Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Лекция «Основные понятия экологии» по Экологии (Зеленская М. В.)

Основные понятия экологии.

Экология (экос – дом, логос – знания) – это наука о взаимоотношениях организмов с неживой средой их обитания. Термин «экология» был представлен в 1866г. немецким ученым Э. Геккелем. В нашей стране учение о взаимоотношениях живой и неживой природы было создано академиком В. И. Вернадским. Биосфера по Вернадскому – это наружная оболочка Земли, включающая в себя область распространения жизни, т.е. все живые организмы (биота) и неживую среду их обитания образуют биосферу размеры которой примерно 22км. Биосфера включает в себя всю гидросферу, литосферу (ее поверхностный слой), атмосферу. Различают ТРИ типа вещества в биосфере:

1. косное (минералы, вода, газы)

2. биокосное т.е. возникшее из живого.

3. живое т.е. биота.

Между живой и неживой природой происходит постоянный материальный и энергетический обмен, который создается и поддерживается космической энергией солнца. Распространение и накопление солнечной энергии на Земле осуществляется по средствам двух природных явлений:

1) геохимического круговорота веществ и энергии (испарения и конденсация, нагревание и охлаждение, перемещение воздушных масс и т.д.)

2) биохимического круговорота, важнейшей стадией которого является процесс фотосинтеза.

СО2 +Н2О (+hν)  углеводород + О2

Фотосинтез – это синтез органических веществ из неорганических, осуществляется в листьях зеленых растений с использованием энергии солнечного ультрафиолета и сопровождающийся выделением молекулярного кислорода. Таким образом, солнечная энергия усваивается и трансформируется в энергию новых химических связей в органические вещества.

Жизнь возникла из косной т.е. из неживой материи и в свою очередь оказывает на нее существенное воздействие. Современный состав водоемов атмосферы и сами почвы сформировались в результате жизнедеятельности живых организмов. В процессе развития сформировалось два типа питания живых организмов:

I. АВТОТРОФЫ/ ПРОДУЦЕНТЫ (самостоятельно) – основано на потреблении неорганических веществ. К автотрофам относятся:

А)Хемоавтотрофы, потребляющие неорганические вещества и синтезирующие вещества, используя при этом энергию, выделяющуюся при химических реакциях.

Б)Фотоавтотрофы - потребляющие неорганические вещества и синтезирующие органические вещества с энергией солнечного ультрафиолета. Все автотрофы называются

II. ГЕТЕРОТРОФЫ – тип питания основан на потреблении в пищу готового органического вещества. Гетеротрофы бывают:

А)Консументы (потребители), которые могут быть 1ого порядка - потребляющие органическое вещество растительного происхождения или 2ого порядка, т.е. потребляющие органические вещества животного происхождения.

Б)Редуценты (восстановители)завершают процесс преобразования органических веществ превращая их в биогенные неорганические вещества, пригодные для питания продуцентов. (т.е. возвращают вещества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлогая их до неорганических соединений)

Составными частями биосферы являются экосистемы. Экосистема – это единый природный комплекс, в котором живые неживые компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии. Классификация экосистем:

1) Макроэкосистемы (состоят из подсистем более низкого уровня

2) Мезоэкосистемы

3) Микроэкосистемы

С развитием научно-технического прогресса человек расширяет естественные границы биосферы. Таким образом учеными было введено понятие ноосферы. Ноосфера (сфера разума) – это земное планетное и космическое пространство, которое создается и управляется человеком. Активное воздействие человека на природу привело к негативным изменениям состояния окружающей среды и возникновению ряда глобальных проблем экологии:

1) изменение состава атмосферы и изменение климата планеты.

2) загрязнение гидросферы.

3) загрязнение литосферы и почвы.

4) изменение биоты.

5) проблемы связанные с развитием транспорта.

6) проблемы связанные с производством электроэнергии.

7) проблемы сельского хозяйства.

8) урбанизация, рост населенных пунктов.

Таким образом, основными задачами экологии является:

1) Разработка научных решений охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов.

2) Изучение изменения окружающей среды в результате антропогенного воздействия.

3) Экологический мониторинг - наблюдение за изменением состояния окружающей среды.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА:

1. Глобальный мониторинг, осуществляемый на основе международного сотрудничества.

2. Национальный мониторинг – общегосударственная система контроля состояния окружающей среды.

3. Региональный мониторинг, осуществляется в пределах региона.

4. Локальный мониторинг, осуществляется в пределах предприятия, цеха или рабочего места.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ:

а) Механическое (уличный мусор, разбитые автомобили) Токсическое действие не оказывает, но влияет на эстетическое восприятие окружающей среды.

б) Химическое. Изменение химических характеристик окружающей среды.

в) Физическое. Изменение физических параметров окружающей среды.

- световое – изменение естественной освещенности окружающей среды

-шумовые – превышение уровня шума.

-электромагнитное

-тепловое – изменение естественной температуры окружающей среды.

-радиационное г) Биологическое. Возникает в последствии создания благоприятных условий популяции каких-либо растений, животных или микроорганизмов.

Экологическими стандартами качества окружающей среды является предельно допустимые концентрации в ней загрязняющих веществ.

ПДК – это максимальное содержание вещества в окружающей среде, которое не оказывает вредного воздействия на человека и окружающую среду в целом.

Атмосфера: мг/м2

Гидросфера: мг/л

Литосфера: мг/кг

В зависимости от величины ПДК различают следующие опасности веществ:

I. Чрезвычайно опасные.

II. Высоко опасные.

III. Умеренно опасные.

IV. Мало опасные.

РАЗНОВИДНОСТИ ПДК.

-Для атмосферы(мг/м2):

ПДКсс, среднесуточное допустимое максимальное содержание вещества в воздухе, которое не оказывает вредного воздействия на человека при неограниченном вдыхании.

ПДКмр, предельно допустимая максимально разовая концентрация вещества в воздухе, которая не оказывает вредного воздействия на человека при вдыхании в течении 20 минут.

ПДКрз, максимальное содержание вещества в воздухе рабочей зоны, которое не вызывает негативных изменений в организме человека при вдыхании в течении рабочего дня всего рабочего стажа.

-Для гидросферы (мг/л):

ПДКв, максимальное содержание вещества в водоемах хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых, которое не оказывает прямого или косвенного негативного воздействия на человека и окружающую среду в целом.

ПДКвр, максимальное содержание вещества в водоемах, используемых для рыбохозяйственных целей.

-Для литосферы (мг/кг):

ПДКп, максимальное содержание вещества в пахотном слое почвы. Эта концентрация не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды, на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.

ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ.

Гидросфера - водная оболочка Земли, занимающая более 70% поверхности земного шара. Масса гидросферы: 1,4*1018 тонн. Количество пресных вод 2,5% от общего запаса воды на Земле.

Роль гидросферы: среда обитания многих живых организмов, среда, в которой происходят процессы связанные с поддержанием газового баланса планеты. Роль воды в жизни человека – водопользование. использование водоемов в качестве источника продуктов питания, транспортных __________(?), зон отдыха. Водопотребление связанно с забором воды из водотока и безвозвратной потерей ее или возвращения в виде загрязненных вод. Ежегодно водозабор по Р.Ф. составляет 60 км3 из них 80% из поверхностных водоемов, 13% из подземных источников, 6-7% морской воды. Р.Ф. богата запасами перстной воды. Озера составляют - 20 млн. гектар. Водохранилища - 5,5 млн. гектар. Речной сток - 530 000 км2. 90% речных стоков направлены в северный ледовитый и тихий океан, а 6% в азовские и каспийские моря.

ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА ГИДРОСФЕРЫ:

Органические: нефть, фенолы, жиры и масла, СПАВ. В мировой океан поступает от 5 до 10 млн т. нефти. 1 капля нефти загрязняет поверхность = 20м2.

Неорганические: нитраты и нитриты, фосфаты, хлориды, сульфаты. Многие из них являются биогенными веществами и вызывают эфтрофикацию. Эфтрофикация – это процесс повышения биологической продуктивности водоемов в следствии увеличения содержания в нем биогенных веществ. Последствия эфтрофикации: размножение водорослей, гибель икры, мальков.

Металлы: железо, магний, алюминий, свинец, ртуть, медь. Нарушают процессы клеточного метаболизма.

Классификация сточных вод:

I. По происхождению: промышленные, коммунально-бытовые, атмосферные.

II. По фазовому состоянию:

1) гетерогенные (неоднородные системы)

а) суспензии и эмульсии, микроорганизмы и планктон, обуславливающие мутность воды.

б) коллоидные растворы – это высоко молекулярные соединения растворенные в воде, обуславливающие окисляемость и цветность воды.

2) гомогенные (однородные системы)

а) молекулярные растворы – это газы и низко молекулярные органические вещества растворимые в воде и обуславливающие запахи и привкусы.

б) ионные растворы – это соли, кислоты и основания растворенные в воде и обуславливающие жесткость, кислотность и щелочность.

Основные показатели качества воды: Подразделяются на физические, химические, органические.

1. рН=-lg [H+]; [H+]=г-экв/л*0,01=10-2

рН в нейтральной среде=7

в кислой‹7 в щелочной›7

2. Жесткость

Очень мягкая: менее 1,5 мг-экв/л

Мягкая 1,5-3 мг-экв/л

Умеренно жесткая: 3-6 мг-экв/л

Жесткая: 6-9 мг-экв/л

Очень жесткая: 9 мг-экв/л

3. Температура. 4. Сухой остаток [мг/л] – масса солей вещества остающихся после выпаривания воды.

5. ХПК. Химическая потребность в кислороде [мгO2/л]- количество кислорода эквивалентно количеству окислителя необходимого для окисления всех восстановителей содержащихся в воде.

6. Мутность [мг/л] определяется путем сравнения испытуемой воды со стандартными суспензиями.

7. Прозрачность [см] определяется высотой столба воды, через который должен просматриваться геометрический рисунок – крест и 4 круга. Для питьевой воды прозрачность должна быть 300см.

8. Цветность определяется путем сравнения воды с окрашенными растворами колориметрической шкалы.

9. Концентрация примесей [мг/л] сравнивают с ПДК.

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД:

I. Механические методы. 1) Отстаивание – очистка сточных вод от взвешенных частиц (песка) Осуществляется под действием гравитационных сил в специальных агрегатах различных конструкций.

2) Механическое осаждение. Метод очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных частиц, осуществляется под действием центробежных сил в специальных центрифугах.

3) Фильтрование от частиц, нефти с помощью зернистых фильтров или микрофильтров. В зернистых фильтрах в качестве фильтрующих материалов используется: кварцевый песок, дробленый шлак, керамика, галька. Микрофильтры изготовляют из вспененных материалов и используют для очистки воды от нефтепродуктов.

II. Химические методы. 1)Нейтрализация - процесс удаления кислотно-щелочных свойств из сточных вод, осуществляют до рН=7. Кислотные сточные воды нейтрализуют 10% раствором щелочи. Фильтрование через карбонатные фильтры, известняк, мел, мраморная крошка, и т.д.

2) Химическое осаждение – удаление из воды растворенных примесей путем добавления реагентов вступающих с примесями в химическую реакцию с образованием нерастворимых соединений, образуются осадки, их удаляют механическим методом.

Zn2++Ca(OH) 2 → Zn(OH) 2↓+Ca2+

Al3++3KOH → Al(OH) 3↓+3K+

3) Окислительно-восстановительные реакции используются для превращения в менее токсичные или безвредные вещества.

CrO36+ +FeSO4+H2SO4 → Cr23+(SO4)3+Fe23+(SO4)3+H2O

III. Физико-химические методы. Адсорбция – процесс поглощения жидкости или газа твердыми адсорбентами осуществляемый на границе раздела фаз с помощью межмолекулярного взаимодействия. Для очистки сточных вод в качестве в качестве адсорбента, как правило, используют активированный уголь. Адсорбцию используют для очистки воды от фенолов, масел, нефтепродуктов.

IV. Метод ионного обмена. Это очистка воды от ионов, с помощью синтетических ионитов. Иониты представляют собой полимерную матрицу, содержащую ионогенные группировки, имеющие по своей структуре подвижные анионы или катионы. При пропускании воды через анионит, происходит обмен анионами между анионитом и водой.

/СХЕМА/

При пропускании воды через катионы происходит обмен катионов между катионитом и водой.

/СХЕМА/ ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ.

Атмосфера (от. др.-греч.— пар и — шар) — газовая оболочка, окружающая планету Земля. Толщина атмосферы — примерно 2000 — 3000 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха — (5,1—5,3)×1018 кг. Атмосферные слои: Тропосфера, Стратосфера, Мезосфера, Термосфера, Экзосфера (сфера рассеяния).

Загрязняющие вещества: сернистый ангидрит, окись азота, углеводороды, твердые частицы (пыль, зола, сажа) Специфические выбросы: хлор, молекулярный сероводород, аммиак, фтористые соединения, тяжелые металлы.

Токсические действия основных загрязняющих веществ.

Угарный газ СО: бесцветный газ не раздражает слизистой оболочки глаз и дыхательные пути. При вдыхании взаимодействует с гемоглобином крови, в следствии чего гемоглобин не способен держать кислород, поэтому угарный газ в высоких концентрациях вызывает удушение. Источники поступления: двигатели внутреннего сгорания, металлургические предприятия, котельные.

Сернистый ангидрид: бесцветный газ с резким неприятным запахом, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Образуется при сжигании газа и при переработке руд. Существует в атмосфере примерно 4 суток. Источники поступления: ТЭЦ, городские катальные, металлургические предприятия.

Окислы азота: образуется при сжигании топлива. Окись азота NO способствует разрушению азотного слоя атмосферы: NO+O3 = NO2+O2 двуокись азота при контакте с влагой образует азотную кислоту, кислотные осадки 2NO2+H2O-HNO3(азотная кислота)+HNO2. Источники поступления: двигатели внутреннего сгорания, ТЭЦ, котельные, металлургические предприятия.

Углеводороды: вызывают головную боль. Возникают при сжигании топлива. Источники: нефтегазовые и нефтехимические предприятия. Твердые частицы (пыль зала сажа) оказывают механическое воздействие, способные абсорбировать токсичные продукты сгорания.

Источники загрязнения атмосферы подразделяются на стационарные и не стационарные. Стационарные: промышленные предприятия. Загрязнители промышленности:

1) Металлургическая промышленность. 27% от стационарных источников.

2) Энергетическая промышленность 21% выбросов от стационарных источников

3) Нефтегазовые 12%

4) Нефтехимическая 8%

Нестационарные источники – это транспорт, сжигание топлива населением и прочее. Ежегодно в атмосферу Р.Ф от нестационарных источников поступает более 30 млн. тонн загрязняющих веществ.

Состав автомобильных выбросов: 70% CO (угарный газ), 6% (окислы азота) а также сажа. В Москве выбросы автотранспорта примерно 1 млн. тонн в год, что составляет 90% антропогенных выбросов.

Классификация выбросов в атмосферу по ГОСТу:

1. По агрегатному состоянию.

2. По химическому составу

3. По размерам частиц

4. От 1кг/ч до 10 кг/ч, от 10 кг/ч до 100 кг/ч

5. По температуре 6 нагретые, холодные

6. По высоте источника менее 20 метров, от 20-40 метров – промежуточное, высшее свыше 40 метров.

7. По организации отвода и контроля. Это организованные через трубы, вентиляции, шахты, фонари. И неорганизационные в результате аварий, разгерметизаций.

8. По происхождению. Первичные т.е. поступающие непосредственно от тех или иных источников. Или вторичные являющиеся продуктом образования первичных выбрасов.

9. Технологические.

Методы очистки выбросов в атмосферу.

Очистка выбросов от пыли. Используют сухие и мокрые методы.

I. Сухие методы. Циклоны пылеуловители.

Схема цилиндрического пылеуловителя. Загрязненный воздух передается через входной патрубок (1) в направлении по касательной к стенке (2). Далее он совершает вращательно-поступательные движение вдоль корпуса; частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона и затем падают вниз в пыле сборник (3), откуда периодически удаляются. Поток воздуха разворачивается на 180 градусов и выходит в выхлопную трубу (4) Используются «циклоны» для предварительной чистки от крупной пыли.

/СХЕМА/

Электрофильтры. Принцип работы основан на основе ионизации пылегазового потока у поверхности координирующих электродов. Приобретая отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющему знак, обратный заряду координирующего электрода. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли.

Сухие фильтры – представляют собой герметичную камеру с перегородкой из фильтрующего материала.

Разновидности сухих фильтров:

1) зернистые фильтры (галька, керамзит шлак) Используют для предварительной очистки сильнозагрязненного воздуха.

2) фильтры с гибкими пористыми перегородками (хлопчатобумажные, лавсановые, нейлоновые ткани) Используют для тонкой очистки воздуха.

3) фильтры с полужесткими пористыми перегородками (металлические сетки) Используют при повышенных температурах.

II. Мокрые фильтры. Основаны на связи пыли с жидкостью (турбулентные аппараты, скрубберы)

Схема скруббера Вентури. Внутри корбуса скруббера имеется расширяющаяся к низу труба – Вентури. Загрязненный воздух и вода подаются в самую узкую часть трубы. Связывание пыли осуществляется за счет сил инерции и броуновского движения. Высокая степень очистки (95,99%).

Очистка воздуха от токсичных газов и паров.

1) Сорбционные методы. Сорбция – процесс поглощения одного вещества (сорбита) другим веществом (сорбентом). Сорбция обратимый процесс при определенных условиях, если осуществляется десорбция – удаление поглощенного вещества из сорбента. Процесс сорбции сопровождается химической реакцией и является не обратимым, называется хемосорбцией.

АБсорбция – процесс поглощения вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом: вода, растворы щелочей/соды/аммиака) Осуществляется абсорбционных колоннах различных конструкций, а также скрубберах.

Схема абсорбционной колонны, насадочной конструкции. Внутри колонны имеются секции заполненные элементами насадок керамическими или стеклянными кольцами и т.д. Высокая эффективность очистки обеспечивается расширением абсорбирующей жидкости по элементам насадки и увеличением поверхности контакта между жидкостью связывающее загрязняющее вещество с воздухом. Для увеличения степени поглощения газов, в абсорбирующую жидкость добавляют реагенты, вступающие с поглощенным газом в химическую реакцию. Так осуществляется процесс хемосорбции, являющийся необратимым.

SO2+NaOH → Na2SO3+H2O сульфид натрия

2NH3+H2SO4 → (NH4)2SO4 карбонат натрия

/СХЕМА/ АДсорбция – процесс поглощения жидкости или газа ТВЕРДЫМ адсорбентом, осуществляемый на границе раздела фаз. Адсорбенты – активированный уголь, окись алюминия и др. Адсорбцию осуществляют в адсорбтных колоннах различных конструкций – периодическим или непрерывным методом. Адсорбцию используют для очистки воздуха от паров органических растворителей токсичных и радиоактивных газов – это рекуперационный (??) метод, позволяющий выделить загрязняющее вещество с поверхности адсорбента и повторно его использовать.

Рассмотрим стадии адсорбции на примере рекуперации толуола:

1) Адсорбция – поглощение толуола активированным углем до насыщения адсорбента

2)Десорбция – удаление толуола из адсорбента путем обработки адсорбента перегретым водяным паром.

3)Сушка адсорбента.

4)Охлаждение адсорбента.

Метод–дожигание (термический метод). Используется для очистки воздуха от угарного газа и паров органических растворителей. Осуществляется открытым способом (в факелах сгорания) или закрытым (в камерах сгорания) В факелах сгорания при t=1100-1300◦С имеет существенный недостаток – образование вторичных загрязнений (окислов азота) В камерах сгорания дожигание осуществляется при t=1100◦С без катализаторов или при t=300-600◦С с катализатором.

ЗАЩИТА ЛИТОСФЕРЫ

70% литосферы занято водой. Различают океанический слой земной коры и материковый, океанический толщиной 15км состоит из базальта, материковый толщиной от 40км до 100 км состоит из тв. пород типа гранита. Почва поверхностный слой литосферы сформировался в результате биогеохимических процессов. Почвы формируются на дневной поверхности тв. пород в результате жизнедеятельности микроорганизмов обогащающих почву питательными веществами.

1сантиметр плодородного слоя почвы формируется в естественных условиях от 125 до 400 лет.

ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СВОЙСТВА ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ: Физические: пористость, плотность, влагоемкость, температурный режим. Химические: pH и данные о процентном содержании гумуса. Биологические: насыщенность почвы микроорганизмами.

Литосфера и сельское хозяйство (с/х)

Экономически выгодно считается вложение средств не в расширение площадей, а в интосификацию земель.

Пути интосификации: 1) мелиорация почв, 2) Использование современных приемов агротехники. 3) выращивание элитных сортов с/х культур, устойчивым к болезням и дающих высокие урожаи.

РФ обладает богатейшем запасом земельных ресурсов Земли с/х назначения составляет более 400 млн.га – это примерно 24% всего земного фонда РФ.

В РФ преобладают земли со средним и низким содержанием гумуса (89%) Земли с повышенном 9%, с высоким 2%, при чем на них вырастили 80% всего урожая.

Причины деградации земель:

I. Эрозия почв – это вымывание (водная эрозия) или выветривания (ветреная эрозия) верхнего плодородного слоя почвы, сопровождающиеся потерей гумуса. В РФ эрозированно 30% посевных площадей.

Причины эрозии: 1) использование тяжелой техники при обрабатывании земли. 2) сокращение Площадей защитных лесонасаждений

II. Химическое загрязнение почв.

1) Закисление почв. Причины: кислотные осадки, вызванные пыле -газовыми выбросами заводов. В РФ в среднем закислено 33% посевных площадей.

2) Засоление почв – содержание в почве свыше 0,25% легко растворимых солей. В РФ засолено примерно 30% посевных площадей. Причины: использование для орошения жесткой воды

3) Избыточное внесение минеральных удобрений. Различают азотные фосфорные и калийные. Негативные последствия: а. Избыток азотных накоплений, б. Избыток удобрений не усваивается у растений. Азотные удобрения усваиваются на 40%, остальное вымывается осадками и попадает в грунтовые воды, ухудшая качество питьевой воды.

4) Загрязнение почвы тяжелыми металлами, присутствующими в минеральном удобрение в качестве сопровождающих элементов.

5) Применение пестицидов (пестос – зараза, цидо – уничтожать) это химические средства защиты растений. Гербициды (гербо – трава) химические средства борьбы с сорняками. Фунгициды (дунгос – гриб) химические средства борьбы с грибковыми и бактериальными болезнями растений. Инсектициды (инсект – насекомое) химические средства борьбы с насекомыми вредителями. Поколение инсектицидов – ДДТ, гексохлоран.2ое поколение – фософроорганические. 3е поколение – карбонаты, обладающие ограниченным периодом действия. Негативная сторона – уничтожается не только вредное но и полезное. Пестициды накапливаются в окружающей среде, включаются в пищевые цепочки и накапливаются в организме человека.

6) Пылегазовые выбросы загрязняют почву в радиусе 5 км.

7) ПДКп, [мг/кг] максимальное содержание вещества в пахотном слое почвы. Эта концентрация не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды, на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.

Различают следубщие разновидности ПДК в зависимости от миграции химически веществ

А) Транслокационный показатель – вещество из почвы через корни переходит в над земную часть растения.

Б) МА – миграционный воздушный показатель, характеризует переход химических веществ из почвы в атмосферу.

В) МВ – миграционный водный показатель – переход химических веществ из почвы в грунтовые воды.

Г) ОС – обще санитарный показатель – влияние химических веществ на самоочищаемую способность почвы.

ОТВЕТ НА ВОПРОСЫ ПО ЛАБАМ

1)Виды жесткости природной воды.

Общая жесткость природной воды – это содержание в воде сульфатов, хлоридов и гидрокарбонатов кальция и магния. Общая жесткость, в зависимости от состава солей включает в себя устранимую и постоянную.

Устранимая жесткость характеризует содержание в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Устраняется кипячением в процессе которого гидрокарбонаты разлагаются с образованием нерастворимых в воде карбонатов кальция и магния, выпадающих в осадок.

Постоянная жесткость характеризует содержание в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния, которые при кипячении не изменяются.

2)Классификация по степени жесткости воды.

Очень мягкая: менее 1,5 мг-экв/л

Мягкая 1,5-3 мг-экв/л

Умеренно жесткая: 3-6 мг-экв/л

Жесткая: 6-9 мг-экв/л

Очень жесткая: 9 мг-экв/л

3)Определение жесткости методом комплексометрического титрования. Титрант и индикатор.

Титрант – водный раствор тринола Б. Тринол Б (комплексон II) – динатревая соль энтилендиаминтетрауксусной кислоты. Сокращенное обозначение Na2H2Edta.

Индикатор вещества, изменяющее окраску в точке титрования;- эрихром черный H2Ind.

При растворении в дистиллированной воде индикатор диссоциирует на протоны и анионы и придает воде синюю окраску. В воде содержащей соли жесткости, осадок индикатора образует комплексные соединения CaInd и MgInd придающие воде малиновую окраску. При добавлении раствора трилона Б из бюретки для титрования в испытуемую пробу с индикатором ионы Ca2+ и Mg2+ вытесняют оны натрия из молекул тринола, образуя комплексные Ca и Mg соединения с тринолом, при этом высвобождается аммиак индикатора, который в точке титрования придаст воде синюю окраску.

4)Методы умягчения воды (ионный обмен)

Обратный осмос. Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %. Этот метод нашёл наибольшее применение в бытовых системах подготовки питьевой воды. В качестве недостатка данного метода следует отметить необходимость предварительной подготвки воды, подаваемой на обратноосмотическую мембрану.

Электродиализ. Основан на удалении из воды солей под действием электрического поля. Удаление ионов растворенных веществ происходит за счёт специальных мембран. Так же как и при использовании технологии обратного осмоса, происходит удаление и других солей, помимо ионов жёсткости.

Катионирование. Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдавая ионы натрия или водорода. Эти методы соответственно называются Na-катионирование и Н-катионирование. Как правило, жёсткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 мг-экв/л, при двухступенчатом — до 0,01 мг-экв/л.

5)Гумус как основной компонент, определяющий плодородие почвы.

Гумус – это органические вещества синтезируемые почвенными микроорганизмами в процессе разложений мертвых растительных и животных остатков. От общего содержания гумуса зависят запасы азота – одного из основных элементов питания растений и содержание органических фосфатов. Содержание гумуса является основой почвы и реагирует на показатели плотность, структура.

6)Оценка почв по содержанию гумуса.

менее 2% - очень низкая

2-4% - низкая

4-6% - средняя 6-10% - высокая

свыше 10% - очень высокая.

7)Колориметрический метод определения содержания гумуса в почве. *суть метода и схема реакции)

Метод Тюрина основан на окислении органического углерода гумуса бихроматом калия в серной кислоте. По интенсивности окраски реакционной смеси после окисления гумуса делают вывод о его содержании в образце почвы.

3С+2K2Cr2O7+H2SO4(желто-коричневый)=2Cr(SO4) 3+2K2SO4+8H2O+3CO2(зеленый)

8)Процессы, приводящие к потере гумуса

Причины деградации земель:

I. Эрозия почв – это вымывание (водная эрозия) или выветривания (ветреная эрозия) верхнего плодородного слоя почвы сопровождающиеся потерей гумуса. В РФ эрозированно 30% посевных площадей.

Причины эрозии: 1) использование тяжелой техники при обрабатывании земли. 2) сокращение лощадей защитных лесонасаждений

II. Химическое загрязнение почв.

1) Закисление почв. Причины: кислотные осадки, вызванные пыле -газовыми выбросами заводов. В РФ в среднем закислено 33% посевных площадей.

2) Засоление почв – содержание в почве свыше 0,25% легко растворимых солей. В РФ засолено примерно 30% посевных площадей. Причины: использование для орашения жесткой воды

3) Избыточное внесение минеральных удобрений. Различают азотные фосфорные и калийные. Негативные последствия: 1. Избыток азотных накоплений, 2. Избыток удобрений не усваивается у растений. Азотные удобрения усваиваются на 40%, остальное вымывается осадками и попадает в грунтовые воды, ухудшая качество питьевой воды.

4) Загрязнение почвы тяжелыми металлами, присутствующими в минеральном удобрение в качестве сопровождающих элементов.

5) Применение пестицидов (пестос – зараза, цидо – уничтожать) это химические средства защиты растений. Гербициды (гербо – трава) химические средства борьбы с сорнеками. Фунгициды (дунгос – гриб) химические средства борьбы с грибковыми и бактериальными болезнями растений. Инсектициды (инсект – насекомое) химические средства борьбы с насекомыми вредителями. Поколение инсектицидов – ДДТ, гексохлоран.2ое поколение – фософроорганические. 3е поколение – карбонаты, обладающие ограниченным периодом действия. Негативная сторона – уничтожается не только вредное но и полезное. Пестициды накапливаются в окружающей среде, включаются в пищевые цепочки и накапливаются в организме человека.

6) Пылегазовые выбросы загрязняют почву в радиусе 5 км.

9)Принцип метода определения концентрации токсичных газов и паров в воздухе с помощью УГА.

УГА основан на измерении окраски слоя индикаторного порошка в индикаторной трубке после просасывания через нее воздухозаборным устройством УГА воздуха рабочей зоны производственных помещений. Получаемая длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке будет пропорционален концентрации анализированного газа в воздухе и измеряется по шкале, градуированной в мг/м3.

10)Для чего производят пересчет измеренной концентрации вещества в концентрацию вещества при нормальных условиях?

Результат определения концентрации газа приводят к нормальным условиям (Сн): атмосферное давление 101,3кПа/760мм рт.ст./температура 293К/ относительная влажность 60%.

Показать полностью…
Похожие документы в приложении