sbornik_prakticheskikh_zadaniy_po_ekolog ii (811771)

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

Текст из файла

Правительство Российской ФедерацииФедеральное государственное автономное образовательноеучреждение высшего профессионального образованияНациональный исследовательскийуниверситет «Высшая школа экономики»Московский институт электроники и математикиНационального исследовательского университета«Высшая школа экономики»Кафедра физической химии и экологииСборник практических заданий по экологииУчебно – методическое пособиепо проведению практических работпо дисциплине «Экология»Москва 20132Составители:канд. техн. наук О.В.

Аксеноваканд. техн. наук А.С. ГузенковаСборник практических заданий по экологии. Учебно – методическоепособие. / Московский институт электроники и математики Национальногоисследовательского университета «Высшая школа экономики»;Сост.:О.В. Аксенова, А.С. Гузенкова. М., 2013. – 31 с.Учебно – методическое пособие содержит задания для практическихзанятий и самостоятельной работы студентов факультетов ФЭТ и ФИТиВТМИЭМ НИУ ВШЭ, изучающих дисциплину «Экология».Табл.15 Ил.3 Библиогр.: 9 назв.ISBN 978-5-94506-311-23ОГЛАВЛЕНИЕВведение … … … … … … … … … … … … … … … … …Практическое занятие 1Задания, посвященные общим экологическим проблемам … … ...Задание1.1. Определение объема углекислого газа, необходимого дляобразования древесины … … … … … … … … … … … …Задание 1.2.

Определение продуктов сгорания органическоготоплива … … … … … … … … … … … … … … … …Практическое занятие 2Задания по аутэкологии … … … … … … … … … … ... …Пример решения задач … … … … … … … … … … … …Задачи для самостоятельного решения … … … … … … … …Практическое занятие 3Задание по охране атмосферы … … … … … … … … … …Оценка уровня выбросов вредных веществ в атмосферу … … …Практическое занятие 4Задание по охране водоемов … … … … … … … … … … …Расчет характеристик сбросов сточных вод предприятий в водоемы…Практическое занятие 5Задание по охране почв … … … … … … … … … … … …Нормирование загрязняющих веществ в почве … … … … … …Практическое занятие 6Задание по теме «Экономический механизм охраны окружающейсреды» … … … … … … … … … … … … … … … … …Расчет платы за загрязнение атмосферы … … … … … … … …Практическое занятие 7Задание по теме «Инженерная защита биосферы» … … … …Оценка эффективности улавливания промышленных выбросов … ...Практическое занятие 8Задание по теме «Оценка воздействия на окружающую среду» …Определение демографической емкости района застройки … … …БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК … … … … … … … … … …45579911121215151717202023232626304ВведениеСовременное человечество, вооруженное техникой и использующееогромное количество энергии, является очень мощной силой, воздействующейна природу Земли.

Если эти воздействия не учитывают природных законов иразрушают установившиеся за миллионы лет связи, возникаюткатастрофические последствия. Люди уже столкнулись с целым рядом проблем,вызванных их деятельностью, и обеспокоены тенденцией нарастаниянеустойчивости природных систем.Экология в настоящее время приобретает огромное значение как наука,позволяющая найти пути выхода из возникающего кризиса.

Только изучивсуществующие в природе закономерности, можно понять, каким образоморганизовать собственные отношения со средой обитания, по каким принципамразвивать и использовать технический потенциал человечества.Современному специалисту в области электронных технологийнеобходимо уметь предвидеть последствия внедрения новых технологий, знатьособенности поведения различных химических соединений при их попадании вокружающую среду, уметь оценивать антропогенное воздействие набиосферные процессы.Перед будущими специалистами стоит задача, используя современныедостижения науки и техники, варьировать материалами, технологиями, чтобысделать современное производство и потребление максимально безопаснымидля окружающей среды и, в конечном счете, для нас самих.В программу курса «Экология» для студентов техническихспециальностей входит практическая часть.

Выполнение практических работ –важная составная часть дисциплины. Для более глубокого усвоения разделовкурса студенты на конкретных примерах оценивают антропогенную нагрузкуна объекты окружающей среды, знакомятся с нормированием загрязняющихвеществ, осваивают методику проведения соответствующих расчетов.Практические задания являются индивидуальными и вариативными.5Практическое занятие 1Задания, посвященные общим экологическим проблемамЗадание1.1. Определение объема углекислого газа, необходимого дляобразования древесины.Экология любого большого города, особенно такого гигантскоготехногенного мегаполиса, как Москва, немыслима без зеленых насаждений.Эти своеобразные «городские легкие» обогащают городскую атмосферукислородом и очищают ее.

Необходимо понимать, что процесс выделениякислорода зелеными растениями непосредственно связан с их ростом, которыйидет достаточно медленно: деревья растут годы, десятилетия и даже века, асгорают за минуты. Оба этих процесса могут быть выражены однойхимической реакцией, идущей в различных направлениях.

В одном случае атомуглерода присоединяет молекулу кислорода, образуя углекислый газ (СО2), вдругом молекула углекислого газа усваивается растением. При этом онараспадается: атом углерода идет на образование древесины, а молекулакислорода выделяется в атмосферу. То есть в процессе образования древесиныкислород является побочным продуктом.Естественно, что древесина состоит не только из углерода. Каждоерастение содержит некоторое количество воды и минеральных солей.

Всемхорошо известно, что свежесрубленное дерево горит плохо, а после загораниявыделяет много водяного пара, что делает дым от влажных дров хорошозаметным издалека. Цвет пламени горящей древесины обычно желтый,поскольку из минеральных солей наиболее распространены соли натрия, аименно, его ионы окрашивают пламя в желтый цвет; если дерево росло напочвах, богатых солями калия, то дрова из него дают пламя с фиолетовымиотблесками.Для выполнения задания необходимо вычислить массу древесного ствола.При этом форма ствола принимается эквивалентной форме цилиндра.Следовательно, необходимо вычислить объем цилиндра и умножитьполученное значение на плотность древесины. Далее следует применитьправило вычисления массы веществ, участвующих в химической реакции(подробно разобрано в приведенном ниже примере расчета) и объединенныйзакон газового состояния.Пример выполнения задания 1.1Условие.

Какой объем углекислого газа, взятого при нормальныхусловиях, необходимо поглотить растению, чтобы выросло дерево соследующими параметрами: диаметр ствола D=0,8 м, высота h=15 м, плотностьдревесины ρ=0,08 м3. Принимаем, что вся древесина состоит из углерода, и чтодревесный ствол имеет правильную цилиндрическую форму.Решение:Определяем массу m дерева. Для этого площадь поперечного сечения,равную π r2 ,умножим на высоту h (радиус r равен D/2 = 0,4 м) и на плотность ρ.То есть,6m = π r2 h ρ(1.1)2или 3,14 × 15 м × (0,4 м) × 0,08 т/м3 = 0,6 т = 600 кг.Образование древесины из углекислого газа идет по реакции:СО2 → С + О2 .(1.2)Принимаем в уравнении (1.2) массу углекислого газа (СО2) равной m1,массу углерода (С) равной m2, а их молекулярные массы равными М1 и М2соответственно.Воспользуемся соотношением масс реагирующих веществ и ихмолекулярных масс:m1 k 1M 1,m2 k 2 M 2(1.3)где m1 и m2 – массы реагирующих веществ; M1 и M2 – их молекулярные массы;k1 и k2 – их стехиометрические коэффициенты (согласно уравнению (1.2) ониравны единице).Атомная масса кислорода равна 16, углерода – 12 (из таблицыД.И.Менделеева).

Соответственно, молекулярная масса СО2 (M1) равна 16 × 2 +12 = 44; молекулярная масса углерода принимается равной его атомной массе,т.е. M2 = 12. Используя формулу (1.3), получаем:m1 m2  M 1.M2(1.4)Подставляя данные, получаем:m1 600кг  44 2200кг.12Известно, что при нормальных условиях 1 моль любого газа занимаетобъем 22,4 л. Так как 1 моль углекислого газа имеет массу 0,044 кг или 44 г(поскольку масса одного моля численно равна молекулярной массе), то,умножив число молей углекислого газа, содержащихся в 2200 кг, на 22,4 л,получим искомую величину.VCO 2 2200кг 22, 4 л  1120000 л0, 044кгили 1120 м3.Ответ: объем углекислого газа, взятого при нормальных условиях, равен1120 м3.Таблица 1.1Варианты для выполнения задания№№12345678910Виддревесинылипасоснабукдуборехгрушаясенькленкр.деревоакацияρ,г/см30,450,50,650,70,660,7250,740,70,60,77ID,м10,90,80,70,60,50,20,10,30,4IIh,м191715131197531D,м0,150,31,010,790,810,751,071,51,10,9IIIh,м2468101214161820D,м0,60,810,70,790,81,010,90,310,15IVh,м1921741561381110D,м0,90,41,10,31,50,11,070,20,750,5Vh,м912714516318120D,м0,750,160,920,70,320,50,20,380,80,74h,м12,314,617,19,61,52,375,96,787,531,247Задание 1.2.

Определение продуктов сгорания органического топлива.Задание посвящено проблеме, с которой сталкивались все наши предки,топившие так называемые «баньки по черному» или угоравшие в своих избахпри закрытой печной заслонке. (Ее закрывали, чтобы тепло из дома послеокончания топки печи не улетучивалось через печную трубу слишком быстро).Известно, что при сгорании древесины или каменного угля помимо углекислогогаза (СО2) может образовываться и угарный газ (СО2). Последний легкоокисляется кислородом воздуха и при сгорании топлива на открытом воздухеили при наличии интенсивной тяги опасности для человека не представляет.Однако в закрытом помещении угарный газ весьма опасен и может привести ктяжелому отравлению и даже смерти.

Это происходит потому, что молекулаугарного газа лишь незначительно превосходит по размерам молекулукислорода. Попадая при дыхании в организм, она необратимо встраивается вмолекулу гемоглобина (составляющая крови), которая в нормальных условияхявляется «транспортом», доставляющим кислород, и выводящая продуктыокисления (угарный газ) из всех тканей тела человека. В результате снабжениеорганизма кислородом нарушается – место на «транспортере» занято. Каквидно из сказанного, между процессами горения и дыхания просматриваетсяпрямая аналогия.Поскольку плотность угарного газа меньше плотности воздуха, то впомещениях без вентиляции он скапливается под потолком. И угарный иуглекислый газы не имеют ни цвета, на запаха, поэтому повышение ихконцентраций до опасных уровней происходит незаметно для людей,находящихся в помещении. Кроме того, при прохождении над раскаленнымиуглями углекислый газ восстанавливается до угарного (СО2 + С = 2СО), чтопредставляет дополнительную опасность, поскольку предельно допустимаяконцентрация (ПДК) угарного газа значительно меньше, чем углекислого.При выполнении задания необходимо понимать, что не все допущения,принятые в образце решения, имеют место в реальных условиях.

В частности,углекислый и угарный газы, находясь в закрытом помещении, хотя ирасполагаются друг над другом из-за неодинаковой плотности, но при этом нетчеткой границы раздела, а существует некий слой смешивания.Пример выполнения задания 1.2Условие. Какой объем займет угарный газ, выделяющийся при полномсгорании древесины, угля или другого топлива в помещении (банька «почерному») со следующими параметрами: l=4,0 м – длина помещения; n=2,0 м –ширина помещения; h=3,0 м – высота помещения. Масса топлива m=12 кг;коэффициент сгорания k=0,8; коэффициент, отвечающий количеству углерода,подвергающегося неполному сгоранию (образующему СО) ψ1=0,1;коэффициент, отвечающий количеству углерода, образующего СО вовторичном процессе, ψ2=0,15.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги