Файл: Практическая работа Демографическая емкость территорий Тема Основные положения классической экологии.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.12.2023

Просмотров: 316

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Практическая работа № 1. Демографическая емкость территорий

Практическая работа № 2. Загрязнение почвенного покрова

Практическая работа № 3. Методика расчета рассеивания выбросов в атмосферу

Статья 22 ФЗ от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» (ред. от 29.07.2018)

Практическая работа № 4. Методы и сооружения очистки сточных вод

Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях. В вертикальных или наклонных решеткахширина прозоров обычно составляет 15–20 мм. Для удаления осадка веществ с входной поверхности решеток используют ручную или механическую очистку. Песколовкииспользуют для очистки сточных вод от частиц металла и песка размером более 0,25 мм. Песколовки защищают отстойники от загрязнения минеральными примесями. В зависимости от направления движения сточной воды применяют горизонтальные песколовки с прямолинейным и круговым движением воды, вертикальные и аэрируемые.Отстойникииспользуют для очистки сточных вод от механических частиц размером более 0,1 мм, а также от частиц нефтепродуктов. В зависимости от направления движения потока сточной воды применяют горизонтальные, радиальные или комбинированные отстойники. Очистку сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляют в открытых или напорных гидроциклонах и центрифугах. Открытые гидроциклоныприменяют для выделения из сточной воды крупных твердых примесей со скоростью осаждения более 0,02 м/с. Такие гидроциклоны имеют большую производительность при малых потерях напора, не превышающих 0,5 м. Эффективность очистки сточных вод от твердых частиц в гидроциклонах зависит от состава примесей (материала, размера, формы частиц и др.), а также от конструктивных и геометрических характеристик гидроциклона. Фильтрование применяют для очистки сточных вод от тонкодисперсных примесей с малой их концентрацией. Его используют как на начальной стадии очистки сточных вод, так и после некоторых методов физико-химической или биологической очистки. Для очистки сточных вод фильтрованием применяют в основном два типа фильтров: зернистые, в которых очищаемую сточную воду пропускают через насадки несвязанных пористых материалов, и микрофильтры, фильтр-элементы которых изготовляют из связанных пористых материалов (сеток, натуральных и синтетических тканей, спеченных металлических порошков и т. п.). Фильтрацию сточных вод при помощи данного метода можно организовать двумя различными способами: либо под действием силы тяжести – при отстаивании сточных вод, либо под действием центробежной силы. Установки, очищающие сточные воды такими способами, как правило, могут удалять нерастворимые взвеси размером более нескольких долей миллиметра. В некоторых случаях применяются также магнитные фильтры.Твердые фракции, такие как песок, волокна, металл и другие материалы, накопившиеся на ситах, решетках, в песколовках, в отстойниках, периодически вывозятся на полигоны утилизации как твердые отходы.Промышленный обратный осмос – это технология очистки воды, на которую сделали ставку практически во всех отраслях промышленности. Промышленная система обратного осмоса применяется при подготовке питьевой, котловой, технологической и другой воды, где необходима высокая степень очистки от растворённых в ней ионов. Также данная технология используется при обессоливании морской воды. Зачастую промышленные системы обратного осмоса называют мембранными опреснителями воды, т. к. внутри этого оборудования происходит обратноосмотическое обессоливание воды, или деминерализация. Промышленная установка обратноосмотического опреснения включает обычно следующее оборудование: фильтр тонкой очистки воды, систему реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей, датчики и приборы управления. Основной элемент установки обратного осмоса – полупроницаемая обратноосмотическая мембрана, помещённая в корпус. В неё поступает исходная вода, а отводятся два потока – очищенная и обессоленная, которые называются пермеатом, и вода с концентрированными примесями, называемая концентратом, которая сливается. Продавливание воды через мембрану ведётся при высоком давлении, которое создает насос, обычно центробежный многоступенчатый или роторный. Для замедления образования нежелательных отложений на мембранах применяется дозирование ингибитора осадкообразования. Для снятия осадков с поверхности мембран используется система химпромывки. Для контроля качества очистки и рН – проточные измерители солесодержания и рН-метры. Для контроля расхода пермеата и концентрата – проточные расходомеры2. Физико-химические методы очисткиВ настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются флотация, экстракция, нейтрализация, сорбция, ионообменная и электрохимическая очистка, гиперфильтрация, эвапорация, выпаривание, испарение и кристаллизация. Данные методы используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции. Коагулянты, или коагулирующие агенты (от лат. coagulo – вызываю свертывание, сгущение), – вещества, введение которых в жидкую среду, содержащую мелкие частицы какого-либо тела, вызывает слипание этих частиц. Под действием коагулянтов образуются крупные слипшиеся частицы, выпадающие в виде хлопьев или комков в осадок (коагулят). Эффективными коагулянтами для систем с водной дисперсионной средой являются соли поливалентных металлов (алюминия, железа и др.). В качестве коагулянтов используют также водорастворимые органические высокомолекулярные соединения (полимеры), особенно полиэлектролиты. В отличие от неорганических коагулянтов их иногда называют флокулянтами. Коагулянты применяют для выделения ценных промышленных продуктов из отходов производства в различных технологических процессах, а также при очистке воды от природных и бытовых загрязнений. Для очистки сточных вод на предприятиях используют и другие вещества в зависимости от вида загрязнения. Так, если в отработанной воде присутствует большое количество различных масел, то для очистки рекомендуется использовать соли магния (сульфат магния, хлорид магния); в химической промышленности используют алюмосиликатный раствор; сточные воды, насыщенные щелочью, очищают неорганическим коагулянтом, полученным из красного шлама (красный шлам содержит примеси оксидов металлов и представляет собой одну из самых важных проблем с утилизацией при производстве алюминия; красный цвет вызван присутствием оксида железа); для повышения экологической безопасности сточных вод используется активированный кальций-алюминат; на теплоэлектростанциях в последнее время применяют новейший коагулянт – минеральный полиреагентный гель-сорбент.Флотацияпредназначена для интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками газа, подаваемого в сточную воду. В основе этого процесса имеет место молекулярное слипание частиц масла и пузырьков тонкодиспергированного в воде газа. Образование агрегатов «частица – пузырьки газа» зависит от интенсивности их столкновения друг с другом, химического взаимодействия содержащихся в воде веществ, избыточного давления газа в сточной воде и т. п. В зависимости от способа образования пузырьков газа различают следующие виды флотации: напорную, пневматическую, пенную, химическую, вибрационную, биологическую, электрофлотацию и др. Сточные воды, содержащие мелкую фракцию взвешенных веществ высокой концентрации (зооглеи активного ила) пропускают через флотационные установки или центрифуги.В настоящее время на станциях очистки широко используют электрофлотацию, так как протекающие при этом электрохимические процессы обеспечивают дополнительное обеззараживание сточных вод. Кроме того, применение для электрофлотации алюминиевых или стальных электродов обусловливает переход ионов алюминия или железа в раствор, что способствует коагулированию мельчайших частиц механических примесей сточной воды. Нейтрализация сточных вод. Сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи, перед сбросом их в водоемы или перед использованием в технологических процессах нейтрализуют. Практически нейтральными считаются воды, имеющие pH 6,5–8,5. Нейтрализацию можно проводить различными путями: смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, абсорбцией кислых газов щелочными водами или абсорбцией аммиака кислыми водами. В процессе нейтрализации могут образовываться осадки.Нейтрализация сточных вод предназначена для выделения из сточных вод кислот (H2SО4, НСl, HNO3, Н3РО4), щелочей (NaOH и КОН), а такжесолей металлов на основе указанных кислот и щелочей. Процесс нейтрализации основан на объединении ионов водорода и гидроксильной группы в молекулу воды, в результате чего сточная вода приобретает значение рН

Практическая работа № 5. Отходы производства и потребления

Практическая работа № 6. Санитарно-защитные зоны предприятий и иных объектов

Практическая работа № 7. Оценка здоровья населения как показатель экологического состояния в городах

Практическая работа № 8. Оценка экологического состояния водоемов по микробиологическим показателям

Практическая работа № 9. Экология региона

ВОПРОСЫ ДЛЯ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Практическая работа № 1. Демографическая емкость территорий


Тема 1. Основные положения классической экологии

Цель работы: получение практических навыков определения показателей экологического равновесия урбанизированных территорий.

Задачи:

  • изучить урбоэкологические характеристики территории;

  • изучить особенности, виды, источники загрязнения городской среды;

  • изучить методы оценки состояния окружающей среды.

Учебные вопросы:

  1. Что такое демографическая емкость территории?

  2. Что такое репродуктивная способность территории?

  3. В чем состоит суть экологической емкости?

  4. Назовите урбоэкологические характеристики территории.

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление:

  • о современных проблемах урбанизированных территорий;

  • об экологической безопасности городской среды;

знать:

  • состав и свойства основных компонентов природной среды;

  • источники загрязнения окружающей среды;

  • способы и принципы обеспечения экологического равновесия;

  • основные факторы воздействия техносферы на природную среду;

  • принципы и методы защиты среды от негативного антропогенного воздействия;

уметь:

  • оценивать изменения окружающей среды на урбанизированных территориях;

  • разрабатывать проекты рекреационных территорий;

  • оценивать ресурсы урбанистической системы;

владеть:

  • навыками определения максимально возможной плотности населения;

  • навыками расчета уровня развития производительных сил;

  • навыками принятия решений по обеспечению экологической безопасности;

  • способами реализации мер экологической безопасности.

Методические рекомендации по изучению темы

При освоении темы необходимо:

  • изучить теоретический материал;

  • выполнить практические задания;

  • ответить на контрольные вопросы.



Теоретический материал

Планировочная организация территории, т. е. рациональное и взаимосвязанное размещение в ее пределах зон различного функционального назначения, населенных мест, транспортной, инженерной инфраструктуры и других элементов, а также установление оптимальных режимов взаимного функционирования этих элементов являются основной составляющей схем и проектов районной планировки.

Последовательность работ по планировочной организации территории следующая:

  • проводится комплексная оценка территории;

  • определяется демографическая емкость территории;

  • проводится анализ современной планировочной структуры (включая также ее ретроспективный анализ);

  • разрабатывается перспективная структура (с учетом перспектив развития хозяйства);

  • на основе результатов комплексной оценки и разработанной перспективной планировочной структуры с учетом демографической емкости территории составляется схема функционального зонирования;

  • выделяется система площадок (в соответствующих функциональных зонах с учетом демографической емкости территории);

  • характеризуются и классифицируются резервные площадки;

  • разрабатываются альтернативы (варианты) планировки района и выбирается оптимальный вариант;

  • составляется проектный план района.

Под демографической емкостью территории понимается то максимальное число жителей района, которое может быть размещено в его границах при условии обеспечения наиболее важных повседневных потребностей населения за счет ресурсов рассматриваемой территории с учетом необходимости сохранения экологического равновесия.

Наиболее актуальным следует считать определение демографической емкости районов крупных городов, развитых промышленных и курортных районов, поскольку от результатов исследований зависят необходимый уровень инженерного оборудования и благоустройства территории, а также режим ее использования.

Демографическая емкость не тождественна проектной численности населения, она служит лишь своеобразным порогом, предостерегающим от чрезмерного промышленного развития в том или ином районе.

Демографическая емкость районов устанавливается путем анализа наиболее важных для повседневной их жизнедеятельности природных компонентов:

  • территорий, пригодных для промышленного и гражданского строительства;

  • сельскохозяйственных земель, пригодных для организации пригородной сельскохозяйственной базы;

  • ресурсов поверхностных и подземных вод;

  • территорий, благоприятных для организации массового отдыха населения.


Важное значение в планировочной организации территории имеют планировочная структура и функциональное зонирование территории района – объекта районной планировки, разработка которых должна осуществляться на основе анализа территории.

На основе результатов комплексной оценки территории и природных ресурсов в сопоставлении с общими нормативами потребности народно-хозяйственного комплекса и населения района в площадях для промышленного и гражданского строительства, воде, рекреационных ресурсах и продуктах пригородного сельского хозяйства выявляется ориентировочная демографическая емкость того или иного района. При этом частные демографические емкости района (по территории, воде, рекреационным ресурсам, пригородной сельскохозяйственной базе) должны быть тщательно проанализированы, на основании чего должно быть принято окончательное суждение об общей демографической емкости территории района (чаще всего по минимальному показателю).

Определение демографической емкости территории производится, как правило, в проектах районной планировки, хотя в схемах районной планировки сравнительно небольших по территории развитых в промышленном отношении областей также целесообразно определение этого показателя. Устанавливать демографическую емкость необходимо во всех случаях, когда перспективная плотность населения области или района превышает 50–60 чел. на 1 км2.

Определение демографической емкости по наличию территорий, пригодных для промышленного и гражданского строительства, следует производить из расчета территорий, получивших самую высокую оценку по комплексу рассмотренных факторов. При этом используют ориентировочный показатель потребности в территории для 1 тыс. жителей, который принимают равным 20–25 га (в зависимости от характера производственной базы района).

Демографическая емкость территории – условный порог, достижение которого совершенно необязательно в расчетный период. Демографическая емкость служит, как уже говорилось ранее, лишь своеобразным сигналом, предостерегающим от чрезмерного промышленного развития в том или ином районе. Возможны и более крупные масштабы развития некоторых районов, чем допускают их демографические емкости, но тогда такое развитие пойдет за счет определенного ущемления интересов смежных районов (что при высокой хозяйственной освоенности и плотной заселенности территории крайне нежелательно) или за счет значительного удорожания строительства и больших затрат на охрану окружающей среды в рассматриваемом районе. Демографическая емкость территории – переменная величина, которая будет повышаться с течением времени в условиях научно-технического и социального прогресса, с ростом национального богатства, повышением плодородия почв и продуктивности лесов. Поэтому определение демографической емкости района необходимо проводить с учетом мероприятий районного, регионального значений, которые могут оказать существенное влияние на природные компоненты района.


Основная цель оценки территории в районной планировке заключается в установлении определенного взаимного соответствия между многообразными общественными потребностями и возможностями территории, в определении степени пригодности природного или природно-технического комплекса территории для определенного вида их хозяйственного использования.

Важные показатели экологической ситуации в районе или городе – урбоэкологические характеристики – репродуктивная способность, геохимическая активность, устойчивость к физическим нагрузкам и экологическая емкость территории. Эти характеристики имеют между собой тесные связи, служат необходимой исходной базой для анализа и прогнозирования состояния важнейших компонентов природной среды. Также они выступают как общие экологические ограничения при определении перспективных параметров хозяйственного развития города или района, численности его населения и в конечном итоге могут влиять на характер намечаемых в районе мероприятий по охране окружающей среды.

Урбоэкологические характеристики вместе с демографической емкостью территории помогают актуализировать и перевести на операционный уровень важнейшую природоохранную цель градостроительства – сохранение в районе экологического равновесия.

Репродуктивная способность территории – способность территории какого-либо района (объекта районной планировки) воспроизводить основные элементы природной среды – атмосферный кислород, воду, почвенно-растительный покров. Определение репродуктивной способности основано на комплексной оценке и балансе территории района и достигается благодаря возможности установить продуктивность отдельных растительных сообществ, участков местности и т. д.

Важное значение для установления возможных масштабов промышленного развития районов имеет определение коэффициента репродукции, т. е. установление отношения показателей репродуктивной способности территории к показателям фактического или перспективного потребления основных составляющих биосферы. При коэффициенте репродукции равном 1 можно говорить о сбалансированном потреблении того или иного компонента природной среды. Коэффициент репродукции менее 1 характеризует район как неблагоприятный, и в этом случае необходимо предусмотреть меры для восстановления экологического равновесия в районе. Эти меры могут быть весьма разнообразны: сдерживание промышленного развития, повышение лесистости района, проведение комплекса различных природовосстановительных мероприятий и т. д.


Большое значение при обосновании режима хозяйственного использования территории имеет и выявление ее геохимической активности, т. е. способности территории перерабатывать и выводить за свои пределы продукты техногенеза – минеральные и органические загрязнения, попадающие в атмосферный воздух, воду и почву со стоками и выбросами промышленных и энергетических предприятий, транспорта, жилищно-коммунального сектора. Геохимическую активность территории в первую очередь обусловливают интенсивность превращения органических и минеральных веществ в почвах и на их поверхности, интенсивность превращения химических веществ в атмосфере, интенсивность выноса техногенных элементов воздушными и водными потоками за пределы соответствующих ландшафтно-геохимических систем.

Устойчивость территории к физическим нагрузкам характеризует сопротивляемость тех или иных ландшафтов к физическим антропогенным воздействиям (транспортным, рекреационным нагрузкам и др.). Поскольку в настоящее время наиболее полно определены предельные нагрузки на ландшафт в рекреационной сфере, они и используются для определения этой урбоэкологической характеристики.

Экологическая емкость территории – это максимально возможная в конкретных условиях данного района биологическая продуктивность всех его биогеоценозов, агро- и урбоценозов с учетом оптимального для данного района состава представителей животного и растительного мира. Особое значение здесь имеет установление экологической емкости естественных сообществ – биогеоценозов, где необходимо учитывать не только оптимальный состав растительного и животного мира, но и трофические цепи, минимально возможные в данных условиях численности популяций, заполнение экологических ниш, возможность интродукции полезных животных и т. д.

Конкретный выход экологическая емкость получает как плотность биомассы разного вида на единицу территории. Значение этой характеристики состоит в следующем. Во-первых, полноценный породный и видовой состав биогеоценозов – главная гарантия повышения их устойчивости к неблагоприятным воздействиям. В экологии, как известно, считается общепринятым, что чем сложнее биогеоценоз или экосистема, чем длиннее в них трофические цепи (цепи питания), тем лучше они противостоят различным внешним и внутренним воздействиям. Во-вторых, только путем достижения максимальной экологической емкости можно не только сохранить генофонд наиболее ценных растений и животных, но и сберечь целые их популяции. В-третьих, разнообразные в видовом отношении экосистемы, в том числе экосистемы преобразованных человеком ландшафтов, более всего приспособлены к антропогенным воздействиям и поэтому лучше всего соответствуют требованиям, которые предъявляют к природной среде научно-техническая революция и социальный прогресс в условиях прогрессирующей индустриализации и урбанизации.