ЭКОЛОГИЯ - 62.182.30.4462.182.30.44/ft/201-014290.pdf · 190603 «Сервис...

С Ы К Т Ы В К А Р С К И Й Л Е С Н О Й И Н С Т И Т У Т _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Кафедра общей и прикладной экологии

ЭКОЛОГИЯ Сборник описаний лабораторных работ для студентов специальностей 150405 «Машины и оборудование лесного комплекса», 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство», 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (по отраслям)», 250403 «Технология деревообработки», 250401 «Лесоинженерное дело», 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы», 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» всех форм обучения

СЫКТЫВКАР 2007

1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА»

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ

ЭКОЛОГИЯ

Сборник описаний лабораторных работ для студентов специальностей 150405 «Машины и оборудование лесного комплекса»,

190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство», 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования

(по отраслям)», 250403 «Технология деревообработки», 250401 «Лесоинженерное дело», 270102 «Промышленное и гражданское

строительство», 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы», 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»

всех форм обучения

2

СЫКТЫВКАР 2007 УДК 574 ББК 28.01

Э40 Рассмотрен и рекомендован к печати кафедрой общей и прикладной экологии

Сыктывкарского лесного института 18 апреля 2007 г. (протокол № 5). Утвержден к печати методической комиссией технологического факультета

Сыктывкарского лесного института 26 апреля 2007 г. (протокол № 8).

Составитель: Е. И. Паршина, старший преподаватель

Э40 ЭКОЛОГИЯ : сб. описаний лаборатор. работ для студентов спец. 150405 «Машины и

оборудование лесного комплекса», 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство», 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (по отраслям)», 250403 «Технология деревообработки», 250401 «Лесоинженерное дело», 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы», 220301 «Авто-матизация технологических процессов и производств» всех форм обуч. / сост. Е. И. Паршина ; СЛИ. – Сыктывкар, 2007. – 68 с.

Издание содержит тематику, задания и методику выполнения лабораторных работ по

учебной дисциплине «Экология». Способствует усвоению материала и закреплению зна-ний, организует самостоятельную работу студентов в процессе лабораторных занятий.

Для студентов специальностей 150405 «Машины и оборудование лесного комплек-са», 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство», 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (по отраслям)», 250403 «Технология деревообра-ботки», 250401 «Лесоинженерное дело», 270102 «Промышленное и гражданское строитель-ство», 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы», 220301 «Автоматизация технологи-ческих процессов и производств» всех форм обучения.

УДК 574 ББК 28.01

Темплан 2006/07 учеб. г. Изд. № 261.

© Е. И. Паршина, составление, 2007

3

© СЛИ, 2007 ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................................4

1. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ, ВЫПОЛНЕНИЯ И СДАЧИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.........5

2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ......................................................6 Лабораторная работа № 1 .............................................................................................................6 Лабораторная работа № 2 ...........................................................................................................13 Лабораторная работа № 3 ...........................................................................................................18 Лабораторная работа № 4 ...........................................................................................................25 Лабораторная работа № 5 ...........................................................................................................29 Лабораторная работа № 6 ...........................................................................................................35 Лабораторная работа № 7 ...........................................................................................................40 Лабораторная работа № 8 ...........................................................................................................47 Лабораторная работа № 9 ...........................................................................................................56

ПРИЛОЖЕНИЕ................................................................................................................................60

4

ВВЕДЕНИЕ В настоящее время деятельность человеческого общества превратилась в

средопреобразующий фактор. Усиление антропогенного давления на природу порождает возникновение все новых и новых экологических проблем. Прогресс экономический, социальный во многом зависит от уровня экологической гра-мотности, экологической культуры специалистов всех областей, информиро-ванности населения о проблемах экологических. Поэтому в настоящее время необходимы знания экологических принципов функционирования природных систем, нужен поиск новых путей разрешения экологических проблем, важно и надо специалистам всех областей научиться оценивать, моделировать состоя-ние природных систем, уметь предвидеть, прогнозировать эти изменения, про-гнозировать последствия своей профессиональной деятельности с точки зрения биосферных процессов. Эти задачи нельзя решить, не имея основных знаний из области функционирования природных систем, а потому в образовательные программы всех инженерных специальностей был введен курс «Экология».

В процессе изучения курса используются такие организационные формы учебного процесса, как лекции, лабораторные работы, самостоятельные работы.

Цель лабораторных работ – объединить теоретико-методологические зна-ния и навыки студентов в ходе аудиторной самостоятельной работы, проходя-щей под контролем преподавателя.

Пособие предназначено для проведения лабораторных работ по экологии для студентов всех форм обучения специальностей (код ОКСО) 190601, 190603, 270205, 150405, 270102, 250403, 220301 и содержит методические разработки лабораторных занятий, их теоретическое обоснование, список необходимой ли-тературы по каждой теме контрольные вопросы для самопроверки, правила проведения, оформления, сдачи работ. В данном пособии содержатся работы, предусмотренные учебной программой вышеперечисленных специальностей а также работы, которые можно использовать в качестве дополнительных или при отсутствии обеспечивающих средств, невозможности выхода на природу для проведения работ (учитывая погодные условия).

Данное пособие – опыт систематизации используемых в ходе проведения лабораторных работ на занятиях по экологии, поэтому автор будет признателен за внесенные замечания и предложения со стороны коллег.

При создании практикума использовались работы А. С. Алексеева, Л. И. Губаревой; материалы учебных пособий В. И. Струмана и др.

5

1. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ, ВЫПОЛНЕНИЯ И СДАЧИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Перед проведением лабораторных работ каждый студент обязан пройти

инструктаж по технике безопасности, ознакомиться с правилами и требования-ми, предъявляемыми к выполнению лабораторных работ, и расписаться в жур-нале преподавателя о прохождении инструктажа. Без инструктажа студенты к выполнению лабораторных работ не допускаются.

1. Лабораторные работы должны проводиться самостоятельно под непо-средственным руководством преподавателя на отдельном рабочем месте.

2. Перед началом работы студенту необходимо внимательно изучить ме-тодику работы, познакомиться с перечнем необходимого оборудования.

3. На лабораторном столе не должны присутствовать предметы, не имеющие отношения к работе.

4. При оформлении работы в рабочей тетради оформляется дата, номер лабораторной работы, название, цель, необходимое оборудование. При выпол-нении оформляется ход работы, вычисления, выводы. Недопустимо проводить вычисления и вести записи на отдельных листах, неправильные расчеты необ-ходимо перечеркнуть и записать новые. Все записи должны производиться в последовательности, соответствующей методике.

5. Отработанные пробы, посуду, растворы, реактивы, не требующиеся в последующем, после выполнения работы необходимо немедленно удалить со стола в специально отведенные для этого места.

6. Перед тем как начать исследование, необходимо обратить внимание на чистоту посуды:

- загрязнение внутренних стенок удаляют «ершами» (или взбалтыванием воды с мелко нарезанными кусочками фильтровальной бумаги). После мойки посуду необходимо обработать хромовой смесью (25 г растертого в порошок двухромового калия КСNO при нагревании растворяют серной кислотой (150 мл, удельный вес 1,81), для чего 20–50 мл смеси (в зависимости от емкости) налива-ют в сосуд и, наклоняя его в разные стороны, ополаскивают поверхность (смесь предварительно необходимо прогреть до 40–50 ºС). Использованную смесь сли-вают обратно в сосуд, где она хранилась. Ее можно использовать повторно до тех пор, пока цвет не изменится из темно-оранжевого в темно-зеленый;

- перед использованием посуду ополаскивают дистиллированной водой (если посуда достаточно чистая, вода при ополаскивании смачивает всю по-верхность тонкой пленкой и не собирается в капли).

7. После работы посуду тщательно споласкивают водопроводной водой и пропаривают, сушат в сушильном шкафу или на доске с наклонными крылыш-ками.

8. Во время анализа колбы (стаканы, чашки) должны быть прикрыты, что-бы исключить попадание загрязнений.

9. Все сосуды с реактивами и растворами должны быть снабжены этикет-ками с надписью (при кратковременном использовании надписи производят восковым карандашом).

6

10. Используемая посуда с лабораторными пробами подлежит нумерации надписи производят восковым карандашом).

11. После выполнения лабораторная работа подлежит сдаче преподавате-лю. Требования к каждой работе даны в лабораторном практикуме.

12. При оценке выполнения лабораторной работы учитывается: - правильность выполнения; - степень самостоятельности в выполнении; - знание теоретического материала по выполненной работе и методики вы-

полнения (в методических указаниях по каждой работе даны контрольные во-просы, ориентирующие студента на подготовку теоретического материала, а также приведен список необходимой литературы).

2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Лабораторная работа № 1 2 часа

Тема: Количественная и качественная оценка воздействия промышленно-

транспортного комплекса на атмосферный воздух. Цель работы: расширение знаний о техногенном загрязнении окружаю-

щей среды, получение представления об основных механизмах и процессах об-разования загрязняющих веществ в технологических процессах.

Задача работы: овладеть методикой расчета массы веществ, участвующих

и образующихся в процессе сжигания топлива. Обеспечивающие средства: калькулятор, материалы учебных пособий

(см. список рекомендуемой литературы). Задания 1. Выяснить механизмы образования загрязняющих веществ в процессе

горения топлива. 2. Раскрыть технологические процессы воздействия промышленно-

транспортного комплекса на окружающую среду (атмосферу). 3. Овладеть методикой расчета объемов загрязняющих веществ, обра-

зующихся при сжигании топлива. 4. Провести количественную оценку воздействия промышленно-

транспортных объектов на атмосферу. Общие теоретические сведения Промышленно-транспортные загрязнения являются мощным фактором

воздействия на окружающую природную среду. Эти воздействия приводят к потере устойчивости экосистем, их деградации и разрушению. Это проявляется

7

в изменении параметров окружающей среды (температуры, влажности воздуха, концентрации химических веществ), сокращении биоразнообразия. Загрязняю-щие вещества, включаясь в биогеохимический круговорот, нарушают и делают его разомкнутым. В результате физического загрязнения (теплового) нарушает-ся поток энергии.

К основным процессам при воздействии транспорта и промышленности на окружающую среду относят:

- горение, термогазодинамические процессы в двигателях, технологиче-ских печах и устройствах сжигания топлива;

- испарение, потери топлива при эксплуатации и обслуживании промыш-ленно-транспортных объектов;

- виброокустические излучения движущихся объектов, частей машин, электромагнитное излучение электрических и электронных устройств;

- ландшафтные нарушения; - каталитическая нейтрализация, перегонка жидкостей, кристаллизация и др. Наиболее реальной опасностью для жизни на Земле является нарушение

химического равновесия в биосфере в результате технологических процессов и рассеивания в окружающей среде химических веществ и соединений.

В воздействии на окружающую среду промышленными объектами и транспортом ведущее место занимают термодинамические процессы. Термоди-намический процесс – переход системы из одного состояния в другое в резуль-тате ее взаимодействия с окружающей средой. Если процесс происходит со скоростью значительно меньшей скорости релаксации, то на любом его этапе значение параметров системы будут успевать выравниваться – это равновесный процесс (квазистатический), обратимый. Процесс, не обладающий таким свойством, называется необратимым и, если система совершила необратимый процесс, то и возвращение в исходное состояние требует дополнительных энер-гозатрат со стороны окружающей среды. К необратимым процессам относят процессы протекания трения теплообмена при конечной разнице температур и ограниченности времени их протекания. Мерой необратимости служит энтро-пия, она характеризует:

1) работоспособность и технологическую эффективность (чем выше температура теплоносителя (T) при том же количестве теплоты (q), т. е. чем меньше энтропия S = (q/T), тем теплота ценнее и ее можно использовать для технологических нужд);

2) потери работы из-за необратимости процессов; 3) меру беспорядка – при подводе теплоты хаотическое движение частиц

(беспорядок) увеличивается, отводе – уменьшается и, следовательно, уменьша-ется энтропия.

Замкнутый термодинамический процесс называется циклом, все тепловые машины обладают этим свойством.

Для определения количественных показателей образования и потребления веществ, участвующих в процессе получения энергии при сжигании топлива, используются уравнения материального баланса.

8

Основным источником теплоты при сгорании топлива является окисление содержащихся в топливе атомов углерода, водорода, серы, азота. Кроме данных компонентов, в топливе могут содержаться кислородсодержащие соединения (спирты, эфиры), тяжелые металлы (табл. 1).

Таблица 1

Элементарный состав основных видов органического топлива

Состав горючей массы, % Вид топлива

C H O N S Древесина 51 6 42,5 0,5 – Торф 58 6 33,0 2,5 0,5

Бурый уголь 71 7 20,4 1,0 0,6 Антрацит 90 4 3,2 1,5 1,3 Сланцы 70 8 16,0 1,0 5 Мазут 88 10 0,5 0,5 1,0 Для расчетов материальных потоков используются реакции горения и сте-

хиометрические соотношения основных компонентов:

С + О2 → СО2

12 +32 = 44 1 + 2,67 = 3,67

2Н2 + О2 → 2Н2О 4 + 32 = 36 1 + 8 = 9

S + O2 → SO2

32 +32 = 64 1 + 1 = 2

Теплота сгорания топлива (HU, МДж/кг топлива), т. е. тепловой эффект реак-ции, идущей с образованием CO2 и H2O, определяется по формуле Менделеева

( ) ,512,29,106,125013,34 SОHC WU wwwwwH −−−+=

где wC, wH, wО, wS, wW – массовые доли элементов в топливе: углерода, водоро-да, кислорода, серы, влаги соответственно.

Содержание влаги (wW) в мазуте – 9 %, в каменном угле – от 4 до 15 %. Массовые доли w отдельных элементов в 1 кг топлива СхHyOz находятся по

соотношениям:

;/12)1612/(12C TMxzyxxw =++= ;/)1612/(H TMyzyxyw =++=

,/16)1612/(16O TMzzyxzw =++=

где MT – молярная масса «условной» молекулы топлива; 12х, у, 16z – масса уг-лерода, водорода, кислорода в молекуле топлива, причем рабочая масса топли-ва определяется по формуле

.1SNOHС =++++ wwwww

Смесь газовых топлив состава 2NOHC∑ +zyx с объемной (молярной) до-

лей каждого газа (ϕ) имеет элементарный состав для 1 кмоль (1 м3):

9

( ) ;282NOHС rММ iiТ zyx

+ϕ=∑ ,12N∑ =ϕ+ϕi

и массовые доли газов:

;/12 1С ∑ ϕ= Тi Mxw ;/H Тii Myw ∑ ϕ= ./16O ∑ ϕ= Тii Mzw

Для определения массы веществ, участвующих и образующихся в процес-се сжигания топлива, используют формулы (Алексеев)

);100/O100/H8100/С67,2( 2кисл −+= ТММ ;2314,0/2Овозд ММ =

;)100/C67,3(2CO TMM = ;)100/S2(

2SO TMM =

;)100/H9(OH2 TMM = ,)100/N(7686,0воздN TMMM +=

где Мкисл, Мвозд, MT, 2СОМ , ,2SOM ,OH2

M NM – масса веществ: кислорода, воз-

духа топлива, углекислого газа, двуокиси серы, воды и азота соответственно. При правильном расчете количества участвующих и образующихся веществ

в процессе горения топлива должно выполняться балансовое соотношение

NOHSOCOвозд 222MMMMММТ +++=+ и др. инертные газы

(формула материального баланса).

Величина выброса загрязняющих веществ зависит не только от вида топ-лива, но и от физико-химических механизмов, происходящих в тепловых ма-шинах (так, с уменьшением количества кислорода в продуктах сгорания будет увеличиваться содержание СО и H2O и уменьшаться содержание H2O и CO2).

Загрязнение атмосферного воздуха твердыми частицами связано с содер-жанием в топливе минеральных негорючих компонентов, характеризующихся показателем зольности. Зольность топлива (z, %) отражает долю минеральных примесей в единице веса: древесины – 0,6 %; торфа – 12,5 %; бурого угля – 34 %; сланцев – 50 %; мазута – 0,2 %.

Объем загрязнения атмосферы твердыми частицами зависит от вида и объ-ема сжигаемого топлива, способа сжигания, наличия и эффективности фильт-ров:

Шлак (доля х)

Уловлено

(доля с) Минеральная составляющая

Фильтр

Летучая зола (доля х)

Выброшено в атмо-сферу (доля (1 – с))

Твердые частицы включают нерастворимые в органическом растворителе

вещества (твердый углерод, оксиды металлов, диоксид кремния, сульфаты, нитраты, соединения свинца) и растворимые (смолы фенол, альдегиды).

10

В состав твердых частиц входят соединения серы и свинца. Сера, содер-жащаяся в топливе, окисляется до SO2, диоксид серы может окисляться до SO3, с парами воды приводит к образованию H2SO4 при температуре ниже 815 К. Свинец в состав твердых частиц попадает атмосферу при использовании этили-рованных бензинов.

Количество образующихся при сжигании топлива шлаков и твердых час-тиц, выбрасываемых в атмосферу, определяется по формулам

));1(()100/7(шл хсхММ Т −+⋅= ),1)(1)(100/(тв.ч cxzММ Т −−=

где z – зольность топлива, %. Одним из наиболее массовых загрязнителей атмосферы являются окислы

азота. Оксиды азота NOX представляют набор соединений: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5. Значительное количество оксида азота NO и диоксида азота NO2 образуется, прежде всего, в двигателях внутреннего сгорания, работающих на бензине и дизельном топливе.

Приблизительная оценка массы окислов азота, образующихся при сжига-нии различных видов топлива в разных отраслях, может быть получена по формуле

,2NO FMМ T=

где F – величина, показывающая количество окислов азота, образующихся при сжигании единицы массы топлива (эта величина различна для разных видов то-плива и разных условий его сжигания; см. табл. 2).

Таблица 2

Оценки эмиссии окислов азота

Вид топлива Отрасль промышленности Эмиссия окислов азота (F), т/1 т топлива Каменный уголь Электростанции 0,009 Нефтепродукты Электростанции 0,012

Газовое/ дизельное топливо

Электростанции Транспорт

Другие отрасли

0,008 0,036 0,004

Моторное топливо Транспорт 0,025 Природный газ Электростанции

Промышленность 0,001 0,0003

Расчет количества загрязняющих веществ, образующихся при работе ав-

томобильного транспорта, проводится на основе данных о количестве сожжен-ного топлива и количествах образующихся при этом веществ:

,топ ii GMМ =

где Mi – количество образовавшего при работе транспорта i-го загрязняющего вещества; Gi – количество загрязняющего вещества i, образующегося при сжи-гании единицы массы топлива транспортом (табл. 3).

11

Таблица 3 Структура токсичных компонентов при сжигании 1 кг топлива

Бензин Дизельное топливо Основные компоненты отработавших газов г % г %

Оксид углерода 225 74,1 25 25,8 Оксиды азота 55 48,1 38 39,2 Углеводороды 20 6,6 8 8,2 Оксиды серы 2 0,7 21 21,6 Твердые частицы 1,5 0,5 5 5,2 Итого 303,5 100,0 97 100,0

Расчет суммарного количества загрязняющих веществ, образующихся на дан-

ной территории от всех источников загрязнения, осуществляется для каждого за-грязнителя отдельно, учитывая его образование при сжигании всех видов топлива:

,...21 Niiii MMMM +++=

где Mi – суммарное количество загрязнителя i, образующегося на данной террито-рии при сжигании N видов топлива; ...2,1

iМ – количество загрязняющих веществ. Для определения величины экологической нагрузки на данной территории

используется формулы

;/ SMЭ iNi = ,/ HMЭ i

Hi =

где NiЭ и H

iЭ – экологические нагрузки загрязняющего вещества i на единицу площади душу населения соответственно (S – площадь территории, H – чис-ленность населения, Mi – количество загрязнителя i, образующегося при сжига-нии всех видов топлива на данной территории в единицу времени).

Знание основных физико-химических процессов при воздействии ПТО на окружающую среду, умение проводить расчет массы экологической нагрузки, способствует разработке и принятию новых и совершенствованию старых ин-женерных решений по защите окружающей среды.

Технология работы

1. Изучите механизмы образования загрязняющих веществ, содержание в атмосфере которых предполагается нормировать.

Заполните табл. 4. Примечание: В таблице дан пример заполнения.

2. Используя методику расчета загрязняющих веществ, определите: А) Количество образующихся веществ в результате сжигания 1 тыс. т при-

веденных в табл. 5 видов топлива (для проверки расчетов используйте формулу построения материального баланса). Работа проводится по вариантам:

12

1 вариант – древесина 4 вариант – антрацит 2 вариант – торф. 5 вариант – сланцы 3 вариант – бурый уголь 6 вариант – мазут

Таблица 4

Механизация образования веществ в отработавших газах

Вещество Механизм образования (реакции) Особенности образования

1. Монооксид углерода (СО)

Образуется в результате сгорания углеродного топ-лива при недостатке возду-ха и при диссоциации СО2.

1. При диссоциации СО2. 2. Образование при температурах более 2000 К. 3. При α > 1 (в дизелях) СО образуется меньше.

2. Диоксид углерода 3. Углеводороды 4. Твердые частицы 5. Оксиды азота 6. Двуокись серы 7. Свинец

Таблица 5 Исходные данные

Объем сжигаемого топлива (тыс. т/сут) Вид топлива Вариант 1 2 3 4 5 6

Бурый уголь 20,0 15 25,0 10 26 30 Мазут 14,0 10 17,0 5 8 2 Бензин 2,5 1,5 3,0 1,5 2 1,0 Дизельное топливо 2,5 1,0 2,0 1,5 3,5 1,0 Эффективность фильтров 90 89 0 95 88 96 Доля шлаков 0,33 0,30 0,35 0,30 0,34 0,30

Примечание. В расчетах учитывать, что уголь потребляется в энергетике, а бензин и

мазут – в транспорте.

Б) Вид топлива, в результате сжигания которого: 1 вариант – выделяется наибольшее количество углекислого газа.

4 вариант – потребляется наиболь-шее количество воздуха

2 вариант – потребляется наиболь-шее количество кислорода

5 вариант – выделяется наибольшее количество паров воды

3 вариант – выделяется наибольшее количество сернистого газа

6 вариант – потребляется наимень-шее количество кислорода

В) Суммарные количества СО2, SO2, NO2, твердых частиц, углеводородов

и свинца, образующихся в городе за 1 год, при сжигании различных видов топ-лива (тыс. т/сут) (данные по вариантам приведены в табл. 5).

Г) Определить величины экологической нагрузки на территорию города, если:

1 вариант – S = 90 тыс. га, численность 5 млн чел. 2 вариант – S = 65 тыс. га, численность 1 млн чел.

13

3 вариант – S = 50 тыс. га, численность 100 тыс. чел. 4 вариант – S = 25 тыс. га, численность 10 тыс. чел. 5 вариант – S = 45 тыс. га, численность 150 тыс. чел. 6 вариант – S = 30 тыс. га, численность 100 млн чел. Требования к отчету 1. Представить решение задач. 2. Уметь отвечать на контрольные вопросы. 3. Представить заполненную табл. 4, результаты количественной оценки в

виде решения задач.

Контрольные вопросы 1. От каких факторов зависит величина выбросов загрязняющих веществ? 2. Какие вещества являются загрязнителями атмосферы? 3. Объясните механизм образования SO2, NOX, CO2 в процессе горения

топлива. 4. С чем связано механическое загрязнение воздуха? 5. Раскройте понятия: загрязнение, энтропия, материальный баланс, золь-

ность. 6. Чем представлена минеральная составляющая топлива? Список рекомендуемой литературы 1. Луканин, В. Н. Промышленно-транспортная экология [Текст] : учебник для вузов /

В. Н. Луканин, Ю. В. Трофимов. – М. : Высш. шк., 2001. – 273 с. 2. Орлов, Д. С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении [Текст] :

учеб. пособие для хим., хим.-тех., биол. вузов / Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, И. Н. Лоза-новская. – М. : Высш. шк., 2002. – 334 с.


Тема: Экосистемы: поток энергии и формирование продуктивности. Цель работы: получить представление о потоке энергии и формировании

продуктивности в экосистемах. Задачи работы: расширение и закрепление понятий; развитие умений и

навыков применять основные экологические принципы и законы при решении экологических задач.

Обеспечивающие средства: теоретическая часть пособия, лекционного

материала, учебной литературы. Задание: изучить основные принципы передачи энергии в экосистемах и

формирования биологической продукции.

14

Общие теоретические сведения Экосистема представляет собой открытую неравновесную термодинамиче-

скую систему, постоянно обменивающуюся энергией и веществом с окружаю-щей средой. Взаимоотношения организмов определяется взаимосвязанным по-током вещества и энергии. Вещественно-энергетический поток создает трофи-ческую структуру экосистем. Биотический компонент включает представителей экологических групп-продуцентов, консументов, редуцентов. Носитель энергии в экосистемах – пища – представляет собой совокупность неорганических и ор-ганических веществ.

Энергия – общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи, благодаря чему все явления природы взаимосвязаны воедино.

Изменение энергии в системе происходит при совершении работы. Свой-ства энергии описываются первым и вторым законами термодинамики.

Важнейшим показателем автотрофного звена экосистем является первич-ная продукция, представляющая собой биомассу подземных и наземных орга-нов, а также энергию и биогенные летучие вещества, произведенные автотроф-ной растительностью на единицу площади за единицу времени (выражается обычно в граммах биомассы на 1 м2 за год).

Вторичная продукция на каждом последующем уровне консументов со-ставляет около 10 % предыдущей, очень редко достигая на уровне хищников 15–20 %. Обычно растительноядные животные потребляют около 10 % энер-гии, накопленной растениями, а плотоядные первого порядка – около 10 % энергии, содержащейся в биомассе растительноядных. Это значит, что эффек-тивность плотоядных первого порядка по отношению к энергии, содержащейся в растениях, составляет 1 %, а по отношению к солнечной энергии – всего 1,001 %. В целом же вторичная продуктивность во много раз меньше первич-ной и эффективность ее колеблется от 1 до 10 % в зависимости как от особен-ностей поедаемого корма, так и от самих животных.

Под чистой продуктивностью сообщества понимают скорость накопления органического вещества, не потребленного гетеротрофами, т. е. чистая (РN) первичная продукция за вычетом той ее части, которая в течение изучаемого периода была потреблена гетеротрофами:

PN = (P1 + P2 + P3…).

В большинстве случаев имеет место превалирование валовой первичной продукции над дыханием сообщества, в результате чего происходит накопле-ние не потребленного органического вещества, например в форме каменного угля, горных сланцев, сухих листьев. Несбалансированность периода и потреб-ление энергии имеет серьезные последствия для экосистемы. По данным о про-дукции в момент времени t1, t2 и т. д., можно получить верные оценки первич-ной продуктивности с помощью методов численного интегрирования (метод трапеций). Значения продукции (Pt

') в момент времени (t) наносятся на график и соединяются ломанной линией (см. рисунок).

15

Изменение продукции во времени t (по Алимову, 1989) Затем вычисляется площадь фигуры, ограниченной осью абсцисс и ломан-

ной как сумма площадей отдельных трапеций (полученное значение и есть ко-личество органического вещества, образованного автотрофами за период вре-мени (t1 – tn)):

P(t1 – tn) = 1/2 [P'(t1) + P'(t2)](t2 – t1) + 1/2[P'(tn–1)P'(tn)](tn – tn–1).

Поток энергии в экосистеме создает определенную трофическую структу-ру. Перенос энергии от ее источника через ряд организмов путем поедания од-них другими называется пищевой цепью. При каждом переносе энергии в цепи значительная часть ее теряется, следовательно, число консументов, которые могут прожить при данном выходе первичной продукции, зависит от длины пищевой цепи. В традиционной сельскохозяйственной цепи доступное количе-ство энергии уменьшается в 10 раз (правило Линденмана: только 10 % энергии, поступившей на определенный уровень, передается организмам, находящимся на более высоком трофическом уровне).

Пастбищные и детритные цепи взаимосвязаны, поэтому в системе может происходить переключение потоков: например, в случае изъятия травоядными 30–50 % годового прироста наземной массы сопротивление стрессу значительно уменьшается. Отсутствие потребления растений также может нанести вред экоси-стеме: в случае накопления детрита начинает превышать скорость разложения его организмами, что, в конечном итоге, замедляет круговорот минеральных веществ.

Технология работы 1. Используя приведенный ниже список организмов: а) распределите живые организмы по принадлежности их к трофическим

группам. Работа выполняется по вариантам: 1 вариант – еловый лес; 2 вариант – лиственный лес; 3 вариант – водоем; 4 вариант – сельскохозяйственные экосистемы; 5 вариант – тундры; 6 вариант – болота; 7 вариант – луговой экосистемы; 8 вариант – степной экосистемы.

t1 t2 t3 t4 tn–1 tn t

P't

16

Перечень организмов: ель, рдест, лемминги, водоросли, утка, лягушка, осот, песец, толстолобик, мышь, береза, скворец, божья коровка, дафния, до-ждевой червь, лось, сосна, ондатра, картофель, белокрыльник болотный, пше-ница, сурок, ковыль, типчак, степной орел, ягель, линнея северная, корова, бел-ка, жук-мертвоед, багульник, личинки мух, чайка, язь, ежа сборная, сом, лиси-ца, хорь, окунь, ряска, заяц, кулик, волк, мятлик узколистный, пырей ползучий, клевер луговой, кувшинка, щука, полевка, тля, человек, овца, долгоносик.

б) Используя результат работы, составьте цепь питания (по соответствую-щему варианту) и определите трофические уровни данной цепи.

Ответьте на вопрос: какие организмы занимают первый трофический уро-вень в пастбищных пищевых цепях и почему?

2. Определите, какое количество энергии получат: 1 вариант – консументы первого порядка; 2 вариант – консументы второго порядка; 3 вариант – консументы третьего порядка; 4 вариант – консументы, занимающие пятый трофический уровень; 5 вариант – организмы, занимающие второй трофический уровень; 6 вариант – организмы, занимающие третий трофический уровень; 7 вариант – организмы, занимающие четвертый трофический уровень; 8 вариант – фитофаги,

если зелеными растениями зафиксировано (в соответствии с вариантом) 15 (25, 30, 45, 10, 35, 20, 21) ккал солнечной энергии.

3. Используя приведенный ниже пример, составьте экологическую пира-миду цепи питания «люцерна → теленок → человек»:

1–3 вариант – биомассы 4–6 вариант – численности 7–8 вариант – энергии Определите, что отражает построенная пирамида. Пример. Для поддержания своей жизнедеятельности 12-летнему ребенку весом 45 кг

необходимо съесть 4,5 телят в год, для пропитания которых необходимо 2 · 107 растений лю-церна, произрастающих на территории площадью 4 га. При этом телята при совокупной мас-се 1035 кг и накопленной в них энергии 1, 19 · 106

кал поедают 8 211 кг люцерны с энергией 1, 49 · 107 кал (в примере учтен годовой рацион ребенка, включающий только телятину, а ра-цион телят включает только растения люцерны, количество используемой растениями сол-нечной энергии составляет 6, 3 · 109 кал).

4. Используя данные табл. 6, выясните: а) для каких материковых экосистем характерен высокий уровень биомас-

сы растений, чистой первичной продукции; б) для каких морских экосистем характерен высокий уровень биомассы

растений, чистой первичной продукции; в) каким экосистемам (материковым или морским) принадлежит ведущая

роль в образовании чистой первичной продукции (год); г) каковы основные причины и закономерности в распределении (измене-

нию количества первичной продукции среди материковых экосистем.

17

Таблица 6 Биомасса (сухое вещество) и биологическая продуктивность

(по Реймерсу, 1990)

Тип экосистемы

Площ

адь,

млн

км

2

Биом

асса

растений

, ср

еднее

знач

ение

кг/м

2

Общ

ая биом

асса

растений

, млрд т

Общ

ая биом

асса

животных,

млн

т

Чистая

пер

вичная

прод

укция (ср

ед.)

, г/м

2 /год

Общ

ая чистая

прод

укция,

млрд т/год

Прод

укция

животных,

млн

т/год

Влажные тропические леса 17,0 45,0 765,0 330,0 2200,0 37,4 260,0 Вечнозеленые леса умеренного пояса 5,0 35,0 175,0 50,0 1300,0 6,5 26,0 Листопадные леса (умер. пояс) 7,0 30,0 210,0 110,0 1200,0 8,4 42,0 Тайга 12,0 20,0 240,0 57,0 800,0 9,6 38,0 Саванна 15,0 4,0 60,0 220,0 900,0 13,5 300,0 Тундра 8,0 1,6 14,0 60,0 140,0 1,1 3,0 Пустыни и полупустыни 18,0 0,7 13,0 8,0 90,0 1,6 7,0 Болота 2,0 15,0 30,0 20,0 2000,0 4,0 32,0 Озера и водотоки 2,0 0,02 0,05 10,0 250,0 0,5 10,0 Материковые экосистемы 149 12,3 1837 1005,0 773,0 115,0 909,0 Открытый океан 332,0 0,003 1,0 800,0 125,0 41,5 2500,0 Континентальный шельф 26,6 0,01 0,27 160,0 360,0 9,6 430,0 Коралловые рифы 0,6 1,0 1,2 12,0 2500,0 1,6 36,7 Эстуарии 1,4 1,0 1,4 21,0 1500,0 2,1 48,0 Морские экосистемы 361,0 0,01 3,9 997,0 152,0 55,0 3025,0

5. Определите чистую первичную продукцию, если зелеными растениями

зафиксировано (в соответствии с вариантом) 3000 (1500, 2500, 150, 1200, 750, 4500, 3500) ккал/м2 энергии, а траты на «дыхание» составили 20 (15, 35, 15, 10, 10, 25, 15) %.

6. Используя метод численного интегрирования, определите общее количест-во продукции экосистем за период времени (t1 – tn), используя данные табл. 7.

Таблица 7

Исходные данные

Номер варианта

Продукция P(tn), ккал

Период времени (t1 – t2), сут

Номер варианта

Продукция P(tn), ккал

Период времени (t1 – t2), сут

1 2 3 4 5 6

1

4,2 6,1 5,5 2,0 3,4

0–30 30–60 60–90 90–120 120–150

5 1,5 2,1 3,4 4,2 5,3

0–20 20–40 40–60 60–80 80–100

2

2,1 3,4 4,8 4,3 3,1

0–10 10–20 20–30 30–40 40–50

6 0,5 0,7 0,9 1,1 0,8

0–30 30–60 60–90 90–120 120–150

18

Окончание табл. 7

1 2 3 4 5 6

3

1,0 2,1 3,1 3,6 3,1

0–20 20–40 40–60 60–80 80–100

7 4,0 6,3 5,1 2,0 3,5

0–30 30–60 60–90 90–120 120–150

4

1,5 1,7 0,9 1,5 0,9

0–30 30–60 60–90 90–120 120–150

8 2,0 3,5 4,6 4,1 3,0

0–10 10–20 20–30 30–40 40–50

Требования к отчету При сдаче работы необходимо: 1) представить выводы, вычисления практической части работы; 2) знать: - экологические понятия: редуценты, продуценты, консументы, пищевые

цепи (сети), трофические уровни, типы пищевых цепей, биологическая продук-ция, экосистема;

- структурные элементы экосистемы; - общие принципы переноса энергии по пищевым цепям; - формирование и распределение биологической продукции.

Контрольные вопросы 1. Человек, выжигая пышный тропический лес, надеется получить на ос-

вободившейся территории высокие урожаи. Однако вскоре оказывается, что почвы на этих территориях абсолютно бесплодны. Объясните почему?

2. Каким организмам в водных экосистемах принадлежит роль в образо-вании органического вещества?

3. От каких факторов зависит продуктивность экосистем? 4. Назовите причины, приводящие к нарушению круговорота веществ в

экосистемах (потока энергии). Список рекомендуемой литературы 1. Степановских, А. С. Экология [Текст] : учебник / А. С. Степановских. – Курган : За-

уралье, 2000. – 704 с. 2. Чернова, Н. М. Экология [Текст] : учеб. пособие для студ. биол. спец. пед. ин-тов /

Н. М. Чернова, А. М. Былова. – 2-е изд., перераб. – М. : Просвещение, 1988. – 272 с. 3. Шилов, И. А. Экология [Текст] : учеб. для биол. и мед. спец. вузов / И. А. Шилов. –

М. : Высш. шк., 1998. – 512 с.


Тема: Химическое загрязнение атмосферного воздуха при эксплуатации

автомобильного транспорта.

19

Цель работы: расширение знаний о химическом загрязнении окружающей среды, получение представления об основных механизмах и процессах образо-вания загрязняющих веществ при эксплуатации автомобильного транспорта; ознакомление с методикой проведения оценки качества атмосферного воздуха.

Задачи работы: овладеть методикой расчета массы веществ, образую-

щихся в процессе работы двигателя автомобильного транспорта (ДВС); провес-ти оценку качества атмосферного воздуха по содержанию углекислого газа.

Обеспечивающие средства: калькулятор, материалы учебных пособий (см. список рекомендуемой литературы).

Задания 1. Выяснить механизмы образования загрязняющих веществ в процессе

работы ДВС. 2. Провести количественную оценку воздействия транспортных объектов

на атмосферу.

Общие теоретические сведения Транспортный комплекс включает в себя: - автомобильную, авиационную, судостроительную промышленность,

строительно-дорожное и транспортное машиностроение; - сферу эксплуатации и ремонта машин, поддержание их работоспособно-

сти, дорожное хозяйство, службы управления движением; - промышленность строительных материалов, шин, топлива, масел, запча-

стей, электротехнических устройств и др.; - систему проектирования, строительства, ремонта, содержания дорог,

мостов и других сооружений. Объектами транспорта являются автомобили (АТС), мотоциклы, самолеты,

суда, локомотивы и др. транспортные средства, оснащенные электроустановка-ми и обеспечивающие их движение.

На каждом этапе жизненного цикла объекта транспорта происходит по-требление энергии, материалов, выброс загрязняющих веществ. Основным процессом воздействия транспорта на окружающую среду является горение то-плива в ДВС. Вещества, образующиеся при сжигании топлива в зависимости от механизма их образования, подразделяют:

1) улеродсодержащие вещества (углекислый газ, угарный газ, углеводороды); 2) вещества, выброс которых связан с примесями, присутствующими в

воздухе и топливе, – это кварцевая пыль, аэрозоли, соединения серы, свинца, тяжелых металлов;

3) вещества, механизм образования которых непосредственно не связан с процессом сгорания (оксиды азота).

Теоретически предполагается, что при полном сгорании топлива в ре-зультате взаимодействия углерода и водорода (входят в состав топлива) с ки-слородом воздуха образуются углекислый газ и водяные пары. Реакции окис-ления при этом имеют вид

20

С + О2 = СО2, 2Н2 + О2 = 2Н2О.

Но вследствие физико-механических процессов, происходящих в цилинд-рах двигателя, состав отработавших газов включает более 200 веществ, из них к токсичным относят: оксид углерода, углеводороды, сажу, бенз(α)пирен, оксиды азота, соединения свинца.

Состав и объем отработанных газов у автомобилей с дизельным и карбю-раторным двигателями различен (табл. 8). Это объясняется в первую очередь большим коэффициентом избытка воздуха и лучшим распыливанием у дизель-ных двигателей. Коэффициент избытка воздуха – это отношение воздуха в то-пливно-воздушной (Gв) смеси к его теоретически минимальному количеству, необходимому для полного сгорания топлива ( )

0TLG :

.0

в

ТlG

G=α

Если α = 1, то смесь теоретического (стехиометрического) состава, если α < 1 – смесь богатая, α > 1 – смесь бедная.

При обогащении смеси концентрация оксида углерода и углеводородов возрастает, выделение сажи происходит при α = 0,33–0,7; содержание оксидов азота максимально при α =1,05–1,15 и снижается при обогащении или обедне-нии смеси.

Оксид углерода образуется при сжигании углеводородного топлива при недостатке воздуха в ходе предпламенных реакций, а также при диссоциации углекислого газа (при t = 200 К). В дизелях вероятность его превращений мала и в отработавших газах содержание меньше, чем при работе бензиновых двига-телей. Но в цилиндрах существуют дополнительные источники его образова-ния: частицы сажи, капли топлива, поступающие в камеру на поздних стадиях впрыска топлива и сгорающие в диффузном пламени, низкотемпературные уча-стки пламени стадии воспламенения топлива.

Для определения концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе вблизи автомагистралей и в отработавших газах ДВС используют раз-личные методы: абсорбционный, хемилюминесцентный, электрохимический и др. Для расчетной оценки используют различные подходы (далее вариант 1,2), предусматривающие оценку:

- удельных выбросов и расхода топлива при разных скоростях движения и ездовых циклах одиночных АТС, составляющих транспортный поток;

- выбросов и расхода топлива транспортным потоком на отдельных участ-ках дорожной сети (перегонах, перекрестках);

- концентрации компонентов автомобильных выбросов в приземном слое атмосферы на рассматриваемом участке улично-дорожной сети.

Вариант 1 Примечание. В данной методике рассмотрены рекомендации по расчетам Д. И. Ушакова.

21

Расчет массы загрязняющих веществ от АТС, работа которых характеризу-ется небольшими пробегами и увеличенными простоями при работающем дви-гателе, определяется по формуле

mi = qi · ρ · Q · 10–3,

где mi – масса выбросов i-го загрязняющего вещества, кг; qi – величина удель-ного выброса i-го загрязняющего вещества при расходе 1 л топлива (табл. 8); ρ – плотность топлива, кг/л (табл. 8); Q – расход топлива, л.

Таблица 8

Структура токсичных компонентов (qi) при сжигании 1 кг топлива

Бензин Дизельное топливо Загрязняющее вещество

г % г % Оксид углерода 225 74,1 25 25,8 Оксиды азота 55 48,1 38 39,2 Углеводороды 20 6,6 8 8,2 Оксиды серы 2 0,7 21 21,6 Твердые частицы 1,5 0,5 5 5,2 Всего 303,5 100,0 97 100,0 Показатель плотности (ρ, кг/л) 0,720–0,770 0,815–0,855

Расчет массы загрязняющих веществ от разномарочного парка АТС прово-

дится отдельно по каждой марке отдельно: - Для легковых автомобилей (отечественных и импортных) и микроавтобу-

сов зарубежного производства:

Q = 0,01H · L(1 + 0,01D),

где H – базовая норма расхода топлива на пробег, л/100 км (см. приложение, табл. 1); L – пробег АТС, км; D – поправочный коэффициент (см. приложение, табл. 2).

- Для автобусов:

Q = 0,01H · L(1 + 0,01D) + Нот · Тот,

где Нот – норма расхода топлива на работу отопительной системы, л/ч (табл. 9); Тот – время работы отопительной системы, ч.

Таблица 9

Нормы расхода топлива на работу отопительной системы автобусов

Модель, марка автобуса Норма расхода топлива на работу отопительной системы, л/ч Икарус 255–260 1,4 Икарус 280 3,5 ЛАЗ0699 1,4 ЛАЗ 4202 2,5 ЛИАЗ 5256 2,5

22

- Для бортовых грузовых автомобилей:

Q = 0,01(Hа/п L + Нрρ)(1 + 0,01D), Hа/п = Н + НgG,

где Hа/п – норма расхода топлива автопоездом, л/100 км; Нр – норма расхода то-плива на единицу транспортной работы (бензин – 2 л, дизельное топливо – 1,3 л, СНГ – 2,5 л, СПГ ((сжиженный природный газ) – 2 м3), л/100 ткм; ρ – объем транспортной работ, ткм; Нg – дополнительная норма расхода топлива на пробег автопоезда (бензин – 2 л, дизельное топливо – 1,3 л, СНГ – 2,5 л, СПГ – 2 м3), л/100 ткм; G – собственная масса прицепа (полуприцепа), т.

- Для автомобилей самосвалов и самосвальных прицепов:

Q = 0,01Hа/псам · L(1 + 0,01D) + НzZ, Hа/псам = Н + Нw(Gпр + 0,5qпр),

где Hа/псам – норма расхода топлива самосвальным автопоездом, л/100 км; Нw – норма расхода топлива на единицу транспортной работы и дополнительную мас-су прицепа (полуприцепа) (бензин – 2 л, дизельное топливо – 1,3 л, СНГ – 2,5 л, СПГ – 2 м3), л/100 ткм; qпр – грузоподъемность (полу-)прицепа, т; Нz – нормы расхода топлива на езду с грузом при маневрировании в местах погрузки и раз-грузки (жидкое топливо – 0,25 л, СПГ – 0,25 м3); Z – количество ездок с грузом.

- Специализированным АТС, выполняющим работу в период стоянки:

Q = (0,01Hs · L + Нт · Т)(1 + 0,01D),

где Hs – норма расхода топлива специальным автомобилем, л/100 км (см. при-ложение, табл. 3); Нт – дополнительный расход топлива на работу специального оборудования, л/ч (см. приложение, табл. 3); Т – время работы специального оборудования, ч.

Вариант 2. Следующая методика основана на использовании пробегового

выброса АТС:

mi = giLKтсKг · 10–3,

где gi – пробеговый выброс i-го вещества, г/км (см. приложение, табл. 4); Kтс – коэффициент, учитывающий состояние автомобиля на токсичность отработан-ных газов (табл. 10); Kг – коэффициент, учитывающий изменение выбросов за-грязняющих веществ от условий движения автомобиля (табл. 11).

Для учета различий в воздействии загрязняющих веществ вводится коэффи-циент агрессивности i-го вещества (Аi), характеризующий степень опасности для природных систем. С учетом Аi рассчитывается приведенная масса выбросов (М):

,1∑=

=n

iii AmM

где n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в окружающую сре-ду. Значение коэффициента Аi следует принимать из табл. 12.

23

Таблица 10 Влияние технического состояния АТС на массу выбросов загрязняющих веществ

Значения коэффициента Kтс по видам загрязняющих веществ Тип АТС Тип двигателя СО СН NOx твердые частицы

Бензиновый (карбюраторный) 2,0 1,83 1,0 – Отечественные грузовые автомобили и автобусы Дизельный 1,6 2,1 1,0 1,9 Отечественные легковые

автомобили Бензиновый (карбюраторный) 1,75 1,48 1,0 –

Примечание. Для типов АТС, не указанных в таблице, коэффициент Kтс принимать равным 1,0.

Таблица 11

Влияние условий движения на выбросы веществ

Значение коэффициента Kг

по видам загрязняющих веществ Условия движения (город), число жителей

СО СН NOx твердые частицыБолее 1000 тыс. чел. 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 От 100 до 1000 тыс. чел. (включительно) 0,89 0,95 0,85 0,93 0,79 0,92 0,80 От 30 до 100 тыс. чел.(включительно) 0,74 0,83 0,70 0,80 0,69 0,82 0,50 Менее 30 тыс. чел. 0,58 0,64 0,50 0,60 0,60 0,70 0,30

Таблица 12

Коэффициенты агрессивности загрязняющих вещества

Загрязняющие вещества СН Твердые частицы

При поступлении в атмосферу

Знач

ение

коэффи

- циен

та

СО севернее 45° с. ш. южнее 45° с. ш.

NОх Неэтилирован-ный бензин

Этилирован-ный бензин

Дизельное топливо

А 1,0 1,26 3,16 41,1 300 500 200 Технология работы 1. Используя материалы практической подготовки, определите количество

выбросов угарного газа, углеводородов, диоксида азота в выхлопных газах ав-томобильного транспорта.

2. Сделайте вывод о характере загрязнения.

Вариант 3 Примечание. В варианте использованы материалы практикума1.

Технология работы 1. Используя полученные данные (или исходные данные см. приложение

табл. 8), рассчитайте общий путь, пройденный выявленным числом автомоби-лей каждого типа за 1 ч, результаты оформите в табл. 13.

1 Губарева, Л. И. Экология человека [Текст] : практикум для вузов / Л. И. Губарева,

О. М. Мизерева, Т. М. Чурилова. – М. : ВЛАДОС, 2003. – 112 с.

24

Таблица 13 Учетная таблица

Тип автомобиль-ного транспорта

Количество единиц автомобиль-ного транспорта за 1 ч

Длина участка

Общий путь за 1 ч, L, км

2. Определите общее количество сожженного топлива (Q) каждого вида и

результаты занесите в табл. 14 (для расчета количества сожженного топлива можно использовать формулы из варианта 1 или расчет провести по формуле

Q = LjYj,

где j – тип автотранспорта; Yi – удельный расход топлива (табл. 15).

Таблица 14

Расход топлива

Количество топлива (Q) Тип автотранспорта

Бензин Дизельное топливо

Всего

Таблица 15 Нормы расхода топлива

Тип автотранспорта

Удельный расход топлива (Yi), л/км

Тип автотранспорта

Удельный расход топлива (Yi), л/км

Легковые автомобили 0,11–0,13 Автобусы 0,41–0,44 Грузовые автомобили 0,29–0,33 Дизельные грузовые автомобили 0,31–0,34

3. Рассчитайте объем выделившихся веществ (в л) по каждому виду топли-

ва и всего, результаты занесите в табл. 16 (для расчетов используйте данные эмпирического коэффициента, табл. 17).

Таблица 16

Объем выбросов

Количество веществ, (V) л Вид топлива Q, л угарный газ углеводороды диоксид азота

Бензин Дизельное топливо Всего

Таблица 17

Эмпирический коэффициент (K)

Вид топлива Значение K Бензин 0,6 0,1 0,04 Дизельное топливо 0,1 0,03 0,04

25

Эмпирический коэффициент равен количеству выбросов соответствующе-го компонента при сгорании в двигателе количества топлива, равного удельно-му расходу (л/км).

4. Постройте столбчатую диаграмму, отражающую динамику выбросов за-грязняющих веществ. Сделайте вывод о характере загрязнения данного района.

Требования к отчету 1. Представить расчеты в соответствии с технологией работы и общий

вывод. 2. Уметь отвечать на контрольные вопросы. Ответы на вопросы 3, 6 пред-

ставить в письменном виде.

Контрольные вопросы 1. Раскройте понятие загрязнение. Какие виды загрязнения выделяют?

Приведите примеры. 2. Перечислите основные физико-химические процессы воздействия

транспорта на окружающую среду. 3. От каких факторов зависит степень загрязнения атмосферы химически-

ми веществами при эксплуатации АТС? 4. Какие вещества выделяются в атмосферу при работе двигателя АТС?

Какие из них являются токсичными? 5. Приведите примеры воздействия химических веществ на организм чело-

века. 6. Перечислите мероприятия, направленные на снижение загрязнения ат-

мосферы при эксплуатации автомобильного транспорта. Список рекомендуемой литературы 1. Луканин, В. Н. Промышленно-транспортная экология [Текст] : учебник для вузов /




Тема: Нормирование промышленно-транспортного воздействия. Цель работы: получить представление о нормировании качества окру-

жающей среды. Задачи работы 1) Расширение и закрепление понятий; овладение методикой оценки уров-

ня загрязнения атмосферного воздуха. 2) Развитие умений и навыков, необходимых для проведения оценки уров-

ня загрязнения атмосферного воздуха.

26

Обеспечивающие средства: теоретическая часть пособия, лекционного материала, учебной литературы.

Задание: провести оценку уровня загрязнения атмосферного воздуха отра-

ботанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по кон-центрации угарного газа (СО)).

Общие теоретические сведения Нормирование промышленно-транспортного воздействия на окружающую

среду представлено в виде: 1) санитарно-гигиенических и экологических нормативов; 2) экологических требований к объектам и технологиям транспортного

комплекса. Основной величиной экологического нормирования содержания химиче-

ских веществ в компонентах природной среды является предельно допустимая концентрация (ПДК).

Для санитарной оценки воздушной среды используются несколько видов ПДК: 1) ПДК для рабочей зоны (ПДКр.з); 2) ПДК максимально разовая (ПДКм.р); 3) ПДК среднесуточная (ПДКс.с).

ПДК наиболее распространенных загрязняющих веществ приведены в табл. 5 приложения.

Для оценки концентрации окиси углерода (ССО) используется формула (Бегма и др.; Шаповалов, 1990):

ССО = (Сф + 0,01NKт)KaKуKсKвKп,

где Сф – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхо-ждения, мг/м3 (при отсутствии данных принять за 0,5); N – суммарная интен-сивность движения автотранспорта, авт./ч; Kт – коэффициент токсичности авто-транспорта по выбросам СО; Kа – коэффициент, учитывающий аэрацию мест-ности (табл. 18); Kу – коэффициент, учитывающий изменение загрязнения ат-мосферного воздуха в зависимости от величины продольного уклона (табл. 19); Kс – коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра (табл. 20); Kв – то же в зависимости от относи-тельной влажности воздуха (табл. 21); Kп – коэффициент увеличения загрязне-ния атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений (табл. 22).

Таблица 18 Коэффициент, учитывающий аэрацию местности

Тип местности по степени аэрации Kа Транспортные тоннели 2,7 Транспортные галереи 1,5 Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой 1,0 Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемках 0,6 Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, высо-кие насыпи

0,4

Пешеходные тоннели 0,3

27

Таблица 19 Коэффициент, учитывающий изменение загрязнения

атмосферного воздуха в зависимости от величины продольного уклона

Продольный уклон Kу 0 1,0 2 1,06 4 1,07 6 1,18 8 1,55

Таблица 20

Коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра

Скорость ветра, м/с Kс 1 2,7 2 2,0 3 1,5 4 1,2 5 1,05 6 1,00

Таблица 21

Коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха

Относительная влажность Kв 100 1,45 90 1,3 80 1,15 70 1,0 60 0,85 50 0,75

Таблица 22

Коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений

Тип пересечения Kп Регулируемое: - со светофором обычное - со светофором управляемое - саморегулируемое

1,8 2,1 2,0

Нерегулируемое: - со снижением скорости - кольцевое - с обязательной остановкой

1,9 2,2 3,0

Коэффициент токсичности определяется как средневзвешенный для потока

автомобилей по формуле

28

,ТТ ∑ ⋅= ii KРK

где Рi – состав автотранспорта в долях единицы; KТi – коэффициент токсично-сти разных видов автотранспорта по выбросам СО (табл. 23).

Таблица 23

Коэффициент токсичности разных видов автотранспорта по выбросам СО

Тип автомобиля KТi Легкий грузовой 2,3 Средний грузовой 2,9 Тяжелый грузовой (дизельный) 0,2 Автобус 3,7 Легковой 1,0

При превышении уровня загрязнения атмосферы в 4–7 раз происходят

функциональные сдвиги в состоянии здоровья; рост специфической и неспеци-фической заболеваемости отмечается при кратности превышения ПДК в 8–10 раз, острые хронические отравления – в 100 раз и при превышении в 500 раз ле-тальный исход.

Технология работы 1. Используя данные по сбору информации или исходные данные лабора-

торной работы № 4, определите концентрацию окиси углерода в атмосферном воздухе.

2. Проведите оценку уровня загрязнения атмосферного воздуха окисью уг-лерода.

3. Рассчитайте массу выделившихся веществ (m, г) и количество воздуха необходимое для разбавления выделившихся веществ для обеспечения сани-тарно допустимых условий окружающей среды по формуле

,4,22

VMm=

где М – молекулярная масса; 22,4 – молярный объем газов, л/моль. 3. Сделайте вывод о характере загрязнения атмосферного воздуха окисью

углерода. Требования к отчету 1. Представить результаты вычисление и вывод по работе. 2. Уметь отвечать на контрольные вопросы (вопросы № 2, 3, 4, 5 предста-

вить в письменном виде).

Контрольные вопросы 1. Раскройте понятия: качество среды, нормирование качества окружаю-

щей среды, ПДКр.з, ПДКм.р, ПДКс.с.

29

2. Охарактеризуйте нормативы (критерии) токсичности загрязняющих ве-ществ.

3. Какова система наблюдений за ПДК в атмосфере? 4. Какие требования предъявляются к содержанию веществ в атмосфере,

обладающих эффектом «суммации действия»? 5. Какова должна быть концентрация веществ атмосфере, если они не об-

ладают эффектом «суммации действия»? Список рекомендуемой литературы 1. Калыгин, В. Г. Промышленная экология [Текст] : курс лекций / В. Г. Калыгин. – М. :

Изд-во МНЭПУ, 2000. – 240 с. 2. Луканин, В. Н. Промышленно-транспортная экология [Текст] : учебник для вузов /




Тема: Физическое загрязнение атмосферного воздуха. Экологическое кар-

тографирование шумового загрязнения. Цель работы: расширение знаний о физическом загрязнении атмосферно-

го воздуха, факторах, определяющих его характер. Задачи: овладеть методиками определения шумового загрязнения и созда-

ния шумовой карты. Обеспечивающие средства: схематический план района города, таблицы

данного методического пособия, чертежные принадлежности, калькулятор. Задания 1) Используя данные по сбору информации и таблиц, определить уровень

шумового загрязнения на расстоянии 25, 50, 100, 200 и 300 м от участков маги-стральных улиц заданного района.

2) Провести работу по созданию шумовой карты. 3) Сделать вывод об изменении уровня шума и факторах, влияющих на

его изменения.

Общие теоретические сведения Экологическое картографирование – наука о способах сбора, анализа и

картографического представления информации о состоянии среды обитания человека и других биологических видов, т. е. об экологической обстановке.

30

Для показа размещения качественных и количественных характеристик со-стояния среды используют разнообразные способы картографического изобра-жения: способ значков; линейных знаков; качественного фона; способ изоли-ний; ареалов; точечный способ; способ локализованных диаграмм; знаки дви-жения и т. д.

К физическим факторам окружающей среды, являющимися предметами гигиенической регламентации, относятся: шумовое загрязнение, электромаг-нитные и радиационные поля. Слышимые звуковые непериодические колеба-ния с непрерывным спектром воспринимаются как шумы (под звуком понима-ются волнообразно распространяющиеся колебаний частиц упругой среды – твердого тела, жидкости, газа). К источникам шума техногенного происхож-дения относятся все применяемые в современной технике механизмы, оборудо-вание и транспорт; к источникам естественных шумов относят метеорологиче-ские, географические явления (ураганы, землетрясения, ветер в лесу). Техно-генные шумы по физической природе классифицируются на механические; электромагнитные; аэродинамические; гидродинамические.

Вредное действие техногенных шумов проявляется в специфическом по-ражении слухового аппарата и неспецифических изменениях других органов (пищеварения, зрительного анализатора.)

Вследствие высокой пространственной временной изменчивости карто-графирование данных факторов несколько осложняется. Поэтому они становят-ся предметами картографирования там, где существуют их устойчивые источ-ники: вблизи автомагистралей, аэропортов, в районах радиоактивного загрязне-ния и т. д. Картографирование шумового загрязнения может проводиться либо на основе расчетных данных, либо с использованием того и другого метода. В первом случае уровень шума определяют, используя измерения при помощи шумомеров, во втором – на основе данных о величине автотранспортной на-грузки, структуры потока, дорожных условий, характеристике застройки. Рас-четная методика предусматривает возможность определения приближенной ха-рактеристики шумового загрязнения как улично-дорожной сети так внутри-квартальных пространств, в этом случае оправдано применение изолиний.

Уровень шума в децибелах (дБ) определяется для условных точек, распо-ложенных на расстоянии 7,5 м от оси движения транспорта на высоте 1,2 м, по формуле

LА = LА1 + ∆Lхар. пот + ∆Lдорож. усл + ∆lхаракт. застр.

Величины: LА, LА1, ∆Lхар. пот, ∆Lдорож. усл, ∆lхаракт. застр находятся по таблицам, приведенным ниже (табл. 25 – 31). Уровни звука на прилегающих к автомаги-стралям территориях за пределами 7,5-метровой зоны, рассчитываются по фор-муле

LАтерр = LA – ∆Lарасст,

где LА – расчетный уровень звука, создаваемый транспортным потоком в 7,5 м от магистрали на высоте 1,2 м, с учетом поправок; ∆Lарасст – расчетное изменение эк-

31

вивалентного уровня звука транспортных потоков с увеличением расстояния от автомагистрали до расчетной точки, (дБ), он состоит из суммы поправок:

- снижение уровня звука в идеальной неограниченной и непоглощающей среде за счет расхождения фронта звуковой волны с расстоянием;

- снижение уровня звука в атмосфере за счет поглощения и расстояния звука в воздухе вследствие инерции масс молекул воды в воздухе, а также дей-ствия метеорологических факторов реальной среды;

- изменение уровня звука в приземном слое атмосферы за счет взаимодей-ствия звуковой волны с поверхностным покровом грунта.

Технология работы 1. Провести наблюдения за транспортными потоками, дорожными усло-

виями характером застройки в заданных точках района города. Результаты оформить в табл. 24 (графа 2). При выполнении работы возможно как вариант использовать исходные данные табл. 8 приложения.

2. Определить исходную величину расчетного эквивалентного уровня зву-ка (дБ). Данная величина зависит от числа движения транспортных единиц, оп-ределяется по табл. 25. Результаты оформить в табл. 24.

Таблица 24

Характеристика района

Показатели Характе- ристика

Результаты ра-боты (поправки)

1. Интенсивность потока, авт./ч 2. Вид транспорта: - с карбюраторным двигателем - с дизельным двигателем

3 Средняя скорость потока, км/ч 4. Дорожные условия: - покрытие - разделительная полоса между проезжими частями (шириной, м) - продольный уклон - перекресток с регулируемым движением - пересечение в разных уровнях: • потоки одинаковой интенсивности и состава • потоки различной интенсивности и состава

5. Характер застройки: А) двусторонняя: - ширина улицы между линиями застройки, м - расстояние между домами Б) односторонняя: - расстояние между линией застройки и проезжей части, м - расстояние между домами

Таблица 25

Расчетный эквивалентный уровень звука

Интенсивность, авт./ч 60 100 200 300 500 700 900 1000 1500 2000 3000 4000 5000 10 000 LА7 69 70 72 73 74 75 75,5 76 77 77,5 78 79 80 81

32

3. Определить поправку, отражающую особенности характера транспорт-ных потоков (∆Lхар.пот). Она состоит из суммы двух поправочных параметров, которые учитывают: 1) особенность структуры транспортного потока (количе-ство грузового и общественного транспорта в потоке, в т. ч. с карбюраторными и дизельными двигателями, количество трамваев в потоке), табл. 26; 2) сред-нюю скорость потока (табл. 27).

Таблица 26

Поправки на характер структуры транспортных потоков

Влияющий фактор Возможные условия Поправки (дБ) 7 –4 20 –3 33 –2 47 –1 60 0 73 +1 87 +2

Количество грузового и общественного транс-порта в потоке, с карбюраторными двигателями, %

100 +3 Менее 10 0

10 +1 20 +2 30 +3 40 +4

Количество грузового и общественного транс-порта в потоке, с дизельными двигателями, %

50 +5

Таблица 27 Поправки на скорости транспортных потоков

Средняя скорость потока: возможные условия, км/ч

Поправка (более 50 % гру-зовых автомобилей)

Поправка (менее 50 % грузовых автомобилей)

30 –2 –3 33 –1 –2 40 0 –1 47 +1 0 53 +2 +1 60 +3 +2 67 +4 +3 73 +5 +4 80 +6 +5 10 +7 +6 120 +8 +7

5. Определить ∆Lдорожн. усл – поправку, учитывающую дорожные условия. Она состоит из суммы поправочных параметров, которые учитывают:

- разделительную полосу между проезжими частями различной ширины, м; - тип дорожного покрытия (табл. 28); - продольный уклон улицы, % (табл. 29); - тип перекрестка (табл. 29); - характер потока (одинаковый интенсивности и состава, различной ин-

тенсивности и состава) (табл. 29).

33

Таблица 28 Поправка на характер дорожного покрытия

Тип дорожного покрытия проезжей части при средней скорости, км/ч

Асфальто- бетон (дБ)

Бетон (дБ)

Брусчатка (дБ)

Булыжный камень (дБ)

40 0 +1 +1 +2 60 0 +2 +3 +5 80 +3 +5 +10

Таблица 29

Поправка на дорожные условия

Влияющий фактор Возможные условия Поправка (∆∆∆∆Б) 0 0 2 +1 4 +2 6 +3

Продольный уклон улицы, %

8 +4 До 3 0 3–7 –1 7–15 –2

Разделительная полоса между частями шириной, м

15–30 –3 Перекресток с регулируемым движением +3

Потоки одинаковой интенсивности +3 Пересечение в разных уровнях Потоки различной интенсивности +1; +2

При расчетах можно учитывать также снижение уровня шума зелеными на-

саждениями, так, например, хорошо развитые кустарниковые и древесные породы с густой кроной на участке шириной 30–40 снижают уровень шума на 17–23 дБ.

6. Определить поправку (∆Lхар.застр), учитывающую характер застройки (табл. 30), которая в условиях города может быть:

- двусторонняя, при различной ширине улицы между линиями застройки с учетом изменения расстояния между домами;

- односторонняя, при различной ширине улицы между линиями застройки и краем проезжей части с учетом изменения расстояния между домами.

Таблица 30

Поправка на застройку

Расстояние между домами, поправка (дБ) Тип застройки

ширина улицы > 30 м 30–20 м 20–10 м < 10 м > 50 м 0 0 0 0 50–40 +1 +1 +2 +2 40–30 +2 +2 +3 +3 30–20 +3 +3 +4 +5

Двусторонняя, при ширине улицы между линиями за-стройки, м

20–10 +4 +5 +5 +6 > 40 м 0 0 0 0 40–25 0 0 +1 +1 25–12 +1 +1 +2 +2

Односторонняя, при рас-стоянии между линией за-стройки и проезжей части, м 12–6 +1 +1 +3 +3

34

7. Определить уровень шума (в децибелах, дБ) для условных точек, рас-положенных на расстоянии 7,5 м от оси движения, на высоте 1,2 м. Прибли-женные значения для использования при составлении карты шума даны в табл. 31.

Таблица 31

Изменение уровня шума с увеличением расстояния от автомагистрали

Уровень шума (дБ) на расстоянии, м Начальный уровень шума, (дБ) 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300

83 78 75 73 71 70 69 68 67,5 67 66 65,7 65 79 74 71 69 67 66 65 64 63,5 63 62 61,7 61 78 73 70 68 66 65 64 63 62,5 62 61 60,7 60 77 72 69 67 65 64 63 62 61,5 61 60 59,7 59 75 70 67 65 63 62 61 60 59,5 59 58 57,7 57 73 68 65 63 61 60 59 58 57,5 57 56 55,7 55 70 65 62 60 58 57 56 55 54,5 54 53 52.7 52

8. Результаты расчетов оформить в табл. 24 (графа 3), нанести уровни шу-

ма на план района города, используя способ изолиний для показа уровней шу-мового загрязнения в жилой застройке. Оформить карту шума.

9. По результатам работы сделать вывод об антропогенной нагрузке физи-ческого загрязнения, о факторах влияющих на изменение уровня шума, основ-ных мероприятиях, направленных на снижении шумового загрязнения.

Требования к отчету 1. Представить результаты работы в виде шумовой карты, итогового выво-

да по работе. 2. Уметь отвечать на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы 1. Что является предметом экологического картографирования? 2. Перечислите основные способы картографических изображений. 3. Приведите примеры физического загрязнения атмосферного воздуха. 4. Раскройте понятие «шум». Приведите примеры источников шума (ес-

тественного и техногенного). 5. Раскройте биологическое действие шумов. 6. Какие факторы оказывают влияние на уровень техногенного шума в

городах? Список рекомендуемой литературы 1. Куклев, В. Ю. Физическая экология [Текст] : учеб. пособие / Ю. И. Куклев. – М. :

Высш. шк., 2001. – 357 с. 2. Лифчак, И. Ф. Инженерная защита и управление развитием окружающей среды

[Текст] : учеб. пособ. для студ. высш. учеб. завед. / И. Ф. Лифчак. – М. : КолоС, 2001. – 159 с. 3. Луканин, В. Н. Промышленно-транспортная экология [Текст] : учебник для вузов /

В. Н. Луканин, Ю. В. Трофимов. – М. : Высш. шк., 2001. – 273 с.

35


Тема: Методы определения загрязнения атмосферного воздуха. Цель работы: расширение знаний о техногенном загрязнении окружаю-

щей среды, получение представления о биомониторинговых исследованиях. Задачи работы: овладеть методикой определения загрязняющих веществ

в тканях растений. Обеспечивающие средства Материалы: 1. Листья и хвоя древесных растений лиственных и хвойных видов, произ-

растающих в разных зонах загрязнения воздуха сернистым газом (0,05; 0,5; 2; 10 мга/м3).

2. Листья и хвоя древесных растений, произрастающих в разных зонах за-грязнения аммиаком.

3. Листья и хвоя древесных растений, произрастающих в разных зонах за-грязнения окислами азота.

4. Кора деревьев (сосны), произрастающих на различном расстоянии от центра города.

Примечание. В промышленных регионах по мере уменьшения расстояния до центра города показатель pH коры снижается с 5,0 до 3,0, а содержание серы увеличивается в сред-нем с 0,025 до 0,45 %. Кора сосны обыкновенной имела самое низкое значение pH, а кора ясеня – самое высокое. Образцы коры следует брать ранней весной, когда кислотность коры максимальна. Для образцов следует брать наружные участки коры, имеющие максимальную кислотность, толщиной не более 3–5 мм. Взятие проб коры проводится на деревьях со сред-ним диаметром 25–30 см на высоте 1,5–2 м от поверхности земли. Лучше использовать от-дельно стоящие деревья. Ствол дерева должен быть свободен в месте взятия пробы от ли-шайников и водорослей.

5. Кора деревьев, выбранных в качестве биоиндикаторов. Оборудование: 1. ФЭК-нефелометр, колбы Кьельдаля, воронки, нагреватель колб, мер-

ные цилиндры емкостью 50 мл или р-колбы, лабораторная мельница; 2. ФЭК-нефелометр, лабораторные стаканчики, пенициллиновые склянки

и резиновые пробки с вставленными в них стеклянными палочками, нижняя часть которых грубо зашлифована.

3. ФЭК-нефелометр, колбы Кьельдаля, воронки, нагреватель колб, мер-ные колбы емкостью 250 и 50 мл, мерные пипетки, лабораторная мельница.

4. pH-метр, стаканчики с дистиллированной водой. 5. ФЭК-нефелометр, лабораторные стаканчики, воронки со складчатым

фильтром. Реактивы: 1. Концентрированная кислота HNO3, концентрированная кислота HClO4,

30 %-я H2O2, HCl (3:100), насыщенный раствор BaCl2, дистиллированная вода.

36

2. Бидистиллированная вода, насыщенный раствор K2CO3, 1 N раствор H2SO4, реактив Несслера, раствор (NH4)2SO4 с концентрацией 100 мкг азота в 1 мл (0,4719 г соли растворить в 1 л бидистиллята), из которого готовят серию стандартных проб с содержанием азота от 5 до 50 мкг/мл.

Реактив Несслера готовится следующим образом: 34,9 г KI растворяют в небольшом количестве бидистиллята, затем в этот же раствор добавляют 45,5 г HgI2. Отдельно в 150 мл бидистиллята растворяют 112 г KOH и охлаждают до комнатной температуры. После этого оба раствора сливают вместе и, доведя до объема 1 л бидистиллятом, оставляют на ночь на холоде. Затем выпавший оса-док отфильтровывают на стеклянном фильтре № 3, а полученный бесцветный или желтоватый раствор хранят в темной склянке на холоде.

3. Дистиллированная вода без аммиака (к дистиллированной воде прибав-ляют Na2CO3 до слабощелочной реакции по фенолфталеину и выпаривают рас-твор примерно до ¼ объема); 10 %-й раствор NaOH; концентрированная H2SO4; 50 %-й раствор сегнетовой соли (50 г виннокислого калия-натрия KNaC4H4O6 4H2O растворяют в 100 мл безаммиачной дистиллированной воды); реактив Несслера; эталонный раствор на азот (готовят так же, как и для определения аммиака).

4. А) для определения сульфата: 10 %-я HCl, 16 %-й BaCl, осадитель Твин-80 (133 мл растворить в 1 л дистиллированной воды, через 24 ч готов к приме-нению, хранить в холодильнике, менять каждые 14 дн.);

Б) для определения хлорида: 4N HNO3, 1 %-е AgNO3. В) для определения нитрата: 20 %-й NaOH, 3 %-й Na2SO4, реактив Несслера. Задание: провести работу по определению содержания серы, аммиака, азо-

та, провести оценку уровня промышленных выбросов с помощью анализа проб коры деревьев.

Примечание. В работе использованы методические указания к проведению лаборатор-

ных работ 2. Общие теоретические сведения Концентрация загрязняющих веществ может определяться двумя способа-

ми: стационарным и с помощью перемещающихся лабораторий. Для определе-ния состава и уровня загрязнения атмосферы целесообразно использовать рас-тения, которые обладают высокой чувствительностью к воздействию загряз-няющих веществ. Их можно использовать при осуществлении мониторинга со-стояния загрязнения атмосферного воздуха. Метод оценки воздействия абиоти-ческих и биотических факторов окружающей среды при помощи биологиче-ских систем называется биоиндикацией. Организмы или сообщества организ-мов, жизненные функции которых так тесно связаны с определенными факто-рами среды, что могут применяться для их оценки, называют биоиндикаторами

2 Методы определения загрязнения атмосферного воздуха с помощью растений [Текст]

: метод. указания к проведению лаборатор. работ / сост. О. В. Чернышенко, М. В. Щепащен-ко, С. Д. Писарева. – М. : МГУЛ, 1998. – 34 с.

37

(они отражают текущее состояние природной среды и способны давать дина-мику ее загрязнения).

Растения аккумулируют в листьях и других органах загрязняющие вещест-ва или продукты метаболизма, получаемые в результате взаимодействия расте-ний с загрязняющими веществами. К таким веществам относятся тяжелые ме-таллы (свинец, кадмий) и газообразные (фтористый водород, сульфат). Степень повреждения листьев определяется соотношением двух противоположных про-цессов: поступлением токсических веществ во внутренние ткани органов и ско-ростью нейтрализации или включения в метаболизм этих веществ без наруше-ния функций и структуры клеточных систем коррелятивных связей между ор-ганами растений.

Все растений по степени поражаемости токсичными веществами можно разделить на устойчивые, среднеустойчивые и неустойчивые (см. приложение, табл. 6). Считается, что при накоплении в хвое ели до 0,1 % нет видимых по-вреждений, при повышении содержания до 0,135 % снижается фотосинтез; при 0,165 % хвоя имеет средние по величине повреждения; при 0,24 % – сильные; при 0,32 % наступает полная гибель хвои и дерева. Сублетальная концентрация серы в хвое сосны – 0,3–0,5 %, в лиственнице – 0,9 % при фоновом содержании ее 0,05–0,07 %.

Если уровень загрязнения определяется по поглощению загрязняющего вещества, то следует измерять или количество метаболитов загрязняющего ве-щества. Содержание сульфата в тканях необходимо сравнивать с концентраци-ей сернистого газа в окружающей среде, фтора – с концентрацией фтористого водорода. Можно вывести уравнение соотношения уровней загрязняющих ве-ществ в тканях и окружающей среде. Для сопоставления результатов необхо-дима тщательная стандартизация методов сбора и обработки растительного ма-териала. Путем сбора растений, высушивания, взвешивания и последующего химического анализа высушенных тканей можно подсчитать количество по-глощенного вещества.

Технология работы Методика, вычисления, результаты, выводы оформляются в тетради в со-

ответствии с технологией. 1. Определение серы. * Растительный образец мелкого помола массой 0,2 г переносят в сухую

50-миллилитровую колбу Кьельдаля. * К навеске добавляют 4 мл концентрированной HNO3, в горлышко колбы

вставляют воронку с длинной ножкой и приступают к нагреванию. Для этого целесообразно пользоваться нагревателем колб Кьельдаля в течение 15–28 мин при среднем нагреве.

* Затем нагреватель выключают, в колбу приливают 1 мл концентрирован-ной HClO4 и 1 мл 30 %-й H2O2 и продолжают нагревание при максимальном на-греве до появления белых паров хлористой кислоты. Колбы снимают с нагрева-теля и к ее содержимому приливают 15–20 мл дистиллированной воды.

38

* После охлаждения раствор с помощью дистиллированной воды перено-сят в 50-миллилитровый мерный цилиндр (колбу), той же водой доводят до 50 мл и перемешивают.

* В пробирку для колориметрирования наливают 4 мл анализируемого рас-твора, подкисленной HCl (3:100), дистиллированной водой доводят до объема 4,5 мл, приливают 1,5 мл насыщенного BaCl2 и содержимое пробирки сразу же перемешивают. Если непосредственно после добавления BaCl2 или спустя 1–2 мин раствор сильно помутнеет (за пределами шкалы стандартов), анализ повто-ряют с меньшим количеством анализируемого раствора (2,0; 1,0; 0,5 мл) (табл. 32).

Для измерения степени помутнения раствора анализ его сопоставляют со шкалой стандартов или измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколо-риметре-нефелометре. При измерении оптической плотности пользуются све-тофильтром с длиной волны 400 нм (темно-синий), рабочая кювета 20 мл. Ну-левым раствором служит дистиллированная вода.

Таблица 32 Содержание серы в растениях, %

Количество раствора для определения, мл

Количество раствора для определения, мл Количество

в пробирке, мкг 0,5 1,0 2,0 4,0

Количество в пробирке, мкг

0,5 1,0 2,0 4,0 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

0,25 0,38 0,50 0,63 0,75 0,88 1,00 1,13 1,25 1,38

0,13 0,19 0,25 0,31 0,38 0,44 0,50 0,56 0,63 0,69

0,06 0,09 0,13 0,31 0,19 0,22 0,25 0,28 0,31 0,34

0,03 0,05 0,06 0,08 0,09 0,11 0,13 0,14 0,16 0,17

30,0 32,5 35,0 37,5 40,0 42,5 45,0 47,5 50,0

1,50 1,63 1,75 1,88 2,00 2,13 2,25 2,38 2,50

0,75 0,81 0,88 0,94 1,00 1,06 1,13 1,19 1,25

0,38 0,41 0,44 0,47 0,50 0,53 0,56 0,59 0,63

0,19 0,20 0,22 0,23 0,25 0,27 0,28 0,30 0,31

* Измерение оптической плотности стандартных растворов проводят через

30 мин после добавления BaCl2. Перед заполнением кюветы пробирку с анали-зом сильно встряхивают и дают исчезнут пузырькам воздуха.

* Для вычисления результатов при использовании фотоколориметра-нефелометра пользуются формулой

,10000гн

в)a(a контр

⋅⋅−−

=X

где Х – содержание элемента в растениях, мг/кг (или %); а – найденная по ка-либровочному графику (по шкале стандартов) концентрация элементов, мкл/мл, умноженная на объем колориметрируемого раствора, мл; в – общий объем рас-твора, мл; н – навеска растительного образца, г; г – взятый для определения элемента объем раствора золы, мл; (10000) – коэффициент для пересчета ре-зультатов в процентах, при определении содержания микроэлементов.

* Результаты оформить в виде графика.

39

2. Определение аммиака. * Измельченный растительный образец массой 0,1 г растворяют в 20 мл

дистиллированной воды. * Исследуемую жидкость (1 мл) наливают в пенициллиновую склянку, ту-

да же добавляют 1 мл насыщенного раствора K2CO3. Склянку быстро закрыва-ют пробкой со стеклянной палочкой, зашлифованный конец которой предвари-тельно смачивают в растворе H2SO4.

* Для диффузии аммиак склянки оставляют на ночь при комнатной темпе-ратуре или ставят на качалку (100 качаний в 1 мин, в течении 1 ч).

* По окончании диффузии пробку с палочкой переносят в другую пени-циллиновую склянку, содержащую 5 мл бидистиллята и 0,5 мл реактива Несс-лера. Взбалтыванием смывают с палочки поглощенный серной кислотой амми-ак и после 30-минутной экспозиции, необходимой для проявления окраски, из-меряют поглощение на фотоэлектроколориметре против контроля на реактивы. При измерении пользуются светофильтром с длиной волны 540 нм. Для расчета количества аммиака готовят калибровочную кривую, колориметрируя стан-дартные растворы (NH4)2SO4.

* Для вычисления результатов пользуются той же формулой, что и для расчета содержания серы.

3. Определение азота. * Растительный образец массой 0,2 г помещают в колбу Кьельдаля емко-

стью 100 мл. К навеске приливают 10 мл H2SO4 и размешивают содержание колбы, пока весь образец не будет смочен кислотой. После этого проводят сжи-гание на нагревателе колб.

* По окончании сжигания колбу охлаждают до комнатной температуры, затем содержимое колбы разбавляют водой. Переносят содержимое этой колбы через воронку в мерную колбу емкостью 250 мл, несколько раз тщательно об-мывая колбу Кьельдаля безаммиачной дистиллированной водой. Доливают рас-твор в мерной колбе дистиллированной водой до метки и перемешивают, после чего оставляют колбу стоять до полного осветления раствора (лучше на ночь).

* Не взмучивая осадок на дне колбы, берут мерной пипеткой 5 мл раствора и помещают в колбу емкостью 50 мл. Прибавляют 2 мл раствора NaOH, 2 мл реактива Несслера и доводят объем раствора безаммиачной дистиллированной водой до метки. Раствор хорошо перемешивают и через 10–15 мин колоримет-рируют при длине волны 400 нм против контроля на реактивы.

* Для вычисления результатов пользуются той же формулой, что и для оп-ределения серы.

4. Определение кислотности древесной коры (как показателя концен-

трации SO2, NOx в атмосферном воздухе). * Растолочь образцы коры, добавить дистиллированной воды, затем изме-

рить кислотность pH-метром со стеклянными электродами. * Для определение сульфата воздушно-сухую кору измельчают на квадра-

тики 5–10 мм, берут 4 г и добавляют 60 мл дистиллированной воды.

40

* Через 24 часа к 8 мл экстракта добавляется 1 мл HCl, 6 мл раствора Твин-80, помешивая, по каплям добавить 1 мл BaCl2.

* Через 45 мин измеряется помутнение на ФЭК при длине волны 420 нм. В качестве контрольного раствора применять вытяжку той же пробы со всеми до-бавками реагентов за исключением хлорида бария.

* Для определение нитрата ( )−23NO в пробирку наливают 5 мл вытяжки ко-

ры, прибавляют 0,2 мл 20 %-го NaOH, 4,4 мл 3 %-го Na2SO4, приливают 0,2 мл реактива Несслера, перемешивают и через 5 мин фотоколориметрируют.

* Для определение хлорида 5 мл исследуемого раствора добавляют 4 капли 4NHNO3, затем добавляют 0,1 мл AgNO3. Определение проводить на спектро-фотометре при длине волны 360 нм.

Требования к отчету 1. Представить результаты работы в записей, итогового вывода по работе. 2. Уметь отвечать на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы 1. Насколько велико накопление серы по сравнению с содержанием серни-

стого газа в воздухе? 2. Каковы взаимоотношения между накоплением загрязнителя и его дейст-

вием? 3. Какое значение имеет химический анализ на содержание серы для дока-

зательства присутствия атмосферных загрязнителей? 4. Чем объясняется различная устойчивость растений к химическому за-

грязнению? 5. Раскройте понятие и виды мониторинга. Что такое «биомониторинг»? Список рекомендуемой литературы 1. Орлов, Д. С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении [Текст] :



Тема: Экология и здоровье человека. Определение показателей физиче-

ского развития, функционального состояния и адаптивных возможностей орга-низма.

Цель работы: знакомство с методами исследования физического разви-

тия, функционального состояния и адаптивных возможностей организма; оцен-ка показателей здоровья; расширение значений об адаптационных возможно-стях организма.

41

Задачи работы: овладение навыками антропометрии, исследования функ-ционального состояния систем кровообращения и дыхания; развитие умений оценивать показатели здоровья, обосновывать профилактические мероприятия по охране и укреплению здоровья.

Обеспечивающие средства: медицинские весы, ростомер, сантиметровая

лента, секундомер, тонометр, ступеньки высотой 50 см, калькулятор (либо предварительная подготовка).

Задание: провести оценку физического развития и функционального со-

стояния организма. Примечание. Использованы материалы практикума3. Общие теоретические сведения Организм (от лат. organiso – устраиваю) – это целостная биологическая

система отдельного живого существа. Организм обладает специфическими свойствами, которые и делают его самостоятельной единицей живой материи (обмен веществ, раздражимость, способность к самовоспроизведению и т. д.).

Являясь самостоятельной единицей живой материи, организм человека взаимодействует с абиотическими и биотическими факторами среды, отвечая на внешние и внутренние воздействия как единое целое. Адаптация целостного организма предполагает, что функциональные и структурные изменения проис-ходят как на органном, так и клеточном уровне. Адаптация на клеточном уров-не сопряжена с активацией пластических и энергетических процессов. Основ-ным механизмом клеточной адаптации является поддержание постоянства ос-новного энергетического соединения – АТФ (увеличение продуктов энергооб-мена АТФ приводит к интенсивному биосинтезу – ДНК-РНК – белок, в резуль-тате увеличивается биомасса органа).

Адаптации, затрагивающие органный уровень начинаются с клеточного. Так, например, первичной ответной реакцией система крови на физическую на-грузку является изменение в количестве форменных элементов крови – увели-чение числа тромбоцитов (у взрослых, которое является надежным инструмен-том повышения устойчивости к мышечной гипоксии. Регуляция на уровне кро-веносной системы осуществляется за счет увеличения сердечной производи-тельности. Таким образом, управление процессами жизнедеятельности в орга-низме строится по принципу системной иерархичности: элементарные процес-сы подчинены более сложным. Выделяют несколько уровней регуляции.

• Высший уровень обеспечивается центральной нервной системой (пер-вый уровень).

• Второй уровень – вегетативной нервной системой. Она регулирует функции органов и их активность(например, усиливает или угнетает силу и частоту сердечных сокращений).

3 Экология человека [Текст] : практикум для вузов / сост. Л. И. Губарева, О. М. Мизе-

рева, Т. М. Чурилова. – М. : ВЛАДОС, 2003. – 112 с.

42

• Третий уровень осуществляется эндокринной системой посредством вы-деления в кровь гормонов (химически активных веществ, активизирующих или тормозящих работу ферментативных систем, и, соответственно, физиологиче-ских функций организма).

• Четвертый уровень регуляции осуществляется жидкими средствами: кровью и лимфой.

Для оценки влияния факторов окружающей среды на состояние здоровья человека используют различные показатели:

� демографические (рождаемость, смертность, продолжительность жизни); � уровень заболеваемости; � физиологическое и физическое состояние организма. Физической развитие является одним из важных показателей здоровья на-

селения и оценивается в первую очередь по состоянию опорно-двигательной системы. Процесс снятия показателей (рост, масса, окружность грудной клетки) называют антропометрия, а сами показатели антропометрическими. Изучение физического развития проводят по двум методам: методу стандартов (средних антропометрических данных) и методу индексов.

Антропометрические стандарты – это средние величины показателей физического развития, полученные путем статистической обработки измерений большого числа лиц (одного возраста, пола). Оценка физического развития по методу стандартов производится путем сравнения показателей (их численного значения) со средней величиной.

Определение роста желательно проводить в первой половине дня, в поло-жении стоя (без обуви) на платформе ростомера. При этом руки должны быть опущены, а к ростомеру необходимо соприкасаться тремя точками: пятками, межлопаточной областью, ягодицами. Край уха и нижний край глазницы долж-ны находиться на одном уровне. Масса тела определяется путем взвешивания на медицинских весах (с точностью до 50 г). При взвешивании испытуемый должен стоять на середине площадки весов. Окружность грудной клетки (ОГК) измеряется сантиметровой лентой при максимальном вдохе, выдохе и спокой-ном дыхании. Ленту необходимо располагать под углом лопатки, спереди – по нижнему краю околососковых кружков (у девушки на уровне края четвертого ребра). Разность между ОГК при максимальном вдохе и выдохе составляет экс-курсию грудной клетки. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) измеряется при по-мощи спирометра, при этом испытуемый делает максимальный вдох и посте-пенно выдыхает воздух в спирометр. Перед использованием мундштук необхо-димо обработать спиртом. Измерения необходимо провести 3 раза и выбрать максимальный показатель. Сила сжатия кисти измеряется при помощи динамо-метра, который испытуемый сжимает по очереди правой и левой рукой (рука вытянута до уровня плеча).

Метод индексов применяется для оценки антропометрических данных и используется в том случае, когда нет подходящих стандартов (недостаточность данного метода в том, что не учитывает половозрастные различия). Индексы представляют собой арифметическое соотношение двух-трех показателей фи-зического развития, принимаемых за норму (Весоростовой индекс (индекс Кет-

43

ли), жизненный индекс, индекс пропорциональности развития грудной клетки (ИПРГК).

Для оценки функционального состояния и оценки резервных возможно-стей адаптационных систем и состояния здоровья используют различные про-бы: пробы Маринэ, Штанге, тест максимального потребления кислорода (МПК), ортостатической пробы.

Система кровообращения обладает наиболее высокими адаптивными воз-можностями к мышечной работе. С работой сердца тесно связаны основные ге-модинамические характеристики:

Организм человека обладает гомеостатическими адаптивными механизма-ми регуляции, которая характеризуется совокупностью физиологических сдви-гов в системах органов, тканях, клетках. Так как в течение жизни индивид под-вергается действию самых различных раздражителей, требующих адаптации, каждый человек должен знать и правильно оценивать возможности своего ор-ганизма. Рост тренированности сопровождается повышением устойчивости к изменениям внутренней среды организма.

Технология работы 1. Для выполнения работы заполнить табл. 32

Таблица 32

Показатели физического развития

Ф. И. О./стандарт Длина тела, см

Масса тела, кг

ОГК в покое, см ЖЕЛ, мл Сила кисти,

кг Опыт

Стандарт/±6 174,8 6,5

64,7 8,7

86,7 6,0

4522 660

48,6 11, 7

2. Определить физическое развитие организма с использованием антропо-

метрических стандартов (определить степень соответствия уровня физического развития (УФР) среднестатистическим показателям):

.у

СтандартОпытУФР

−=

Если частное составит до ±0,67, то показатель физического развития сред-ний; более ±0,67, но не более ±2 – показатель оценивается как «выше и ниже среднего»; если частное превышает ±2 – высокий или низкий соответственно.

3. Определить физическое развитие организма с использованием метода индексов:

А) Весоростовой индекс (индекс Кетли) определяет, сколько массы тела должно приходиться на 1 см роста. Рассчитывается по формуле

.Рост

МассаВРИ =

44

У мужчин на 1 см роста должно приходиться 350–400 г, у женщин – 325–375 г.

Б) Жизненный индекс (ЖИ) характеризует функциональные возможности дыхательного аппарата и рассчитывается по формуле

.Вес

ЖЕЛЖИ =

Для мужчин ЖИ не менее 65–70 мл/кг, у женщин – не менее 55–60 мл/кг (для 16–18 лет: юноши – 55–63 мл/кг; девушки – 48–55 мл/кг).

В) Индекс пропорциональности развития грудной клетки (индекс Эрисма-на) равен разности ОКГ минус рост (см), деленной на 2.

Для мужчин ИПРГК составляет 5,8 см, для женщин – 3,3 см, превышение или низкие показатели свидетельствуют о хорошем развитии или узкогрудии).

Г) Индекс крепости телосложения (Х) (индекс Пинье) выражает разность между ростом (Р) стоя и суммой массы тела (М) и окружности грудной клетки на выдохе:

Х = Р – (М + ОГК в выдохе).

Причем, чем меньше разность, тем выше показатель физического развития, крепости телосложения (при отсутствии избыточных жировых отложений):

• Телосложение крепкое – X меньше 10; • Хорошее – от 10 до 20; • Среднее – 21–25; • Слабое – 26–35; • Очень слабое – более 36. 4. Сделайте вывод о физическом развитии организма по каждому индексу

и методу отдельно и общий вывод по большинству показателей (оценку физи-ческого развития определить по большинству одинаково выраженных; важное значение имеют ЖБЛ, сила правой кисти, ОКГ). Если масса тела и рост испы-туемого оказываются высокими, а функциональные показатели низкими или ниже средних, к общей оценке добавляют «дисгармоничное развитие».

5. Исследовать функциональное состояние системы кровообращения с по-мощью ортостатической пробы (оценить быстроту восстановления частоты пульса и величины артериального давления).

А) Для этого многократно подсчитывать пульс (при возможности измерить артериальное давление) до получения стабильного результата в положении стоя и лежа. Затем провести те же измерения сразу после изменения положения тела и по истечении 1, 3, 5 и 10 мин (в целях экономии времени работать в группах или парах). Результаты оформите в табл. 33.

Б) По результатам пробы постройте графики и оцените быстроту восста-новления частоты пульса и артериального давления («хорошей» переносимо-стью пробы считается учащение пульса не более чем на 11 ударов, «удовлетво-рительной» – на 12–18 ударов, «неудовлетворительной» – на 19 и более ударов.

45

Частота пульса достигает первоначального значения через 2 мин. Сделайте вы-вод о функциональном состоянии системы кровообращения.

Таблица 33

Результаты ортостатической пробы

Результаты По истечении времени Измерения

В положении стоя В положении лежа 1 мин 3 мин 5 мин 10 мин

6. Определить функциональное состояние сердечно-сосудистой системы

(ССС) с помощью проба Маринэ. А) Для этого измерить величину артериального давления и подсчитать

пульс в состоянии покоя. После этого выполнить 20 глубоких приседаний (ноги на ширине плеч, руки вытянуты вперед) в течение 30 с. После выполнения на-грузки, вплоть до полного восстановления измерить все показатели (показатели пульса, АД, время восстановления зафиксировать в тетради).

Б) По результатам исследования построите графики и определите насколь-ко участился пульс по сравнению с исходным (%). Сделайте вывод с учетом то-го, что у здоровых людей состояние ССС оценивается как «хорошее» при уча-щении пульса не более, чем на 50–75 % и «неудовлетворительно» – более чем на 75 %. При здоровой реакции на физическую нагрузку систолическое (верх-нее) артериальное давление возрастает на 25–40 мм рт. ст., а диастолическое (нижнее) остается на прежнем уровне (или изменяется в пределах 5–10 мм рт. ст.). Восстановление пульса длится от 1 до 3 мин, а артериального давления – от 3 до 4 мин.

7. Определите функциональное состояние дыхания с помощью пробы Штанге.

А) Для этого необходимо подсчитать частоту пульса в состоянии покоя. Затем в положении сидя после глубокого вдоха и выдоха сделать вдох глуби-ной 80% максимального и закрыв руками рот и зажав нос пальцами, задержать дыхание на возможно долгое время (в конце вдоха включить секундомер). Сра-зу после окончания задержки дыхания определите частоту пульса (и желатель-но дыхания). Результаты занесите в тетрадь.

Б) Сделайте вывод о функциональном состоянии системы дыхания: здоро-вые нетренированные люди способны задерживать дыхание на 30–55 с, а тре-нированные на 60–90 с. У хорошо тренированных людей дыхание не должно учащаться.

8. Оцените состояние здоровья и резервных возможностей адаптационных систем с помощью теста МПК (максимального потребления кислорода) – мето-да «степ-теста» (восхождения на ступеньку высотой 50 см).

А) Для этого у испытуемого необходимо определить массу тела. Затем по команде экспериментатора испытуемый совершает восхождение на ступеньку в

46

среднем темпе (20 восхождений в минуту) в течение 4-х минут. После экспери-мента определяют:

• мощность работы по формуле

N = P · h · n · K,

где N – мощность работы, кгм/мин; Р – масса тела, кг; h – высота скамейки, м; n – число циклов; K – коэффициент, учитывающий величину работы при спуске (юноши и девушки возрастом от 17 лет – 1,5).

По формуле Добельна рассчитать величину МПК (л/мин):

,П

МПК вKН

NА ⋅−⋅=

где А – коэффициент поправки к формуле (табл. 34); Н – пульс на 5-й минуте (уд./мин); П – возрастно-половой коэффициент и K – возрастной коэффициент (табл. 33).

Затем рассчитать относительную величину МПК (на кг массы тела) по формуле

МПК = МПК/Р,

где Р – масса тела, кг. Б) Сравните полученные данные с данными оценочной табл. 34 и опреде-

лите уровень физической работоспособности. Сделайте вывод об адаптивных возможностях и состоянии здоровья испытуемого.

Таблица 34

Величина коэффициентов

Коэффициент А Коэффициент П Коэффициент Kв Возраст, годы юноши девушки юноши девушки юноши девушки

16 1,29 1,1 –60 –40 0,868 0,868 17 1,29 1,29 –60 –40 0,860 0,860 18 1,29 1,29 –60 –40 0,853 0,853 19 1,29 1,29 –60 –40 0,846 0,846 20 1,29 1,29 –60 –40 0,834 0,834 21 1,29 1,29 –60 –40 0,831 0,831

Требования к отчету 1. Представить вычисления. Результаты, выводы в соответствии с техноло-

гией выполнения. 2. Уметь отвечать на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Перечислите показатели здоровья населения; 2. В чем заключается сущность метода стандартов и индексов?

47

2. Какие системы организма относятся к ведущим адаптационным систе-мам? Как изменяется их состояние при нарушении адаптации?

3. Назовите уровни регуляции процессов жизнедеятельности в организме; 4. Что является функциональной морфологической основой повышения

жизнеспособности организма при систематической мышечной деятельности и как следствие, основой адаптации организма к мышечной деятельности?

Список рекомендуемой литературы 1. Акимова, Т. А. Экология [Текст] : учебник / Т. А. Акимова, В. В. Хаскин. – М. :

Юристъ, 2001. – 566 с.


Тема: Загрязнение гидросферы. Определение физических и химических

свойств воды. Цель работы: изучение физических и химических свойств воды, ознаком-

ление с методами исследования физических и химических свойств воды. Задачи работы: овладение навыками исследования свойств и характера

загрязнения воды. Обеспечивающие средства: термометр, широкогорлые колбы емкостью

150–200 мл, часовые стекла, прибор Снеллена, мутномер системы Бейлиса, фильтры, цилиндре Несслера, стандарты: платиново-кобальтовая шкала; спир-товки, беззольный фильтр, фарфоровые чашки, сушильный шкаф, хлористый кальций или серная кислота, аналитические весы, универсальные индикаторы (3НВ), стандартная шкала (по Алямовскому), 0,05 %-й раствор метилового оранжевого, 0,1 N раствор соляной кислоты, 10 % раствора азотнокислого се-ребра, раствор серной кислоты (1:3), бюретки со стеклянным краном, нагрева-тельный прибор, раствор марганцовокислого калия (для приготовления 0,01 N раствора 0,32 г марганцовокислого калия вносят в мерную колбу (1000 мл) рас-творяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора дистиллятом до метки), 0,01 N раствор щавелевой кислоты (к 150 мл дистиллята осторожно (по стенкам сосуда) добавляют 50 мл концентрированной серной кислоты), раствор роданистого аммония (или роданистого калия), персульфат аммония.

Задание: провести санитарную оценку состояния источника(ов) водоснаб-

жения. Общие теоретические сведения Здоровье населения во многом зависит от качества используемой воды.

Под загрязнением природных вод понимается любое изменение их состава,

48

свойств, которые могут оказывать негативное влияние на здоровье человека. Основными источниками загрязнения вод являются: 1) сточные воды промыш-ленных предприятий; 2) сточные воды коммунального хозяйства; 3) стоки жи-вотноводческих ферм, систем орошения, стоки с полей; 4) атмосферные осадки; 5) сточные воды с судов. Качество поверхностных вод нормировано для хозяй-ственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользова-ния. Самые высокие требования предъявляются к питьевой воде (ГОСТ 2874–73). Основные показатели пригодности воды определяются ГОСТом по органо-лептическим показателям и безвредности химического состава.

Органолептические показатели – свойства, определяемые при помощи ор-ганов чувств:

а) Прозрачность воды. Мутность воды вызывается взвешенными в ней веществами минерального или органического происхождения. Прозрачность определяется при помощи прибора Снеллена в хорошо освещаемом помеще-нии, не на прямом свету, на расстоянии 1 м от окна. Прибор представляет собой стеклянный цилиндр с плоским дном, цилиндр гранулирован по высоте на сан-тиметры, начиная от дна. Высота градуированной части составляет 30 см. В нижней части цилиндра имеется кран для слива воды, на который надевают ре-зиновую трубку, зажатую пружинным зажимом (зажимом Мора). Цилиндр ук-репляют в специальном штативе. Прозрачность определяют путем чтения спе-циального шрифта через столб воды, находящейся в цилиндре. Цилиндр поме-щают на высоте 4 см от шрифта.

б) Цветность воды обусловлена содержание химических веществ природ-ного и антропогенного происхождения (так, коллоидные соединения железа придают зеленоватый и желтовато-бурый оттенки. Цветность определяется пу-тем сравнения с растворами, окраска которых приближается к окраске природ-ных вод. В качестве стандарта используют платиново-кобальтовую шкалу.

в) Запах воды обусловлен разложением органики, присутствием микроор-ганизмов, продуктами реакций, поступлением веществ техногенного характера. Характер запаха искусственного происхождения называют по соответствую-щему веществу (фенольный, хлорный и т. п.). При определении запаха иссле-дуемой воды должны соблюдаться условия: а) воздух в помещении, где произ-водится определение, волосы, одежда руки наблюдателя не должны иметь ни-какого запаха; б) нельзя одному и тому же лицу длительное время подряд про-изводить определение запаха. Интенсивность оценивают по пятибалльной сис-теме при температуре 20–60°, причем для питьевой воды она не должна пре-вышать двух баллов.

г) Вкус воды придается растворенными в ней минеральными соединения-ми, продуктами распада органики, сточными водами, флорой и фауной в пери-од ее развития. Различают четыре вкуса воды: соленый, горький, сладкий и кислый. Остальные виды вкусовых ощущений называют привкусами, характе-ризуя их по соответствующим признакам: рыбный, металлический и т.п. Каче-ство вкуса и привкуса определяется в сырой воде, если вода была отобрана в сомнительных в санитарном отношении источников ее кипятят и охлаждают до комнатной температуры.

49

Химический анализ воды заключается в определении показателей загряз-нения органическими и химическими веществами

а) Окисляемость воды характеризует степень загрязнения органикой и легко окисляющихся неорганических соединений (Fe+2, нитритов, сероводоро-да, сульфитов). Оценивается окисляемость по количеству миллиграмм кисло-рода, израсходованного на окисление органических веществ в 1 л воды. Для оценки степени загрязнения органическими примесями используют показатель биохимической потребности в кислороде (БПК). БПК показывает, какое коли-чество кислорода (мг/л) расходуется аэробными организмами на окисление ор-ганики. Предельно допустимая окисляемость зимой 15–20 мг/л и летом 20–30 мг/л кислорода.

б) Жесткость – содержание в воде хлоридов, сульфатов некарбонатная жесткость), гидрокарбонатов кальция и магния( карбонатная жесткость). Вели-чина жесткости выражается в градусах жесткости (или миллиграмм-эквивалентах). За 1 градус принимают одну весовую часть окиси кальция CaO или эквивалентные количества окиси магния MgO на 100 000 частей воды, что соответствует 10 мг CaO на 1 л воды или 7,2 мг MgO (для перевода 1 мг = 1 экв/л в градусы численную величину миллиграмм-эквивалента на 1 л умножают на 2,8. Для питьевой воды жесткость не должна превышать 7,0 мэкв/л.

в) Кислотность обусловлена присутствием свободной угольной и других кислот или гидролитически кислых солей.

г) Щелочность зависит от присутствия свободных щелочей и гидролити-чески щелочных солей и выражается в миллиграмм-эквивалентах, что соответ-ствует количеству миллилитров 0,1 N, растворяя соляной кислоты, израсходо-ванной на титрирование 100 мл испытуемой воды.

д) Сухой остаток характеризует количество нелетучих веществ. Химиче-ский состав воды зависти от характера и состава поступающих в природные во-ды сточных вод. Питьевая вода не должна иметь сухой остаток более 1 мг/л.

Общие требования к составу и свойствам водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых целей согласно СаНПиН 2.1.4.559–96 представлены в приложении, табл. 7.

Для полного химического анализа пробы воды отбирают в бутыли емко-стью 5 л, для сокращенного анализа емкостью 2 л. Бутыли должны быть чисто вымыты и ополоснуты дистиллированной водой. С целью определения пригод-ности воды для централизированного водоснабжения, пробы отбирают в той точке и на той глубине, которые намечены для забора воды. Из грунтовых ко-лодцев и родников желательно производит две выемки: одну рано утром, до расходования воды, и вторую вечером. При отсутствии батометра пробы берут бутылью, бутыль вставляют в тяжелую оправу или подвешивают к ней груз. К пробке привязывают шнур (с небольшой глубины можно использовать шест). Поместив бутыль на намеченной глубине, пользуясь шнуром, прикрепленным к пробке, вынимают пробку. Во всех случаях бутыль ополаскивают не менее двух раз водой, подлежащей исследованию, бутыль заполняют водой до верха,

50

после чего верхний слой сливают с таким расчетом чтобы под пробкой остался только небольшой слой воздуха.

При отборе проб составляют сопроводительный документ, содержащий следующие сведения: 1) наименование источника и его местоположение; 2) да-ту выемки (число, месяц, год, час); 3) место и точку выемки (расстояние от бе-рега, глубина (от поверхности и дна); 4) при отборе проб из колодцев, скважин, открытых водоемов указывают метеорологические условия (в день отбора и предшествующие 10 дней); 5) цель исследования, особые условия; 6) подпись лица, производившего отбор. В случае невозможности проведения анализа в день отбора пробы хранят в холодильнике (предохраняют от замерзания, нагре-вания), предельный срок хранения – 72 часа (для чистой воды), 48 для малоза-грязненной и 12 для загрязненной воды.

Технология работы 1. Определить физические свойства воды. При определении физических

свойств заполнять табл. 35. 1.1. Определить температуру исследуемых проб (производится при выемке

проб). Для определения воду наливают в сосуд емкостью 1 л, температура ко-торого доведена до температуры воды. Нижнюю часть термометра погружают в воду и через 5 мин делают отчет показаний термометра (выражается с точно-стью до 1°). При отчете мениск термометра должен находится на уровне глаз, во время определения стенки сосуда должны быть защищены от нагрева или охлаждения.

1.2. Определить запах воды, его интенсивность и характер запаха естест-венного и искусственного происхождения. Температуру исследуемой воды до-водят до 15–20°, после чего воду наливают в широкогорлую колбу емкостью 150–200 мл на 2/3 объема колбы. Колбу покрывают часовым стеклом и встряхи-вают вращательными движениями, после чего снимают стекло и втягивают но-сом воздух из колбы.

Таблица 35

Физические свойства воды

Физические свойства воды Характеристика, результат работы описание количество

Характер запаха естественного происхождения определяют по табл. 36, а

интенсивность – по табл. 37. 1.3. Определить вкус, привкус воды и содержание солей. Воду в количест-

ве 15 мл набирают в рот и держат несколько секунд (проглатывать не жела-тельно). Интенсивность вкуса определяют так же, как и интенсивность запаха по табл. 37, содержание солей определить по табл. 38.

1.4. Определить прозрачность воды. Испытуемую воду хорошо взбалты-вают и сразу переливают в цилиндр прибора Снеллена и, сливая воду из боко-вой трубки, находят предельную высоту столба воды, при которой чтение

51

шрифта еще возможно. Прозрачность воды выражают в сантиметрах высоты столба с точностью до 0,5 см.

Таблица 36

Определение характера и рода запаха воды

Характер запаха

Примерный род запаха

Характер запаха

Примерный род запаха

Ароматичный Огуречный, цветочный Плесневый Затхлый, застойный Болотный Илистый, тинистый Рыбный Рыбьего жира, рыбы Гнилостный Сточный, фекальный Сероводородный Тухлых яиц Древесный Запах мокрой щепы, древесной

коры Травянистый Сена, скошенной травы

Землистый Прелый, свежевспаханной земли, глинистый

Неопределенный Запах естественного происхождения, не под-ходящий под предыду-щие определения

Таблица 37

Оценка интенсивности запаха воды

Баллы Интенсивность запаха Характеристика запаха

0 Никакого Отсутствие ощутимого запаха 1 Очень слабый Запах, не обнаруживаемый потребителем, но обнаруживаемый в ла-

бораторных условиях опытным исследователем 2 Слабый Не привлекает внимания, но его можно заметить, если указать на него 3 Заметный Легко обнаруживается и могущий вызвать неодобрение потребителя 4 Отчетливый Обращает на себя внимание и делает воду непригодной для питья 5 Очень сильный Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

Таблица 38

Предельная концентрация солей, вызывающих вкусовые ощущения

Концентрация солей, мг/л Соли Характер

вкуса Вкус еле ощутимый Вкус, воспринимаемый как неприятный NaCl Соленый 150 500 MgCl Горький 100 400 MgSO4 Горький 200 500 CaSO4 Вяжущий 70 150 KCl Горький 350 700 FeSO4 Железистый 1,5 5,0 MnCl2 Болотный 2,0 4,0 FeCl2 болотный 0,3 0,5

1.5. Определить мутность воды при помощи мутномера системы Бейлиса. 1.6. Определить цветность воды. Если вода имеет прозрачность менее

20 см по Снеллену ее необходимо отфильтровать или отцентрифугировать. При загрязнении водоемов сточными водами вода может иметь окраску не свойст-венную природным водам, в таких случаях описывают цвет воды и определяют

52

степень разбавления дистиллированной водой, при которой вода не имеет окра-ски в столбике высотой 5, 10 и 20 см.

Для определения цветности в цилиндре Несслера наливают 100 мл иссле-дуемой воды и, производя просмотр сверху на белом фоне, сопоставляют окра-ску испытуемой воды с окраской растворов шкалы, начиная с 0° до установления тождественности окрасок. Цветность от 1 до 50° выражается с точностью до 2°, от 51 до 100° – 5°, от 101 до 250°с точностью до 10°, от 251 до 500° – до 20°.

Если исследуемая вода имеет цветность выше 80°, ее разбавляют дистил-лированной водой. При вычислении результата определения найденную цвет-ность умножают на кратность разбавления.

Пример. 10 мл воды доведены дистиллированной водой до 100 мл, полученный рас-

твор по цветности тождественен стандартному раствору с цветностью 40°. Цветность иссле-дуемой воды будет равна: 40º · 10 = 400º.

2. Определить химический состав воды. 2.1. Определение сухого остатка. 250–500 мл воды фильтруют через беззольный фильтр и досуха выпарива-

ют на водяной бане в небольшой фарфоровой чашке, которую до определения необходимо высушить до постоянного веса в сушильном шкафу (для этого чашку помещают в сушильный шкаф, нагретый до 110 °С, первое высушивание проводят в течение одного-полутора часов, затем ее охлаждают в эксикаторе над хлористым кальцием или серной кислотой и взвешивают на аналитических весах, последующее высушивание производят по полчаса. Постоянным весом следует считать вес, разнящийся от предыдущего не более чем на 0,2 мг). Затем необходимо взвесить чашку с сухим остатком и провести расчет величины су-хого остатка:

( ),

10001

V

nnХ

−=

где Х – величина сухого остатка; n – вес чашки с сухим остатком; n1 – вес чаш-ки; V – объем взятой для определения воды.

2.2. Определить активную реакцию (возможно определение несколькими способами):

1) по Алямовскому: в пробирку, однотипную с пробирками стандартной шкалы вносят 10 мл исследуемой воды и 0,6 мл смешанного индикатора. Жид-кость в пробирке осторожно, не закрывая пальцами пробирки, взбалтывают и сопоставляют окраску содержимого пробирки с окраской растворов стандарт-ной шкалы;

2) с помощью универсальных индикаторов (3НВ); 3) при помощи портативного рН-метра; 4) при помощи универсальной индикаторной бумаги: при рН = 2 – красная,

3 – красно-оранжевая; 4 – оранжевая; 5 – желто-оранжевая; 6 – лимонно-желтая; 7 – желто-зеленая; 8 – зеленая; 9 – сине-зеленая; 10 – синяя; 11 – сине-фиолетовая).

53

2.3. Определение щелочности. В две конические колбы вносят по 100 мл исследуемой воды и по 3 капли

0,05 % раствора метилового оранжевого. Используя содержимое одной из колб в качестве контроля, титрируют 0,1 N раствором соляной кислоты до появления слабо оранжевого оттенка. Расчет произвести по формуле

Х = a · k,

где а – количество мл 0,1 N раствора соляной кислоты, пошедшее на титриро-вание; k – поправочный коэффициент 0,1 N раствора соляной кислоты:

,щел

a

kbK

⋅=

где b – количество мл 0,1 N раствора щелочи, прошедшее титрирование; kщел – поправочный коэффициент раствора щелочи.

Пример. На титрирование 100 мл воды пошло 6,5 мл 0,1 N раствора соляной кислоты.

Поправочный коэффициент 0,960. Так как в 1 л 1 N раствора содержится 1 г-экв., в 1 мл 1 N раствора будет содержаться 1/1000 г-экв., т. е. 1 мг-экв. На титрирование воды пошло 6,5 · 0,960 = 6,24 мл точно 0,1 N раствора соляной кислоты. На титрирование 1 л этой воды будет израсходовано 6,24 · 10 = 62,4 мл 0,1 N соляной кислоты или 6,24 мл 1 N раствора со-ляной кислоты, содержащих 6,24 мг-экв.

2.4. Определить карбонатную жесткость воды. Величина щелочности воды равна величине карбонатной жесткости, вы-

раженной в мг-экв, т. к. эквивалентный вес CaO = 28,04 (молекулярный – 56,07), мг/экв. CaO будет равен 28,04 мг. Зная, что 1° жесткости соответствует 10 мг CaO, можно рассчитать величину жесткости, умножив на 2,8 (для пере-счета в градусы необходимо 2,8/10 = 2,8).

Примечание. Определение жесткости воды можно провести трилонометрическим методом.

2.5. Определение хлоридов (приближенное определение). 5 мл испытуемой воды вносят в пробирку и прибавляют 3 капли 10 % рас-

твора азотнокислого серебра, подкисленного азотной кислотой. Примерное со-держание хлоридов определяют по степени мутности или осадка по табл. 39.

Таблица 39

Приближенное определение хлоридов в воде

Осадок или муть Содержание Cl–, мг/л Слабая муть 1–10 Сильная муть 10–50 Образующиеся хлопья осаждаются не сразу 50–100 Белый объемистый осадок Более 100

При содержании хлора в количестве менее 250 мг/л для определения берут

100 мл исследуемой воды (при большем содержании берут 10–50 мл испытуе-

54

мой воды и доводят объем дистиллированной водой до 100 мл). В две кониче-ские колбы (по 250 мл) вносят по 100 мл исследуемой вод, прибавляют по 1 мл раствора хромовокислого калия. Одну пробу титрируют раствором азотнокис-лого серебра до появления оранжевого оттенка, вторую – используют в качест-ве контроля. К оттитрованной первой пробе прибавляют 2–3 капли хлористого натрия и используют его в качестве контроля, титрируют вторую пробу до по-явления оранжевого оттенка. Содержание хлор-иона определяют по формуле

,1000

V

KnX

⋅⋅=

где n – число мл раствора азотнокислого серебра, израсходованного на титри-рование; K – поправочный коэффициент раствора азотнокислого серебра

++=

321 nnn

vK , v – сумма проб, мл, n1, 2, 3 – количество мл раствора азотно-

кислого серебра, прошедшее три точных титрирования); V – количество мл во-ды, взятой для определения.

2.6. Определение окисляемости воды. Вариант 1. В коническую колбу (250 мл) вносят пипеткой 100 мл иссле-

дуемой воды, 5 мл раствора серной кислоты (1:3), 3–4 стеклянных капилляра (для равномерного кипения) и из бюретки со стеклянным краном точно 10 мл 0,01 N раствора марганцовокислого калия. Колбу покрывают часовым стеклом и нагревают на сильном огне до начала кипени, после чего, уменьшив нагрев, поддерживают кипение, поддерживают кипячение точно 10 минут с начала ки-пения, затем колбу снимают и приливают к горячему раствору из бюретки точ-но 10 мл 0,01 N раствора щавелевой кислоты и перемешивают содержимое кру-гообразным взбалтыванием. Обесцветившуюся жидкость титрируют раствором марганцовокислого калия до устойчивого розового окрашивания (по окончании кипячения содержимое колбы должно оставаться окрашенным в розово – фио-летовый цвет). Результат определения вычисляют по формуле

( )[ ],

100008,01021

V

KAAX

⋅−+=

где Х – окисляемость исследуемой воды (мг кислорода на 1 л); А1 – число мл 0,01 N раствора марганцовокислого калия, прибавленного до начала кипения; А2 – число мл 0,01 N раствора марганцовокислого калия, пошедшее на обратное титрирование; 0,08 – количество миллиграммов кислорода, выделяемого в ре-акции 1 мл точно 0,01 N раствора марганцовокислого калия.

Вариант 2. В пробирку налить 10 мл отфильтрованной исследуемой воды,

добавить 0,5 мл 30 %-й серной кислоты и 1 мл 0,01 N марганцовокислого калия. Смесь перемешать и оставить при температуре 20 °С на 20 мин (или на 40 мин при температуре 10°). Определить содержание кислорода по табл. 40.

55

Таблица 40 Определение содержания кислорода по окраске раствора

Цвет раствора Содержание кислорода, мг/л Ярко-розовый 1 Лилово-розовый 2 Слабо-лилово-розовый 46 Бледно-розовый 8 Розово-желтый 12 Желтый 16

Вариант 3. В коническую колбу (250 мл) внося пипеткой 100 мл иссле-

дуемой воды, прибавляют 5 мл раствора серной кислоты 1:3 и 10 мл 0,01 N рас-твора марганцовокислого калия. Содержимое взбалтывают и оставляют на 15 мин, затем прибавляют 10 мл 0,01 N раствора соли Мора и титрируют обес-цветившуюся жидкость до появления розовой окраски. Записывают расход рас-твора марганцовокислого калия.

По истечении титрирования в колбу вносят еще 10 мл раствора соли Мора, перемешивают и вновь титруют 0,01 N перманганата калия до появления розо-вой окраски. Записывают число миллилитров 0,01 N раствора марганцовокис-лого калия, израсходованного на титрирование (второй расход KMnO4). Расход определяют по формуле

Х = [(А1 + А2) – 10]K · 0,8.

Для пересчета окисляемости, определенной холодным методом на окис-ляемость, определенную при кипячении, результат определения умножают на коэффициент пересчета (табл. 41).

Таблица 41

Ориентировочный коэффициент для пересчета

Температура 0–5 6–10 11–15 16–20 21–25 26–30 Коэффициент 6 5 4,3 3,9 3,25 3

2.7. Определить содержание в воде железа с приближенной количествен-

ной оценкой. В пробирку наливают 10 мл исследуемой воды, прибавляют по 2 капли соляной кислоты и несколько кристаллов персульфата аммония. После взбалтывания прибавляют 0,2 мл (4 капли) 50 % раствора роданистого аммония (или роданистого калия). Используя табл. 42, определяют примерное количест-во суммарного двух- и трехвалентного железа в воде.

Требования к отчету 1. Результаты (в виде заполненной таблицы), выводы в соответствии с тех-

нологией выполнения. 2. Уметь отвечать на контрольные вопросы.

56

Таблица 42 Приближенное определение железа

Окрашивание при рассмотрении сбоку

Окрашивание при рассмотрении сверху вниз

Содержание желе- за (Fe+++, мг/л)

Окрашивания нет Окрашивания нет Менее 0,05 Едва заметное желтовато-розовое Чрезвычайно слабое желтовато-розовое 0,1 Очень слабое желтовато-розовое Слабое желтовато-розовое 0,25 Слабое желтовато-розовое Светлое желтовато-розовое 0,5 Светлое желтовато-розовое Желтовато-розовое 1,0 Сильно желтовато-розовое Желтовато-красное 2,0 Светлое желтовато-красное Ярко-красное 5,0

Контрольные вопросы 1. Назовите основные физические свойства воды. 2. Какие требования (по химическому составу, физическим свойствам)

предъявляются к питьевой воде? Чем регламентируется состав хозяйственно-питьевой воды?

3. С какой целью проводится санитарно-химическое исследование воды? 4. Как можно определить содержание химических веществ в воде и харак-

тер загрязнения (приведите примеры).

Список рекомендуемой литературы 1. Кондратьев, В. Г. Общая гигиена [Текст] : учебник / В. Г. Кондратьев. – М. : Меди-

цина, 1967. – 430 с. 2. Орлов, Д. С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении [Текст] :



Тема: Агроценозы: условия существования и экологические проблемы ис-

пользования сельского хозяйства. Цель работы: изучение механического и химического состава почвы, оз-

накомление с методами исследования свойств почвы с использованием биоин-дикаторов.

Задачи: овладение навыками исследования свойств почвы. Обеспечивающие средства: 10 %-я соляная кислота, 1 %-й раствор дефи-

ниламина, части растения или органы, пипетки, предметные стекла, почвенные срезы, рН-метры или тест-индикаторы, топографические карты

Задание: провести анализ почвы (механического и химического состава). Примечание. Работа может быть проведена частично в лабораторных условиях при

наличии образцов почвы.

57

Общие теоретические сведения Почва – это поверхностный слой земной коры, возникающий в результате

воздействия биосферы и атмосферы на литосферу и обладающий плодородием, она является вторичным производным природным телом. Почва является глав-ным средством сельскохозяйственного производства и основой агроэкосистем. Агроэкосистемы – вторичные, измененные человеком биогеоценозы.

Технология работы 1. Определить механический состав почвы сухим методом, используя табл. 43.

Таблица 43

Определение механического состава почв

Механический состав

Содержание глины, % Состояние сухого образца Ощущение при растирании

Песок Менее 10 Сыпучая масса без комочков Состоит полностью из песка Супесь 10–20 Комочки слабые, округлой фор-

мы, легко раздавливаются Преобладают песчаные час-тицы, мелкие частицы яв-ляются примесью

Легкий сугли-нок

20–30 Комочки разрушаются с не-большим усилием

Преобладают песчаные час-тицы

Средний суг-линок

30–40 Разрушение структур происхо-дит с трудом, намечается угло-ватость форм структур

Песчаные частицы хорошо различимы, глинистых при-мерно половина

Тяжелый суг-линок

40–50 Агрегаты плотные, угловатые Песчаных частиц почти нет, преобладают глинистые

Глина Более 50 Агрегаты очень плотные, угло-ватые

Тонкая однородная масса, песчаных частиц нет

2. Определить влажность почвы и глубину залегания грунтовых вод, ис-

пользуя табл. 44, 45.

Таблица 44 Биоиндикаторы влажности

Местообитание Биоиндикаторы Сухое Кошачья лапка, ястребинка волосистая, очиток, душица, толокнянка,

наземные лишайники, сон-трава. Обеспеченные влагой, но не сырые

Тимофеевка, пырей ползучий, клевер луговой, копытень, кислица, золотая рогоза, лисохвост луговой, ежа сборная, костяника.

Влажные, иногда сы-рые и заболоченные

Калужница, камыш лесной, багульник, сабельник, сфагнум.

Таблица 45

Определение глубины залегания грунтовых вод по биоиндикаторам

Глубина, см Биоиндикаторы 0–10 Осока дернистая, осока пузырчатая, тростник 10–50 Осока лисья, осока острая, вейник Лангсдорфа 50–100 Таволга вязолистная, манник, канареечник 100–150 Овсяница луговая, горошек мышиный, чина луговая, полевица белая Более 150 Костер безостый, клевер луговой, подорожник большой, пырей ползучий

58

3. Определите кислотность почвы (с помощью рН-метром или тест-индикатором и по биоиндикаторам, по табл. 46).

Таблица 46

Биоиндикаторы кислотности почв

Почвы Биоиндикаторы Кислые (рН меньше 5,0) Белоус, щавель малый, хвощ, клюква, вереск, сфагнум, зеленые

мхи, голубика Слабокислые (рН 5,1–5,5) Ромашка непахучая, манжетка, вейник ланцетный, лютик едкий,

погремок Нейтральные, близкие к нейтральным (рН 5,5–7,0)

Овсяница луговая, борщевик сибирский, тимофеевка луговая, клевер луговой, лисохвост луговой

Щелочные (рН больше 7,0) Бузина сибирская, горчица, очиток едкий, бересклет бородавча-тый, мать-и-мачеха

4. Определить содержание карбоната кальция (СаСО3). Нанести небольшое

количество 10 % соляной кислоты на почву и пронаблюдать за происходящей реакцией. Для определения содержания СаСО3 использовать табл. 47.

Таблица 47

Полевое определение содержания СаСО3 в почве

Почва СаСО3, % Звуковые эффекты Визуальные проявления Некарбонатная < 0,5 Нет Нет Очень слабокарбонатная 0,5–1,0 Едва слышны Нет Слабокарбонатная 1,0 – 2,0 Умеренно слышны Едва видимое слабое вскипание Умеренно карбонатная 2,0–5,0 Отчетливо слыш-

ны Вскипание хорошо заметно

Карбонатная 5,0–10,0 Легко слышны Умеренное вскипание, пузырьки размером 3 мм

Сильнокарбонатная > 10 Легко слышны Сильное вскипание, пузырьки лег-ко различимы, крупные

5. Используя топографическую карту местности, определите уклон мест-

ности:

tgφ = Hc/L,

где Нс – разница высот (м) между двумя точками местности (устанавливается по горизонталям); L – расстояние (м) между точками (с учетом масштаба).

6. Определите содержание нитратов в растениях. Для этого свежий попе-речный срез растения (стебля, клубня и т. д.) поместите на предметное стекло и нанесите одну каплю 1 % раствора дефиниламина. По окраске определите со-держание нитратов (табл. 48).

7. Сделайте вывод о механическом и химическом составе изученной поч-вы, степени подверженности эрозионным процессам. Дайте рекомендации по улучшению агрохимических свойств почвы и по правилам агротехнической об-работки почвы в данной местности.

59

Таблица 48 Содержание нитратов

Окраска среза Содержание нитратов Нет окраски Очень острая нехватка Бледно-голубая. Исчезает быстро Острая нехватка Голубая окраска сосудов. Исчезает быстро Нехватка Срез и сок имеют голубую окраску, которая исчезает через 2–3 мин Слабая нехватка Срез и сок синие Достаточное Срез и сок окрашены в интенсивно-синий цвет, который сохраняется некоторое время

Норма

Срез и сок темно-синие, окраска устойчивая Избыток

Требования к отчету 1. Представить результаты в виде записей в соответствие с технологией

работы и вывода по работе. 2. Уметь отвечать на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Раскройте понятия: агроэкосистема, биомониторинг, биоиндикаторы,

почва. 2. Назовите причины деградации земельных ресурсов. 3. К каким последствиям приводит загрязнение почв, нарушение агротех-

нических приемов посева культур и обработки почвы? 4. Какое влияние оказывают нитраты на организм человека? 5. В чем заключаются особенности агроэкосистем в сравнении с природ-

ными экосистемами? Список рекомендуемой литературы 1. Черников, В. А. Агроэкология [Текст] : учебник / В. А. Черников [и др.] ; под ред.

В. А. Черникова, А. И. Чекереса. – М. : Колос, 2000. – 536 с.

60

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1 Нормы расхода топлива

Марка, модель АТС Норма расхода топлива, л/100 км

1 2 Легковые

ВАЗ-1111 6.5 ВАЗ-2104-043,053; 07 8.5 ВАЗ-2106-063 9.0 ВАЗ-2108-083,09 8.0 ВАЗ-21093,099 7.5 ВАЗ-2110(1.51) 7.1 ВАЗ-21213 11.5 ГАЗ-2410,11 13.5 ГАЗ-3102, -10(ЗМЗ 4062.10,5-ст. КПП) 12.0 ГАЗ-3102, -10(ЗМЗ 402; 4-ст. КПП) 12.5 ГАЗ-31029(ЗМЗ -402, 4-ст. КПП) 13.0 ЗАЗ-1102 7.0 Москвич-412, 2140, 2141, ИЖ-2125 13.0 Москвич-21412-1 8.5 ЛУАЗ- 1302 11.0 УАЗ-3151 16.0 УАЗ-31512 15.5 Fогd Маvеriск 2.7 ТD 10.0 Fогd Моndео 1.8i 9.0 Fогd Sсогрio 2.0i 8.5 Grаnd Сhегокее 15.3 К1а 8роrtage Меrsеdеs Веnz Е200

12.2

Nissan Махima QХ 2.0 12,0 Nissan Primera 1.6 7,3 SААВ 9000 9,65 Vо1kswagen Gо1f 1. 8 9,0 VOLVO 940 10,5

Автобусы ГАЗ-3221 «Газель» (ЗМЗ-4026,10;5 КПП) 15,2 УАЗ-2206 17,2 Vо1kswagen Тгапзройег 2.4 9,5 д РАФ-2203 15,0 Кавз 3976 30,0 ПАЗ 3205 (ЗМЗ 5 112- 10) 32,0 ПАЗ 3205-70 (ММЗ Д-245,7) 20,9 д ЛАЗ-695Н 41,0 ЛиАЗ 52567 37,4 ЛиАЗ 677М 54,0 Икарус 260 (Икарус 280; Икарус 256) 40,0 д (43,0 д;34,0 д) Мегсееез Веnz «Витязь» 0 303 28.3 l

Бортовые ГАЗ-3302 «Газель» (ЗМЗ 4026.10 5 КПП) 16,0

61


1 2 УАЗ-3303 16,5 ГАЗ-3307 24,5 ЗИЛ-433 1 25,0 д ЗИЛ-5301 14,78 д КамАЗ-5320 25,0 д КрАЗ-65101 МАЗ-53366 38,0 д МАЗ-53366 31,7 д

Тягачи МАЗ-64226 35,0 д КамАЗ-54 10 25,0 д Vоlуо FН12 27,0 д

Самосвалы ГАЗ-САЗ-3507-01 28,0 ЗИЛ-4508 37,0 КамАЗ-55 111 36,5 д КрАЗ-65 10 48,0 д МАЗ-5551 28,0 д Таtrа-815 42,0 д БелАЗ-7548 160,0 д

Фургоны ГАЗ-2705 «Газель» (ЗМЗ-4026.10 5 КПП) 16,0 УАЗ-3741 16,5 ГЗСА-3706 27,0 ИЖ-2715 11,0

Таблица 2

Надбавки и скидки на нормы расхода топлива

Условие применения Величина надбав-ки (скидки) D, %

1 2 Работа в зимнее время (продолжительность 5 мес) + 10 Работа на дорогах со сложным планом (наличие в среднем на 1 км пути более пяти закруглений радиусом R ≤ 40 м

+ 10

Работа в городах с населением большим 2,5 млн. чел., в городах от 0,5 до 2,5 млн чел., в городах до 0,5 млн чел. При учебной езде

+20,0

Работа, требующая частых технологических остановок, (маршрутные ав-тобусы, инкассация денег и т. д.)

+15,0

Перевозка крупногабаритных, взрывоопасных и т. п. грузов, стекла, при вы-полнении полевых работ со скоростью от 2 до 20 км/ч, движение в колон-нах, требующих пониженных скоростей движения автомобилей (до 20 км/ч)

+10,0

Для автомобилей, находящихся в эксплуатации более 8 лет +10,0 Работа с тяжелыми условиями (в карьерах, при проведении с/х работ, на лесных участках)

+10,0

Работа в тяжелых дорожных условиях в период сезонной распутицы, снежных или песчаных заносов и т. д.

+35,0

При использовании кондиционера +5,0 При работе на дорогах с твердым покрытием, за пределом пригородной зоны на равнинной, слабохолмистой местности (высота над уровнем моря до 300 м)

–15,0

62


1 2 При работе на дорогах с твердым покрытием но с холмистой местностью (высота над уровнем моря от 300 до 1000 м)

–10,0

При работе на дорогах из щебня, битумоминеральной смеси за пределами пригородной зоны и гористой местности (от 1000 до 2000 м над уровнем моря)

–5,0

При эксплуатации заказных и ведомственных автобусов, не работающих на постоянных маршрутах

–10,0

Примечание. При эксплуатации автомобиля в зоне 50 км от черты города с численно-

стью 2,5 млн чел.; вне города (с численностью от 0,5 до 2,4 млн чел.) в зоне до 15 км и с на-селением менее 0,5 млн чел. в зоне до 5 км, поправочные коэффициенты (повышающие или понижающие) не применяются.

Таблица 3

Нормы расхода топлива для специализированных автотранспортных средств

Модель специализированного автомобиля

Базовая модель

Норма на пробег, л/100 км

Норма на работу оборудования, л/ч

(Нт) Бурильная установка УРБ-50М ГАЗ - 66 32,0 8,0 Вышка телескопическая АГП-12А ГАЗ – 53А 30,5 3,5 Краны автомобильные: КС-35628 МАЗ-5334 33,0д 6,0д КС-4572 КаМАЗ-53213 31,0д 6,0д КС-3574 Урал-5557 46,0д 6,0д Пожарные автомобили АЦ-40-181 ЗИЛ-133Г1 54,0 21,0 Автомобиль-битумовоз ДС-41А ЗИЛ-130В1 38,0 11,0 Автомобиль-гудронатор Д-640А ЗИЛ-130В1 34,5 18,0 Автомобиль-самопогрузчик А-130 Ф ГАЗ-53-12 27,0 2,1* Автомобиль-топливозаправщик: АВВ-3,6 ГАЗ-53-12 25,5 3,0 АУ-4,2-130 ЗИЛ-130 32,0 3,5 АУ-8-5334 МАЗ- 5334 24,0д 3,0д Автомобиль-цементовоз: РП-1 ЗИЛ-130В1 36,0 3,0 СБ-92 КаМАЗ-55111 39,5д 5,0

Таблица 4

Пробеговый выброс при движении в городских условиях

Выброс загрязняющих веществ Тип АТС Тип

двигателя СО СН NOх Твердые частицы

Единицы измерения

1 2 3 4 5 6 7 Бензиновый

(карбюраторный) 52,6 4,7 5,1 – г/км

1. Отечественные грузовые автомобили грузоподъемно-стью от 2 до 5 т (дата выпус-ка до 1999 г.). Дизельный 2,8 1,1 8,2 0,5 г/км

63

Продолжение табл. 4

1 2 3 4 5 6 7 2. Отечественные малотон-нажные грузовые автомобили полной массой до 3,5 т (после 1999 г.).

Бензиновый, дизельный

2,72–6,9 0,97*–1,7* – – г/км

3. Европейские малотоннаж-ные грузовики полной массой: - до 3,5 т (до 1998г.).

Бензиновый, дизельный 2,72–6,9 0,97*–1,7* – 0,14–0,2 Бензиновый 2,2–5,0 0,5*–0,7* – - после 1998 г. Дизельный 1,0–1,5 0,7*–1,2* –

0,08–0,17

г/км

4. Японские малотоннажные грузовики полной массой: - до 1,265 т

2,7

0,62

0,72

0,2 - от 1,265 до 2,5 т

Дизельный

2,7 0,62 0,84 0,2

г/км

5. Малотоннажные грузовые автомобили производства США полной массой до 3,9 т, дата выпуска: - до 1993 г.

2,2

0,26

0,63

0,13 - после 1993 г.

Дизельный

2,2 0,16 0,63 0,05

г/км

Бензиновый (карбюраторный) 73,2 5,5 9,2 – Дизельный 3,2 1,3 11,4 0,8

6. Отечественные грузовые автомобили грузоподъемно-стью от 5 до 8 т (дата выпус-ка до 1999 г.). Газовый 37,4 4,4 9,2 –

г/км

Дизельный 4,0 1,0 7,0 0,15

7. Отечественные грузовые автомобили полной массой свыше 3,5 т (дата выпуска после 1999 г.** ). Газовый 4,0 1,0 7,0 –

г/кВт · ч

8. Европейские грузовые ав-томобили полной массой свыше 3,5 т, дата выпуска: - до 1996 г.** ) 4,5 1,1 8,0 - после 1996 г.**

Дизельный, газовый

4,0 1,0 7,0

0,36 (ди-зельный)

г/кВт · ч

Дизельный 7,4 2,9 5,0 0,7 9. Японские грузовые авто-мобили полной массой свы-ше 2,5 т**

Дизельный с непосредствен-ным впрыском топлива 7,4 2,9 6,0 0,7

г/кВт · ч

10. Грузовые автомобили про-изводства США полной мас-сой свыше 3,9 т, дата выпуска: - до 1990 г.**

Дизельный

11,4 0,96 4,41 0,44

г/кВт · .ч

- с 1990 до 1993 г.** 11,4 0,96 3,68 0,18 - с 1994 по 1997 г.** 11,4 0,96 3,68 0,7 - с 1998 г.**

11,4 0,96 2,94 0,7

Бензиновый (карбюраторный) 14 2,8 2,7 – Бензиновый

(впрыск) 2,72 0,97* – –

11. Отечественные микроав-тобусы

Дизельный 2,72 0,97* – 0,14

г/км

64

Продолжение табл. 4

1 2 3 4 5 6 7 Бензиновый

(впрыск) 2,72 0,97* – – 12. Европейские микроавто-бусы, дата выпуска: - до 1996 г. Дизельный 2,72 0,97* – 0,14

Бензиновый (впрыск) 2,2 0,5* – –

- после 1996 г.

Дизельный 1,0 0,7* – 0,08

г/км

Бензиновый (впрыск) 2,1 0,25 0,25 –

13. Японские микроавтобусы

Дизельный 2,7 0,62 0,84 0,2 г/км

14. Микроавтобусы произ-водства США, дата выпуска: - до 1993 г.

Бензиновый

(впрыск) 2,13 0,16 0,25 – 2,2 0,26 0,63 0,13 - после 1993 г.

Дизельный 2,2 0,16 0,63 0,05

г/км

Бензиновый

(карбюраторный) 67,1 5,0 9,9 –

15. Отечественные автобусы длиной: - до 9,5 м

Дизельный 4,5 1,4 9,1 0,8 Бензиновый

(карбюраторный) 104,0 7,7 10,4 – - от 10,5 до 12 м

Дизельный 4,9 1,6 10,0 1,0

г/км

16. Европейские и отечествен-ные автобусы с европейскими двигателями, дата выпуска: - до 1996 г.** 4,5 1,1 8,0 0,36 (диз.) - после 1996 г.**

Дизельный, газовый 4,0 1,0 7,0 0,15 (диз.)

г/кВт · ч

Дизельный 7,4 2,9 5,0 0,7 17. Японские автобусы** Дизельный с непосредствен-ным впрыском топлива 7,4 2,9 6,0 0,7

г/кВт · ч

18. Автобусы производства США, дата выпуска:

- до 1990 г.** 11,4 0,96 4,41 0,44 - с 1991 по 1993 г. 11,4 0,96 3,68 0,18 - с 1994 по 1997 г. 11,4 0,96 3,68 0,07 - с 1998 г.**

Дизельный

11,4 0,96 2,94 0,07

г/кВт · ч

19. Отечественные легковые автомобили с объемом дви-гателя: - 1,3–1,8 л

Бензиновый (карбюраторный) 13,0 2,6 2,6 1,5

- 1,9–3,5 л Бензиновый (карбюраторный) 14,0 2,8 2,8 2,7 Бензиновый (впрыск), ди-зельный без нейтрализатора 2,72 0,97* – – Бензиновый

(впрыск) 2,2 0,5* – –

- 1,5–3,0 л

Дизельный с нейтрализатором 1,0 0,7* – –

г/км

65


1 2 3 4 5 6 7 20. Европейские легковые автомобили с датой выпуска: - до 1996 г.

Бензиновый (впрыск), дизельный 2,72 0,97* – 0,14 Бензиновый 2,2 0,5* – – - после 1996 г. Дизельный 1,0 0,7 – 0,08

г/км

Бензиновый (впрыск) 2,1 0,25 0,25 –

21. Японские легковые авто-мобили

Дизельный 2,7 0,62 0,84 0,2 г/км

Бензиновый (впрыск) 2,13 0,16 0,25 – Дизельный до 1993 г. 2,2 0,26 0,63 0,13

22. Легковые автомобили производства США

Дизельный после 1993 г. 2,2 0,16 0,63 0,05

г/км

Примечания. * Сумма выбросов (СП + NОХ); ** Суммарную массу выброса следует рассчитывать исходя из суммы затраченной

мощности на выполненную работу за определенный период времени.

Таблица 5 Перечень загрязняющих веществ и их краткая характеристика

Наименование загрязняющего вещества

Используемый критерий

Значение, мг/м3

Класс опасности

Азота диоксид ПДКм.р. 0,085 2 Азота оксид ПДКм.р. 0,4 3 Сажа ПДКм.р. 0,15 3 Сернистый ангидрид ПДКм.р. 0,5 3 Сероводород ПДКм.р. 0,008 2 Оксид углерода ПДКм.р. 5,0 4 Углеводороды предельные С6-С10 (по гексану) ОБУВ 30,0 – Углеводороды предельные С1-С5 (по метану) ОБУВ 50,0 – Углеводороды предельные С12-С19 ПДКм.р. 1,0 4 Бензол ПДКм.р. 0,3 2 Бенз(α)пирен ПДК с.с. 0,000001 1 Формальдегид ПДКм.р. 0,035 2 Бензин нефтяной ПДКм.р. 5,0 4 Керосин ОБУВ 1,2 – Масло минеральное нефтяное ОБУВ 0,05 – Мазутная зола ПДКс.с. 0,002 2 Пыль неорганическая (SiO2 – 20–70 %) ПДКм.р. 0,30 3 Пыль абразивная ОБУВ 0,04 –

Суммарная загруженность улиц АТС (согласно ГОСТ– 17.22.03–77

Низкая (2,7–3,6 тыс. авт. в сут) Средняя (8–17 тыс.) Высокая (18–27 тыс.)

66

Таблица 6 Степень газоустойчивости некоторых древесно-кустарниковых пород

Степень газоустойчивости Названия

Устойчивые Осина, тополь (бальзамический, канадский, черный, пира-мидальный, амурский), ольха черная, акация желтая, боя-рышник обыкновенный, бузина красная, калина обыкно-венная, можжевельник (сибирский, виргинский), роза (со-бачья, колючая, морщинистая, многоцветковая), сирень обыкновенная, спирея (калинолистная, Вагутта, Бумальда), ива древовидная, вяз (гладкий, шершавый, мелколистный).

Средне устойчивые Береза бородавчатая, ель колючая, лиственница европей-ская, рябина обыкновенная, тополь белый, клен татарский.

Не устойчивые (слабо устойчивые) Лиственница сибирская, черемуха обыкновенная.

Таблица 7

Общие требования к составу и свойствам водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых целей

Показатели Воды I категории (хозяйственно-питьевые)

Воды II категории (культурно-бытовые)

По сравнению с природными условиями содержание взвешенных час-тиц не должно увеличиваться при сбросе сточных вод больше чем:

Взвешенные вещества

на 0,25 мг/л на 0,75 мг/л Плавающие примеси

На поверхности воды не должно быть пленок нефтепродуктов и скоп-лений других примесей.

Запахи и вкусы Интенсивность более двух баллов не допускается. Не должна обнаруживаться в столбике воды:

Окраска 20 см 10 см

Температура Летняя температура в результате спуска сточных вод не должна пре-вышать более чем на 3 °С по сравнению со среднемесячной температу-рой в самый жаркий месяц за последние 10 лет.

Водородный показатель (рН)

Не должен выходить за пределы 6,5–8,5.

Минерализация воды

Не должна превышать по сухо-му остатку 1000 мг/л, в т.ч. хло-ридов 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л.

Нормируются по показатель «прив-кусы».

Растворенный кислород

Не менее 4 мг/л в любой период года в пробе, отобранной до 12 часов дня. При 20 °С не должно превышать

БПКполн 3 мг/л 6 мг/л Возбудители заболеваний

Не допускаются.

Ядовитые вещества

Не должны содержаться в концентрациях, оказывающих прямо или косвенно вредное влияние на организм человека.

67

Таблица 8 Исходные данные для выполнения работы № 3, 4, 5

Вариант Показатели Пробег,

км 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Состав (количество за 1 ч): ВАЗ-21213 140 10 5 4 5 2 7 3 7 2 4 Москвич-2140 50 15 3 5 2 1 4 4 5 3 4 ГАЗ-3221 «Газель» 450 5 3 6 3 6 5 3 5 3 5 РАФ-2203 200 10 4 8 3 – 6 4 10 4 6 Икарус 260 400 4 5 10 2 4 8 8 4 5 8 УАЗ-3303 150 5 3 6 1 – 2 3 5 3 5 ЗИЛ-4331 360 1 – 2 1 – 2 – 1 – 2 ВАЗ-2110 220 6 8 10 3 8 10 5 6 8 4 Grаnd Сhегокее 180 2 3 1 3 1 – 3 2 1 – Nissan Primera 1.6 160 3 2 1 2 – – 2 3 2 – ПАЗ 3205-70 520 4 10 10 8 10 4 9 4 6 4 Условия: Длина участка, м 250 150 100 220 150 350 240 210 200 500 Продольный уклон 0 1 2 1 3 4 2 1 5 6 Скорость ветра, м/с 1 1 2 3 1 2 4 6 3 2 Относительная влажность воздуха, % 55 53 70 80 85 79 95 53 68 91 Скорость потока 40 50 45 65 50 45 40 50 60 40 Ширина улицы, м 55 45 41 42 55 35 25 45 40 51 Расстояние между домами, м 35 32 25 24 32 30 28 25 23 10

Примечание. Для всех вариантов принять: Работа транспорта в условиях города с населением 1 млн чел.: - Магистральные улицы с многоэтажной застройкой. - Наличие светофора. - Покрытие: асфальт. - Характер застройки: двусторонняя.

68

Учебное издание

Составитель ПАРШИНА Елена Ивановна

ЭКОЛОГИЯ

Сборник описаний лабораторных работ для студентов специальностей 150405 «Машины и оборудование лесного комплекса»,

190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство», 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (по отраслям)»,

250403 «Технология деревообработки», 250401 «Лесоинженерное дело», 270102 «Промышленное и гражданское строительство»,

270205 «Автомобильные дороги и аэродромы», 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»

всех форм обучения

___________________________________________________________________________________________ Сыктывкарский лесной институт – филиал государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования «Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова» (СЛИ)

167982, г. Сыктывкар, ул. Ленина, 39 [email protected], www.sli.komi.com

___________________________________________________________________________________________ Подписано в печать 18.07.07. Формат 60 × 90 1/16. Усл. печ. л. 4,2. Тираж 250. Заказ № .

___________________________________________________________________________________________ Редакционно-издательский отдел СЛИ. Отпечатано в типографии СЛИ

ЭКОЛОГИЯ - 62.182.30.4462.182.30.44/ft/201-014290.pdf · 190603 «Сервис...

Documents

Transcript of ЭКОЛОГИЯ - 62.182.30.4462.182.30.44/ft/201-014290.pdf · 190603 «Сервис...