169591 (625366)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Кафедра: “Екології та біотехнології”

Курсова робота

Тема: “Моделювання і прогнозування стану водного об’єкта внаслідок антропогенного впливу”

Зміст

Вступ

1. Водні ресурси та їх використання

2. Фізичні властивості води

3. Забруднення природних вод

3.1 Важкі метали

3.2 Органічне забруднення природних вод

3.4 Нафта і нафтопродукти

3.5 Пестициди

3.6 Синтетичні поверхневоактивні речовини

3.7 Теплове забруднення водойм

4. Особливості моделювання в екології

5. Власні дослідження

Висновки та рекомендації щодо стану водного об’єкта

Список використаної літератури

Вступ

У світі все живе пов'язане з водою і значною мірою складається з води. Академік В.І. Вернадський зазначав, що "вода стоїть осібно в історії нашої планети, не має природного тіла, яке могло б зрівнятися з нею за впливом на хід основних природних та суспільних процесів" [7]. З одного боку, вона є носієм життя, формуючи умови для відтворення, розвитку, існування усіх живих організмів, природного середовища в цілому, самої людини. З іншого - вода використовується як природна сировина, виступає елементом виробничих відносин практично у всіх галузях господарської діяльності, у виробництві багатьох видів продукції. Тому забезпечення людства чистою водою є однією з найбільших проблем сьогодення, гострота якої підвищується внаслідок зростання дефіциту води та погіршення її якості. Саме виживання людини, як біосоціального виду, в значній мірі залежить від наявності та стану водних ресурсів.

Сучасна виробнича, економічна та інша діяльність людини по в'язана з використанням величезної кількості енергії та різноманітних речовин, хімічних сполук, інших матеріалів. Це викликає значне навантаження на оточуюче середовище, пов'язане зі скороченням життєвого простору для незайманої, дикої природи, проникненням у біосферу речовин, невластивих для їх природного кругообігу, порушенням енергетичного балансу тощо. Потужність цього навантаження досягла такого рівня, що воно цілком здатне викликати серйозні екологічні кризи та катастрофи. Тому сьогодні будь-який проект, перш ніж бути запущеним у дію, повинен пройти якнайретельнішу екологічну експертизу.[7]

Раціональне використання і охорона водних ресурсів від забруднення, деградації і вичерпання на засадах системного природокористування дає можливість на науковій основі розв'язувати завдання, які пов'язані з забезпеченням всіх водокористувачів якісною водою, а також підтримання екологічної рівноваги на водних об'єктах

1. Водні ресурси та їх використання

Загальний об'єм гідросфери становить трохи менше 1,5 млрд. куб. км, 94 % якого та 72 % поверхні земної кулі займає світовий океан. Із загального об'єму гідросфери 60 тис. куб. км припадає на підземні води, більшу частину яких становлять глибинні розсоли, і лише близько 4 тис. куб. км - прісні підземні води зони активного водообміну. Третьою великою частиною гідросфери є полярні льодовики - 24 млн. куб. км (1,6 %). На долю поверхневих прісних вод в гідросфері припадає близько 360 тис. куб. км або 0,25 % її загального об'єму, з них 278 тис. куб. км зосереджено в озерах, 83 тис. куб. км - ґрунтова волога. Незначний об'єм руслових річкових вод Землі - близько 1,2 тис. куб. км - служить початком формування майже всіх джерел прісних вод, доступних для використання. Отже, резерв води, на яке може розраховувати людство в недалекому майбутньому, орієнтовно становить 6 тис. куб. км. В той же час використання води, як природного ресурсу, протягом останніх десятиріч різко зросло: у 1900 році світове споживання води складало 400 куб. км на рік. у 1950 - 1100, у 1975 - вже 3000. За прогнозами у 2005 р. річний обсяг водоспоживання досягне 6000 куб. км.

Характер і ступінь використання водних ресурсів залежить від природних умов, у тому числі водозабезпеченості та економічних і соціальних факторів [9]. На розвиток галузей водного господарства і будівництва гідротехнічних споруд впливають також рельєф місцевості, ґрунтовий і рослинний покрив, гідрогеологічні умови, гідрологічні особливості басейну та інші природні фактори. Масштаби і спрямованість економічних чинників визначаються рівнем розвитку продуктивних сил, структурою територіально-виробничих комплексів, існуючих і тих, що формуються, а також рівнем заселеності і густотою населення. При цьому господарська діяльність людини здійснює все більший вплив на умови формування і використання водних ресурсів, їх кількісні та якісні зміни. Вона визначається, в першу чергу, безпосереднім використанням води для виробничих, соціальних, господарсько-питних потреб, прямою зміною режиму та якості води в процесі господарської діяльності. При цьому забруднення водних ресурсів набуває таких значних масштабів, що ставить під загрозу існування екосистем і функціонування економіки.

Склад та якість води характеризуються багатьма фізичними, хімічними та мікробіологічними показниками [9]:

• мутність (вміст завислих речовин в одиниці об'єму суміші води з наносами);

• забарвлення, запахи та присмак;

• температура;

• мінералізація (наявність у воді розчинених речовин);

• наявність розчинного кисню і біохімічна потреба (БСК) у ньому на окислення органічних та хімічних речовин, які надійшли до водойми;

• вміст отруйних та радіоактивних речовин;

• бактеріальні та санітарно-гігієнічні показники (дотримання яких гарантує безпечні або оптимальні умови водоспоживання) тощо.

За запасами власних водних ресурсів, доступними для користування, Україна належить до найменш забезпечених серед європейських держав. Питне водопостачання в Україні на 2/3 забезпечується за рахунок поверхневих вод. Напруженість водогосподарсько-екологічного становища зумовлена двома граничними умовами: з одного боку низькою середньорічною водозабезпеченістю - на одного мешканця припадає близько 1 тис. куб. м на рік, а це у 15 разів нижче за норму, визначену Європейською Економічною комісією ООН; і з другого - майже катастрофічним якісним станом водних джерел [7]. Поряд з цим водні ресурси використовуються нераціонально, з порушенням екологічних вимог, що пов’язано з екстенсивним характером розвитку економіки країни, наявністю застарілих водо- та енергомістких технологій. Споживання свіжої води на одиницю виробленої продукції перевищує цей показник порівняно до Франції у 2,5 рази, Німеччини - у 4,3, Великої Британії та Швеції - у 4,2 рази. Крім того, показники середньодобового споживання води в комунальному господарстві в Україні найвищі: 220-450 л на одного мешканця (у Великій Британії - 200, Ш веції - 200, Франції 150, Ізраїлі 135 л).

Через надмірне антропогенне навантаження, негативний вплив наслідків катастрофи на Чорнобильській АЕС, порушення умов формування водного стоку і природної рівноваги, що зумовило зниження якості водних ресурсів, загрозливе екологічне становище склалося майже в усіх річкових басейнах нашої країни. Вода, яка використовується для виробничих та господарських потреб, повертається у природні ланки як зворотна, у вигляді стічної, і несе у собі забруднюючі речовини, розчинні солі, хімічні домішки, частки ґрунту та біологічні відходи, які не характерні для живої природи. Особливу стурбованість викликають такі забруднюючі речовини як токсини, подібні до важких металів та пестицидів; органічні речовини, викиди поживних елементів, подібних до стоку добрив; випадання кислотних опадів, хвороботворні організми. Все це призводить до погіршення якості води і д еградації водних ресурсів.

Комплексна екологічна оцінка стану річок басейнів Дніпра за методикою, яка розроблена Українським НДІ водогосподарсько-екологічних проблем, показала, що немає жодного басейну, стан котрого можна було б класифікувати, як добрий.

Дані таблиці свідчать, що задовільно оцінений екологічний стан лише 22% річок

Полісся (10% обстежених річок України), стан 33% характеризується, як поганий (39% - по Україні), 28% мають дуже поганий екологічний стан (31% - по Україні). І лише 6% обстежених річок Полісся зазнали незначних змін (2% загалом по Україні). З наведених даних можна зробити висновок, що чистих річок на сьогодні в Україні не залишилось. Лише 11% річок Полісся мають воду задовільної якості (3% - по Україні). Стан якості води решти річок характеризується від забрудненої до дуже забрудненої. Цю проблему досить влучно характеризує російський письменник В.М. Пєсков: "Річки треба вважати найважливішою державною цінністю. Тільки так можна вберегти радість, яку нам дають води, що течуть, і можливість у будь-яку хвилину втамувати спрагу. Адже немає на землі напою кращого, ніж склянка холодної чистої води."

2. Фізичні властивості води

Вода, в якій розпочалося життя на Землі, - це важливий екологічний фактор, що визначається її фізичними властивостями, зокрема, прозорістю, щільністю, теплопровідністю і теплоємністю, а також текучістю. Остання зумовлює циркуляцію в озерах і ставках.

Водне середовище однофазне - в ньому різко переважає рідка фаза. Одночасно природна вода, яка утворює гідросферу, являє собою складну полідисперсну систему, що складається з водних розчинів і зависі частинок неорганічних і органічних речовин, а також із живих органічних тіл, котрі втримуються в системі за рахунок різності співвідношень маси, постійного перемішування і переміщення водних мас або активної протидії силі тяжіння з боку живих організмів.

В поняття гідросфери включають і дно водоймища (тверда фаза), і приводний шар повітря (газоподібна фаза). Велике значення мають площини контактів цих фаз: дно-вода, вода-повітря. Це складні біогоризонти, насичені живими організмами. Відомо, що основну масу гідросфери Землі утворюють води Світового океану (95,5% за об'ємом), які містять величезну кількість органічної речовини, в тому числі незначну частку живих організмів - не більше 3 млрд. т, або 0,15%.

Головним джерелом тепла, яке надходить у водні шари, є сонячна енергія. Сонячне проміння, проникаючи крізь водну поверхню, поглинається і розсіюється водою, розчиненими в ній речовинами і зваженими частинками.

Зрозуміло, що зі зростанням у воді зважених частинок і дрібних організмів планктону зростає коефіцієнт затухання і, відповідно, погіршується прозорість води, а отже, зменшується інтенсивність фотосинтезу водяних рослин.

Сонячне тепло завдяки малій теплопровідності води майже не передається на глибину. Переміщення теплих мас з поверхні на глибину відбувається за рахунок вертикального переміщення (вітрового, конвективного, турбулентного у прісних порівняно мілководних водоймищах), а також за рахунок глибинних течій у морських водах. Прогрівання шарів води як у внутрішніх водоймах, так і в морях має сезонний характер.

Важливими фізичними властивостями води є її висока щільність, яка послаблює земне тяжіння, що дає змогу гідробіонтам мікроскопічних розмірів перебувати у зваженому стані. Крупніші гідробіонти для полегшення плавання знижують свою щільність, включаючи до складу тіла велику кількість води (медузи), жирових крапель (діатомові водорості), повітря (ламінарії і молюск наутілус), а також утворюючи різні відростки.

Водне середовище сформувало планктонні організми з характерною формою тіла, що дає можливість їм легко утримуватись "на плаву" або "ширяти" у водному просторі (медузи, лангусти, молюски). Цьому також сприяє розмір організмів: невеликі тіла зоопланктону мають теж здатність "ширяння" у водній товщі.

Для організмів, зокрема членистоногих, які живуть на поверхні води, має значення поверхневий натяг рідини (для чистої води становить 76 дін/см при 0°С і 73 дін/см при 20°С). Коли сила поверхневого натягу більша маси тварини, остання буде утримуватись завдяки поверхневому натягу. У комах, "ковзаючих по поверхні", тіло несуть передні і задні лапки, а середні кінцівки служать веслами.

До прісних вод, з одного боку, належать стоячі води, або стрічкові фації, з другого - проточні, або лотичні, фації. Рух води приводить до вирівнювання температури у всій її товщі, а також до збагачення киснем.

Текучі води в процесі адаптації формували тіло риб, яке, наприклад у форелі, в поперечному розрізі є округле, тоді як у риб стоячих вод (ставків, озер) воно плоске (короп, карась, окунь). Своєрідним для тварин швидкотекучих вод є екологічне пристосування - реотропізм: тварини приймають певне положення відносно течії і намагаються подолати її.

Вода, яка містить речовини у завислому стані, стає каламутною. З екологічної точки зору такий стан води через погане проникнення в її товщу сонячного проміння веде до зниження продуктивності автотрофної рослинності. Як правило, в такій воді менше кисню і багато організмів перебувають у пригніченому стані. Причина каламутності - змив дощовими чи талими водами дрібних частинок ґрунту, особливо гумусу.

3. Забруднення природних вод

3.1 Важкі метали

Важкі метали (ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь, миш'як) належать до числа поширених і досить-таки токсичних, забруднюючих навколишнє середовище, речовин. Вони широко застосовуються в різних промислових виробництвах, а тому, незважаючи на заходи з їх очистки, вміст сполук важких металів в стічних водах досить високий. Великі маси цих сполук надходять у водойми з атмосферними опадами. Для морських біоценозів найбільш небезпечними є ртуть, свинець, кадмій. Ртуть надходить до океану з материковими стоками і через атмосферу. При вивітрюванні осадових та вивержених порід щорічно виділяється близько 1,1 • 10⁴ т ртуті, при цьому значна частина цього вмісту має характер антропогенного походження. Близько половини річного промислового виробництва цього металу (9,1 • 10⁴ т/рік) різними шляхами надходить в океан. В районах, забруднених промисловими водами, концентрація ртуті (в розчинах та в звішеному стані) значно підвищується. При цьому деякі бактерії перетворюють хлориди у високотоксичну метилртуть. Забруднення морських продуктів ртуттю неодноразово призводило до ртутного отруєння мешканців прибережних районів. До 1977 р. налічувалось 1280 жертв хвороби Міномата, причиною якої були відходи підприємств по виробництву хлорвінілу та ацетальдегіду, на яких в якості каталізатора використовувалась хлориста ртуть, а недостатньо очищені стічні води надходили в затоку Міномата.[8]

Свинець - типовий розсіяний елемент, який міститься в усіх компонентах оточуючого середовища: в гірських породах, ґрунтах, природних водах, атмосфері, живих організмах. Свинець активно розсіюється в оточуючому середовищі в процесі господарської діяльності людини. Це зумовлено викидами з промисловими і побутовими стоками, з димом і пилом промислових підприємств, з вихлопними газами двигунів внутрішнього згорання тощо. Міграційні потоки свинцю з континентів в океан ідуть не лише з річковими стоками, але і через атмосферу. З континентальним пилом океан отримує (2-3) • 10⁴ т свинцю на рік.

3.2 Органічне забруднення природних вод

Серед розчинних речовин, які надходять до світового океану з суші, найбільше значення для мешканців водного середовища мають не лише мінеральні та біогенні елементи, але і органічні рештки. Винос до океану органічної речовини оцінюється в (1,3...1,4) •10⁹ т/рік. Стічні води, які містять суспензії органічного походження або розчинені органічні речовини, згубно впливають на стан водойм. Випадаючи в осад, ці суспензії замулюють дно водойми, затримують розвиток або зупиняють життєдіяльність мікроорганізмів, які беруть участь в процесах самоочищення вод. В процесі перегнивання донних осадів можуть утворюватись шкідливі сполуки та отруйні речовини, які призводять до забруднення всієї води в річці або водоймі. Наявність суспензій ускладнює також проникнення світла вглиб водойми, що призводить до сповільнення процесів фотосинтезу.

Однією з основних санітарних вимог до якості води є вміст у воді кисню. Шкідливу дію на якість води чинять всі забруднення, які так або інакше зменшують вміст кисню в ній. Поверхнево активні речовини, жири, мастила, мастильні матеріали утворюють на поверхні води плівку, яка запобігає газообміну поміж джерелом водойми і атмосферою, що зменшує рівень насиченості води киснем. Значний обсяг органічних речовин, більшість з яких не властива природним водам, скидається в річки разом з промисловими та побутовими стоками. Збільшення забруднення водойм та водостоків спостерігається у всіх промислово розвинених країнах. Інформація про вміст деяких органічних речовин в промислових стічних водах наведено в табл. 2.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы