Metoda_po_ Ecologii (Методичка по экологии)

' МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Московская Государственная Академия приборостроения и информатики Кафедра "Экология и безопасность жизнедеятельности" Дисциплина "Экология" Учебное пособие Сборник расчетных работ по выполнению практических занятий (для всех специальностей) Москва, 1997 2.Методика расчета В данном практическом занятии оценка энергозатрат мышечной деятельности человека осуществляется на примере пешей прогулки со скоростью 3 км/ч .Энергетическую стоимость "пешей " прогулки независимо от пола и возраста за час можно определить по формуле 0 = бО*(0197%+ 4,284), (1) где Я - энергозатраты на мышечную деятельность, кДж/ч; Ж - вес тела человека,кг.

Для определения общего количества затраченной энергии необходимо знать время,в течение которого совершалась работа . Для пешей прогулки это время можно определить по формуле: 1= Я/У, (2) где 1-время, затраченное на мышечную деятельность, ч; Б - пройденный путь,км; У - скорость (Зкм/ч) . Общие энергозатраты определяются по формуле: О общ= 0 *1, (3) где Я общ - общие энергозатраты,кДж; Я -энергозатраты на мышечную деятельность,кДж/ч; 1 -время, затраченное на мышечную деятельность ~ч. Основными пищевыми веществами являются жиры, белки и углеводы.

Жиры, белки и углеводы помимо той роли, которую они играют в качестве источников энергии, выполняют также особые функци в процессах обмена веществ . Входящие в состав белков аминокислоты необходимы для роста тканей и их восстановления,а также для синтеза многих белков .

Жиры необходимы ие только как форма хранения энергии в организме,но и для теплоизоляции тела . Углеводы участвуют во всех процессах превращения энергии . Всем этим требованиям удовлетворяют самые различные соотношения углеводов, жиров и белков .Различные вещества, частвующие в процессах обмена взаимозаменяемы: источниками углеводов могут служить и белки и жиры .Если пища богата углеводами и бедна жирами, организм способен пополнять запасы жиров за счет углеводов и тем самым компенсировать недостаток жиров в пище .Правда, некоторый минимум жиров все же необходим при любых условиях .

Биологическая ценность продуктов, содержащих белки животного происхождения, выше ,чем продуктов,в состав которых входят только растительные белки. Определенный минимум белков следует считать необходимым . Долю энергии', поступающую в организм с белками,для компенсации энергозатрат на мышечную деятельность можно определить по формуле: Оэ1=1.) бщ ДЭ1*0.01, (4) где Яэ1 - доля энергии, поступающая в организм человека с белками „кДж; Л Э1 - доля энергии белков в общих энергозатратах,%. Долю энергии, поступающую в организм человека ирами, можно определить по формуле: Яэ2= (~общ* ЛЭ2*0.01, (5) где Яэ2 - доля энергии, поступающая в организм человека с жирами,кДЖ; Л Э2 - доля энергии жиров в общих энергозатратах,% .

Долю энергии, поступающую в организм человека с углеводами, можно определить по формуле: ()эЗ = Ообщ*(100 - Л Э1 - Л Э2)*0.01, (б) Иэвестно,что энергетическая ценность пищевых веществ в пересчете на один грамм составляет . - белки...... 17кДж/г; - жиры...... 38кДж/г; - углеводы...... 17кДж/г . Таким образом, сочетание источников энергии в виде пищевых веществ, потребляемых для поддержания баланса в организме человека можно определить по следующим формулам: 1.Количество белков, г: Кб = Оэ1/17; 2.Колличество жиров, г: Кж = ОЭ2/38; З.Количество углеводов, г; (7) Ку = ОэЗ /17 . Следует иметь в виду,что количество пищевых веществ необходимых для восстановления баланса, будет меньше необходимого количества пищи, количество и состав которой можно определить только зная содержание пищевых веществ в соответствующем продукте с учетом усваяемости пищевого вещества .

Эффективность использования источников энергии и способность популяции сохранять энергетический баланс в системе определяется производительной долей расходуемой энергии и потоком энергии . З.Порядок выполнения 3.1.Выбрать вариант по таблице вариантов . 3.2.Ознакомиться с методикой . 3.3.Оценить энергозатраты человека и общие энергозатраты на мышечную деятельность /на примере пешей прогулки /. 3.4.Сравнить полученные энергозатраты с энергозатратами в состоянии покоя . 3.5.Определить долю энергии, поступающую с белками, жирами и углеводами . 3.6.Определить сочетание источников энергии, потребляемых для поддержания баланса в организме человека . 3.7.Оформить выполненное задание в виде отчета /формат А4/ и представить преподавателю .

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1,Дж.Харрисон,Дж.Уайнер,Н.Барникот и др . Биология человека. -М:,"Мир",1979,596 с, с ил . ВАРИАНТЫ Практических занятий по теме "Оценка энергозатрат мышечной деятельности человека " Вариант определяется по первой букве фамилии и последней цифре учебного шифра: - для студентов с фамилиями, начинающимися с буквы А до 3- варианты № 1- 10. - для студентов с фамилиями, начинающимися с буквы И до П- варианты № 11-20 . - для студентов с фамилиями, начинающимися с буквы Р до Я- варианты № 21 - 30 . Доля энергии,пос- Вес тела человека %,кг Пройденное пасстояние Я,км номер вавианта И белков,% жиров,% ! 3 4 5 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 65 70 75 80 60 О 75 80 60 65 70 75 80 85 80 75 70 65 60 85 80 75 65 60 65 70 6 9 12 15 18 !5 12 9 6 24 21 18 15 12 9 6 3 6 3 б 9 12 15 18 21 24 21 ао ~~0 9.5 21.5 10.0 22.0 105 ' 225 11.0 23.0 11.5 23.5 12.0 24.0 12.0 24.5 11.5 25.0 12.0 25.5 10.5 26.0 10,0 26.5 9.5 27.0 9.0 27.5 9.0 28.0 9.5 28.5 10.5 29.0 11.0 29.5 300 12.0 30.5 12.0 31.0 115 21.0 11.0 22.0 10.5 23.0 10.0 24.0 9.5 25.0 9.0 26.0 9.0 27.0 10.0 28.0 10 З.ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА 1.Основные положения В результате деятельности человека в окружающую среду попадает значительное количество загрязняющих веществ, многие из которых являются вредными веществами, отрицательно воздействующими прямо и косвенно на организм человека.

Расширение промышленной деятельности ведет к увеличению потенциально опасных веществ в окружающей среде .Загрязнители окружающей среды перераспределяются в пространстве вследствие движения воздуха, а далее по пищевым цепям - к человеку . Основные источники антропогенных загрязнений промышленные выбросы вредных газов, золы, дыма предприятиями металлургической, химической, машиностроительной, приборостроительной промышленности, тепловыми станциями ,автотранспортом, промышленностью строительных материалов и многими другими .

Значительную долю среди загрязнителей окружающей Среды занимают тяжелые металлы и их соединения, Большое значение имеет идентификация токсичных и потенциально - токсичных веществ, определение источников их поступления в окружающую среду, путь их в организм человека и результат их воздействия на, здоровье человека. Металлы по плотности подразделяются на две группы: - легкие металлы, плотность которых не более 5000 кг/м з . - тяжелые металлы - все остальные / табл.1 /.

Большинство тяжелых металлов и их соединения токсичны. Степень их вредного воздействия на организм человека определяется их концентрацией в атмосферном воздухе и пищевых продуктах, поскольку основные пути их поступления в организм- через органы дыхания, а также с пищей и водой . Токсичные и потенциально - токсичные вещества, источник их поступления в среду, путь поступления к человеку и возможное заболевание приведены в табл.2. 2.Методика расчета Для количественной оценки используется понятие лйейельиодоп стимой кон ент а ии /ПДК/,которой называется норматив, определяющий количество вредных веществ в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии которого за определенный промежуток времени на организм не происходит изменения здоровья у человека и не вызываются неблагоприятные последствия у потомства .

Под с еднес точной П К понимают концентрацию загрязняющих веществ в воздухе, не оказывающую на человека прямого и косвенного вредного воздействия при круглосуточном вдыхании . Таблица 1 Тяжелые металлы Название элемента и его обозначение Плотность, з Атомный вес Тяжелые металлы: Уп,Сг,Мп,Бп,г е,Сд,М,Сп,В!,РЬ,Нд,%, Мо обладают токсичностью (иногда сюда же по вредному воздействию относят мышьяк Аз с плотностью 5730 кгlм ). Аа,Аи,Р1,Оз - являются драгоценными металлами . ЦИНК 2п ХРОМ Сг МАРГАНЕЦ Мп ОЛОВО Зп ЖЕЛЕЗО Ге КАДМИЙ Сй НИКЕЛЬ 1Ч! МЕДЬ Си ВИСМУТ В! СВИНЕЦ РЬ РТУТЬ Нз ВОЛЬФРАМ % МОЛИБДЕН Мо СЕРЕБРО Аз ЗОЛОТО Аи ПЛАТИНА Р1 ОСМИЙ Ой 51.996 54.938 1! 8.69 55.847 112.4 58.7! 63.546 208.98 207.19 200.59 183.85 95.94 ! 07.868 196.967 195.09 !90 2 7140 7160 7440 7280 7860 8650 8900 8920 9800 11344 13546 19300 10230 10500 ! 930'0 2!450 22500 12 13 Таблица2 п одолжение) Таблица 2 Токсичные и потенциально - токсичные вещества в природно - антропогенных экосистемах и их воздействие на организм человека с водой, интоксикация, с воздухом, паралич, психи- ческая неполноценность ново- рожденных с пищей заболевание источник поступления вс е поступление к человек вещество пинк пппизнпнстна цветных металлов;оцинкование с впзнчхпм интоксикация бпонх иальный рак химическая пппмышлснность;металлургия; производство огнепа ных мате палов с нпзпихпм с воздухом, с пищей, с водой МАРГАНЕ выплавка металлов: удобрения; жидкое топливо; использование спичек и пиротехнических изделий с воздухом поогоессночкялне поражения центральной нервной системы,пнсвмо- нияид железО с пищей, с водой промышленное производство, п и одная вода цирроз печени, заболевание кровеносной системы МЪ|ШЬЯ промышленное произ- с водой, с пищей с пищей .

с водой, с воздухом почечные болезни. рак предста- тельной железы КАЛМИИ пппизнонстно пнетных металлов;удобрения; пестициды; машино оение водство;пестициды; почва, обработанная гербицидами боонхиальный оак. дерматиты, интоксикация, алле гия никель с воздухом с пищей поомышленное производство; никелирование изделий с водой.

с пищей МЕДЬ цветная металлчзгия: промышленное производство медных н латунных изделий; химическая промышленность и л . интоксикация анемия, гепатит Среднесуточные ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест приведены в табл.З . Для определения ПДК загрязняющих веществ в различных пищевых продуктах следует использовать табл,4. Результаты оценки вредного воздействия тяжелых металлов на организм человека могут быть представлены в виде таблицы, образец которой приведен в табл,5.