Ответы по экологии1. 1. Предмет экологии. История развития экологии
 Скачать 1.93 Mb.
|
|
54.Почва, состав, плодородие. Почвенный профиль, факторы почвообразования. Типы почв. Литосфера – внешняя твердая оболочка земли, постепенно, с глубиной переходящая в сферы с меньшей плотностью вещества. 1. Верхняя мантия (200 км). 2. Земная кора: на суше 75 км вглубь, на дне океана 5-10 км вглубь. Состав: 50% - SiO2; 25% - AlO3; 10% - Fe2O3; оксиды K, Ca, Mn, P. Земельные ресурсы: 30% - суша. S=129 млн. км2. 10% - пашни. 25% - пастбища, сенокосы. 43% - пустыни. 30% - горы. 3. Верхний слой литосферы – гумус. Гумус – конечный продукт разложения мертвых органических остатков, аморфное вещество, (фенолы, сложные эфиры, карбоновые кислоты) плодородный слой почвы. Гумификация - процесс образования гумуса. Почва - особое природное образование, сформировавшееся в результате преобразования горных пород растениями и животными, т.е. в результате почвообразовательного процесса. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой с/х всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится плодороднее. Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Почва образовывалась из выхода на поверхность земли горных пород под действием ветра, атмосферной влаги, в связи с изменением климата и температурными колебаниями горные породы, под действием микроорганизмов, а позднее лишайников и мхов. Микроорганизмы разлагали остатки растений, образуя гумус - основное органическое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям. Животные и растения окончательно разрушали горную породу, превращая верхний ее слой в почву. Лучшие почвы, влагоемкие и воздухопроницаемые, имеют мелкокомковатую или мелкозернистую структуру из комочков диаметром от 1 до 10 мм. От состава и свойств горной породы, на которой формируется почва, в значительной степени зависят состав и свойства почвы. Почва состоит из твёрдой, жидкой, газообразной и животной частей. Твердая часть - это минеральные и органические частицы. Они составляют от 80-98 % почвенной массы и состоят из песка, глины, илистых частиц, оставшихся от материнской породы в результате почвообразовательного процесса. Соотношение этих частиц характеризует механический состав почвы. Жидкая часть почвы, или почвенный раствор, вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями. Воды в почве содержится от долей процента до 40-60 %. Жидкая часть участвует в снабжении растений водой и растворёнными элементами питания. Газообразная часть, почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Почвенный воздух содержит больше CO2 и меньше O2, чем атмосферный воздух, а также метан, летучие органические соединения и др. Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты и др.), представителей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок), роющих позвоночных. Они обитают в основном в верхних слоях почвы, около корней растений, где добывают себе пищу. Некоторые почвенные организмы могут жить только на корнях. Почва содержит микроэлементы (азот, фосфор, калий, кальций, сера, железо и др.) и микроэлементы (бор, марганец, молибден, цинк и др.), которые растения потребляют в ограниченных количествах. Их соотношение определяет химический состав почвы. Из физических свойств почвы наибольшее значение имеет влагоемкость, водопроницаемость, скважность. Н  аука изучающая почву называется почвоведением.Удерживать влагу могут: глина, суглинка, супесь. Переход жизненно важных элементов в неорганические (в почве): Р фосфаты; С CO2; N NO3; N2 NH4+ (через мочевину). Рекультивация земель – система мероприятий, направленных на восстановление хозяйственной ценности и комплексного улучшения земель, нарушенных в процессе хозяйственной деятельности человека; один из видов мелиорации. Рекультивация земель предусматривает комплексную перестройку нарушенных земель, что дает возможность восстановить утерянную ими пригодность для непосредственного использования и создать полноценные по структуре и функционированию, экологически сбалансированные ландшафты. Условия эффективного использования почв: борьба с эрозией; культурная обработка земли; грамотное использование удобрений; проведение мероприятий по мелиорации и рекультивации. Рекультивация: горнотехническая (засыпка карьеров); биологическая (группы живых организмов, деятельность которых приводит к восстановлению плодородия); лесная (длительное применение до нескольких десятков лет). 55.Деградация почв, причины. Контроль загрязнений. Защита почв. Состав и свойства почвы постоянно меняются под влиянием жизнедеятельности, климата, деятельности человека. При внесении удобрений почва обогащается питательными для растений веществами, изменяет свои физические свойства. Неправильная эксплуатация может привести к нарушению почвенного покрова - к Деградация почвы: эрозия(снесение верхнего слоя почвы водой или ветром), загрязнение, заболачивание, затопление, опустынивание, отчуждение. Почвообразующие факторы: климат, геологическая основа, рельеф, время, биота. Почва: 50–60% - минеральная основа; 10%- органическая основа; 15% - воздух; 20–30% - вода. Загрязнение литосферы. Оценка качества литосферы и пищи. Пестициды. Пестициды (ядохимикаты) - химические препараты для защиты сель-хоз продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опаснх заболеваний и т.п. Пестициды в зависимости от объекта подразделяются на: Гербициды – для уничтожения сорной растительности; Фунгициды - борьба с грибковыми заболеваниями растений; Зооциды – борьба с вредителями при хранении, борьба с грызунами; Немотоциды – внешние паразиты животных; Дефолианты – для удаления листьев; Дефлоранты - для удаления цветков; Инсектициды – против вредных насекомых. Токсичные действия: - сильно токсичные ПДК<50мг/кг; - высоко ядовитые ПДК<100 мг/кг; - средние ПДК до 1 г/кг; - мало ядовитые ПДК > 1 г/кг. Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. ДДТ Действие: - воздействуют на ЦНС; - аллергены – вызывают аллергические заболевания; - канцерогены – вызывают раковые заболевания; - мутагены - изменяют генокод. 56.Твердые отходы черной и цветной металлургии теплоэлектроэнергетики производств машиностроения: (металлургические шлаки; золошлаковые отходы; золы топлива; шламы; окалина и стружки; сварочные флюсы). Шлаки цвет.мет. могут быть условно объединены в 3 группы: 1)шлаки никелевых заводов и часть шлаков медных заводов, отличающихся малым содержанием цвет.металлов и железа 2)медные шлаки, отличающиеся значительным содержанием хелеза,малым содержанием меди и менее 5%цинка и свинца 3)оловянные,свинцовые и часть медных шлаков,отличающиеся значительным содержанием цинка,свинца и стронция Технологическая схема переработки шлаков могут включать гидрометаллургические и пирометаллургические способы извлечения металлов. Гидрометаллургический связан с восстановлением металлов из водных р-ров их соединений различными методами. При пирометаллургическом способе осуществляется восстановление металлов из их безводных соединений при высоких температурах. Шлаки черной и цвет металлургии служат сырьем для получения стройматериалов и изделий различного назначения. Энергетические установки. Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании топлива в энергоустановках являются СО2 и Н2О, продукты неполного сгорания топлива, оксид углерода, сажа, углеводороды, несгоревшие частицы тв.топлива, зола, шлаки и прочие мех.примеси. На 80-90%хим.состав золошлаковых отходов представлены оксидами Si, Al, Fe, Ca, Mg; также в них присутствуют соединения Ti, V, Ge, Ga, S, U и несгоревшие частицы топлива. ТЭС снабжены мокрыми золоуловителями или имеют системы гидроуловления. Золы и шлаки от сжигания углей, сланцев и торфа могут использоваться в качестве кирпича. Золы ТЭС используются для получения искусственных пористых заполнителей-гравия, битум. Золошлаковые отходы используют в качестве активной минеральной добавки при производстве цемента; применяют в виде гидравлической добавки к цементу; используют при приготовлении бетонов. Золы сланца и торфа содержат CaО и использ-ся для известкования кислых почв. Золы также содержат К и Р, микроэлементы; их применяют в с/х как удобрения; некоторые виды золошлаков испльзуют в качестве элементов очистки промстоков. Пути решения экологической проблемы черной и цвет.металлургии. -комплексное использование руд цвет.металлов, которые перерабатываются как сырье для получения одного продукта; -улавливание и переработка газообразных выбросов, содержащих вредные для природы и необходимые для промышленности продукты; -разработка технологий переработки, т.е. с целью снижения их токсичного воздействия и одновременного получения дополнительных сырьевых источников; -повторное вовлечение в технологич.процесс сточных вод после предварительного максимального извлечения примесей и их переработки на целевые продукты. ТО машиностроения и их утилизация Основные производства любого машиностроит-го комплекса: -литейное; -сварочное; -прокатное; -кузнечно-прессовое; -эл/хим-ая и мех.обработка металлов. Литейное производство в кач-ве плавильных агреатов оснащено вагранками, электродуговыми и индукционными печами. Они явл-ся крупными источниками пыле-, газовыделения на машинотроит.предприятиях. Наиб.кол-во пыли и газов выделяется при плавке металлов в вагранках. Образ-ся сточ.воды, которые загрязнены твер.частицами-глиной, песком,зольными остатками. Прокатное и кузнечно-прессовое произв-ва Основная составляющая-окалина.Выдел-ся много пыли, туманов. Пыль обр-ся при измельчении окалины. При прокате применяется огневая зачистка поверхности заготовки, при этом обр-ся много дисперсной пыли, состоящей на 75-90% из оксида Fe. Сварочное производство Одним из видов сварки явл-ся сварка под флюсом. На поверхности актив.металлов имеется оксидная пленка, которая изолирует поверхности и затрудняет сваривание. Применение флюсов помогает устранить оксид.пленку. Флюс наносят на соединяемые поверхности, он плавится, растекается, смачивает поверхность и в результате обр-ся лекоплавильные шлаки. Сварочные шлаки-это сплав различных оксидов Ме. Сварочные флюсы-шлаки осущ-т след.важные ф-ии: -защита жид.Ме от контакта с водой; -проведение раскисления, легтрования и рафинирования Ме; -улучшение теплового режима сварки путем сжижения скорости охлаждения Ме; -поддержание устойчивости процесса сварки; -обеспечение правильного формирофания Ме шва. Цеха мех.обработки Мех.обработка осущ-ся на станках, сопровожд-ся выделением стружковой пыли, масел и имульсий. Выдел-ся большое кол-во тонкодисперсной пыли. Пыль, образующаяся при абразивной обработке, на 30-40% состоит из материала абразивного круга, на 60-70%-из материала обрабатываемого изделия. Вред.выбросы сост-т из опилок, стружки и древесной пыли. 57.Твердые бытовые отходы и их утилизация. Отходы – непригодные для производства данной продукции виды сырья, его неупотребимые остатки или возникающие в ходе технологических процессов вещества (твердые, жидкие и газообразные) и энергия, не подвергающиеся утилизации в рассматриваемом производстве (в том числе с/х. и в строительстве). Отходы одного производства могут служить сырьем для другого. Как правило, в категорию Отходы не включают природное вещество, неявно используемое в технологических циклах, - воздух, его кислород, проходящую «транзитом» воду и т.п. Нередко не учитываются и энергетические Отходы. При учете всех видов Отходов количество полезного общественного продукта составляет не более 2% от вовлекаемых природных веществ и энергии (остальные 98% составляют Отходы) Получение лучшего соотношения, видимо, принципиально не возможно, так как реутилизация ведет к значительным затратам энергии. Как правило, энергетический коэффициент полезного действия всех производственных процессов общества суммарно близок к 0,2% - степени утилизации солнечной энергии растительностью. Отходы бытовые (коммунальные) - твердые (в том числе твердая составляющая сточных вод – их осадок) отбросы – 1 и др., не утилизуемые в быту, образуются в результате амортизации предметов быта и самой жизни людей вещества (включая бани, прачечные, столовые, больницы, бытовые помещения предприятий и т.п.). Утилизация бытовых отходов – извлечение из них ценных (в основном металлов) и негорючих (стекло) компонентов с последующим сжиганием или сбраживанием органических веществ для получения энергии (непосредственно или через получение биогаза) и сырья. Выбросы до 250 кг/год. Разложение – стекло: 1000 лет; Полиэтилен – 200 лет. Утилизация ТБО: захоронение; мусоросжигание; вторичная переработка; компостирование; полное сбраживание. Переработка: стекло стекловолокно, вторичное использование; резиновые отходы бензин. Компостирование (органические отходы). Сбраживание (бактериями) спирт. Производство стройматериалов, компостов и т.п. 58.Гравитационные методы отделения твердой фазы. Достоинства и недостатки. Седиментация. Роль коагулянтов и флокулянтов. Различные виды отстойников. Фильтрация» Сетчатые, волокнистые и зернистые фильтры, особенности их использования. Фильтрование под вакуумом. Сидеминтация осаждение частиц под действием гравитационного поля Дли улучшения отделения твердой фазы дисперсных систем Сидеминтацией необходимо применение специальных веществ флокулянтов, способствующих агрегации или флокуляции частиц увеличению скорости осаждения взвесей. Флокулянты водорастворимые полимеры с полярными концевыми функциональными группами. Их действие основано на том, что концы цепеобразвд полимерных макромолекул сорбируют взвешенные частицы и связывают их в рыхлые сетчатые трехмерные агрегаты. Наибольшее распространение в нашей стране получило использование в качестве флокулянта полиакриламида. Методы осаждения конструктивно просты, бесшумны и обладав малой энергоемкостью. Хотя из-за большой влажности отделенного осадка данные методы не применяют непосредственно для очистки от твердых примесей,, но они получили распространение для сгущения очищаемой среды и первичного выделения осадков. Метод осаждения находит применение для выделения твердой фазы и дает положительный эффект в комбинации с другими методами, например, при наложении электрических и магнитных полей. 3.5.3. Фильтрация (к опыту 3.4) Фильтрами называют устройства, в которых очистка жидкостей от частиц твердой фазы осуществляется в процессе их протекания через перегородку, имеющую сквозные микроканалы (поры). Фильтрующая перегородка, являющаяся важнейшей частью любого фильтра, может задерживать твердые частицы либо своей поверхностью с образованием осадка, либо внутренней извилистой поверхностью микроканалов Движущей силой процесса фильтрования является разность значений давления по обе стороны фильтровальной перегородки. Применение фильтрования для. выделения осадка зависит от размера частиц и характера их агрегации. Существуют сетчатые, волокнистые и зернистые фильтры. Сетчатые фильтры служат для задержания сравнительно грубых частиц. Их изготовляют из одного или нескольких слоев ткани или металлической сетки. Действие этих фильтров основано на механическом задерживании больших частиц, не проходящих через ячейки сетки, а также на инерционном осаждении частиц. Эффективность сетчатых фильтров заметно увеличивается по мере забивания их отфильтрованной дисперсной фазой, поскольку в результате образования на поверхности фильтра так называемого намывного слоя уменьшается диаметр отверстий. Поэтому иногда на тканевые фильтры перед их использованием наносят асбестовую пыль, особенно эффективную при фильтрации. Волокнистые фильтры делают из фильтровальной бумаги, специального картона и некоторых других волокнистых материалов. Вследствие значительного гидравлического сопротивления эти фильтры применяют лишь при небольших скоростях течения фильтрующегося раствора (суспензии). С целью повышения производительности волокнистых фильтров их часто изготавливают с «развернутой» (увеличенной) поверхностью. В зернистых фильтрах широко используют в качестве ало» кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит и т.п. Зернистые фильтры изготавливают однослойными и многослойными. Регенерация зернистых фильтров предусматривает промывку обратным потоком чистой воды или сжатым воздухом. Фильтрование под вакуумом применяется для очистки маловязких жидкостей. Степень очистки в вакуум-фильтрах не превышает, как правило, 80 %, ноудельная производительность очистки наиболее высокая. Тонкость очистки в вакуум-фильтре определяется фильтрующими свойствами пористого элемента (ткани, бумаги и др.). Конструктивных разновидностей вакуум-фильтров много, однако наиболее распространенными являются барабанные, дисковые и ленточные фильтры. |