Экологическая безопасность: методические указания по практическим занятиям и контрольной работе (часть 2)

Таблица 1. Варианты задания для контрольных работ

№ Варианта	№ контрольных вопросов	№ заданий в задачах	№ Варианта	№ контрольных вопросов	№ заданий в задачах
1, 51	1,10,26,51	7	26, 76	4,20,35,45	2
2, 52	2,11,27,52	8	27, 77	9,18,34,29	9
3, 53	3,12,28,53	9	28, 78	7,16,32,27	10
4, 54	4,13,29,54	10	29, 79	14,23,39,51	1
5, 55	5,14,30,55	1	30, 80	16,25,41,49	2
6, 56	6,15,31,26	2	31, 81	10,19,35,45	3
7, 57	7,16,32,27	3	32, 82	11,20,36,46	4
8, 58	8,17,33,28	4	33, 83	12,21,37,53	5
9, 59	9,18,34,29	5	34, 84	13,22,38,52	6
10, 60	10,19,35,55	6	35, 85	14,23,39,51	7
1, 61	11, 61	11,20,36,54	7	36, 86	15,24,40,50	8
2, 62	12, 62	12,21,37,53	8	37, 87	16,25,41,49	9
3, 63	13, 63	13,22,38,52	9	38,88	1,10,26,51	10
4, 64	14, 64	14,23,39,51	10	39, 89	2,11,27,52	1
5, 65	15, 65	15,24,40,50	1	40, 90	3,13,28,53	2
6, 66	16, 66	16,25,41,49	2	41, 91	4,13,29,54	3
7, 67	17, 67	1,17,26,42	3	42, 92	5,14,30,55	4
8, 68	18, 68	2,18,27,43	4	43, 93	6,15,31,26	5
9, 69	19, 69	3,19,28,44	5	44, 94	7,16,32,27	6
10, 70	20, 70	4,20,35,45	6	45, 95	8,17,33,28	7
1, 71	21, 71	5,21,31,46	7	46, 96	9,18,34,29	8
2, 72	22, 72	6,22,32,47	8	47, 97	10,19,35,55	9
3, 73	23, 73	7,23,33,48	9	48, 98	3,12,28,53	10
4, 74	24, 74	8,24,34,49	10	49, 99	2,11,27,52	1
5, 75	25, 75	9,25,35,50	1	50, 100	1,10,26,51	6

5.1. Теоретические вопросы к контрольной работе

1. Экологическая безопасность, предмет ее изучения. Основные термины и определения.
2. Глобальные экологические проблемы. Изменение климата, «парниковый» эффект, «озоновые дыры», проблема кислотных осадков.
3. Глобальные экологические проблемы. Энергетическая проблема.
4. Глобальные экологические проблемы. Проблемы народонаселения и продовольствия. Сокращение биоразнообразия.
5. Экологические проблемы Российской Федерации.
6. Водные ресурсы и их классификация.
7. Основные загрязнители воды.
8. Источники загрязнения поверхностных вод.
9. Мероприятия по защите гидросферы.
10. Классификация сточных вод.
11. Методы очистки сточных вод.
12. Сооружения для очистки сточных вод.
13. Главные загрязнители атмосферного воздуха и роль различных отраслей хозяйства в загрязнении атмосферы.
14. Классификация выбросов по агрегатному состоянию.
15. Основные источники загрязнения атмосферы.
16. Мероприятия по защите атмосферы.
17. Методы очистки газов от аэрозолей.
18. Методы очистки газов от газообразных загрязнителей.
19. Антропогенное воздействие на литосферу.
20. Защита почв от эрозии. Мелиоративные мероприятия.
21. Рекультивация нарушенного почвенного покрова.
22. Защита почв от загрязнения агрохимикатами, пестицидами, тяжелыми металлами и токсичными элементами.
23. Классификация отходов производства и потребления.
24. Классы опасности отходов.
25. Система обращения с отходами в Российской Федерации.
26. Методы переработки, утилизации и обезвреживания отходов.
27. Дайте определение загрязнению окружающей среды. Укажите его виды, объекты и масштабы.
28. Какие загрязняющие вещества представляют наибольшую опасность для человеческой популяции и природных биотических сообществ?
29. Меры по охране атмосферы от выбросов загрязняющих веществ и методы очистки газов.
30. В чем проявляется загрязнение подземных и поверхностных вод и каковы их главные загрязнители?
31. В чем заключается экологическая функция литосферы? Виды антропогенного влияния на литосферу.
32. Классификация отходов производства и потребления. Какие отходы представляют наибольшую опасность для человека и биотических сообществ?
33. Какова роль и значение экологического нормирования.
34. Экологическое нормирование. Что представляют собой ПДК, ПДВ, НДС и другие экологические нормативы?
35. Технические и технологические нормативы.
36. Понятие наилучшие доступные технологии (НДТ), приведите примеры для горной промышленности.
37. Система особо охраняемых территорий в Российской Федерации.
38. Классификация природных ресурсов.
39. Рациональное природопользование.
40. Мониторинг загрязнения окружающей природной среды.
41. Охрана животного и растительного мира.
42. Экономические основы экологических проблем.
43. Платность природных ресурсов.
44. Экологические платежи.
45. Оценка ущерба окружающей среде.
46. Экологический контроль и надзор.
47. Экологическая экспертиза.
48. Экологический менеджмент и аудит.
49. Экологическое страхование.
50. Каковы наиболее общие принципы и правила охраны окружающей среды?
51. Экологические стандарты.
52. Природно-ресурсное законодательство Российской Федерации (основные нормативно-правовые акты).
53. Ответственность за экологические правонарушения.
54. Международно-правовые принципы охраны окружающей среды.
55. Зоны чрезвычайных экологических ситуаций и экологического бедствия.

5.2. Задания к контрольной работе

Необходимо выполнить три задания, причем задание № 1 общее для всех вариантов, а задания №№ 2, 3 выполняются по вариантам.

• Задание № 1: Изучение методики подсчета срока исчерпания невозобновимых ресурсов (решение задачи).
• Задание № 2: Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ, по содержанию растворенного кислорода (решение задач по вариантам).
• Задание № 3: Расчет нормативов образования отходов производства и потребления (решение задач по вариантам).

5.3. Методические указания к практическим занятиям

Практическое занятие 1. Изучение методики подсчета срока исчерпания невозобновимых природных ресурсов

Цель задания: ознакомиться с методикой подсчета времени исчерпания природного ресурса.

Теоретические положения: Ресурсы могут быть классифицированы как вечные, возобновимые и невозобновимые. Невозобновимые ресурсы считаются экономически истощенными, когда выработаны 80 % их оцененных запасов.

Формула суммы членов ряда геометрической прогрессии:
Q = ((1 + ТР/100)^t – 1) * q / (TP/100), где Q – запас ресурсов; q – годовая добыча ресурса; ТР – прирост потребления ресурса; t – число лет.

Формула для расчета срока исчерпания ресурса:
t = ln((Q*TP)/(q*100) + 1) / ln(1 + TP/100)

Задача 1

Рассчитайте срок исчерпания природного ресурса, если известен уровень добычи ресурса в текущем году, а потребление ресурса в последующие годы будет возрастать с заданной скоростью прироста ежегодного потребления (таблица 2).

№	Ресурс	Единицы измерения	Разведанные запасы, Q	Годовая добыча, q	Прирост потребления, ТР
1	Уголь	Млрд. тонн	5500	4,5	0,18
2	Нефть	Млрд. тонн	132,7	3,1	0,11
3	Природный газ	Трлн. м3	144	2,2	0,12
4	Железная руда	Млрд. тонн	260	0,95	0,02
5	Бокситы	Млрд. тонн	20	0,08	0,002
6	Медные руды	Млрд. тонн	0,45	0,008	0,0001

Практическое занятие 2. Расчет необходимой степени очистки сточных вод

Цель занятия: научиться производить расчет предельных концентрации загрязняющих веществ при выпуске сточных вод.

Основные понятия: Водные объекты подразделяются на два вида водопользования: I вид — хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое; II вид — рыбохозяйственное.

Таблица 3. Требования к составу и свойствам воды водотоков и водоемов

Показатели	Хозяйственно-питьевые	Коммунально-бытовые	Рыбохозяйственные (Высшая и I категория)	Рыбохозяйственные (II категория)
Взвешенные вещества	0,25 мг/л	0,75 мг/л	0,25 мг/л	0,75 мг/л
Водородный показатель (рН)	6,5-8,5	6,5-8,5	6,5-8,5	6,5-8,5
Растворенный кислород	не <4 мг/л	не <4 мг/л	не <6мг/л	не <4 мг/л
БПКполн	3мгО2/л	5мгО2/л	3мгО2/л	3мгО2/л
ХПК	15мгО2/л	30мгО2/л	—	—

Расчетные формулы

Концентрация взвешенных веществ в очищенной сточной воде (С_оч):
С_оч = (Р * (γ * Q / q + 1)) + С_ф

Эффективность очистки (Э):
Э = (С_ст — С_оч) / С_ст * 100%

Полное биохимическое потребление кислорода (L_{ст полн}):
L_{ст полн} = (О — О_В — 0,4 * (О — О_В)) * (Q / q) / γ

Пример решения: В реку с расходом 20 м3/с сбрасываются сточные воды с расходом 0,5 м3/с. С_ст = 150 мг/дм3, С_ф = 6,5 мг/дм3, γ = 0,75. Р = 0,75 мг/дм3.
С_оч = 0,75 * (0,75 * 20 / 0,5 + 1) + 6,5 = 29,75 мг/л.
Э = (150 — 29,75) / 150 * 100 = 80,16%.

Таблица 4. Исходные данные по содержанию взвешенных веществ и растворенного кислорода

№ вар	Q	q	Сст взв	Р взв	Сф	γ	ОВ	LВполн	БПКстполн	rB	rст	t
1	20	0,25	150	0,75	3	0,75	5,0	1,0	200	0,1	0,15	0,05
2	25	0,20	150	0,75	2	0,75	5,0	1,0	200	0,1	0,15	0,05
3	30	0,50	150	0,75	4	0,75	5,5	1,5	250	0,1	0,15	0,05
4	35	0,55	200	0,75	5	0,75	5,5	1,5	250	0,1	0,15	0,06
5	40	0,60	200	0,75	6	0,75	6,0	2,0	300	0,1	0,15	0,06
6	45	0,65	200	0,75	4	0,75	6,0	2,0	300	0,1	0,15	0,06
7	50	0,70	165	0,75	3	0,75	6,5	2,5	350	0,1	0,15	0,07
8	55	0,75	160	0,75	2	0,75	6,5	1,0	350	0,1	0,15	0,07
9	60	0,80	180	0,75	4	0,75	7,0	1,0	400	0,1	0,15	0,08
10	65	0,85	175	0,75	2	0,75	7,0	1,5	400	0,1	0,15	0,08

Практическое занятие 3. Обращение с отходами производства и потребления

Цель занятия: ознакомиться с основными терминами и определениями в области обращения с отходами, методикой расчета нормативов образования отходов.

Основные понятия: Правовое регулирование осуществляется ФЗ № 89 «Об отходах производства и потребления». Отходы делятся на 5 классов опасности (от чрезвычайно опасных до практически неопасных).

Задача 3

Определить годовое количество и вес люминесцентных ртутьсодержащих ламп, подлежащих замене и утилизации. Формулы:
N = Σ (n_i * t_i) / k_i (шт./год)
M = Σ (n_i * m_i * t_i) / k_i (т/год)

Таблица 5. Исходные данные для расчета отработанных ртутных ламп

№ вар	Марка	ni	ki	ti	mi
1	ЛБ-18	2928	12000	4000	0,0001
2	ЛБ-40	4	12000	4000	0,0002
3	ЛБ-20	48	15000	8760	0,0002
4	ЛБ-40	700	12000	8760	0,0002
5	ЛБ-80	48	12000	8760	0,0005
6	ДРЛ-125	100	12000	8000	0,0004
7	ДРЛ-250	55	12000	8760	0,0004
8	ДРЛ-400	924	15000	8760	0,0004
9	ДРЛ-700	32	15000	8760	0,0004
10	ЛБ-18	80	12000	8760	0,0001

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная учебная литература:

1. Коробкин В. И. Экология: учеб. для вузов. — Ростов н/Д.: Феникс, 2009.
2. Баранов А. Н. Экологические проблемы металлургического производства: учебное пособие, 2014.
3. Фомина Е.Ю., Качор О.Л. Экология. Практикум. — Изд-во ИрГТУ, 2014.
4. Павлова Е. И. Общая экология: учебник и практикум, 2018.
5. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера / В. А. Акимов [и др.]. — М.: Высш. шк., 2008.

Дополнительная литература:

1. Инженерная защита окружающей среды в примерах и задачах, 2002.
2. Киселева Т. В. Экология. Экологическая безопасность в техносфере, 2012.
3. Волчатова И. В. Экология: практикум, 2015.
4. Государственные доклады о состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области за 2019 гг.
5. Журналы «Экология производства», «Экология и промышленность России» (2017-2020 гг.).