Задачі для самостійного розв’язання

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 896

Задача 1. Електростанція, що працює на вугіллі, виділяє на кожну ГВт-годину енергії, що виробляється, 964т СО₂ (з врахуванням видобутку палива, будівництва і експлуатації), на нафті – 762т СО₂, на природному газі – в 1,5 рази менше, ніж на нафті, а викиди СО₂ при будівництві сонячно-теплової електростанції в 134 рази менше, ніж для працюючої на газу. Розрахуйте, скільки тонн СО₂ виділяє електростанція, що використовує енергію Сонця. Яка з вказаних електростанцій вносить більший «внесок» в розвиток глобального потепління по даному парниковому газу?

Задача 2. До основних забруднювачів атмосфери відноситься діоксид сульфуру, який має як природне (12%), так і антропогенне походження (88%). Загальнопланетарне техногенне надходження SO₂ складає 147млн. т за рік. Із загальної кількості сірчистого газу, що надходить в атмосферу Землі, біля 40% припадає на долю нафтопродуктів. Скільки тонн це складає?

Задача 3. На нафтопереробному заводі потужністю 12млн. т викиди SO₂ складають 219т за рік. Розрахуйте, скільки тонн SO₂ викидається в атмосферу при переробці 1т сирої нафти.

Задача 4. Тривалість перебування сполук Сульфуру в атмосфері коливається від декількох годин до 20діб. Час перебування SO₂ в атмосфері в середньому складає 2 тижні. Цей проміжок часу занадто малий, для того щоб газ міг розповсюдитися в глобальному (земному) масштабі. Тому дія сірчистого ангідриду на екосистеми проявляється в першу чергу на локальному і регіональному рівні. Високий вміст SO₂ в повітрі безпосередньо впливає і на збільшення захворюваності людей, і на зростання смертності. Чи спостерігалося перевищення середньодобової гранично допустимої концентрації сірчистого ангідриду і у скільки разів а) біля мідноплавільного заводу з концентрацією SO₂ в атмосфері 0,15мг/м³; б) в районі теплової електростанції (С_SO2=0,20мг/м³); в) біля автостради (С_SO2=0,05мг/м³)?

Задача 5. Діоксид Сульфуру становить небезпеку для людей, що страждають захворюваннями дихальних шляхів. У дорослих здорових людей подразнення слизової оболонки і сильний кашель проявляються при концентрації 13мг/м³. Протягом нетривалого часу людина може витримати й десятикратну концентрацію. У людей, що мають підвищену чутливість до SO₂, а це приблизно 10% населення, навіть короткочасний вплив сірчистого ангідриду при концентрації 1,3мг/м³ викликає спазми дихальних шляхів. Так само реагують і хворі на астму. Встановлена пряма залежність між концентрацією SO₂ і частотою захворювання населення на хронічний бронхіт:

у=14,5х – 1,3

де у – число людей, що захворіли на бронхіт, %; х – концентрація SO₂ в повітрі, мг/м³.

Розрахуйте, скільки людей може захворіти на бронхіт, використовуючи наведене кореляційне рівняння і концентрації SO₂, що надані в попередній задачі. У скільки разів зросте число людей, що захворіють на бронхіт, якщо концентрація SO₂ в повітрі зросте до 1,3мг/м³?

Задача 6.Сірчистий ангідридтоксичний не тільки для людини, але і для рослин, причому їх чутливість до шкідливої дії SO₂ проявляється при менших його концентраціях, ніж у тварин. Поглинання SO₂ рослинами супроводжується порушенням їх життєдіяльності, зокрема процесу фотосинтезу та деяких інших енергетичних процесів. Високі концентрації і тривалий вплив SO₂ викликають серйозні пошкодження рослин – зміни метаболізму, зменшення інтенсивності фотосинтезу, некроз листків, передчасний листопад і пригнічення росту. Пошкодження рослин в більший мірі залежить від концентрації, ніж від тривалості дії. визначте, чи будуть відмічатися пошкодження сосни і ялини, якщо середня концентрація SO₂ в атмосферному повітрі протягом року буде складати значення, що вказані в задачі 4? Для відповіді користуйтесь табл. 2.3. Відомо, що соснові насадження більш стійкі до дії SO₂ (сильні пошкодження спостерігаються при концентрація SO₂ біля 0,18 мг/м³).

Таблиця 2.3 – Залежність степеня пошкодження насаджень ялини від концентрації SO₂ в повітрі (за Р.Гудеріаном)

задача 7. Електростанція спалює за добу 1200т вугілля, що містить 3% Сульфуру. Припустимо, що 10% сірчистого газу, що утворюється при спалюванні вугілля, окиснюється в атмосфері до сірчаного ангідриду, який перетворюється в сірчану кислоту. Розташований поруч завод з випалювання вапняку викидає в атмосферу до 50кг оксиду кальцію, який реагує з атмосферною вологою. Напишіть рівняння всіх реакцій, що відбуваються в атмосфері і після розрахунків дайте відповідь на питання: чи вистачить гідроксиду кальцію, що утворюється в атмосфері на нейтралізацію сірчаної кислоти, яка утворюється при роботі ТЕС.

задача 8. Скільки тонн діоксиду сульфуру і монооксиду нітрогену, які є одними з основних забруднювачів атмосфери, утворюється при згоранні на ТЕС 1 млн. т вугілля, що містить 2,5% (мас.) Сульфуру? Концентрація монооксиду нітрогену в вихідних газах становить 1,25∙10^-2% (об.). Для спалення вугілля використовується стехіометрично необхідна кількість повітря.

Задача 9. Середній вміст Гідраргіруму в різних сортах вугілля складає 1∙10^-4%. При спалюванні вугілля на теплових електростанціях в золі залишається 10% цього токсичного металу, інша кількість викидається в атмосферу. Розрахуйте, скільки кілограмів Гідраргіруму щорічно викидає ТЕС через димові труби при спалюванні 2500т вугілля.

Задача 10. В повітрі міст концентрація найбільш токсичних металів Гідраргіруму і Кадмію складає відповідно 0,016 і 0,025мкг/м³. Протягом доби через легені людини проходить 11,5м³ повітря. Розрахуйте, скільки грамів Hg i Cd надходить за добу в організм людини з повітрям, що вдихається? Які відхилення у здоров’ї можуть спостерігатися у людей?

Задача 11. В результаті функціонування автотранспорту в атмосферу з викидними газами, разом з іншими шкідливими речовинами, надходить Плюмбум – кумулятивна отрута. він поступово накопичується в організмі людини, оскільки швидкість його природного виведення дуже низька. через легені сполуки Плюмбум надходять у кров людини. В 100см³ крові зазвичай міститься 15-35мкг Pb. Під впливом забрудненого повітря вміст цього металу в крові зростає до 80мкг і вище цієї верхньої порогової концентрації. При цьому появляються ознаки свинцевого отруєння – анемія, постійний головний біль, біль у м’язах. Розрахуйте масу Pb в 5л крові людини при досягненні порогової концентрації цього металу.

задача 12.Яка кількість Плюмбуму надходить в навколишнє середовище при згоранні 1л бензину, що містить 0,6г тетраетилсвінцю. Прийняти, що 75% Pb виділяється в повітря з викидними газами автомобілю.

задача 13.Автомобіль, що стоїть у гаражі з працюючим двигуном, витрачає за годину 1кг бензину. В газах, які виділяються в атмосферу, міститься шкідлива речовина – бенз(а)пірен, масова частка якого становить 0,001%. Яка концентрація бенз(а)пірену буде досягнута в гаражі об’ємом 40м³ за цей час роботи двигуна?

задача 14.З викидними газами автомобілів в атмосферу надходить токсична речовина – монооксид Карбону, який небезпечний навіть при низьких концентраціях. Працюючий автомобільний двигун за годину витрачає 4кг бензину. Який об’єм карбон (ІІ) оксиду буде викинутий в атмосферу, якщо вважати, що бензин складається з октану, а об’ємна частка СО дорівнює 0,01% від загального об’єму утворених газів?

Задача 15. При обстеженні двох груп робочих, що виконували ремонтні роботи на міських вулицях А і Б, були виявлені наступні симптоми: у робочих групи А – зниження здатності до сприйняття звукових сигналів, послаблення здатності розрізняти збільшення яскравості світла; у робочих групи Б – порушення навиків керування автомобілем, ослаблення реакції на появу стоп-сигналів і на швидкість автомобілю, що рухається попереду. Використовуючи інформацію про ознаки отруєння моно оксидом карбону, що наведені в прикладі 3, та дані табл. 2.1 і 2.4, розрахуйте, у скільки разів була перевищена ГДК цього газу на вулицях А і Б цього міста.

Таблиця 2.4 – Вплив концентрації СО в повітрі на вміст карбоксигемоглобіну в крові (за П. Ревеллем, Ч. Ревелем)

Задача 16. Швидкість зв’язування гемоглобіну з чадним газом залежить не тільки від концентрації СО в повітрі, але і від інтенсивності обміну речовин в організмі людини, в тому числі і від частоти дихання. Час насичення гемоглобіну оксидом Карбону (ІІ) залежить від фізичного навантаження. Наприклад, при надходженні в легені в стані спокою повітря об’ємом 10л/хв. із вмістом СО 0,1об. % насічення досягається через 6 годин, при важкій роботі і інтенсивності дихання 30л/хв. воно досягається менш ніж за 2 години (рис. 2.1). Визначте, яку частку (у %) складе вміст карбоксигемоглобіну в крові при вдиханні протягом 1 години повітря з концентрацією в ньому 0,1об. % при виконанні а) важкої роботи; б) легкої роботи; в) в стані спокою. Які порушення здоров’я (див. табл. 2.1) при цьому будуть спостерігатися?

1 – важка робота (інтенсивність дихання 30л/хв.); 2 – легка робота (інтенсивність дихання 20л/хв.);

3 – спокій (інтенсивність дихання 10л/хв.)

Рисунок 2.1 – насичення гемоглобіну оксидом Карбону (ІІ) при різному фізичному навантажені

задача 17. На автостраді великого міста в полудень концентрація О₃ склала 0,3 мг/м³. У скільки разів це значення перевищило Гдк озону для людини і критичний поріг для рослин? Які порушення здоров’я може викликати забруднення повітря озоном в такій концентрації?

задача 18. В промислових районах і містах іноді спостерігається концентрація NO₂ 0,4-0,8мг/м³, при утворенні фотохімічного смогу – 1мг/м³. У скільки разів ці значення перевищують поріг виявлення NO₂, ГДК_мр і ГДК_сд. Які сенсорні і функціональні ефекти спостерігаються при впливі таких концентрацій на людину?

Задача 19. розрахуйте прогнозний рівень забруднення цезієм-137 врожаю сільськогосподарської продукції, використовуючи дані табл. 2.5, якщо щільність забруднення ґрунту складає 14,8 Кі/км² (для торфоглеєвих 4,8 Кі/км²).

Одержані прогнозні рівні порівняйте з тимчасовими допустимими рівнями вмісту радіонуклідів у сільськогосподарській продукції (табл. 2.2) та визначте відсоток перевищення, коли такий існує. На основі розрахунків оцініть радіоактивну ситуацію на території. Запропонуйте заходи, щодо покращення екологічної ситуації. Дайте характеристику факторів, що впливають на накопичення радіонуклідів сільськогосподарськими рослинами. оцініть біологічні особливості кожної культури щодо накопичення радіонуклідів. розмістіть в ряд зернові та зернобобові культури в міру збільшення рівнів накопичення радіоцезію у врожаї зерна на одному і тому ж ґрунті.

Таблиця 2.5 – Коефіцієнт переходу цезію-137 в культури, К_п ,

Як можна регулювати рівні забруднення врожаю та вирощувати продукцію з вмістом радіонуклідів значно нижче ТДР? Обґрунтуйте необхідність вилучення деяких культур з вирощування на даній ділянці. Підберіть культури, які можна вирощувати при даному рівні забруднення ґрунту.

Задача 20. Хлорорганічні пестициди (ХОП) відносять до полютантів політропної дії: враження центральної нервової системи, паренхіматозних органів, зокрема печінки, порушення функцій ендокринної та серцево-судинної системи, крові, нирок. Характерною властивістю ХОП є виражена кумулятивна дія (накопичуються в тканинах та жирі тварин при надходженні в малих кількостях та виводяться з молоком), наслідки якої проявляються в зміні імунологічного статусу живих організмів, мутагенних і тератогенних ефектах.

Відповідно до гігієнічної класифікації ряд ХОП відноситься до дуже стійких та стійких пестицидів. Важливою відмінною властивістю більшості ХОП є стійкість до дії різних факторів навколишнього середовища (температури, вологості і ін.). На підставі табл. 2.6 дайте характеристику забруднення ґрунтів пестицидами, розрахувавши кратність перевищення концентрацій над ГДК.

Який регіон найбільш забруднений пестицидами? Під якими культурами частіше спостерігається перевищення ГДК в ґрунтах? Який вид пестицидів є основним забруднювачем ґрунтів кожного регіону? У який сезон спостерігаються найбільші концентрації пестицидів у ґрунті? Чому в ґрунтах, на яких вирощувалися овочеві культури, концентрація ДДТ восени більша ніж навесні?

Таблиця 2.6 – Забруднення хлорорганічними пестицидами ґрунтів, нг/кг

Контрольні запитання

1. Поясніть, в чому полягає небезпека сучасної екологічної ситуації?

2. наведіть приклади забруднюючих речовин і їх джерела надходження в біосферу. Які полютанти, що надходять до біосфери, є найшкідливішими?

3. Охарактеризуйте шляхи трансформації хімічних речовин в навколишньому середовище. Які фактори визначають поведінку забруднюючих речовин в навколишньому середовище?

4. Що таке геохімічна провінція? Дайте характеристикузалежності регуляторних процесів в організмі від недостатнього та надлишкового вмісту окремих мікроелементів. Як називаються захворювання, які викликані аномальним вмістом деяких елементів у воді, ґрунті? Які аномалії існують у вашій області?

5. У чому суть явища біологічного накопичення токсичних речовин?

6. Дайте порівняльну оцінку продуктів згорання від стаціонарних джерел і автотранспорту. Від яких факторів залежить хімічний склад викидних газів автомобілів? В чому небезпека забруднення навколишнього середовища викидами автотранспорту?

7. В чому небезпека забруднення ґрунтів радіонуклідами?

8. Якими речовинами забруднюються ґрунти при сільськогосподарській діяльності людини. Чим небезпечне хімічне забруднення сільськогосподарських угідь?