Контрольная работа по "Экологии"

– только в живом веществе происходят качественные изменения  организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений  впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного  отбора Ч. Дарвина (1859 г.);

– живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное  накопление таких изменении служит источником эволюции.

2. Нормирование примесей атмосферы.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) примесей . Основной физичческой характеристикой примесей атмосферы является концентрация – масса (мг) вещ ва в еденицы объёма (м*3) воздуха при нормальных условиях . Концентрации примесей определяет физическое , химичческое и др . виды воздействия на человека и окружающую среду и служит основным параметром при нормирования содержания примесей в атмосфере . ПДК – это максимальная концентрация примесей в атмосфере , отнесенная к определённому времени осреднения , которая при переодическом воздействи или на протяжение всей жизни человека не оказывает ни на него , ни на окружающую среду в целом вредного действия (включая отдельные последствия ). Если вещ-во оказывает на окружающую природу вредное действие в меньших концентрациях , чем на организм человека , то при нормировании исходят из порога действия этого вещ-ва на окружающую природу . ПДК загрязняющих вещтв в отмосферном воздухе населенных пунктов регламентированы списком Минестерства здравоахранения СССР N0 3086 – 84 от 27 августа 1984 г. с дополнениями , соответствии с некоторым установлены : класс опасности вещества , допустимая максимальная разовая и среднесуточная концентрация примесей . Максимальная разовая ПДКmax – основная характеристика опасности вредного вещ ва . Она устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека ( ощущение запаха , световой чуствительности , изменение биоэлектрической активности головного мозга и др.) при кратковременном воздействии атмосферных примесей . Среднесуточное ПДКсс установлена для предупреждения общетоксического , канцерогенного , мутагенного и др. влияния вещ-ва на организм человека . Приоретет научного обоснолвания допустимых концентраций примесей в атмасфере принадлежит советским ученым и прежде всего В.Я. Рязанову . Предельно допустимые выбросы (ПДВ) примесей .В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.02-78 для каждого проектироваемого и действующего промышленого предприятия устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосверу при условии , что выбросы вредных веществ от данного источника совакупности с другими источниками (с учетом перспективы их развития ) не создадут приземною концентрацию , превышающую ПДК . ПДВ устанавливают для каждого источника загрязнения атмасферы.Для неорганезованных выбросов из совокупности мелеких одиночных источников (вентиляционные выбросы , выыброс стационарных энергоустановок и т.п. )

С.В. Белов “ охрана окружающей среды “

3. Ограниченность ресурсов биосферы: ресурсы сырья.

С экономической точки  зрения, запасы ограниченность ресурсов распадаются на текущие резервы (запасы); потенциальные резервы (запасы); ресурсный дар (случайно выделенные запасы).

Текущие запасы определяются как известные ресурсы, которые  могут добываться при текущих  ценах. Их величина может выражаться конкретным числом.

Потенциальные запасы определяются скорее как функция, чем число. Наличные потенциальные ресурсы зависят  от цены, которую люди готовы заплатить  за них, - чем выше цена, тем больше потенциальных ресурсов.

Ресурсный дар – это  случайные природные ресурсы, находящееся  в земле. Денежной оценки этих ресурсов природы нет; это скорее геологическая, чем экономическая концепция.

Каждый вид ресурсов имеет  определенную характеристику. Первой из таких характеристик является их ограниченность и возможность  повторного использования. Интерес  к природно-ресурсному дефициту не нов.

Ограниченные невозобновимые ресурсы – это ресурсы, темпы, восстановления которых так низки, что не представляют интереса в перспективе. Ограниченные энергоресурсы, такие, как уголь, нефть, газ, уран относятся к исчерпаемым, невосстанавливаемым энергетическим ресурсам: однажды сгорев, и превратившись в тепловую энергию, рассеянную в атмосфере, они становятся невосстановимыми. Энергия заслуживает особого внимания как один из важнейших ресурсов: без нее жизнь прекратится.

Рециклируемые, или повторно используемые, ресурсы – это ресурсы, которые используются повторно. Например, медная проволока с автомобиля может использоваться вторично.

Возобновимые ресурсы отличаются от ограниченных тем, что природное восстановление пополняет поток возобновимых ресурсов высокими темпами. Солнечная энергия, растения (злаки), рыба, леса и животные- это все примеры возобновимых ресурсов. Таким образом, возможно, что поток этих ресурсов может поддерживаться постоянно. Но даже возобновимые ресурсы в конечном счете ограничены, потому что их возобновление зависит от энергии Солнца, а Солнце предполагается как источник энергии только на следующие 5 или 6 млрд. лет. Учитывая этот факт, возникает потребность распределением ресурсов.

Несмотря на огромные достижения человечества, обеспеченность продовольствием  населения мира в 20 веке оставалась неудовлетворитель-ной. Наблюдается резкое сокращение пахотных земель. Площадь земли, занятой зерновыми культурами с середины и до конца 20 века сократилась с 0,24 до 0,12 га на душу населения. Если судить по указанным усредненным показателям, можно прийти к выводу, что питание жителей планеты к концу 20 века улучшилось. Однако, необходим серьезный анализ правильности питания, его влияния на здоровье и репродуктивные способности, возможности перераспределения продуктов в мировом сообществе. Поэтому основным фактором в решении продовольственной проблемы авторы видят в рачительном использовании земельных угодий.

4. Очистка газовых выбросов от газо- и  парообразных примесей.

(Процессы очистки технологических  и вентиляционных выбросов машиностроительных  предприятий от газо- и парообразных  примесей характеризуется рядом  особенностей: во-первых, газы, выбрасываемые  в атмосферу, имеют достаточно  высокую температуру и содержат  большое количество пыли, что  существенно затрудняет процесс  газоочистки и требует предварительной  подготовки отходящих газов; во-вторых, концентрация газообразных и  парообразных примесей чаще в  вентиляционных и реже в технологических  выбросах обычно переменна и  очень низка.

Методы очистки промышленных выбросов от газообразных примесей по характеру протекания физико-химических процессов делятся на четыре группы: промывка выбросов растворителями примеси (метод абсорбции); промывка выбросов растворами реагентов, связывающих  примеси химически (метод хемосорбции); поглощение газообразных примесей твердыми активными веществами (метод адсорбции); поглощение примесей путем применения каталитического превращения.

Метод абсорбции. Этот метод заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов этой смеси поглотителем (называемым абсорбентом) с образованием раствора. Физическая сущность процесса абсорбции объясняется так называемой пленочной теорией, согласно которой при соприкосновении жидких и газообразных веществ на поверхности раздела обеих фаз образуется жидкостная и газовая пленки.

Растворимый в жидкости компонент  газовоздушной смеси проникает путем диффузии сначала через газовую пленку, а затем сквозь жидкостную и поступает во внутренние слои абсорбента. Для осуществления диффузии необходимо, чтобы концентрация растворяемого компонента в газовоздушной смеси превосходила его равновесную концентрацию над жидкостью. Чем менее насыщен раствор, тем больше он поглощает газа.

Поглощающую жидкость (абсорбент) выбирают из условия растворимости  в ней поглощаемого газа, температуры  и парциального давления газа над  жидкостью. Решающим условием при выборе абсорбента является растворимость  в нем извлекаемого компонента и  ее зависимость от температуры и  давления. Если растворимость газов  при 0° С и парциальном давлении 101,3 кПа составляет сотни граммов  на 1 кг растворителя, то такие газы называются хорошо растворимыми.

Для удаления из технологических  выбросов таких газов, как аммиак, хлористый или фтористый водород, целесообразно применять в качестве поглотительной жидкости воду, так  как растворимость их в воде составляет сотни граммов на 1 кг Н₂О. При поглощении же из газов сернистого ангидрида или хлора расход воды будет значительным, так как растворимость их составляет сотые доли грамма на 1 кг воды. В некоторых специальных случаях вместо воды применяют водные растворы таких химических веществ, как серная кислота (для улавливания водяных паров), вязкие масла (для улавливания ароматических углеводородов из коксового газа) и др.

Применение абсорбционных  методов очистки, как правило, связано  с использованием схем, включающих узлы абсорбции и десорбции. Десорбция  растворенного газа (или регенерация  растворителя) проводится либо снижением  общего давления (или парциального давления) примеси, либо повышением температуры, либо использованием обоих приемов, одновременно.

В зависимости от конкретных задач применяются абсорберы  различных конструкций: пленочные, насадочные, трубчатые и др. Наибольшее распространение получили скрубберы, представляющие собой насадку 1 размещенную  в полости вертикальной колонны (рис. 32). В качестве насадки, обеспечивающей большую поверхность контакта газа с жидкостью, обычно используются кольца Рашига, кольца с перфорированными стенками и др. Материалы для изготовления насадки (керамика, фарфор, уголь, пластмассы, металлы) выбираются исходя из соображений антикоррозионной устойчивости. Орошение колонн абсорбентом осуществляется при помощи одного или нескольких разбрызгивателей 2.

 
Рис. 32. Орошаемый скруббер-абсорбер с насадкой

Большое распространение  получили башни с колпачковыми тарелками. На рис. 33 изображена схема устройства тарельчатого абсорбера, в котором вместо насадки установлено несколько тарелок 1. Каждая тарелка снабжена колпачками 2 с зубчатыми краями, патрубками 3 и переливными трубками 4. Абсорбент в этих аппаратах стекает от тарелки к тарелке по переливным вертикальным трубкам. Очищаемый газ движется снизу вверх в направлении, указанном стрелками, барботируя через слой жидкости. При прохождении между зубцами колпачков газ разбивается на множество струек и пузырьков, в результате чего образуется большая поверхность соприкосновения взаимодействующих веществ. Иногда вместо колпачковых тарелок применяются перфорированные пластины с большим количеством мелких отверстий (диаметр около 6 мм), которые создают пузырьки газа одинаковой формы и размера. Более мелкие отверстия затрудняют стекание промывной жидкости, особенно при значительных расходах газа.

 
Рис. 33. Схема тарельчатого абсорбера

В качестве абсорберов могут  использоваться и такие устройства, как мокрые скрубберы Вентури (см. рис. 16), центробежные скрубберы (см. рис. 18, а) и др.

Расчет абсорбера состоит  в определении объемного расхода  поглотительной жидкости Qa, необходимой поверхности F соприкосновения газа с жидкостью и параметров вспомогательной аппаратуры (мощность насосов, размер баков и т. п.).

Объемный расход поглотительной жидкости рассчитывают из уравнения  материального баланса процесса абсорбции - масса поглощаемого компонента т, которая удалена из очищаемого газа, должна быть равна массе этого  компонента, которая перешла в  жидкость: m=Q_г(Y₁-Y₂)=Q_a(X₂-Х₁), где Q_г - объемный расход очищаемого газа, м³/с; Х₁ и X₂ - начальная и конечная концентрации газообразного компонента в поглотительной жидкости, г/м³; Y₁ и Y₂ - начальная и конечная концентрации поглощаемого газообразного компонента в очищаемом газе, г/м³.

Необходимая поверхность  соприкосновения газа с жидкостью F=10³m/(k_aΔp_cp), где kа - коэффициент абсорбции (коэффициент массопередачи), кг/(м²•ч•Па); Δр_ср - средняя движущая сила абсорбции, Па.

Коэффициент абсорбции характеризует  скорость растворения газового компонента в жидкости и определяется общим  сопротивлением диффузии этого компонента через газовую и жидкостную плелки. Для хорошо растворимых газов значение коэффициента абсорбции можно определить по формуле, предложенной И. Л. Пейсаховым:

k_a=53,7•10⁶ Мω^0,75(0,0011Т-0,18)^0,25/(13,7+√M)d^0,25_экв

где М - молекулярная масса  поглощаемого компонента, кг; ω - скорость газа в свободном сечении скруббера, м/с; Т - абсолютная температура газа, К; d_экв - эквивалентный диаметр насадки, равный учетверенному значению живого сечения насадки, деленному на ее удельную поверхность, м.

Движущая сила абсорбции  равна разности парциальных давлений поглощаемого компонента в газовой  фазе и равновесного парциального давления этого компонента над поглотительной жидкостью. Для подсчета средней  движущей силы абсорбции следует  найти среднеарифметическое значение движущей силы абсорбции исходя из ее значения на входе и выходе из аппарата. Если эти значения отличаются более чем в два раза, то подсчитывать Дрср следует как среднюю логарифмическую величину

Δ_ср=(p'_г - p'_ж)-(р"_г - р"_ж)/2,3lg[(р'_г - р'_ж)/(р"_г - р"_ж)],

где р'_г и р"_г - соответственно парциальное давление поглощаемого компонента в газовой фазе на входе и выходе из аппарата; р'_ж и р"_ж - соответственно парциальное равновесное давление поглощаемого компонента над жидкостью на входе и выходе из аппарата.

Следует иметь в виду, что при противотоке (газ и  жидкость движутся навстречу друг другу) значение Δр_ср больше, чем при прямотоке (газ и жидкость движутся в одну сторону). Следовательно, противоток выгоднее, так как для его осуществления требуется аппаратура меньшего размера. Прямоток целесообразно применять, когда равновесное давление поглощаемого компонента над жидкостью очень невелико и почти не увеличивается по мере растворения газового компонента. Обычно это осуществляется в тех случаях, когда растворяемый компонент газа вступает в реакции с жидкостью или се компонентами (хемосорбция). Прямоток особенно неэффективен для плохо растворимых газов.

Метод хемосорбции. Основан на поглощении газов и паров твердыми или жидкими поглотителями с образованием малолетучих или малорастворимых химических соединений. Большинство реакций, протекающих в процессе хемосорбции, являются экзотермическими и обратимыми, поэтому при повышении температуры раствора образующееся химическое соединение разлагается с выделением исходных элементов.