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: 319

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



Важно также установить коэффициент экологической емкости, для чего фактическую величину биомассы района следует поделить на его экологическую емкость. Значения этого коэффициента менее 0,5 свидетельствуют о сильном ослаблении экосистемы района и необходимости ее целенаправленного совершенствования.

Урбоэкологические характеристики изменчивы. Их можно улучшить проведением комплекса природовосстановительных мероприятий – инженерной подготовкой территории, лесотехническими, технологическими, биотехническими и другими мероприятиями, важное место среди которых занимает рациональная планировочная организация территории района.
Практическая часть

Задание 1. Рассчитать демографическую ёмкость территории.

Демографическую ёмкость территории определяют как наименьшее из значений частных демографических ёмкостей по наличию территории, водных ресурсов, подземных вод, рекреационных ресурсов (для отдыха в лесу, для отдыха у воды), по условиям создания пригородной сельскохозяйственной базы.

По наличию территории:

, (1)

гдеD1 – частная демографическая ёмкость, чел.;

Т – площадь территории, для которой рассчитывается демографическая ёмкость;

Н – ориентировочная потребность в территории 1000 жителей (Н = 20–30 га).

По наличию всех водных ресурсов:

, (2)

в том числе поверхностных вод:

, (3)

гдеD2 – частная демографическая ёмкость, чел.;

Pi – минимальный расход воды в i-ом водотоке при входе в район, которую можно изъять для рассматриваемой территории из общего водохозяйственного бассейна, м3/сут;

К – коэффициент, учитывающий необходимость разбавления сточных вод (для наших широт К = 0,1);

Р – нормативная водообеспеченность 1000 жителей, м3/сут (2000 м3/сут).

Минимальный расход воды Pi3/сек) рассчитывается по формуле:

Pi= Bhv, (4)

где В – минимальная ширина реки (определяется как треть ширины реки в паводок);


h – средняя глубина реки в межень;

v – скорость течения, м/с.

По наличию подземных вод:

, (5)

где D3 – частная демографическая ёмкость, чел.;

Еi – эксплуатационный модуль подземного стока i-го участка, м3/сут (площадь Тi в данном случае равна 1)

Р1 – нормативная водообеспеченность 1000 жителей, м3/сут (2000 м3/сут).

По рекреационным ресурсам:

для отдыха в лесу:

D4 = TL∙0,5∙1000/KHM, (6)
где

D4 – частная демографическая ёмкость, чел.;

Т – площадь территории района, га;

L – коэффициент лесистости района, %;

К – доля рекреантов в летний период (К = 0,4);

Н – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в рекреационных территориях, в среднем Н = 2 км2;

М – коэффициент распределения отдыхающих в лесу и у воды (0,85–0,90 для умеренного климата, 0,3–0,4 для жаркого климата);

для отдыха у воды:

, (7)

гдеD5 – частная демографическая ёмкость, чел.;

Ri – длина i-го водотока, пригодного для купания, км;

F – коэффициент, учитывающий возможность организации пляжей (в лесной зоне F = 0,5);

КП – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в пляжах, км (КП = 0,5);

М1 – коэффициент распределения отдыхающих у воды и в лесу (0,10–0,15 для умеренного климата).

По условиям создания пригородной сельскохозяйственной базы:

, (8)

где D6 – частная демографическая ёмкость, чел.;

Тсх – площадь территории района, благоприятной для ведения сельского хозяйства, га;

q – коэффициент, учитывающий использование сельскохозяйственных запасов под пригородную базу, в среднем составляет 0,2–0,3;

h – ориентировочный показатель потребности 1000 жителей района в землях пригородной сельскохозяйственной базы, га (h = 500-2000).

Для рассчета демографической ёмкости территории воспользуйтесь данными таблицы 1.
Таблица 1. Данные для расчета ДЕТ

Вари-ант

Площадь терри-тории

T, тыс. га


Ширина реки в паводок

B, м


Глубина реки

h, м


Ско-рость течения реки

V, м/с


Эксплуат. модуль подз. стока с 1 га

Ei, м3/сут


Коэф-фициент лесис-тости

L, %

Длина водо-

токов, пригод-

ных для купания

Ri, км

Площадь, благопри-ятная для ведения с/х

Tcx, га

1

113

70

5

0,9

0,929

0,45

22

0,35

2

532

130

4

1,2

0,122

0,32

17

0,45

3

216

95

6

0,9

0,55

0,52

18

0,30

4

98

84

8

0,5

1,786

0,63

12

0,25

5

291

96

7

0,9

0,696

0,25

21

0,52

6

436

123

4

1,0

0,499

0,36

18

0,48

7

315

97

9

1,1

0,611

0,54

16

0,31

8

281

85

5

0,8

0,587

0,46

19

0,32

9

454

89

2

0,8

0,245

0,37

14

0,47

10

273

89

6

0,9

0,44

0,39

13

0,54

11

395

78

8

0,8

0,332

0,54

19

0,29

12

427

109

9

1,0

0,316

0,63

25

0,33

13

785

105

5

1,3

0,155

0,48

27

0,47

14

654

97

4

1,5

0,243

0,49

28

0,30

15

285

96

8

1,2

0,54

0,52

29

0,41

16

258

94

7

1,2

0,245

0,46

24

0,28

17

282

86

8

0,8

0,588

0,44

19

0,32

18

396

74

2

0,5

0,332

0,57

13

0,29

19

113

50

4

0,9

0,928

0,43

22

0,35

20

531

125

5

1,2

0,123

0,37

17

0,45

21

213

91

6

1,1

0,55

0,52

16

0,31

22

97

83

8

0,4

1,78

0,63

12

0,25

23

293

92

7

0,9

0,689

0,25

21

0,52

24

437

120

4

1,0

0,498

0,36

18

0,48

25

320

100

9

1,2

0,614

0,54

16

0,31

26

325

70

6

0,9

0,332

0,63

18

0,29

27

456

130

8

1,2

0,928

0,25

12

0,35

28

235

95

9

0,9

0,123

0,36

21

0,45

29

536

84

5

0,5

0,55

0,54

18

0,31

30

425

96

4

0,9

1,78

0,46

16

0,25

31

562

123

8

1,0

0,689

0,37

19

0,52

32

378

97

7

1,1

0,498

0,39

14

0,48

33

426

85

8

0,8

0,614

0,54

13

0,31

34

512

89

2

0,8

0,929

0,63

19

0,47

35

456

89

4

0,9

0,122

0,48

25

0,54

36

530

78

5

0,8

0,55

0,49

27

0,29

37

412

109

6

1,0

1,786

0,52

28

0,33

38

265

105

8

1,3

0,696

0,46

29

0,47

39

113

97

7

1,5

0,499

0,44

24

0,30

40

532

96

4

1,2

0,611

0,57

19

0,41

41

216

94

9

1,2

0,587

0,43

14

0,28

42

98

86

5

0,8

0,245

0,37

13

0,32

43

291

96

4

1,2

0,44

0,52

19

0,35

44

436

123

8

0,9

0,332

0,63

25

0,45

45

315

97

7

1,2

0,316

0,25

27

0,31

46

281

85

8

0,9

0,155

0,36

28

0,25

47

454

89

2

0,5

0,243

0,54

29

0,52

48

273

89

4

0,9

0,54

0,63

24

0,48

49

395

78

5

1,0

0,245

0,25

19

0,31

50

427

109

6

1,1

0,332

0,36

21

0,47




Алгоритм выполнения проверяемого задания по расчету демографической емкости территории (ДЕТ)

  1. Выбрать три варианта из таблицы 1.

  2. Рассчитать частную демографическую емкость по наличию территории D1.

  3. Рассчитать частную демографическую емкость по наличию водных ресурсов D2.

  4. Рассчитать частную демографическую емкость по наличию подземных вод D3.

  5. Рассчитать частную демографическую емкость по рекреационным ресурсам (для отдыха в лесу) D4.

  6. Рассчитать частную демографическую емкость по рекреационным ресурсам (для отдыха у воды) D5.

  7. Рассчитать частную демографическую емкость по условиям создания пригородной сельскохозяйственной базы D6.

  8. Демографическая емкость территории определяется как наименьшее из полученных D, поэтому, сравнив D1, D2, D3, D4, D5, D6, определите ДЕТ для каждой территории из трех вариантов.

  9. Сделайте вывод о ДЕТ по каждой территории из трех, насколько запас для роста населения и обеспечения качества жизни есть у каждой территории.


Форма отчета

Таблица 1. Данные для расчета ДЕТ

Вари-ант

Площадь терри-тории

T, тыс. га


Ширина реки в паводок

B, м


Глу-бина реки

h, м


Скорость течения реки

V, м/с


Эксплуат. модуль подз. стока с 1 га

Ei, м3/сут


Коэф-фициент лесис-тости

L, %

Длина водо-

токов, пригод-

ных для купания

Ri, км

Площадь, благоприят-ная для ведения с/х

Tcx, га

3

216

95

6

0,9

0,55

0,52

18

0,30

6

436

123

4

1,0

0,499

0,36

18

0,48

9

454

89

2

0,8

0,245

0,37

14

0,47



Таблица 2. Расчет ДЕТ

Вариант

D1

D2

D3

D4

D5

D6

ДЕТ

Вывод

3

8640

25,65

59,4

82587,77

120000

0,06

0,06




6

17440

24,6

108,8

115411,11

120000

0,096

0,096




9

18160

7,1

55,6

123514,01

93333,3

0,094

0,094





Задание 2. Рассчитать репродуктивную способность территории по кислороду.

Из всех этих показателей наибольшее значение для оценки уровня экологического равновесия имеет репродуктивная способность территории по кислороду, показывающая, компенсирует ли рассматриваемая территория при данных численности населения и уровне развития хозяйства потери кислорода.

Воспроизводство кислорода растительным покровом территории рассчитывается по формуле:

(9)

где ПК – продуктивность по кислороду (т/га в год);

Sлес – площадь лесов;

Sс/х – площадь сельхозугодий;

Sпаст – площадь пастбищ;

Sгор – площадь городских зелёных насаждений;

Рлес – продуктивность лесов (10–15 т/га в год);

Рс/х – продуктивность сельхозугодий (5–6 т/га в год);

Рпаст – продуктивность пастбищ (4–5 т/га в год);

Ргор – продуктивность городских зелёных насаждений (0,8–1 т/га в год);

1,45 – коэффициент перевода биопродуктивности к свободному кислороду.

Данная формула учитывает расход кислорода флорой и фауной изучаемой территории.
Задание 3. Рассчитать расход кислорода населением и хозяйством.

Расход кислорода населением рассчитывается по формуле: