Контрольная работа по "Экологии"

Любое техническое устройство, использующее либо вырабатывающее электрическую  энергию, является источником ЭМП, излучаемых во внешнее пространство. Особенностью облучения в городских условиях является воздействие на население как суммарного электромагнитного фона (интегральный параметр), так и сильных ЭМП от отдельных источников (дифференциальный параметр).

Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и  участки в зонах, примыкающих  к предприятиям. Воздействие ЭМП  промышленной частоты связано с  высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач, источниками постоянных магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях. Зоны с повышенными уровнями ЭМП, источниками которых могут быть РТО и РЛС, имеют размеры до 100...150 м. При этом внутри зданий, расположенных в этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.

2. Как влияют ЭМП на организм человека?

Человеческий организм всегда реагирует на электромагнитное поле. Однако, для того чтобы эта реакция  переросла в паталогию и привела к заболеванию необходимо совпадение ряда условий – в том числе достаточно высокий уровень поля и продолжительность облучения. Поэтому, при использовании бытовой техники с малыми уровнями поля и/или кратковременно ЭМП бытовой техники не оказывает влияния на здоровье основной части населения. Потенциальная опасность может грозить лишь людям с повышенной чувствительностью к ЭМП и аллергикам, также зачастую обладающим повышенной чувствительностью к ЭМП.Кроме того, согласно современным представлениям, магнитное поле промышленной частоты может быть опасным для здоровья человека, если происходит продолжительное облучение ( регулярно, не менее 8 часов в сутки, в течение нескольких лет) с уровнем выше 0,2 микротесла.

Действие электромагнитного  излучения может вызвать функциональные нарушения эндокринной системы, в том числе снижение секреции гормонов роста. Выявляются нарушения  со стороны системы крови –  лейкоцитоз, повышение уровня эритроцитов  и гемоглобина. Воздействие ЭМП  способно привести к изменению функционального  состояния центральной нервной  и сердечно-сосудистой систем, нарушению обменных процессов. Ослабляется иммунитет. Длительное воздействие ЭМП со временем способно вызвать в организме человека выраженную патологию с различными проявлениями: вялость, разбитость, угнетенность настроения, апатия, ухудшение памяти, чувство тяжести, головная боль, боли в области сердца, расстройство сна. Органические нарушения выявляются в сердце – нарушение внутрисердечной проводимости, дистрофические изменения в миокарде. Под воздействием ЭМП возможны нарушения коронарного кровообращения. Также возможны дискинезия кишечника, нарушения функции печени. Наиболее выраженные изменения наблюдаются при воздействии микроволн, особенно сантиметрового диапазона, затем УКВ и КВ.

3. Как  определяется энергетическая нагрузка  на организм человека?

Допустимая  энергетическая нагрузка в диапозоне СВЧ на организм человека W не должна превышать 2 Втчас/м² (200 мкВтчас/см²) при облучении от вращающихся и сканирующих антенн – 20 Втчас/м². Количественная оценка энергетической нагрузки определяется интенсивностью излучения по плотности потока энергии ППЭ. На практике она определяется через мощность излучения радиотехнического устройства P (среднюю по времени для радиолокационных станций), а если антенна направленная, то и через коэффициент ее усиления G, а также через расстояние r между антенной и точкой наблюдения:

ППЭ=PG/4πr² 

Эта формула  действительна для случая распространения  радиоволн в свободном пространстве, в частности, в воздухе. Реальная воздушная среда, в которой возможно облучение людей радиоволнами, всегда отличается от свободного пространства тем, что на некоторых конечных расстояниях  от передающей антенны находятся: земля, ограждающие конструкции производственных помещений, различное оборудование, приборы и сами люди. Все эти  предметы, обладая свойствами, отличными  от свойств воздуха, определенным образом  влияют на распространение радиоволн  в нем, отражая, преломляя и поглощая их. При диффузном отражении от негладкой поверхности земли (травяной покров, неровность, шероховатость  и т. д.) отражение непосредственно  в направлении на точку приема (точку наблюдения) невелико, и условия  распространения радиоволн приближаются к условиям в свободном пространстве. Тогда с большой точностью  можно пользоваться этой формулой. Подобные условия встречаются очень часто.

 

4. Что  такое санитарно-защитная зона?

 

 

 – это территория вокруг предприятия, за пределами которой вредное  влияние от предприятия не превышает  допустимое значение, т.е. за пределами  санитарно-защитной зоны проживание и  вообще нахождение человека безопасно.

В целях защиты населения  от воздействия ЭМИ РЧ, создаваемых  ПРТО, устанавливаются санитарно-защитные зоны и зоны ограничения застройки.

Санитарно-защитной зоной  является площадь, примыкающая к  технической территории ПРТО. Внешняя  граница санитарно-защитной зоны определяется на высоте 2 м от поверхности земли  по ПДУ ЭМИ РЧ, указанным в таблицах 3.4, 3.5 и в п. 3.10.

Санитарно-защитная зона устанавливается  с учетом перспективного развития объекта  и населенного пункта и отсчитывается  от антенны.

Зоной ограничения является территория, где на высоте более  двух метров от поверхности земли  интенсивность ЭМИ РЧ превышает  ПДУ, указанные в таблицах 3.4, 3.5 и  п. 3.10. Внешняя граница зоны ограничения  определяется по максимальной высоте зданий перспективной застройки, на высоте верхнего этажа которых интенсивность  ЭМИ РЧ не превышает ПДУ.

На резко пересеченной местности могут возникать участки, не соприкасающиеся с территорией  ПРТО, на которых интенсивность ЭМИ  РЧ превышает ПДУ, и, следовательно, по этим участкам могут устанавливаться  санитарно-защитные зоны и зоны ограничения.

Санитарно-защитная зона и  зона ограничения определяются расчетным  путем и уточняются путем измерений  интенсивности ЭМИ РЧ. Обязанность  проведения (организации) расчетов и  измерений лежит на владельце  ПРТО.

Для ПРТО, имеющих направленные или сканирующие в определенном секторе антенны, санитарно-защитные зоны и зоны ограничений устанавливаются  в направлении излучения электромагнитной энергии с учетом ширины диаграммы направленности, а также боковых и задних лепестков.

Для ПРТО, имеющих антенны  кругового обзора или ненаправленного  действия, санитарно-защитные зоны и  зоны ограничений устанавливаются  по кругу.

Для ПРТО, антенны которых излучают электромагнитную энергию под определенным углом к горизонту и интенсивность ЭМИ РЧ изменяется в зависимости от высоты, зона ограничений устанавливается дифференцированно по вертикали в пределах высоты существующей и перспективной жилой застройки.

Для снижения степени облучения  селитебных территорий и уменьшения размеров санитарно-защитных зон и  зон ограничений антенны ПРТО следует устанавливать на естественных возвышенностях, насыпях, эстакадах  и т.п., максимально ограничивая  использование отрицательных углов  максимального излучения антенн.

Планировка и застройка  в зоне действующих и проектируемых  ПРТО должна осуществляться с учетом границ санитарно-защитной зоны и зоны ограничений.

 В санитарно-защитной  зоне и зоне ограничений запрещается  строительство жилых зданий всех  видов, стационарных лечебно-профилактических  и санаторно-курортных учреждений, детских дошкольных учреждений, средних учебных заведений всех  видов, интернатов всех видов  и других зданий, предназначенных  для круглосуточного пребывания  людей.

При необходимости защиты общественных и производственных зданий от ЭМИ РЧ следует предусматривать  выполнение ограждающих конструкций  и кровли из материалов с высокими радиоэкранирующими свойствами (железобетон и др. ) или покрытие ограждающих конструкций заземленной металлической сеткой

 

 

5. Как определяется допустимое время нахождения в зоне влияния ЭМП?

Допустимое  время T пребывания человека в зоне облучения ЭМП определяется по формуле:

T=W/ППЭ 

Где W – это допустимая энергетическая нагрузка в диапозоне СВЧ на организм человека. Она не должна превышать 2 Втчас/м² (200 мкВтчас/см²), а при облучении от вращающихся и сканирующих антенн – 20 Втчас/м².Из этого соотношения можно определить значение допустимой энергетической нагрузки при любом времени нахождения человека в ЭМП:

ППЭ=W/T

Допустимое значение ППЭ для  территории жилой застройки и  мест массового отдыха, т. е. при пребывании человека в ЭМП весь день составляет 0,10 Вт/м² (10 мкВт/см²), при облучении  от вращающихся и сканирующих  антенн – 1, 0 Вт/м².

Задание 3. Решить задачу

На  берегу озера площадью S км² и средней глубиной H м расположено промышленное предприятие, использующее воду озера для технических нужд и затем сбрасывающее загрязнённую воду в озеро. Цикл работы предприятия непрерывный (круглосуточный). Объём сброса сточной воды – L л/сек.  
Рассчитать, каким будет загрязнение озера через 1 год. Сделать выводы о промышленном загрязнении озера и дать рекомендации по сохранению озера.  
ПДК вредных веществ (ВВ) в воде водных объектов:

Вариант №3

Дано: S=2.5 км², H=2 м, L=10 л/сек 

Концентрация ВВ в сточной воде, мг/л:

мышьяк – m1=0,31 мг/л,    ртуть – m2=0,15 мг/л,   свинец – m3=1,8 мг/л

Решение:

1. Вычисляем  оббьем озера:   V=SH;  V=2500000м²*2 м=5*10⁶ м³=5*10⁹ л

2. Вычисляем  оббьем сбрасываемой загрязненной  воды за год:

Lза год=10л*60*60*24*365=315.360.000л

3. Вычисляем количество каждого ВВ в озере после годичного сброса сточных вод:

M1/m1= Lза год/m1=315360000л/0,31=97761600мг мышьяка

M2/m2= Lза год/m2=315360000л/0,15=47304000мг ртути

M3/m3= Lза год/m3=315360000л/1,8=567648000мг свинца

4. Вычисляем концентрацию вредных веществ в озере после года сброса сточных вод:

С_i = количество ВВ_i в озере / объём воды в озере

См=97761600мг/5*10⁹ л=0,01955 мг/л

Ср=47304000мг/5*10⁹ л=0,00946 мг/л

Сс=567648000мг/5*10⁹ л=0,11353 мг/л

5. Определяем общее загрязнение озера предприятием, зная предельную концентрацию веществ:

Мышьяк  –  ПДК_м=0,05 мг/л 
Ртуть –  ПДК_р=0,005 мг/л 
Свинец –  ПДК_с=0,1 мг/л

С = С_м/ПДК_м + С_р/ПДК_р + С_с/ПДК_с 

C=0,01955/0,05+0,00946/0,005+0,11353/0,1=0,391+1,892+1,1353=3,4183

Ответ:

За  год сброса сточных вод уровень  концентрации мышьяка будет в  норме, ртути будет превышен почти  в 2 раза, уровень концентрации свинца будет чуть выше нормы в 1.13 раза. Общий коэффициент загрязнение озера будет примерно 3,4 , что в свою очередь недопустимо.

Контрольные вопросы:

1. Что такое ПДК?

Качество окружающей среды определяется предельно допустимой концентрацией (ПДК). ПДК – это предельная концентрация вредного вещества (г/л; мг/л; мг/м³; мг/кг), которая при воздействии на протяжении всей жизни человека не оказывает вредного влияния ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного влияния, включая отдаленные последствия. Загрязнения С окружающей среды не должны превышать ПДК:

С≤ ПДК

2. Как определяется суммарное загрязнение при наличии нескольких вредных веществ однонаправленного воздействия?

При совместном присутствии нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, их безразмерная суммарная  концентрация не должна превышать:

С _общ ≤ С₁/ПДК + С₂/ПДК + ∙∙∙ + С_i/ПДК + ∙∙∙ ≤1, (2)

где С _i– фактические концентрации вредных веществ.

 

3. Какие мероприятия следует выполнять при повышенном загрязнении водного объекта?

При очистке сточных вод (СВ) производится разрушение или извлечение из них вредных веществ.

Комплексом инженерно-технических  сооружений и санитарных мероприятий, которые обеспечивают сбор и удаление за пределы населенных мест и предприятий  загрязненных СВ, их очистку, обезвреживание и обеззараживание (уничтожение опасных микроорганизмов), является канализация.

Согласно Ю.В. Новикову (1998 г.), мощность очистных сооружений канализации в  стране превышает 58 млн м³ в сутки, а протяженность канализационных сетей в населенных пунктах достигла 114 тыс. км. Через системы канализации городами и иными населенными пунктами сбрасывается 21,9 млрд м³ сточных вод в год; из них только 76% проходит через очистные сооружения. В поверхностные водные объекты (а это главные источники питьевого водоснабжения) ежегодно через коммунальные системы канализации поступает 13,3 млрд м³ СВ, из которых 92% сбрасывается загрязненными и лишь 8% стоков очищается на очистных сооружениях до установленных нормативов. Согласно официальным данным, 60% эксплуатируемых канализационных очистных сооружений перегружены, около 38% эксплуатируются 25—30 лет и требуют срочной реконструкции. Добавим к этому, что 52 города и 845 поселков городского типа вообще не имеют централизованных систем канализации.

В целях экономического стимулирования природоохранных мероприятий Правительство  РФ в 1996 г. приняло постановление  «О взимании платы за сброс сточных  вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов», согласно которому определен порядок и размеры платежей за сброс СВ и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов с предприятий и организаций, отводящих свои СВ в указанные системы. При этом плата распределяется в соотношении: в федеральный бюджет — 40%, в бюджет субъектов Федерации — 60%, Полученные средства должны направляться на восстановление и охрану водных объектов.

Очистка бытовых СВ может осуществляться механическими и биологическими методами. При механической очистке СВ разделяют на жидкую и твердую части. Жидкая далее подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка СВ осуществляется на земледельческих полях орошения и фильтрации, а также в биологических прудах. Искусственная биологическая очистка проводится на специальных сооружениях (биофильтрах, аэротенках). Образующийся при этом ил обрабатывают на иловых площадках или в специальных устройствах — метатенках.