Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Июня 2013 в 21:06, шпаргалка
Работа содержит ответы на вопросы для экзамена (зачета) по "Техногенным системам и экологическому риску"
Система – совокупность из двух или более элементов.
Техногенные системы – системы, искусственно созданные человеком.
Риск – это мера для измерения опасности, с помощью статистических данных или рассчитанная с помощью моделей.
Ущерб – материальная оценка риска. Сложно оценить материально экологический риск, приносящий ущерб природным системам.
Опасность – процесс, свойство или состояние природы, общества или техники, представляющее угрозу для жизни или благосостояния людей, объектов хозяйства, окружающей среды.
1) природная – процесс, свойство или состояние определенных частей природной системы, представляющее угрозу для общества;
2) техногенная – хозяйственная деятельность, которая может привести к нарушению жизнедеятельности человека и окружающей среды;
3) природно-антропогенная – изменение состояния природной системы, вызванное воздействием человека.
Загрязнением окружающей среды называется поступление или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, биологических или информационных агентов, приводящее к отрицательным последствиям.
Загрязнение может быть вызвано любым агентом, как загрязняющим веществом, так и самым чистым. Из-за огромных количеств загрязняющих веществ, способность окружающей среды к самоочищению часто находится на пределе.
Уровень загрязнения природной среды контролируется нормативами предельно допустимых уровней нагрузок на компоненты природной среды. Основными количественными показателями предельного уровня загрязнения в зависимости от характера загрязнителя, загрязняемой компоненты природной среды и ее чувствительности к загрязнениям могут быть: предельно допустимая концентрация (ПДК), предельно допустимый выброс (ПДВ), предельно допустимый сброс (ПДС), предельно допустимый уровень (ПДУ), предельно допустимая доза (ПДД) и пр.
Природные загрязнения – загрязнения ОС возникающие без участия человека, часто в результате неблагоприятных или опасных природных явлений.
Техногенные загрязнения – загрязнения природной среды под воздействием человеческой деятельности.
Атмосфера – основная геосферная оболочка, через которую загрязнения попадают в окружающую среду.
Согласно различным оценкам, всесторонний ущерб от загрязнения воздушного бассейна оценивается в 60 % от общего экологического ущерба загрязнения природной среды.
Из-за наибольшей подвижности атмосферного воздуха его загрязнение характеризуется большими пространственными масштабами.
Для атмосферы так же характерно свойство быстрого самоочищения, связанного с движениями воздушных масс и выпадением осадков.
Наибольшее значение для различных экосистем имеют кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах.
Негативные изменения
По данным ученых, ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные (вызывающие онкологические заболевание).
Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Тяжелые металлы: свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.
Почва представляет собой верхний слой земной коры, обладающий плодородием. Она образуется в результате сложного взаимодействия горных пород, климата, растительности и животного мира, рельефа местности и возраста физико-географического района.
Почвы являются важным природным ресурсом, основное назначение которых заключается в производстве сельскохозяйственной продукции. Число пахотных земель сокращается из-за эрозии и засоления почв, опустынивания территорий, затопления значительных площадей в результате строительства водохранилищ, химического и радиоактивного загрязнения почв.
Почвы поглощают и утилизируют 70—80 % окиси углерода и 80—85 % диоксида серы. Почва служит природным фильтром загрязнений, поступающих на ее поверхность в результате гравитационного осаждения твердых и аэрозольных частиц из атмосферного воздуха, их вымывания осадками, смыва загрязняющих веществ поверхностными стоками. В результате функционирования промышленных и коммунальных предприятий, автотранспорта и других факторов к настоящему времени в городах практически не осталось чистых почв.
К наиболее опасным загрязнителям почв относят тяжелые металлы, включая свинец. Поскольку соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, наиболее серьезным источником загрязнения почвы является автотранспорт. В результате его эксплуатации вдоль крупных автомагистралей сосредоточено большое количество свинца, и содержание его в почве во многих случаях в десятки раз превышает ПДК.
Значительное влияние на химическое загрязнение почвы оказывает сельскохозяйственное производство, широко использующее удобрения и различные химические вещества для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений. Особую опасность представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов, способные накапливаться в почве.
В результате техногенной деятельности в почву попадает большое количество радиоактивных веществ. Главная опасность загрязнения почв заключается в том, что токсичные и высокотоксичные вещества вовлекаются в пищевые цепи и переходят из почвы в растения, затем в животных и в конечном счете попадают с пищей в организм человека.
Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли включающую воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях. Гидросфера включает воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Поверхностные воды включают воды рек, озер, водохранилищ, болот, каналов, дождевые поверхностные стоки на земной поверхности, а также снежный покров, ледники.
Водные объекты суши, за редким исключением, не являются изолированными и связаны между собой системой бассейнов (водосборов). Поскольку большинство водных объектов связано с Мировым океаном, очевидно, что в конечном итоге загрязнения, выделяемые промышленными предприятиями,могут достигнуть его вод.
Современному человеку дли нормальной жизнедеятельности необходим суточный расход воды в объеме 200 - 500 л для бытовых нужд. Соответствующее количество чистой воды в пересчете на численность, населения Земли невелико, так как приблизительно в тысячу раз больше воды выносится реками в Мировой океан. Однако для обеспечения нужд промышленности, энергетики, сельского хозяйства и других областей экономики человечество вынуждено безвозвратно использовать гораздо большую часть речного стока. Особые затруднения в водопотреблении вызваны тем обстоятельством, что водные ресурсы распределены по территории суши земного шара весьма неравномерно. К счастью, наша страна обладает беспрецедентными запасами водных ресурсов. Однако и мы не должны быть расточительными, и одна из наших главных задач заключается в сохранении поверхностных вод.
Основную проблему в загрязнении поверхностных вод создают сточные воды. В целом в мире годовой объем загрязненных поверхностных вод оценивают в 5000 куб. км (около 20 % годового стока рек земного шара). Наиболее загрязненными являются воды следующих стран:
ФРГ — около 50 % речного стока;
США — около 33 % речного стока;
Англии, стран Бенилюкса, Франции, Швеции, Японии.
Главный промышленный загрязнитель поверхностных вод — энергетика, потребляющая большие объемы воды. Вода на тепловых электростанциях используется главным образом для системы охлаждения и для подпитки циркуляционных вод (так как имеются значительные потери воды на испарение и фильтрацию), а также для гидротранспортировки золошлаковых отходов.
Серьезные загрязнения поверхностных вод возникают также из-за вымывания и осаждения примесей в атмосфере, приводящих к кислотным дождям. Значительное влияние на загрязнение поверхностных вод оказывает транспорт, и в первую очередь автотранспорт.
Сотни и тысячи наименований различных загрязняющих агентов, попадающих в воду, переносятся по каскаду бассейнов, последовательно проникая с дождевыми стоками на сельхозугодья, в ручьи, озера, реки и далее в моря и океаны.
К подземным водам относятся свободные (не связанные) воды, которые находятся в порах, трещинах или пустотах литосферы, обладающих водоотдачей. В зависимости от назначения подземные воды подразделяют на хозяйственно-питьевые, технические, промышленные, минеральные и термальные. Подземные воды являются ценным полезным ископаемым, обладающим во многих случаях возобновляемостью в естественных условиях и в процессе эксплуатации. Изучением подземных (грунтовых) вод занимается гидрогеология — наука о подземных водах, изучающая их состав и свойства, происхождение, закономерности распространения и движения, а также взаимодействие с горными породами.
Характерной особенностью гидрогеологических условий России является то, что практически на всей ее территории возможна эксплуатация подземных вод. Согласно существующим оценкам, эксплуатационные ресурсы подземных вод в нашей стране составляют около 317 куб. км в год. При этом общий годовой забор подземных вод на различные цели составляет всего лишь около 14—16 куб. км.
В зависимости от происхождения различают следующие три вида подземных вод: инфильтрационные, остаточные (реликтовые) и ювенильные.
Степень загрязнения атмосферы характеризуется атмосферной дисперсией, которая представляет собой совокупность переноса субстанций в атмосфере направленным воздушным потоком (ветром) и турбулентной диффузией.
Гауссовская дисперсия от высотного источника
Поместим начало координат в устье трубы, а систему координат ориентируем так, чтобы ось х была направлена горизонтально и совпадала с направлением дымового факела, ось z была направлена вертикально, а ось у — перпендикулярно оси факела в горизонтальной плоскости.
Распределение концентрации С от стационарного источника, расположенного на высоте H, при трехмерной гауссовской дисперсии имеет следующий вид:
где Q — мощность источника;
u — скорость ветра;
sу и sz — соответственно параметры горизонтальной и вертикальной дисперсии.
В зависимости от природы выброса концентрация С может иметь размерность г/м3 для химических агентов либо Ки/м3 для радиоактивных изотопов. Соответственно мощность источника Q примет размерность г/с или Ки/с.
Концентрацию примесей у земной поверхности можно найти из следующего выражения:
Концентрацию выбросов на уровне земли под осью факела (шлейфа) легко определить подстановкой в предыдущее выражение у = 0:
Поскольку условия атмосферной дисперсии не зависят от мощности источника выбросов, для их количественной характеристики часто используют коэффициент метеорологического разбавления примесей, определяемый по формуле
и имеющий размерность с/м3.
Физический смысл коэффициента метеорологического разбавления — время, необходимое для того, чтобы разбавить 1 м3 примесей.
Поправки на радиоактивный распад изотопов, вымывание частиц осадками и их гравитационное осаждение
При необходимости расчета атмосферной дисперсии радиоактивных выбросов следует учитывать обеднение поля концентраций в результате распада короткоживущих изотопов во время их миграции. Соответствующий коэффициент, учитывающий данный эффект, равен
где х — расстояние от источника выброса по ветру;
λ — постоянная распада, связанная с периодом полураспада Тп соотношением
В результате вымывания твердых частиц и аэрозолей, содержащихся в выбросах дымовых и вентиляционных труб, поле концентраций также уменьшается. Соответствующий понижающий коэффициент, который, как и fp (x), также следует добавить в первые три выражения, имеет вид
где Λ — коэффициент вымывания, зависящий от различных метеорологических факторов (размеров дождевых капель, спектра размеров частиц выбросов, интенсивности осадков и т. д.).
Тяжелые частицы осаждаются на земную поверхность в результате влияния силы тяжести. Этот процесс также приводит к уменьшению концентраций выбросов и зависит от скорости осаждения Vg, которая определяется как отношение интенсивности осаждения к концентрации у поверхности земли.
Информация о работе Шпаргалка по "Техногенным системам и экологическому риску"