штокман Е.А. Очистка воздуха. ­ М.: АСВ, 2009. – 312с. 19. Сборник типовых расчетов и задач по экологии. / Бережной С.А.,Мартемьянов В.А., СедовЮ.И. и др. – Тверь, 2009. – 160 с.