Теоретическая часть. Для оценки влияния загрязнения окружающей среды непосредственно на человека и связанные с ним элементы биоценоза условно ставят человека в центр
Для оценки влияния загрязнения окружающей среды непосредственно на человека и связанные с ним элементы биоценоза условно ставят человека в центр антропоцентрической экологической системы.
В этой системе в соответствии с экологической концепцией В.И.Вернадского и академика С.С.Шварца можно предложить следующую логику ранжирования экологических объектов:
1 место – человек;
2 место – домашние животные и культурные растения. Они обеспечивают потребности человека, их условия существования формируются целенаправленной деятельностью человека, т.е. они изолированы от воздействия природных факторов, поэтому констатация нарушений в этой группе – косвенное свидетельство интенсивности нарушений биоценоза;
3 место – промысловые животные и дикорастущие растения. Они поставлены на 3 место, т.к. в ряде районов формируют региональный экономический потенциал;
4 место – массовые виды компонентов биоценоза. В случае выпадения из биоценоза массового вида организмов экологические условия региона могут существенно изменяться из-за нарушения биологического равновесия.
5 место – малочисленные виды, нейтральные в отношении хозяйственной деятельности человека. Их исчезновение из биоценоза в меньшей мере нарушает его динамическое равновесие.
Ранжирование является основой для «определения веса» объекта по признаку значимости его для хозяйственной деятельности человека.
Для оценки экологической ситуации важно провести ранжирование и пронормировать веса загрязнителей окружающей среды
Ранжированную последовательность загрязнителей строят в порядке убывания вреда, который эти вещества могут причинить экологическим объектам.
Для нормирования весов экологических объектов и загрязнителей существует два основных способа.
Первый, базируется на опросе экспертов, второй на математическом моделировании. Опрос экспертов проводится редко, т.к. он не всегда объективен.
Математическая модель позволяет формализовать самые общие исходные соображения экспертов в виде системы начальных условий и подобрать непрерывную функцию, удовлетворяющую этим условиям.
Методами инженерного прогнозирования выведена формула, определяющая веса экологических объектов и загрязнителей F(j):
 ,(3.1)
где j- номер места в ранжированной последовательности.
Это приведенная последовательность экологических объектов выполнима при условии: j≥2.
Для занимающего первое место человека нормированный вес принимается равный F(1)=2. Значение F(j) для экологических объектов представлены в табл. 3.1
При оценке загрязнителей данное условие не действует, и в физическом смысле функция F(j) характеризует относительную токсичность загрязнителя
Таблица 3.1
Вес экологических объектов
|
Экологические объекты
| Вес объекта в ранжированной последовательности F(j)
| | Человек
| 2,00
| | Домашние животные и культурные растения
| 1,00
| | Промысловые животные и дикорастущие растения, используемые в хозяйственной деятельности человека
| 0,75
| | Массовые виды компонентов биоценоза не используемые в хозяйственной деятельности человека
| 0,50
| | Малочисленные виды компонентов биоценоза, нейтральные в отношении хозяйственной деятельности человека
| 0,31
|
В природных условиях различные загрязнители смешиваются, образуя конгломераты. Для единичных загрязнителей при оценке относительной токсичности можно применить нижние значения функции F(j), определенные по формуле (3.1). Для конгломератов пользуются верхними значениями этой функции, полученными на основе формулы Лапласа: F(1)=0,992; F(2)=0,984; F(3)=0,96; F(4)=0,884;F(5)=0,626; F(6)=0,415 и т.д.
Верхнее и нижнее значения функции образуют область существования истинных значений относительной токсичности для веществ и конгломератов. Для приближенных расчетов относительная токсичность принимается как среднее значение.
Степень загрязнения окружающей среды можно оценить коэффициентом загрязнения окружающей среды. Он может быть представлен как совокупность загрязнений от всех потенциально возможных загрязнителей, отнесенная к приведенному числу загрязнителей
G = S /m. (3.2)
Совокупность загрязнений от всех потенциально возможных загрязнителей определяют
 . (3.3)
Для определения величины S выясняют предельную концентрацию загрязнителя rj и относительную токсичность загрязнителя F(j).
Под предельной концентрацией загрязнения понимают отношение концентрации загрязнителя Cj, которая фактически сложилась в данном экологическом регионе, к допустимой концентрации для нормального существования биосферы и ее элементов (экологических объектов), т.е. к ПДК (предельно допустимой концентрации). В качестве этого норматива принимают ПДКС.С (средне - суточную) для атмосферы и для воды – ПДКв.р. в водных объектах, используемых в рыбохозяйственных целях |2 |
 . (3.4)
Приведенное значение числа загрязнителей определяют по формуле (3.5):
 . (3.5)
В соответствии с формулой (3.2) формируются основные (базисные) оценки степени загрязнения среды обитания (см. табл. 3.2) и аттестационная шкала по оценке степени загрязнения (см. табл. 3.3).
Таблица 3.2
Основные (базисные) оценки степени загрязнения среды обитания по значимости коэффициента загрязнения
| Значение коэффициента
загрязнения
| Словесная оценка среды обитания
| | G < 1
| Вполне здоровая (условия санатория или заповедника)
| | G = 1
| Нормальная
| | G > 1
| Загрязненная
|
Таблица 3.3
Оценка степени загрязнения среды обитания при значениях коэффициента загрязнения G > 1
| Коэффициент загрязнения среды обитания пылегазовыми и жидкими загрязнителями G (J)
| Словесная оценка степени загрязнения среды обитания
| | До 1,0
| Безвредная
| | 1 – 1,99
| Малая
| | 2 – 2,99
| Существенная
| | 3 – 3,99
| Интенсивная
| | 4 – 5,00
| Весьма интенсивная
| | Более 5
| Катастрофическая
|
Простейший метод прогнозирования – это построение уравнений регрессии по имеющимся статистическим данным. Если эти данные представленные в системе координат «коэффициент загрязнения G – годы наблюдения t»подчиняются линейной зависимости, то для аналитического определения коэффициента загрязнения, как функции времени G(t), можно применить метод наименьших квадратов.
Если результаты наблюдений подчиняются уравнению линейной регрессии:
G=b0+b1×t, (3.6)
то коэффициенты b0 и b1 в методе наименьших квадратов находят при помощи определителей и в конечном итоге формулы выглядят следующим образом:
b0 =  , (3.7)
b1 =  , (3.8)
где t - год наблюдения;
i – номер года наблюдения;
n – общее количество лет наблюдения;
G и t - средние арифметические значения соответствующих величин.
Для оценки силы линейной связи вычисляют выборочный коэффициент корреляции r:
 .(3.9)
Если коэффициент корреляции r» ±1, то зависимость между G и t является практически линейной в изученном диапазоне.
Расчетная часть
Цель работы: расчет степени загрязнения окружающей среды; оценка экологической ситуации на данном водном объекте; прогнозирование степени загрязнения среды обитания, если не изменится тенденция развития.
Задание:
- по данным мониторинга экологического объекта (t1=1; t2=2;... t5=5) (см. табл. 3.4) определить коэффициенты загрязнения G по годам, занести результаты в табл. 3.5.
- по данным табл. 3.5 методом наименьших квадратов получить уравнение регрессии функции G( ), построить график этой функции (с указанием реальных точек из табл. 3.5).
- в выводе дать оценку развития экологической ситуации на данном объекте в соответствии с табл. 3.2 и 3.3, и спрогнозировать, какова будет степень загрязнения среды обитания, указанного в варианте водного объекта, если не изменяется тенденция развития.
Таблица 3.4
Исходные данные для расчета коэффициента
загрязнения среды обитания
| Вариант
| Экологический объект
| Ранжированная последовательность загрязнителей
| Фактическая концентрация загрязнителей по годам наблюдения, мг / дм3
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
| |
| р. Дон выше г. Павловска
| 1. Цинк
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,005
0,01
0,24
1,9
6,3
| 0,008
0,02
0,3
2,1
6,5
| 0,01
0,02
0,21
1,8
6,5
| 0,01
0,025
0,27
2,2
6,7
| 0,012
0,03
0,19
1,9
6,8
| Продолжение табл. 3.4
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| р. Дон выше г. Павловска
| 1. Нефтеполимерная смола
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,08
0,027
0,27
2,0
7,5
| 0,09
0,029
0,25
2,0
8,1
| 0,1
0,03
0,27
2,1
8,0
| 0,1
0,03
0,3
2,2
8,2
| 0,1
0,03
0,31
2,5
8,3
| |
|
|
|
|
|
|
|
| |
| р. Дон выше г. Лиски
| 1. Формальдегид
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,01
0,036
0,27
3,6
2,0
| 0,01
0,04
0,25
3,5
2,0
| 0,012
0,04
0,25
3,8
2,3
| 0,013
0,042
0,3
4,0
2,5
| 0,015
0,045
0,3
4,0
2,5
| |
| р. Дон ниже г. Лиски
| 1. Медь
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,0035
0,044
0,31
2,3
6,0
| 0,004
0,045
0,30
2,5
6,0
| 0,005
0,045
0,30
2,5
6,0
| 0,005
0,050
0,35
2,7
6,5
| 0,009
0,050
0,040
2,9
6,7
| |
| р. Дон ниже г. Н-Во-
ронежа
| 1. Нефтепродукты
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,12
0,56
0,25
7,15
8,0
| 0,15
0,058
0,25
7,2
7,9
| 0,20
0,060
0,25
7,25
8,1
| 0,20
0,060
0,30
7,25
8,2
| 0,22
0,060
0,30
7,3
8,2
| Продолжение табл. 3.4
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| р. Дон у
с. Малышево
| 1. Фосфаты
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,36
0,059
0,45
3,8
7,7
| 0,43
0,060
0,45
3,8
7,9
| 0,45
0,061
0,48
4,0
8,0
| 0,45
0,061
0,47
4,0
8,0
| 0,5
0,063
0,49
4,2
8,0
| |
| р. Дон у с.
Устье
| 1. Сульфанол - 1
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,2
0,033
0,35
2,36
12,8
| 0,2
0,035
0,35
2,35
| 0,21
0,035
0,38
2,4
13,5
| 0,23
0,04
0,38
2,45
| 0,25
0,04
0,4
2,5
| |
| р. Дон в районе моста г. Се-
милуки
| 1. Сульфанол НП-3
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,11
0,05
0,14
1,9
5,2
| 0,12
0,05
0,15
1,9
5,3
| 0,13
| -
| -
| |
| р. Дон в районе водозабора
| 1. Железо
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,002
0,01
0,15
1,6
8,0
| 0,003
0,01
0,18
1,6
8,4
| 0,003
0,012
0,2
1,7
8,5
| 0,004
0,013
0,2
1,75
9,0
| 0,004
0,015
0,24
1,75
9,0
| Продолжение табл. 3.4
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| р. Дон в районе села Моностыршина
| 1. Стирол
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
4. 5. Взвеш. вещества
| 0,05
0,009
0,18
1,4
10,5
| 0,07
0,009
0,18
1,4
10,5
| 0,07
0,001
0,2
1,8
| 0,09
0,01
0,2
2,0
| 0,1
0,015
0,2
2,3
| |
| р. Дон (в среднем по реке)
| 1. Фенолы
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. звеш. вещества
| 0,0005
0,015
0,20
2,7
7,3
| 0,0006
0,015
0,23
2,7
7,5
| 0,0007
0,018
0,23
2,8
7,5
| 0,001
0,018
0,25
2,9
7,7
| 0,001
0,02
0,25
3,0
0,8
| |
| р. Воронеж
| 1. Кобальт
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный
4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,04
0,035
0,25
0,40
5,2
| 0,05
0,036
0,25
0,45
5,2
| 0,05
0,036
0,25
1,55
5,4
| 0,06
0,038
0,26
1,6
5,5
| 0,06
0,04
0,28
1,6
5,5
| |
| р. Ворона
| 1. Фенолы
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный БПК5
4. Взвеш. вещества
| 0,0005
0,01
0,23
1,2
10,5
| 0,0006
0,01
0,25
1,25
10,5
| 0,0007
0,012
0,25
1,3
10,6
| 0,001
0,013
0,28
1,35
10,8
| 0,001
0,015
0,3
1,35
11,0
| Продолжение табл. 3.4
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| р. Хопер в районе г. Борисоглебска
| 1. Сероуглерод
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
4. 5. Взвеш. вещества
| 0,8
0,007
0,14
1,5
6,0
| 0,9
0,007
0,15
1,5
6,0
| 0,9
0,008
0,15
1,7
6,5
| 1,0
0,008
0,17
1,9
6,6
| 1,01
0,009
0,18
1,9
6,4
| |
| р. Хопер в р-не Новохоперска
| 1. Цианид
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,03
0,004
0,15
3,0
9,6
| 0,03
0,004
0,15
3,2
9,8
| 0,04
0,005
0,17
3,3
10,0
| 0,05
0,005
0,18
3,3
10,0
| 0,06
0,006
0,19
3,5
10,0
| |
| р. Хопер (в среднем по реке)
| 1.Хром (VI)
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,001
0,005
0,19
2,3
7,5
| 0,001
0,006
0,20
2,4
7,6
| 0,002
0,006
0,21
2,5
7,7
| 0,002
0,007
0,21
2,6
7,8
| 0,003
0,007
0,22
2,6
7,8
| |
| р. Тихая сосна выше Острогожска
| 1. Калий
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
|
0,011
0,02
1,2
4,2
|
0,011
0,02
1,3
4,6
|
0,012
0,03
1,4
4,8
|
0,013
0,03
1,4
4,8
|
0,013
0,03
1,4
5,0
| Продолжение табл. 3.4
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| р. Тихая сосна ниже Острогожска
| 1. Хлориды
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
|
0,01
0,16
1,6
12,3
|
0,013
0,15
1,8
12,4
|
0,013
0,16
1,8
12,6
|
0,015
0,16
2,0
12,6
|
0,015
0,18
2,0
12,6
| |
| р. Тихая сосна (в среднем по реке)
| 1. Формалин
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,2
0,01
0,05
1,5
8,5
| 0,21
0,012
0,06
1,5
8,6
| 0,22
0,012
0,07
1,6
8,6
| 0,23
0,013
0,08
1,6
8,7
| 0,24
0,014
0,08
1,7
8,8
| |
| р. Битюг в р-не г. Бобров
| 1. Сульфаты
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
|
0,007
0,16
3,0
5,0
|
0,008
0,17
3,3
5,3
|
0,008
0,17
3,5
5,5
|
0,009
0,18
3,6
5,5
|
0,009
0,18
3,6
5,5
| |
| р. Битюг в районе п. Анна
| 1. Бутанол
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,02
0,015
0,82
2,0
8,0
| 0,025
0,017
0,83
2,0
8,0
| 0,03
0,018
0,85
2,1
8,0
| 0,03
0,02
0,85
2,2
8,1
| 0,035
0,02
0,86
2,3
8,2
| |
| р. Битюг (в среднем по реке)
| 1. Мышьяк
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,03
0,012
0,50
2,9
6,5
| 0,04
0,012
0,51
2,9
6,5
| 0,04
0,013
0,52
2,9
6,6
| 0,05
0,014
0,52
3,0
6,8
| 0,055
0,014
0,52
3,0
6,9
|
Окончание табл. 3.4
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| Воронежское водохран. в районе Чернавского моста
| 1. Масло соляровое
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,008
0,019
0,42
2,0
13,0
| 0,009
0,019
0,43
2,1
13,1
| 0,01
0,02
0,44
2,1
13,2
| 0,015
0,02
0,45
2,15
13,2
| 0,02
0,02
0,45
2,15
13,3
| |
| Воронежское водохран. в районе ВОГРЭС
| 1. Свинец
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. вещества
| 0,005
0,02
0,25
1,5
9,6
| 0,006
0,02
0,27
1,5
9,8
| 0,008
0,021
0,29
1,6
| 0,008
0,021
0,3
1,7
| 0,01
0,022
0,3
1,7
| |
| Воронежское водохран. в районе Чертовицкого
| 1. Кальций
2. Азот нитритный
3. Азот аммонийный 4. БПК5
5. Взвеш. Вещества
|
0,019
0,71
1,8
7,7
|
0,019
0,71
1,8
7,8
|
0,020
0,72
1,85
7,9
|
0,021
0,73
1,85
8,0
|
0,021
0,74
1,9
8,0
|
Таблица 3.5
Результаты расчета степени загрязнения экологического объекта
| Характеристики загрязнителей
|
Года наблюдения
t
|
Коэффициент загрязнения G
| Словесная оценка степени загрязнения
| | Ранжированная последовательность
| ПДК (для рыб. - хоз. водоемов), мг/дм3
| | | | | | |
Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...
|
Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...
|
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при которых тело находится под действием заданной системы сил...
|
Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...
|
|
Дренирование желчных протоков Показаниями к дренированию желчных протоков являются декомпрессия на фоне внутрипротоковой гипертензии, интраоперационная холангиография, контроль за динамикой восстановления пассажа желчи в 12-перстную кишку...
Деятельность сестер милосердия общин Красного Креста ярко проявилась в период Тритоны – интервалы, в которых содержится три тона. К тритонам относятся увеличенная кварта (ув.4) и уменьшенная квинта (ум.5). Их можно построить на ступенях натурального и гармонического мажора и минора.
...
Понятие о синдроме нарушения бронхиальной проходимости и его клинические проявления Синдром нарушения бронхиальной проходимости (бронхообструктивный синдром) – это патологическое состояние...
|
|
Ученые, внесшие большой вклад в развитие науки биологии Краткая история развития биологии. Чарльз Дарвин (1809 -1882)- основной труд « О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь»...
Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...
Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...
|
|
