МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ»

(для студентов специализации 7.070801.04 «Экологическая геология») Утверждены на заседании кафедры 30 августа 2004 г. (протокол № 1) Донецк – ДонНТУ - 2005 1 УДК 662.83 Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Основы экологии и неоэкологии» (для студентов специализации 7.070801.04 «Экологическая геология» / Сост. Коваленко Л.И., Омельченко Н.П. – Донецк, ДонНТУ, 2004. – 12 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

2. СОДЕРЖАНИЕ, ОБЪЕМ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3. РАСЧЕТЫ ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ

3.1. РАСЧЕТ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

3.2. УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОКСИДОМ УГЛЕРОДА

ОТ АВТОТРАНСПОРТА

3.3. РАСЧЕТ УСЛОВИЙ РАССЕИВАНИЯ ВЫБРОСОВ ПРОМЫШЛЕННОГО

ПРЕДПРИЯТИЯ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

3.4. РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЯ

ПРИ ИХ СБРОСЕ В РЕКУ

4. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

5. ЗАЩИТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Основной задачей курсовой работы является овладение основными понятиями экологии и неоэкологии, методиками расчета загрязнения окружающей среды, в частности атмосферного воздуха и природных водных ресурсов техногенными факторами.

Поскольку настоящая курсовая работа – одна из первых в учебном плане специальности ЭГ, то второстепенной задачей будет овладение студентами второго курса умениями и навыками выполнения курсовых работ.

1. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Каждый студент получает индивидуальное задание на выполнение курсовой работы.

Оно состоит из двух частей: основного задания для расчета эколого-экономических расчетов по району проектирования и трех приложений к заданию по каждому из расчетов загрязнения атмосферного воздуха и природных водных ресурсов. Основное задание содержит характеристики района проектирования, населенного пункта, предприятия, водных объектов.

К заданию прилагается индивидуальный ситуационный план района в масштабе 1:20000. На плане нанесены природные объекты (водотоки, водоемы, леса, пастбища, сельхозугодия), пятна населенного пункта и промышленного предприятия, указаны направления сторон света. Кроме того, при выполнении расчетов по загрязнениям руководитель работы наносит на план местоположения трубы предприятия, выпуска сточных вод, контрольного створа, улицы с движением автотранспорта.

2. СОДЕРЖАНИЕ, ОБЪЕМ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Работа состоит из расчетной и графической частей.

В свою очередь расчетная часть делится на четыре раздела. В первом выполняются расчеты демографической и репродуктивной способностей района проектирования, экологические характеристики производства.

Во втором разделе производится расчет уровня загрязнения атмосферного воздуха одной из улиц населенного пункта оксидом углерода от автотранспорта. При этом необходимо определить содержание СО в воздухе улицы, сравнить его с ПДК и предложить мероприятия по снижению концентрации оксида углерода, если она превышает допустимую величину.

В третьем разделе выполняется расчет условий рассеивания выбросов промышленного предприятия в атмосферный воздух. Определяется максимальная концентрация загрязнителя в приземном слое воздуха и расстояние от трубы, на котором она будет наблюдаться при данных природно-климатических условиях.

В четвертом разделе определяется необходимая степень очистки сточных вод предприятия при их сбросе в реку. Предварительно вычисляется коэффициент смешивания сточных вод с водой реки и кратность разбавления стоков в расчетном створе.

Общий объем расчетной части работы составляет 15 - 20 страниц формата А4.

Графическая часть работы выполняется на листе чертежной бумаги формата А2 и содержит:

ситуационный план района М 1:20000, условные обозначения, основные эколого-экономические показатели.

Основой графической части является план, прилагаемый к заданию. После выполнения расчетов на план наносятся: факел выброса из трубы предприятия и точка максимальной концентрации загрязнения в приземном слое, новые границы природных объектов для обеспечения оптимальных значений частных демографических емкостей района и репродуктивной способности территории.

В список условных обозначений вносятся природные объекты, характерные створы реки, труба предприятия и факел выброса, расчетная улица населенного пункта.

Основные эколого-экономические показатели желательно привести в виде таблицы из трех граф: наименование показателя, единица измерения, значение показателя. На лист следует вынести следующие показатели:

Демографическая емкость территории, Репродуктивная способность территории, Экологические характеристики производства.

3. РАСЧЕТЫ ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ

3.1. РАСЧЕТ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

3.1.1. Экологическая емкость территории 3.1.1.1. Демографическая емкость территории ДЕТ определяется как минимальное значение из следующих частных емкостей:

по селитебной способности где F - площадь территории населенного пункта (измеряется по ситуационному плану), га;

Н1 -нормативная потребность в селитебной территории 1000 жителей (из задания), га.

по ресурсам поверхностных вод Q - минимальный расход воды в реке, м куб/сут, где B - минимальная ширина реки (измеряется по ситуационному плану как треть K - коэффициент, учитывающий необходимость разбавления сточных вод (К = 0,25), H2 - норматив водообеспеченности 1000 жителей (из задания), м куб/сут, по рекреационным ресурсам где Fл - площадь лесов в районе (измеряется по ситуационному плану), га;

Кзз - коэффициент необходимости организации зеленых зон (Кзз = 0,5 - 0,8);

Кр - доля рекреантов в летний период от числа жителей (Кр = 0,4);

Кро - коэффициент распределения отдыхающих в лесу и у воды (Кро = 0,3 - 0,1);

Н3 - норматив потребности в лесных рекреационных территориях (из задания), га, где L - длина береговой линии, пригодной для купания (измеряется по ситуационному Кп - коэффициент, учитывающий возможность организации пляжей (Кп = 0,3 - 0,5);

Н4 - норматив потребности 1000 жителей в пляжах (из задания), км;

Кро - коэффициент распределения отдыхающих у воды и в лесу (Кро = 0,1 - 0,3), по пригородной сельскохозяйственной базе где Fсх - площадь территорий, пригодных для ведения сельского хозяйства (измеряется по ситуационному плану), га;

Кпр - коэффициент, учитывающий возможность использования сельхозугодий для пригородной базы (Кпр = 0,25 - 0,4);

Н5 - норматив потребности 1000 жителей района в землях пригородной базы (из задания),га Из вычисленных пяти частных демографических емкостей территории принимается меньшее значение и делаются выводы о необходимости уравнивания показателей, разрабатываются мероприятия по повышению недостаточных частных ДЕТ.

3.1.1.2. Репродуктивная способность территории воспроизводство кислорода растительным покровом где ПК - продуктивность территории по кислороду;

Fсх - площадь сельхозугодий, га;

Fп - площадь пастбищ, га;

Fг - площадь озелененного населенного пункта, га;

(все площади измеряются по ситуационному плану) ПКл - ежегодное производство фитомассы лесами, 10-15 т/га;

ПКсх - ежегодное производство фитомассы сельхозугодиями, 5-6 т/га;

ПКп - ежегодное производство фитомассы пастбищами, 4-5 т/га;

ПКг - ежегодное производство фитомассы городскими зелеными насаждениями, 0,8т/га;

1,45 - коэффициент перевода биопродуктивности к свободному кислороду Вышеприведенная формула учитывает расход кислорода флорой и фауной территории.

ежегодное потребление кислорода где ДЕТ - демографическая емкость территории, чел;

2 – коэффициент, учитывающий потребление кислорода автотранспортом и коммунальными службами населенного пункта;

Пч - годовое потребление кислорода одним человеком, 0,26 т/год;

А - суточный объем выпуска продукции предприятием (из задания), ед/сут;

Пп - потребление кислорода при выпуске единицы продукции, т/ед., где ПВ1- потребление воздуха на единицу продукции (из задания), м. куб, Необходимо сравнить значения ПК и Пк, сделать вывод о достаточности репродуктивной способности территории по кислороду.

экологическая нагрузка на водоток где qс - сброс загрязненных сточных вод на единицу продукции предприятия (из А - суточный объем выпуска продукции предприятием (из задания), ед/сут;

Q - минимальный расход воды в реке (вычислен выше), м куб/сут, Сделать вывод о допустимости уровня экологической нагрузки на водоток (не должен превышать 0,1), в противном случае предусмотреть мероприятия по его снижению.

3.1.2. Экологические характеристики производства экологоемкость производства где ВВ1 и ВВ2 - выбросы вредностей на единицу продукции в воздух и воду ресурсоемкость производства где ПВ1 и ПВ2 - потребление на единицу продукции воздуха и воды соответственно (из коэффициент экологичности производства (характеризует степень замкнутости производства) Сделать вывод о степени экологичности производства (чем ближе величина КЭ к единице, тем экологичнее производство).

3.2. УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОКСИДОМ УГЛЕРОДА ОТ

АВТОТРАНСПОРТА

Концентрация оксида углерода на улицах населенных пунктов с интенсивным движением транспорта определяется по формуле:

где 0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м куб;

И - интенсивность движения автомобилей по улице (из приложения к заданию), Кт - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферу СО где Рі - процент автомобилей даного типа (из приложения к заданию), Кті - коэффициент токсичности автомобиля данного типа (из табл. П1), Ка - коэффициент аэрации улицы (из табл. П2);

Ку - коэффициент уклона улицы (из табл. П3);

Кс - коэффициент скорости ветра (из табл. П4);

Кв - коэффициент влажности воздуха (из табл. П5);

Кп - коэффициент пересечений улиц (из табл. П6).

ПДК выбросов автотранспорта по СО равна 5 мг/м куб. Для снижения уровня выбросов предусматривают следующие мероприятия:

запрещение движения автомобилей;

ограничение интенсивности движения до 200 авт/час;

замена карбюраторных грузовых автомобилей на дизельные, переоборудование автобусов на газовое горючее, установка фильтров на выхлопные трубы автомобилей.

3.3. РАСЧЕТ УСЛОВИЙ РАССЕИВАНИЯ ВЫБРОСОВ ПРОМЫШЛЕННОГО

ПРЕДПРИЯТИЯ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

Максимальная концентрация вредных веществ у земной поверхности на оси факела определяется по формуле:

где М - масса вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с где ВВ1 - выброс вредностей на единицу продукции, кг/ед (из задания);

А - суточный объем выпускаемой продукции, ед/сут (из задания), H - высота трубы (из приложения к заданию), м;

Q - расход выбрасываемой газовоздушной смеси, м куб/с где qв - выброс дыма на единицу продукции, м куб (из задания), T - разность между температурой дыма (Тд) и средней температурой воздуха в июле (Тв), град (обе температуры из заданий), T = Тд - Тв, Кс - коэффициент стратификации атмосферы, зависящий от географической широты района (севернее 52 градуса Кс = 160, южнее 50 градуса Кс = 200, между 50 и Ко - коэффициент оседания взвешенных частиц в атмосфере (для газов Ко = 1, для Кв - коэффициент, учитывающий условия выхода газов из трубы где параметр П1 = 16000 x Q2 / 2 x D3 x H2 x T, где D - диаметр трубы в метрах (из приложения к заданию), а остальные обозначения расшифрованы выше, Кп - коэффициент, зависящий от параметра П Кр - коэффициент учета рельефа местности (при ровной или слабопересеченной с перепадом высот не более 50 м на 1 км местности Кр = 1).

Расстояние от трубы до места, где ожидается максимальная концентрация вредных веществ у земной поверхности, определяется по формуле:

где В - безразмерная величина, зависящая от параметра П2,

3.4. РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЯ

ПРИ ИХ СБРОСЕ В РЕКУ

Вначале определим коэффициент смешивания сточных вод с водой реки по методике В.А.Фролова и И.Д.Родзиллера:

где е - основание натурального логарифма, L - расстояние от выпуска стоков до расчетного створа по фарватеру, м (измеряется Q - минимальный расход воды в реке, м куб/сут (из предыдущего расчета), q - расход сбрасываемых сточных вод, м куб/сут где q1 - сброс стоков на единицу продукции (из задания), м куб, А - суточный объем выпуска продукции (из задания), ед/сут, а - гидравлический коэффициент где Ки - коэффициент извивистости Кв - коэффициент вида выпуска (для берегового Кв = 1, в фарватере Кв = 1,5), Кратность разбавления стоков в расчетном створе все величины расшифрованы выше.

Предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в сбрасываемых сточных водах где Сд - допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в реке после сброса сточных вод, г/м куб (зависит от категории реки; для хозпитьевых – 0,25, для культурно-бытовых и рыбохозяйственных – 0,75) Ср - концентрация взвешенных веществ в реке, г/м куб (из приложения к заданию).

Необходимая степень очистки сбрасываемых сточных вод по взвешенным веществам где Сс - концентрация взвешенных веществ в сбрасываемых сточных водах, г/м куб (из

4. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Расчетная часть оформляется в виде пояснительной записки из сброшюрованных листов писчей бумаги формата А4. Титульный лист документа выполняется согласно образцу в приложении 2. Далее следуют листы текста в следующем порядке:

- содержание, - реферат (краткое содержание выполненной работы по стандартной форме), - описание района проектирования (с указанием площадей природных объектов и населенного пункта), - расчеты (см. раздел 3 настоящих указаний), - выводы, - список использованной литературы.

Тексты должны быть написаны грамотно, разборчивым почерком или распечатаны на принтере. В последнем случае рекомендуется шрифт Times высотой 14 пикселей через полтора – два интервала.

Графическая часть работы оформляется согласно нормативным требованиям, предъявляемым к чертежам.

5. ЗАЩИТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Законченная в полном объеме работа предоставляется руководителю на проверку и при положительном решении допускается им к защите.

Процедура защиты курсовой работы публична и открыта, включает доклад студента по теме работы с иллюстрированием его положений чертежами, ответы на вопросы и оценивание работы. На оценку влияют качество выполнения расчетной и графической части, четкость доклада и правильность ответов на вопросы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кораблева А.И., Чесанов Л.Г., Савин Л.С. Введение в экологическую экспертизу. – Днепропетровск: Полиграфист, 2000. – 144с.

2. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. – М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. – 264с.

3. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. – М.: ВЛАДОС, 2001. – 288с.

4. Сборник нормативных документов по вопросам охраны окружающей среды. Вып. 9. – М., 1995. – 163с.

5. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе. М.: Химия, 1991. – 368с.

6. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86). – Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – 93с.

7. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.Н. Примеры расчета канализационных сооружений. – М.: Высшая школа, 1987. – 232с.

8. Кучерявий В.П. Екологія. – Львів: Світ, 2001. – 500 с.

9. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология. – М.: Изд-во МГУИЭ, 10. Одум Ю. Основы экологии. М.:Мир, 1975. – 740 с.

11. Джигирей В.С., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорона навколишнього природного середовища. Підручник. – Львів: Афіша, 2001. - 272 с.

12. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології: Навч. посібник. – К.: МАУП, 2000. – 240 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ К РАСЧЕТУ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

ОКСИДОМ УГЛЕРОДА ОТ ТРАНСПОРТА

Регулируемое пересечение Образец титульного листа пояснительной записки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Л.И.