Методические указания по проведению практических занятий и лабораторных работ ОП.07 Природопользование и охрана окружающ0ей среды по профессии 18.01.28 Оператор нефтепереработки на базе среднего общего образования

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ГОРОДА МОСКВЫ

«КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ № 54» имени П.М.Вострухина

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

И ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

учебной дисциплины

ОП.07 Природопользование и охрана окружающей среды

(вариативная часть)

18.01.28  Оператор нефтепереработки

базовая  подготовка

на  базе среднего общего образования

Москва

 2019

РЕКОМЕНДОВАНА ПЦК “ОПД и ПМ Специальности13.02.07  Электроснабжение (по отраслям); Профессии 18.01.28 Оператор нефтепереработки” Протокол № 1 от «28» августа  2019 г. Председатель ПЦК ___________Г.А.Бобылева	УТВЕРЖДАЮ  Зам. директора       ГБПОУ  КС № 54                 имени П. М. Вострухина ___________  И. Г. Бозрова                   «___»___________2019 г.

Разработчик:

Липская Ирина Лазаревна,  преподаватель спецдисциплин, высшая квалификационная категория

Ф.И.О., должность

СОДЕРЖАНИЕ

1.     Пояснительная записка________________________________________4

2.     Правила проведения лабораторных работ и практических занятий____6

3.     Перечень лабораторных работ и  практических занятий__________________________________________________7

4.     Практические работы_________________________________________ 8

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1.1.          Назначение методических указаний.

     Настоящие методические указания по проведению лабораторных работ и практических занятий составлены по дисциплине Природопользование и охрана окружающей среды (вариативная часть) для студентов колледжа по профессии 18.01.28 Оператор нефтепереработки.

     Лабораторные работы и практические занятия – одно из звеньев учебно-педагогического процесса: учащиеся получают новые знания, навыки самостоятельной работы, умения делать выводы из полученных данных и тем самым более полно усваивать материал МДК.

     Лабораторные работы и практические занятия проводят при изучении или в конце изучения определённой темы. Их главной целью является закрепление знаний и практических умений учащихся. 

     Приступая к выполнению конкретной работы, учащиеся должны внимательно ознакомиться с порядком выполнения работы и получить от преподавателя необходимые разъяснения.   Предварительная подготовка к практическим работам состоит в повторении теоретических вопросов, ожидаемых результатов, порядка выполнения работы, содержания отчёта. Для этой цели может использоваться устный опрос, беседа, самостоятельная работа по карточкам-заданиям, программированный опрос и т.д. Каждая работа оформляется в виде отчёта и сдаётся преподавателю.

     Для выполнения лабораторных работ и практических занятий учащимся необходимы чертёжные и измерительные инструменты: простые карандаши различной твёрдости, линейки, треугольники, циркули, миллиметровая бумага, калькулятор. Рисунки и таблицы должны быть выполнены с требуемой точностью и качеством

     В результате выполнения лабораторных работ и практических занятий учащиеся должны приобрести необходимые знания по современному состоянию природных ресурсов и окружающей среды, рациональному природопользованию.

1.2.Требования к умениям, знаниям, которые формируются после проведения лабораторных работ и практических занятий по дисциплине Природопользование и охрана окружающей среды (вариативная часть).

Выполнение лабораторных работ и практических занятий должно способствовать формированию умений:

- выделять группу причин, характеризующих экологический кризис;

- анализировать причины негативных антропогенных воздействий на состояние атмосферного воздуха и водного бассейна;

- разрабатывать мероприятия по уменьшению загрязнения воздушного и водного бассейна;

- проводить анализ комплексного использования природных ресурсов;

- давать оценку влияния природных ресурсов на специализацию и уровень экономического развития региона;

- разрабатывать мероприятия по защите почв от эрозии;

- разрабатывать мероприятия по озеленению и обустройству территории;

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

- закономерности, особенности и противоречия в отношениях природы и общества;

-  причины возникновения и последствия экологических кризисов.

- теорию В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере;

- состав и строение биосферы;

-  масштабы и последствия загрязнения биосферы, меры охраны биосферы;

- формы и методы охраны природы;

- виды природных ресурсов и природопользования;

-  принципы рационального природопользования;

- виды и источники естественного и антропогенного загрязнения атмосферы; - меры охраны воздушного бассейна;

- основных водопотребителей и водопользователей, их влияние на состояние водных ресурсов;

- основные загрязняющие вещества в природных водах;

- показатели рационального использования воды;

- источники и виды загрязнения почв;

- причины деградации земель;

- виды эрозии, ее последствия;

-  мероприятия по улучшению использования и охране земель.

- определение понятий “недра”, “полезные ископаемые”;

- негативные последствия использования недр;

-  мероприятия по охране недр в России, регионе;

- состояние лесных ресурсов России,  роль леса в обеспечении экологического равновесия;

-  мероприятия по сохранению растительных ресурсов;

- мероприятия по рациональному использованию и охране животных;

- особо охраняемые природные территории.

II.               Правила проведения лабораторных работ и

практических занятий

2.1.          Обучающийся должен подготовить ответы на теоретические вопросы к ПЗ;

2.2.          Перед началом каждого занятия проверяется готовность обучающегося к ПЗ;

2.3.          После завершения ЛР и ПЗ обучающийся должен сдать преподавателю отчёт о проделанной работе, выполненной в тетради;

2.4.          Обучающийся, пропустивший ЛР и ПЗ по уважительной или неуважительной причинам, обязан выполнить задания ПЗ в дополнительно назначенное время;

2.5.          Оценка за выполненные задания обучающемуся выставляется с учётом предварительной подготовки к занятию, доли самостоятельности при выполнении расчётов, точности и грамотности оформления отчёта.

III.           Перечень лабораторных работ и практических занятий

№№ занятия	Наименование	Кол-во часов	Стр.
Тема 1.2. Биосфера как среда жизни человека		2
1.	Практическое занятие № 1 - Глобальные антропогенные изменения в окружающей среде	2	8
Тема 2.1. Природные ресурсы как важнейшие объекты природопользования		2
1.	Практическое занятие № 2 - Анализ комплексного использования природных ресурсов и природных условий территорий (Московская область)	2	13
Тема 2.2. Охрана атмосферного воздуха		6
1.	Практическое занятие № 3 – Решение практических задач по воздействию  основных загрязнителей воздуха на живые организмы	2	20
2.	Лабораторная работа № 1 – определение концентрации углекислого газа в аудитории.	2	27
3.	Практическое занятие № 4 – Анализ причин негативных антропогенных воздействий на состояние атмосферного воздуха в вашем регионе.	2	34
Тема 2.3. Использование и охрана водных ресурсов.		2
1.	Практическое занятие № 5 – Определение расходов воды по часам в сутки. Пути уменьшения расходов воды.	2	42
Тема 2.4. Использование и охрана земель.		2
1.	Практическое занятие № 6 – Анализ мероприятий по улучшению плодородия почв, борьбе с эрозией.	2	50
Тема 2.5. Использование и охрана недр.		2
1.	Практическое занятие № 7. Комплексное использование полезных ископаемых. Ресурсосбережение.	2	55

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Практическое занятие № 1

Глобальные антропогенные изменения в окружающей среде

Цель занятия: ознакомление с глобальными антропогенными изменениями в окружающей среде.

Пояснения

Человек и природа не отделимы друг от друга и тесно взаимосвязаны. Для человека, как и для общества в целом, природа является средой жизни и единственным источником необходимых для существования ресурсов. Природа и природные ресурсы - база, на которой живет и развивается человеческое общество, первоисточник удовлетворения материальных и духовных потребностей людей. Человек - часть природы и как живое существо своей элементарной жизнедеятельностью оказывает ощутимое влияние на природную среду.

 Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.

Человек, как и любой другой организм, с момента возникновения на Земле влиял на биосферу. Выделяют следующие основные этапы воздействия человека на окружающую среду:

     • влияние на биосферу как биологического вида;

     • сверхинтенсивная охота без изменения экологических систем в целом (в период становления человечества);

     • изменение экосистем через естественно идущие процессы: пастьбу, усиление роста трав путем их выжигания и т. п.;

     • усиление влияния путем распашки земель и вырубки лесов;

     • глобальное изменение структурных компонентов наиболее крупных экосистем, биомов и биосферы в целом.

     Последний этап начался примерно 250 лет назад. Источниками антропогенного воздействия на биосферу, а, следовательно, и загрязнения являются промышленные предприятия, транспорт, сельское хозяйство, сфера потребления и быта — любая деятельность современного человека.

     Воздействие на биосферу современного человека происходит по следующим основным направлениям:

     • изменение структуры земной поверхности (распашка земель, горнодобыча, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоемов и водотоков и т.п.);

     • изменение химического состава природной среды, круговорота и баланса веществ (изъятие и переработка полезных ископаемых, размещение отходов производства в отвалах, на полигонах, в атмосферном воздухе, водных объектах);

     • изменение энергетического (в частности, теплового) баланса в пределах, как отдельных регионов земного шара, так и на планетарном уровне;

     • изменения в составе биоты (совокупности живых организмов) в результате истребления одних видов животных и растений, создания других видов (пород), перемещения их на новые места обитания (интродукция).

     По состоянию на конец XX в. среди существующих источников воздействия выделяют:

     • главные источники антропогенного загрязнения воздуха: энергетику, транспорт, черную и цветную металлургию, химию и нефтехимию;

     • основные загрязнители гидросферы: предприятия целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей, химической, пищевой и легкой промышленности. В последнее время значительно увеличилась доля загрязнений, поступающих в водоемы от индустриального сельского хозяйства;

     • основная масса промышленных твердых и жидких отходов образуется на предприятиях горнодобычи и горнопереработки, энергетики, металлургической и химической отраслей промышленности.

Биосфера — чрезвычайно сложная система, состояние равновесия кото­рой зависит от многих параметров. Каждый из них может допускать крити­ческие значения, переход через которые будет означать начало необратимого процесса перестройки биосферы. Антропогенные воздействия могут послу­жить толчком к возникновению подобного переходного процесса, ведущего к совершенно новому состоянию динамического равновесия биосферы.

Задание

1.                 Опишите тенденции изменения окружающей среды (табл. 1).

2.                 Ука­жите и запишите факторы, оказывающие наиболее сильное воздействие на социально-демографическую ситуацию в настоящее время, и те, кото­рые будут оказывать наибольшее воздействие к 2030 г.

3.                 Какие факторы грозят наибольшими бедами в более отдаленном будущем?

Таблица 1. Тенденции изменения окружающей среды

Характеристика	Тенденция 1972—1992 гг.	Сценарий 2030 г.
Потребление    пер­вичной   биологиче­ской продукции	Рост потребления: 40 % на суше, 25 % — глобальное (оценка 1985 г.)	Рост потребления: 80—85 % на суше, 50—60 % — глобальное
Изменение концен­трации  парниковых газов в атмосфере	Прирост концентрации парниковых газов от десятых долей до целых процентов ежегодно	Рост концентрации,ускорение роста концентрации СОг и СНЦ за счет ускорения разрушения биоты
Истощение   озоно­вого слоя	Истощение озонового слоя на 1— 2 % ежегодно	Ежегодные изменения «озоно­вых дыр»
Сокращение площади лесов, особенно тропических	Сокращение со скоростью от 117 (1980 г.) до 180 тыс. км2 (1989 г.) в год; лесовосстановление относится к сведению лесов как 1:10 лесовосстановление относится к сведению лесов как 1:	Сохранение тенденции, сокращение площади лесов в тропиках с 18 (1990 г.) до 9,11 млн. км2 (2030 г.), сокращение площади лесов умеренного пояса
Опустынивание	Расширение     площади     пустынь (60 тыс. км2 в год), рост техноген­ного     опустынивания,     токсичные пустыни	Сохранение тенденции, возмо­жен рост темпов за счет уменьшения влагооборота на суше и накопления антропо­генных загрязнителей в почвах
Деградация земель	Рост эрозии (24 млрд. т ежегодно), снижение плодородия, накопление загрязнителей,   закисление,   засо­ление	Сохранение тенденции, рост эрозии и загрязнения, сокра­щение площади сельскохозяй­ственных земель на душу насе­ления
Повышение уровня океана	Подъем уровня океана на 1—2 мм/год	Сохранение тенденции, воз­можно ускорение подъема уровня до 7 мм/год
Исчезновение    ви­дов организмов	Быстрое исчезновение видов	Усиление тенденции по мере разрушения биосферы
Качественное исто­щение вод суши	Рост объема сточных вод	Рост точечных и площадных источников загрязнения, числа антропогенных загрязнителей и их концентрации
Накопление загряз­нителей в средах и организмах, мигра­ция  в трофических цепочках	Рост накопления массы и числа ан­тропогенных загрязнителей в сре­дах  и  организмах,   рост  радиоак­тивности среды, «химические бом­бы»	Сохранение тенденции и ее возможное усиление
Ухудшение условий проживания людей, рост    генетических заболеваний  и  заболеваний, связан­ных   с    экологиче­скими    нарушения­ми,          появление новых болезней	Рост   бедности,   нехватка   продовольствия, высокая детская смерт­ность, высокий уровень заболевае­мости,   необеспеченность   чистой питьевой водой в развивающихся странах; проживание в зонах высо­кого  загрязнения,   рост  генетиче­ских заболеваний, высокий уровень аварийности, рост потребления лекарств, рост аллергических заболеваний в развитых странах; панде­мия, СПИД в мире, понижение им­мунного статуса	Сохранение тенденции, рост нехватки продовольствия, рост генетических заболеваний и заболеваний, связанных с экологическими нарушениями, расширение территории ин­фекционных заболеваний, появление новых болезней

Необходимые принадлежности

1. Простой карандаш, линейка, ластик.

Работа в аудитории

1.                 Назовите основные воздействия на биосферу современного человека.

2.                 Выполните задание 1 (табл.1).

3.                 Выполните задание 2.

4.                 Выполните задание 3.

Содержание отчёта

1.                 Номер и название работы;

2.                 Цель работы;

3.                 Задание с исходными данными;

4.                 Необходимые принадлежности;

5.                 Выполненные задания;

6.                 Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.     Как человек использует окружающую среду ?

2.     Почему человек наращивает темпы материального производства ?

3.     Как можно уменьшить воздействие человека на окружающую среду ?

Литература

1.     А. Т. Зверев. Экология. Практикум, М.: ООО”Издательский дом “ОНИКС 21 век””, 2004. – 176 с.

2.     Л. Ф. Голдовская. Химия окружающей среды, М.: Издательство “Мир”, 200. – 295 с.

3.     Ю. Л. Хотунцев. Экология и экологическая безопасность, М.: Издательский центр “Академия”, 2004. – 480 с.

4.     Б. Б. Прохоров. Экология человека, М.: Издательский центр “Академия”, 2003. – 320 с.

Практическое занятие № 2

Анализ комплексного использования природных ресурсов и природных условий территорий (Московская область)

Цель занятия: исследовать природные ресурсы и природные условия территорий Московской области.

Пояснения

Природными ресурсами называется совокупность естественных тел, веществ и явлений природы, которые человек использует для достижения целей, направленных на обеспечение своего существования.

Основными направлениями использования природных ресурсов являются:

1.     Использование местного и дешёвого сырья.

2.     Комплексное использование сырья – использование всех составных компонентов сырья.

3.     Использование отходов.

4.     Применение концентрированного сырья, что позволяет уменьшить затраты на переработку, получить продукты более высокого качества.

5.     Регенерация сырья, т. е. перевод непрореагировавших веществ в первоначальное состояние для повторного использования.

6.     Замена пищевого сырья непищевым.

За многие миллионы лет геологической истории образования осадочного чехла центральной части Восточно-Европейской платформы на территории области сформировались полезные ископаемые, составляющие минерально-сырьевую базу Московского столичного региона. Они находят применение в различных отраслях народного хозяйства — строительной, энергетической, химической, пищевой и др. Недра области содержат разнообразное строительное, цементное сырье, поделочные материалы, подземные воды. Поиск и разведка месторождений продолжа­ются с применением глубокого бурения, геофизическими и геохимическими методами. В Московской области можно выделить месторождения, относя­щиеся к группам горючих полезных ископаемых (энергетическое сырье), черных и цветных металлов, неметаллического сырья и некоторым другим  (рис.1).

К горючим полезным ископаемым относятся залежи торфа и бурого угля. Подмосковье богато залежами торфа, месторождения которого наиболее многочисленны в Мещерской низменности. Располагаются они по террасам в поймах рек, среди современных отложений. Торф служит сырьем для выработки электроэнергии, а также используется для местных хозяйственных нужд. На основе разработки торфяников в Шатуре в 1920 г. началась реализация ленинского плана ГОЭЛРО.

Среди торфяников известны скопления сапропеля — органических илов пресноводных водоемов, являющихся ценным органо-минеральным удобрением и сырьем для химической промышленности.

Рис. 1. Схема расположения полезных ископаемых:

1 — месторождения торфа, 2 — рудопроявления железа и полиметаллов,

3 — титано-циркониевые россыпи, неметаллические полезные ископаемые,

4 — фосфорит, 5 — флюорит, 6 — доломит, 7 — известняк, 8 — стекольные пески, 9 — песчано-гравийный материал, 10 — глинистое сырье, 11 — трепела, 12 — цементное сырье, 13 — поделочные камни.

Подмосковный буроугольный бассейн занимает обширную территорию в соседних Рязанской и Тульской областях, где ведется его промышленное освоение,   и   распространяется   на   южные   районы   Московского   региона. Здесь угленосные горизонты, приуроченные к отложениям нижнего карбона, залегают на глубинах 150—200 м.

Недра области содержат руды железа и титана. Железорудные месторождения известны здесь еще со средневековья; их разработка обеспечивала металлом Русское государство. Руды относятся к типу озерно-болотных, они сложены бурым железняком (лимонитом) и сидеритом, с примесью песчано-глинистого материала. Образование их приурочено к периодам смены морского режима на континентальный, главным образом в период между карбоном и юрой, реже — в меловой период. В Подмосковье они известны в Серпуховском и Зарайском районах. Их добыча в настоящее время не ведется. Однако при изучении родного края и проведении геологических экскурсий выходы бурых железняков представляют большой учебно-познавательный интерес. Их можно обнаружить в Серпуховском районе — в окрестностях города Серпухова у села Подмоклово и на р. Наре; в Серебряно-Прудском районе — по рекам Осетр и Мордвес.

Проявления титана связаны в Подмосковье с образованием прибрежно-морских речных россыпей в меловой период, когда частое перемещение береговой линии способствовало неоднократному перемыву и переотложению песчанистого материала. Это приводило к обогащению песков тяжелыми титаносодержащими минералами (рутилом, ильменитом, анатазом), а также цирконом. Россыпи минералов установлены в Дмитровском районе вблизи г. Яхромы, на Теплостанской возвышенности. Поиск и разведка их продолжаются.

Геолого-поисковыми работами в семидесятых годах были выявлены мелкие рудопроявления цветных металлов (Серпуховский район). Они приурочены к нижне- и среднекаменоугольным отложениям — прослоям углисто-гли­нистого состава. Рудные линзы содержат скопления пирита и марказита с вкрапленностью молибденита, сфалерита, галенита, халькопирита и других сульфидов. Иногда в карстовых полостях каменноугольных отло­жений встречаются скопления боксита  (алюминиевая руда).

Находки руд цветных металлов представляют минералогический интерес, что возможно использовать при проведении экскурсий со школьниками.

Наиболее богата Московская область разнообразными неметаллическими полезными ископаемыми. К ним относятся месторождения фосфоритов, флюорита, сульфатов, каменной соли, известняков, мергелей, доломитов, песков, глин, кремнистых пород, а также поделочных камней.

Месторождения фосфоритов приурочены к верхнеюрским и меловым кварц-глауконитовым и глинистым горизонтам, в которых выделяются пласты конкреционных, переотложенных лепешковидных или в виде цементированных галек глинистых, реже песчаниковых фосфоритов. Мощность пластов достигает 2,5—3,0 м. Наиболее известны месторождения Егорьевское, Воскресенское и др., которые эксплуатируются открытым способом. Полученное при этом сырье идет на изготовление суперфосфата, а также в виде фосфоритной муки непосредственно используется как удобрение.

Флюоритовая минерализация известна в Подмосковье с 1806 г., когда в Ратовском овраге (Наро-Фоминский район) проф. Г.Фишер обнаружил землистую разновидность флюорита, названную ратовкитом. Находки флюоритовой минерализации, кроме Ратовского оврага, известны в обрывах

р. Оки вблизи г. Озеры, в Серебряно-Прудском районе и др. Флюорит используется в качестве флюса в металлургии.

Месторождения каменной соли, ангидрита, гипса располагаются в южной части Московской области на глубинах 350—700 м, где они приурочены к средне- и верхнедевонским лагунным фациям. Мощность сульфатно-карбонатных пластов и залежей галита составляет десятки метров, К ним приурочены минеральные воды и рассолы сульфатно-хлоридного, хлоридного кальциево-натриевого состава с минерализацией до 50—-80 г/л. Они находят применение в бальнеологических целях (санатории «Дорохово», «Ерино», «Архангельское» и др.). Маломинерализованная вода «Москов­ская» по своим лечебным свойствам соответствует «Ессентуки №20».

Распространенные в Подмосковье карбонатные породы — известняки и доломиты каменноугольного возраста. Они известны в качестве строитель­ного и облицовочного материала в Москве с XIV века, что привело к тому, что столицу Русского государства называли «белокаменной». Наиболее известны месторождения Мячковское, Коробчевское, Пущинское, Городищенское, Домодедовско-Подольское, Щуровское и Тучковской группы. Всего их в области выявлено более 30. На них карьерным способом добываются не только плотные разновидности, идущие на изготовление облицовочных плиток и тесаных блоков, но и каменный материал для получения строительного щебня, цементного сырья, металлургических флюсов, для стекловарения, производства извести и др.

Карбонатные породы Подмосковья имеют морское органогенное происхождение и участками целиком состоят из раковин различных брахиопод и кораллов, морских ежей и лилий, фузулин, мшанок. Это позволяет широко использовать их выходы для увлекательного раскрытия перед учащимися геологической истории и развития жизни района в палеозое.

В Подмосковье известно более сотни месторождений глинистого сырья (глины и покровные суглинки), приуроченных к осадочным образованиям от верхнего карбона до антропогена включительно. В зависимости от качества они и находят свое применение. Наиболее ценными являются тугоплавкие гжельско-кудиновские глины верхнекарбонового и юрского возрастов, которые используют для приготовления керамики и фарфора (Гжельский керамический завод, Дулевская фабрика). Месторождения их известны в Раменском (п. Гжель-Кудиново), Орехово-Зуевском, Можай­ском  (у с.  Поздняково и с. Горетово)  и в других районах.

Кирпичное производство, изготовление керамзита и цемента вполне обеспечиваются залежами покровных суглинков, озерно-болотных, древнеаллювиальных и моренных глин области. Они довольно многочисленны и известны не только в окрестностях столицы, но и на всей территории региона (Теплостанское, Химкинское, Никольское, Лосиноостровское, Бирюлевское, Коломенское, Икшинское и другие месторождения).

По разведанным запасам песков Московская область занимает ведущее место в стране — здесь известно более 200 месторождений песка и гравия. Песок и гравий имеют важное значение в автодорожном строительстве, приготовлении строительных растворов и бетона. Для этих целей используются гравийно-песчаные залежи ледникового и аллювиального проис­хождения. Они сосредоточены в основном на Клинско-Дмитровской гряде (Мансуровский, Сычевский карьеры).

Высококачественные стекольные и керамические пески Подмосковья встречаются в отложениях верхней юры и нижнего мела прибрежно-мор-ского происхождения. Известные месторождения (Люберецкое, Егановское, Лыткаринское и др.) обеспечивают сырьем промышленные предприятия (Мишеронский завод и др.), производящие различные виды стекла (в том числе оптического), хрусталя, химическую посуду. Кроме того, второсте­пенные пески такого типа месторождений используются в качестве формовочных. С этой целью эксплуатируются месторождения песков ледникового происхождения (Луховицкое, Великодворское). Большое количество песчаных залежей обеспечивает объемы промышленного строительства в Подмосковье силикатным кирпичом.

Верхнемеловые трепелы и опоки (Хотьковское месторождение) могут служить сырьем для производства облегченных керамических блоков и кирпича, адсорбирующих и фильтрующих материалов.

В Подмосковье встречается поделочные камни: кремень, агат и аметист.

Наиболее широко распространены проявления кремня и агата (разно­видности халцедона), которые в виде пластов, отдельных конкреций приурочены к карбонатным породам каменноугольного возраста. Кремни в свежем изломе обычно имеют светло-серый или черный цвет с различными оттенками, определяющими их декоративную значимость. Так, на Голутвинском месторождении (правый берег р. Оки) встречаются желтые, красноватые кремни с красивой полосчатой окраской. На Горском проявлении (вблизи г. Озеры) есть кремни коричневых, розоватых тонов с концентрически-полосчатой текстурой. В Гжельском карьере встречаются черно-белые полосчатые со сложным рисунком конкреции. Щелковский доломитовый карьер и месторождения песка известны находками красивых рисунчатых кремней.

Известны кремни и моренно-ледникового происхождения (Дмитровское месторождение), где встречаются яркие многополосчатые валуны и галька минерала. Наряду с халцедоном среди кремнистых образований можно встретить водяно-прозрачный кварц (прекрасные жеоды его наблюдаются, например, в Гжельском карьере). Наиболее привлекательными являются находки фиолетовоокрашенных кварцев-аметистов (Голутвинское, Русавкинское месторождения известняков, Подольский карьер и др.).

Поделочным и декоративным камнем могут служить в Подмосковье магматические и метаморфические породы ледниковых морен, а также плотные разновидности известняков и доломитов.

Таким образом, изучение геологии Московской области не только раскрывает перед интересующимися источники природных ресурсов для народного хозяйства, но и возбуждает интерес к полезным ископаемым и их поискам. Кроме того, интерес к геологии развивает у них материалистическое представление о длительности и сложности геологи­ческой истории, ее развитии, прививает им любовь к родному краю, воспитывает эстетический вкус на образцах минералов и горных пород.

Задание

1.                 Ознакомьтесь с образованием полезных ископаемых на территории Московской области и схемой расположения полезных ископаемых (рис.1).

2.                 Заполните таблицу 1.

Таблица 1. Полезные ископаемые на территории Московской области и их применение

№№ п/п	Полезные ископаемые (природные ресурсы)	Область залегания	Область применения
1.	Торф
2.	Рудопроявления железа и полиметаллов
3.	Титано-циркониевые россыпи
4.	Фосфорит
5.	Флюорит
6.	Доломит
7.	Известняк
8.	Стекольные пески
9.	Песчано-гравийный материал
10.	Глинистое сырьё
11.	Трепела
12.	Цементное сырьё
13.	Поделочные камни
14.	Каменный уголь
15.	Каменная соль

Необходимые принадлежности

1. Простой карандаш, линейка, ластик.

Работа в аудитории

1.     Дайте определение полезным ископаемым.

2.     Выполните задание 1 (рис.1).

3.     Выполните задание 2 (табл.1).

4.     Сделайте вывод о наличии и расположении полезных ископаемых в Московской области.

Содержание отчёта

1.     Номер и название работы;

2.     Цель работы;

3.     Задание с исходными данными;

4.     Необходимые принадлежности;

5.     Выполненные задания;

6.     Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.     Что относится к полезным ископаемым ?

2.     Для чего человек использует полезные ископаемые ?

3.     Назовите основные направления использования природных ресурсов.

4.     Какие полезные ископаемые залегают на территории Московской области ?

5.     Существует ли взаимосвязь между расположением полезных ископаемых и развитием определённых отраслей промышленности данного региона ?

Литература

1.     А. В. Волгин, О. П. Добродеев, В. И. Зубов, А. А. Иноземцев, Н. П. Матвеев и др. Очерки экологии Подмосковья, М.: МПУ, 1998. – 240 с.

2.     В. М. Константинов, Ю. Б. Челидзе. Экологические основы природопользования, М.: Издательский центр “Академия”, 2008. – 208 с.

3.     А. А. Арустамов. Природопользование, М.: Издательский Дом “Дашков и К⁰”, 2001. - 276 c.

4.     Е. Р. Магарил, В. Н. Локетт. Основы рационального природопользования, М.:КДУ, 2008. - 460 c.

Практическое занятие № 3

     Решение практических задач по воздействию основных загрязнителей воздуха на живые организмы

Цель занятия: решение практических задач по воздействию загрязнителей воздуха на живые организмы.

Пояснения

Стремительный рост численности человечества и его научно-технической вооруженности в корне изменили ситуацию на Земле. Если в недавнем прошлом вся человеческая деятельность проявлялась отрицательно лишь на ограниченных, хоть и многочисленных территориях, а сила воздействия была несравненно меньше мощного круговорота веществ в природе, то теперь масштабы естественных и антропогенных процессов стали сопоставимыми, а соотношение между ними продолжает изменяться с ускорением в сторону возрастания мощности антропогенного влияния  на биосферу.

Опасность непредсказуемых изменений в стабильном состоянии биосферы, к которому исторически приспособлены природные сообщества и виды, включая самого человека, столь велика при сохранении привычных способов хозяйствования, что перед нынешними поколениями людей, населяющими Землю, возникла задача экстренного усовершенствования всех сторон своей жизни в соответствии с необходимостью сохранения сложившегося круговорота веществ и энергии в биосфере. Кроме того, повсеместное загрязнение окружающей нас среды разнообразными веществами, подчас совершенно чуждыми для нормального существования организма людей, представляет серьезную опасность для нашего здоровья и благополучия будущих поколений.

Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений. Результаты экологических исследований, как в России, так и за рубежом, однозначно свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы – самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

Загрязненная приземная атмосфера вызывает рак легких, горла и кожи, расстройство центральной нервной системы, аллергические и респираторные заболевания, дефекты у новорожденных и многие другие болезни, список которых определяется присутствующими в воздухе загрязняющими веществами и их совместным воздействием на организм человека. Результаты специальных исследований, выполненных в России и за рубежом, показали, что между здоровьем населения и качеством атмосферного воздуха наблюдается тесная положительная связь.

Основные агенты воздействия атмосферы на гидросферу – атмосферные осадки в виде дождя и снега, в меньшей степени смога, тумана. Поверхностные и подземные воды суши имеют главным образом атмосферное питание и вследствие этого их химический состав зависит в основном от состояния атмосферы.

Отрицательное влияние загрязненной атмосферы на почвенно-растительный покров связано как с выпадением кислотных атмосферных осадков, вымывающих кальций, гумус и микроэлементы из почв, так и с нарушением процессов фотосинтеза, приводящих к замедлению роста и гибели растений. Высокая чувствительность деревьев (особенно березы, дуба) к загрязнению воздуха выявлена давно. Совместное действие обоих факторов приводит к заметному уменьшению плодородия почв и исчезновению лесов. Кислотные атмосферные осадки рассматриваются сейчас как мощный фактор не только выветривания горных пород и ухудшения качества несущих грунтов, но и химического разрушения техногенных объектов, включая памятники культуры и наземные линии связи.

К природным источникам загрязнения относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем.

Антропогенные источники загрязнения обусловлены хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести:

1. Сжигание горючих ископаемых.

2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди.

3. Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы (озоносферы).

4. Производственная деятельность.

5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора).

6. Выбросы предприятиями различных газов.

7. Сжигание топлива в факельных печах, в результате чего образуется самый массовый загрязнитель – монооксид углерода.

8. Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог.

9. Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).

10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной концентрацией озона из помещений с установками высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы) при ПДК в рабочих помещениях 0,1 мг/м3. В больших количествах озон является высокотоксичным газом.

Высокая опасность химических и биохимических производств заключается в потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии среди населения и животных.

Главными антропогенными загрязнителями атмосферного воздуха кроме крупнотоннажных оксидов серы, азота, углерода, пыли и сажи являются сложные органические, хлорорганические и нитросоединения, техногенные радионуклиды, вирусы и микробы. Наиболее опасны широко распространенные в воздушном бассейне России диоксин, бенз(а)пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод. Твердые взвешенные частицы представлены главным образом сажей, кальцитом, кварцем, гидрослюдой, каолинитом, полевым шпатом, реже сульфатами, хлоридами. В снеговой пылиспециально разработанными методами обнаружены окислы, сульфаты и сульфиты, сульфиды тяжелых металлов, а также сплавы и металлы в самородном виде.

Основные загрязнители воздуха жилых помещений – пыль и табачный дым, угарный и углекислый газы, двуокись азота, радон и тяжелые металлы, инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие вещества, аэрозоли лекарств, микробы и бактерии. Японские исследователи показали, что бронхиальная астма может быть связана с наличием в воздухе жилищ домашних клещей.

Время «жизни» газов и аэрозолей в атмосфере колеблется в очень широком диапазоне (от 1 – 3 минут до нескольких месяцев) и зависит в основном от их химической устойчивости размера (для аэрозолей) и присутствия реакционно-способных компонентов (озон, пероксид водорода и др.).

Под загрязнением атмосферы следует понимать изменение ее состава при поступлении примесей естественного или антропогенного происхождения. Вещества-загрязнители бывают трех видов: газы, пыль и аэрозоли. К последним относятся диспергированные твердые частицы, выбрасываемые в атмосферу и находящиеся в ней длительное время во взвешенном состоянии.

К основным загрязнителям атмосферы относятся углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы и азота, а также малые газовые составляющие, способные оказывать влияние на температурный режим тропосферы: диоксид азота, галогенуглероды (фреоны), метан и тропосферный озон.

Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серо-содержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 85 процентов от общемирового выброса.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой  влажности воздуха. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ан гидрида.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д) Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие; азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики. стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.

Из естественных и антропогенных источников в атмосферу ежегодно поступают сотни миллионов тонн аэрозолей. Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Аэрозоли разделяются на первичные (выбрасываются из источников загрязнения), вторичные (образуются в атмосфере), летучие (переносятся на далекие расстояния) и нелетучие (отлагаются на поверхности вблизи зон пылегазовыбросов). Устойчивые и тонкодисперсные летучие аэрозоли - (кадмий, ртуть, сурьма, йод-131 и др.) имеют тенденцию накапливаться в низинах, заливах и других понижениях рельефа, в меньшей степени на водоразделах.

Загрязняющие вещества оказывают существенное влияние на объекты окружающей среды и в первую очередь на живые организмы.

Задание

Задача 1.

Используя графики (рис. 1), определите, какую долю (в об. %) составит содержание карбоксигемоглобина в крови при вдыхании в течение 1 ч воздуха с концентрацией СО в нём 0,1 % об. При выполнении а) тяжёлой работы, б) лёгкой работы, а также в) в состоянии покоя. Какие нарушения здоровья при этом будут наблюдаться ? (табл.1).

Рис. 1. Насыщение гемоглобина оксидом углерода (II) при различной физической нагрузке: 1 – тяжёлая работа (интенсивность дыхания 30 л/мин); 2 – лёгкая работа (20 л/мин);3 – покой (10 л/мин).

Таблица 1. Признаки отравления угарным газом при высоком содержании карбоксигемоглобина в крови (по Фелленбергу, 1997)

Концентрация СО		Содержание
в	воздухе	НbCO в крови,%	Клинические симптомы
млн-1	об.%
60	0,006	10	Ослабление зрения, легкая головная боль
130	0,013	20	Боли в голове и теле, утомляемость, временная потеря сознания
200	0,02	30	Потеря сознания, паралич, нарушение дыхания и жизнедеятельности
660	0,066	50	Полная потеря сознания, паралич, прекращение дыхания
750	0,075	60	В течение 1 ч наступает летальный исход

Задача 2.

Электростанция сжигает за сутки 1000 т угля, содержащего 3 % серы. Допустим, что 10 % образующегося при сжигании угля сернистого газа окисляется в серный ангидрид, который превращается в серную кислоту. Расположенный рядом завод по обжигу известняка ежесуточно выбрасывает в атмосферу до 50 кг оксида кальция, который реагирует с атмосферной влагой. Написать уравнения всех упомянутых реакций и после вычисления ответить на вопрос: достаточно ли образующегося в атмосфере гидроксида кальция при нейтрализации серной кислоты, образующейся в результате работы данной ТЭС ?

Задача 3.

Рассчитайте, сколько процентов населения заболеет хроническим бронхитом при концентрации SO₂ в воздухе 1,3 мг/м³ ? Для вычисления используйте уравнение: у=14,5х – 1,3 , где

у – число человек, заболевших бронхитом, %;

х – концентрация SO₂ в воздухе мг/м³.

Задача 4.

В сигарете содержится 1,4 мкг кадмия, 25 % этого количества остаётся ежедневно в организме курильщика. Вычислите, сколько микрограммов кадмия остаётся ежедневно в организме человека при выкуривании 20 сигарет. Среднесуточная ПДК соединений кадмия (в пересчёте на кадмий) составляет 0,0003 мг/м³. Превышение содержания кадмия вызывает к появлению на зубах желтоватого налёта, патологическому изменению слизистой оболочки носоглотки, к снижению числа эритроцитов, возможности возникновения рака лёгких, хрупкости и ломкости костей.

Необходимые принадлежности

1.      Калькулятор

Работа в аудитории

1.     Выполните задание 1.

2.     Выполните задание 2.

3.     Выполните задание 3.

4.     Выполните задание 4

Содержание отчёта

1.     Номер и название работы;

2.     Цель работы;

3.     Задание с исходными данными;

4.     Необходимые принадлежности;

5.     Выполненные расчёты и задания;

6.     Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.     Что такое атмосфера, воздух ?

2.     Состав атмосферного воздуха.

3.     Естественные и искусственные источники загрязнения атмосферы.

4.     Какое влияние оказывает загрязнение воздуха на климат, здоровье людей, животных, растительность ?

5.     Какие основные меры применяются для уменьшения загрязнения атмосферы, какова их эффективность ?

Литература

1.     Л. Ф. Голдовская. Химия окружающей среды, М.: Издательство “Мир”, 200. – 295 с.

Лабораторная работа № 1

Определение концентрации углекислого газа в ау­дитории

Цель занятия: научиться определять концентрацию углекислого газа в аудитории во время занятий.

Пояснения

На многих производствах до сих пор влияние на человека высоких концентраций углекислого газа (углекислоты) весьма ощутимо. Раньше это были люди, которые работали в бродильных цехах, овощехранилищах, в санаториях с нарзанными ваннами в атмосфере, обогащенной углекислотой, в течение 6—8 ч. Сейчас при развитии космической техники, подводного исследования шельфа морей и океанов, в других аналогичных условиях человеку приходится беспрерывно находиться в замкнутом пространстве с повышенным содержанием весьма небезразличного для организма углекислого газа неделями и даже месяцами.

К естественным источникам двуокиси углерода в атмосфере относятся вулканические извержения, сгорание органических веществ в воздухе и дыхание представителей животного мира (аэробные организмы). Также углекислый газ производится некоторыми микроорганизмами в результате процесса брожения, клеточного дыхания и в процессе перегнивания органических останков в воздухе. К антропогенным источникам эмиссии CO₂ в атмосферу относятся: сжигание ископаемых энергоносителей для получения тепла, производства электроэнергии, транспортировки людей и грузов. К значительному выделению CO₂ приводят некоторые виды промышленной активности, такие, например, как производство цемента и утилизация газов путем их сжигания в факелах.

 Растения преобразуют получаемый углекислый газ в углеводы в ходе фотосинтеза, который осуществляется посредством пигмента хлорофилла, использующего энергию солнечного излучения. Получаемый газ, кислород, высвобождается в атмосферу Земли и используется для дыхания гетеротрофными организмами и другими растениями, формируя таким образом цикл углерода.

Биологическую активность этого конечного продукта метаболизма человека, играющего важную роль в гомеостазе организма, каждый из нас неоднократно испытывал на себе. Например, находясь более часа в душном помещении при большом скоплении народа (в кинотеатре, на лекции, рядом с интенсивно курящими), а затем,  выйдя на свежий прохладный воздух, испытываем как минимум головокружение, а то и резкие головные боли, тошноту и полуобморочное состояние. Этот феномен «обратного действия углекислоты» был получен в эксперименте и подробно описан еще в 1911 году П. М. Альбицким. Происходит это в связи с переходом из атмосферы с повышенным содержанием углекислого газа (гиперкапнии) в нормальный атмосферный воздух (нормокапнию) и обусловлено инерцией компенсаторных «антиуглекислотных» механизмов.

В обеспечении условий жизнедеятельности человека нередко особую остроту приобретает вопрос об адекватности газовой среды условиям выполняемой работы. То есть требуется в герметизированных объектах поддерживать такие уровни углекислоты, которые не оказывали бы отрицательного влияния на работоспособность и здоровье людей. Фактические данные о влиянии повышенного содержания углекислого газа на центральную нервную систему положены в основу предельно допустимых концентраций (ПДК) в замкнутых обитаемых помещениях различного назначения. В настоящее время большинство исследователей считает, что длительное обеспечение высокого уровня работоспособности человека в условиях гиперкапнической среды возможно лишь при ПДК в границах 1% и ниже. Такая концентрация углекислого газа, в частности, является предельной, по данным американских ученых, в отсеках атомных подводных лодок и в кабинах космических кораблей.

Многолетний опыт наблюдений за людьми, длительно находящимися в замкнутом пространстве, показывает, что они могут на протяжении многих часов и даже нескольких суток находиться в атмосфере с 3%-ным содержанием углекислоты, если ее нарастание в воздухе идет постепенно, а физическая деятельность человека при этом минимальная. Но в таких условиях резко снижается умственная и физическая работоспособность, продолжают нарастать симптомы неблагоприятного действия углекислого газа.

А может ли организм человека адаптироваться к гиперкапнии? Частично да, может, но в пределах не более 1—1,5%-ной концентрации. При этом понижается возбудимость дыхательного центра, уменьшается вентиляторная функция, уменьшаются сдвиги системы крови. Но при продолжительном действии на организм гиперкапнической газовой среды наряду с включением компенсаторных реакций происходит переход на новый уровень функционирования многих систем обеспечения жизнедеятельности. Снижается потребление кислорода, понижается теплопродукция, сокращается емкость сосудистого русла, замедляется сердечный ритм. При кажущемся внешнем благополучии снижается реактивность организма к ряду внешних воздействий, особенно требующих быстрой реакции сердечно-сосудистой системы, повышенного кислородного обеспечения. Отличительной особенностью долгосрочной гиперкапнии является длительное отрицательное последействие. Несмотря на нормализацию атмосферного дыхания, в организме человека продолжительное время наблюдаются изменения биохимического состава крови, снижение иммунологического статуса, устойчивости к физическим нагрузкам и другим внешним воздействиям.

 Этот биологически активный газ в организме связывается с кровью, вступает в буферную реакцию с гемоглобином, присоединяясь к свободным аминогруппам его полипептидных цепей и образуя карбогемоглобин. Большая часть углекислоты (около 80%) вступает в связь с катионами натрия, калия и кальция, образуя систему бикарбонатов крови. Количество углекислого газа в организме человека среднего веса около 130 л, в гиперкапнической среде оно резко возрастает: примерно на 0,7 л при повышении парциального давления углекислоты во вдыхаемом воздухе на каждый миллиметр ртутного столба.

При высоких концентрациях углекислого газа увеличиваются частота и глубина дыхания. Особенно резко возрастает вентиляция легких при совершаемой в условиях гиперкапнии мышечной работе: в 10—12 раз и более. Это далеко не безразлично для организма человека, возникают сложные, а часто и парадоксальные реакции. При очень больших концентрациях углекислого газа во вдыхаемом воздухе происходит сужение бронхов, а при концентрации выше 15% — спазм голосовой щели.

Изменения состава крови при длительной гиперкапнии заключаются в увеличении числа эритроцитов, лейкоцитов и содержания гемоглобина, увеличении вязкости крови, мобилизации форменных элементов из кровяных депо. В дальнейшем эти механизмы существенно угнетаются. Происходит уменьшение содержания сахара в крови, снижается утилизация глюкозы. Наблюдается уменьшение гликогенных запасов печени, снижение содержания гликогена в мозгу. Снижается содержание кальция в крови, и усиливается деминерализация костей, тормозится белковый обмен и ресинтез макроэргических фосфорных соединений. Особенно значительно уменьшается содержание АТФ в мозговой ткани. Повышение содержания углекислоты во вдыхаемом воздухе сначала вызывает учащение сердцебиения, затем, наоборот, — брадикардию. В связи с увеличением вязкости крови значительно увеличивается и нагрузка на сердце.

Основные изменения происходят, конечно же, в центральной нервной системе, и носят они при гиперкапнии фазный характер: сначала повышение, а затем снижение возбудимости нервных образований. Ухудшение условно-рефлекторной деятельности наблюдается при концентрациях, близких 2%, а при содержании углекислого газа в 5—6% происходит значительное снижение амплитуды вызванных потенциалов головного мозга, десинхронизация ритмов спонтанной электроэнцефалограммы с дальнейшим угнетением электрической активности мозга.

Внешне у людей гиперкапния характеризуется появлением ряда субъективных симптомов, а именно головной боли, головокружения, чувства разбитости, раздражительности, нарушений сна. Снижение работоспособности точно коррелирует с повышением процентного содержания углекислого газа в атмосферном воздухе. При приближении этого показателя к 1 % увеличивается время двигательной реакции, уменьшается точность реакции слежения; при 1,5—2% начинает качественно меняться умственная деятельность человека, нарушаются функции дифференцировки, восприятия, оперативной памяти и распределения внимания. При длительной работе в атмосфере, содержащей 3% углекислого газа, начинаются существенные расстройства мышления, памяти, тонкой двигательной координации, резко возрастает число описок и ошибок деятельности, начинаются расстройства слуха и зрения.

Морфологические исследования мозга животных показали, что изменения эндотелия мозговых сосудов, хроматолиз, вакуолизация и набухание цитоплазмы нейронов головного мозга происходят при помещении в 10%-ную углекислоту всего на 10 мин.

При производственной деятельности (особенно в аварийных ситуациях) важными являются воздействия одновременно нескольких экстремальных факторов. В большинстве случаев при таких комбинированных воздействиях углекислота усугубляет отрицательное влияние на человека. При физической нагрузке у водолаза или космонавта углекислый газ увлекает за собой азот и, активируя диффузию из тканей в пузырьки, при перепаде давлений способствует возникновению декомпрессионной (кессонной) болезни.

При рассмотрении влияния на организм углекислоты в очень высоких концентрациях может сложиться впечатление, что эти вопросы важны только для узких специалистов и редких специальностей. На самом деле это не так. В помещениях с плохой вентиляцией, где много людей и работающей техники, повышенное содержание углекислого газа не исключение, а скорее плохое правило. Плохо вентилируемая кухня жилой квартиры при включенных газовых горелках быстро наполняется продуктами горения. Существенно повышено содержание углекислоты может быть и в атмосфере городов (особенно в промышленных задымленных районах), в местах скопления транспорта.

 Когда мы дышим, мы выдыхаем углекислый газ. За один час человек выдыхает его до 25 литров. Следовательно, углекислый газ присутствует в любом помещении, в котором есть люди.

Не так давно были проведены исследования, в ходе которых выяснилось, что даже в малых дозах углекислый газ очень токсичен. Если в помещении не хватает кислорода, то человеку становится душно. При уровне углекислого газа 0,08% он начинает испытывать дискомфорт.

В последнее время люди чувствуют себя все хуже. Многим не понаслышке знакомо такое понятие как «хроническая усталость». Наверняка найдется не так много людей, которые скажут, что весь день они находятся в бодром состоянии. Когда человек отдыхает, к примеру, на море, у него улучшается самочувствие, хотя многие задумываются над вопросом, можно ли купаться в море. Это связано не с тем, что в отпуске мы ничего не делаем. Просто уровень углекислого газа в атмосфере там не такой высокий.

Есть множество причин, которые приводят к тому, что уровень углекислого газа в помещениях становится выше. К ним относятся повышенный атмосферный уровень, вентиляция, площадь помещения и ряд других. Известно, что пластиковые окна, а также металлические двери, которые устанавливают в квартирах, препятствуют естественной вентиляции. Тогда может происходить накопление углекислого газа.

Особое внимание следует обратить на воздух в спальне. Человек проводит здесь почти 30% всей жизни. Ученые установили, что в спальнях и детских комнатах углекислого газа содержится больше нормы. Причем это значение превышено в несколько раз. Считается, что для сна большее значение имеет качество воздуха в помещении, а не количество часов, которые человек спит.

Из-за большого скопления углекислого газа в комнатах может возникнуть заложенность носа, появиться головная боль, начаться бессонница.

Поэтому прислушайтесь к себе. Если вам постоянно становится душно, и у вас часто болит голова, то вероятно в воздухе присутствует слишком много углекислого газа. же специальные приборы, которые поглощают углекислый газ. Они носят название абсорберы. Этот прибор действует следующим образом: в нем есть специальное вещество, которое захватывает молекулы углекислого газа. В результате его уровень в воздухе снижается.

Задание

1.     Класс разбивается на группы по 2 человека, каждая группа осуществляет замер габаритов двух классов. Данные замеров заносятся в таблицу 1.

Таблица 1.

№№ п/п	Наименование замеров	Единица измерения	Класс 1	Класс 2
1.	Длина	м
2.	Ширина	м
3.	Высота	м
4.	Объём	м 3
5.	Количество учащихся	чел.
6.	Объём углекислого газа	л
7.	Объём углекислого газа	м 3
8.	Концентрация углекислого газа	%

2.     Определить объём классов (м³), перемножая длину, ширину и высоту (табл.1). Полученные данные занесите в табл. 1.

3.      Известно, что в покое человек выделяет в среднем 20 л С0₂ в час, а при активной деятельности — 40 л в час. Возьмите среднее значение — 30 л в час.

4.     Посчитайте количество человек в каждой аудитории. Данные занесите в табл. 1.

5.     Возьмите время занятий 1,5 часа и определите объем углекислого газа  (л), который выдохнули учащиеся за 1,5 часа занятий: 30 л/час х 1,5 час х кол-во чел. Данные занесите в табл. 1.

6.     Пересчитать объем образовавшегося С0₂ из литров в м³. Известно, что 1 л составляет 0,001 м³. Данные занесите в табл. 1.

7.     Для определения концентрации С0₂ необходимо: объем образовавшегося С0₂ поделить на объем аудитории и результат умножить на 100% . Данные занесите в табл. 1.

8.     Предельно допустимая концентрация для С0₂ составляет 1%, но уже 0,1% при кратковременном вдыхании может вызвать у человека временное на­рушение дыхания и кровообращения, повлиять на функциональное состояние коры головного мозга.

9.     Сделать вывод о санитарно-гигиенических нормах ПДК С0₂ в аудиториях
во время занятий и мерах по профилактике этого явления.

Необходимые принадлежности

1. Простой карандаш, линейка, ластик.

2. Калькулятор

Работа в аудитории

1.     Выполните задание 1.

2.     Выполните задание 2.

3.     Выполните задание 3.

4.     Выполните задание 4.

5.     Выполните задание 5.

6.     Выполните задание 6.

7.     Выполните задание 7.

8.     Сделайте вывод о состоянии углекислого газа в аудиториях. Если содержание углекислого газа в аудиториях превышает предельно-допустимую, то предложите мероприятия по уменьшению СО₂ .

Содержание отчёта

1.     Номер и название работы;

2.     Цель работы;

3.     Задание с исходными данными;

4.     Необходимые принадлежности;

5.     Выполненные расчёты и задания;

6.     Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.     Естественные и антропогенные источники углекислого газа в атмосфере.

2.     Роль углекислого газа в процессе фотосинтеза.

3.     Предельно-допустимая концентрации углекислого газа.

4.     Действие углекислого газа на человека.

5.     Причины повышения углекислого газа в атмосфере.

6.     Пути уменьшения содержания углекислого газа в помещениях.

Литература

1.     Л. Ф. Голдовская. Химия окружающей среды, М.: Издательство “Мир”, 200. – 295 с.

2.     Ю. Л. Хотунцев. Экология и экологическая безопасность, М.: Издательский центр “Академия”, 2004. – 480 с.

3.     Б. Б. Прохоров. Экология человека, М.: Издательский центр “Академия”, 2003. – 320 с.

Практическое занятие № 4

Анализ причин негативных антропогенных воздействий на состояние

 атмосферного воздуха в вашем регионе (Московский регион)

Цель занятия: исследование причин негативных антропогенных воздействий на состояние атмосферного воздуха в московском регионе.

Пояснения

Атмосфера (греч. atmos — пар и sphaira — шар) — воздушная оболочка Земли. Атмосфера не имеет резкой верхней границы. Около 99,5% всей ее массы сосредоточено в нижних 80 км. Атмосфера возникла в результате выделения газов при вулканических извержениях. На ее формирование впоследствии оказало влияние появление океанов и биосферы. Атмосфера начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км. История возникновения и развития атмосферы довольно сложная и продолжительная, она насчитывает близко 3 млрд лет. За этот период состав и свойства атмосферы неоднократно изменялись, но на протяжении последних 50 млн лет, как считают ученые, они стабилизировались.

Атмосфера состоит из азота – 78 %, кислорода – 21 %, инертных газов – 0,94 %, углекислого газа – 0,03 %, паров воды и примесей – 0,03 %.

Масса современной атмосферы составляет приблизительно одну миллионную часть массы Земли. С высотой резко уменьшаются плотность и давление атмосферы, а температура изменяется неравномерно и сложно, в том числе из-за влияния на атмосферу солнечной активности и магнитных бурь. Она защищает все живые организмы Земли от губительного влияния космических излучений и ударов метеоритов, регулирует сезонные температурные колебания, уравновешивает и выравнивает суточные. Если бы атмосферы не существовало, то колебание суточной температуры на Земле достигло бы ±200 °С. Атмосфера есть не только животворным «буфером» между космосом и поверхностью нашей планеты, носителем тепла и влаги, через нее происходят также фотосинтез и обмен энергии — главные процессы биосферы. Атмосфера влияет на характер и динамику всех экзогенных процессов, которые происходят в литосфере (физическое и химическое выветривания, деятельность ветра, природных вод, мерзлоты, ледников).

Следствием стремительного роста производства, характеризующегося многоотходной технологией, является многокомпонентное загрязнение атмосферы. Масштабы загрязнения весьма значительны: выброс углекислого газа составляет 20 млрд. т/год (приблизительно 0,7 % углекислого газа, содержащегося в атмосфере); выброс двуокиси серы – 200 млн. т/год (более чем в 2 раза превышает естественное поступление в атмосферу серы в форме газообразных соединений); выброс фреонов – 1 млн. т/ год; выброс свинца – 0,4 млн. т/год (более чем на 2 порядка превышает поступление из естественных источников). За последние 100 лет выбросы углекислого газа в атмосферу возросли в 30 раз, свинца – в 20 раз, двуокиси серы – в 15 раз.

Источники загрязнения атмосферы могут быть естественные (извержение вулканов, лесные пожары, разложение живых организмов) и искусственные (промышленность, транспорт, ЖКХ). В последние десятилетия антропогенные факторы загрязнения воздуха стали значительно превышать по масштабам естественные.

Основными источниками загрязнений атмосферы являются энергетика, автомобильный и авиационный транспорт, предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности. Причем значимость тех или иных источников загрязнения воздуха на разных территориях меняется в зависимости от уровня научно-технического прогресса, стратегии взаимодействия техники и природы, уровня благоустройства населенных мест и многих других социально-экономических факторов.

Основными ингредиентами загрязнения атмосферы являются оксиды углерода, азота  и серы, фенолы, формальдегид, углеводороды и взвешенные частицы (пыль).

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются: на газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода), жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей) и твердые(канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества).

Загрязняющие вещества, выброшенные в атмосферу могут:

·     оседать под действием силы тяжести;

·     физически захватываться оседающими частицами (туманами и осадками) и поступать в лито- и гидросферу;

·     включаться в биосферный круговорот соответствующих веществ (углекислый газ, пары воды, оксиды серы и азота);

·     изменять свое агрегатное состояние (конденсироваться, испаряться, кристаллизоваться, вступать в химические реакции с другими загрязнителями);

·     находиться в атмосфере относительно длительное время, переносясь воздушными потоками в разные географические области планеты до тех пор, пока не создадутся условия для их физической или химической трансформации (например, фреоны).

Наличие предприятий, выделяющих вредные выбросы, даже при высокой эффективности очистных установок, нейтрализующих до 95% загрязняющих веществ, существенно влияет на состояние атмосферного воздуха населенных мест. Так, в сельской местности загрязненность атмосферы в 10 раз, а в промышленных городах — в 150 раз выше, чем над океаном.

В последние годы несколько изменилась структура загрязнения атмосферного воздуха по ингредиентам. Нельзя не обратить внимание на увеличение процента проб атмосферного воздуха, превышающих ПДК.

 Загрязнение воздуха имеет многообразные вредные последствия. Воздействия его могут быть различны в зависимости от вида загрязнителя, концентрации его в воздухе, длительности и периодичности воздействия.

Неблагоприятное действие веществ, обладающих токсичными свойствами, при проникновении в организм человека может проявляться в виде острых или хронических отравлений и другого рода заболеваний. Кроме того, вещества с генетической активностью могут оказаться причиной врожденных уродств и дефектов развития.

Загрязнение атмосферы снижает продуктивность и плодовитость домашних и диких животных, птиц. Выпадая на почву и в водоемы, вредные примеси, загрязняя атмосферу, ведут к уничтожению растительности. Под действием атмосферного загрязнения происходит разрушение зданий и сооружений, памятников истории, архитектуры, культуры и искусства. Во многих промышленно развитых странах экономический ущерб от загрязнения окружающей среды составляет 3–5 % валового национального продукта.

Загрязнение атмосферного воздуха, кроме локальных эффектов, является причиной последствий глобального масштаба. Кислотные дожди, глобальное потепление, нарушение озонового слоя Земли вызваны загрязнением атмосферного воздуха.

 Количество диоксида углерода в атмосфере при современных темпах потребления ископаемого топлива удваивается каждые 23 года, что может привести к потеплению климата на 1^°С к 2025 году и на 3^°С к концу следующего столетия.

Другим газом в составе атмосферы, влияющим на парниковый эффект на нашей планете, является метан. Основной природной причиной образования метана является деятельность ряда бактерий, разлагающих  углеводы на метан. Это происходит, прежде всего, на болотах и в пищеварительном тракте животных. Антропогенное образование метана происходит в кучах компоста, на свалках, рисовых полях (везде, где вода и грязь изолируют останки растений от доступа воздуха), а также при добыче ископаемого топлива.

Помимо диоксида углерода и метана, к парниковым газам относятся  фреоны,  оксид  азота, озон, а также пары воды. Все эти соединения присутствовали в атмосфере почти весь период её существования, но в крайне незначительном количестве. Резкий же рост их концентрации в атмосфере отмечается в последние сто лет.

В последние десятилетия большое внимание ученых привлекают пространства в озоносфере с пониженным содержанием озона. Это явление представляет собой сложную экологическую проблему, заключающуюся в истощении озонового слоя Земли. Известно, что озоновый слой находится на высоте от 10 до 50 км и защищает земную поверхность от солнечного излучения высокой энергии (УФ-лучей), избыток которой губителен для живых существ.

Общее количество озона в атмосфере невелико, тем не менее, это один из наиболее важных её компонентов. Благодаря озону ультрафиолетовая солнечная радиация в слое между 15 и  40 км над земной поверхностью ослабляется примерно в 7000 раз. Уменьшение «толщины» озонового слоя приводит к увеличению количества ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, и нарушению теплового баланса планеты. Избыток ультрафиолета губителен для живых существ.  Так, например, установлено, что увеличение дозы ультрафиолетового излучения на 1 % приводит к увеличению раковых заболеваний на 2 %. Кроме того, уменьшение содержания в атмосфере озона и увеличение УФ-излучения может быть причиной катаракты глаз, ослабления иммунной системы человека, понижения эффективности вакцинации против инфекционных заболеваний.

Одной из главных причин истощения озонового слоя Земли является загрязнение атмосферы за счет выбросов в нее фреонов, которые широко применяются в быту в качестве хладоагентов, пенообразователей и растворителей в аэрозольных упаковках. Эти газообразные вещества поднимаются, не разлагаясь, до высоты озонового слоя, где они подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон. Помимо фреонов, серьезным катализатором разложения озона являются оксиды азота. Продукты неполного сгорания органического топлива сверхзвуковых самолетов и космических аппаратов также разрушают озоновый слой. За счет них разрушается до 10 % озонового слоя атмосферы. Только один запуск космического корабля «Шаттл» приводит к разрушению примерно       10 млн. т озона.

Широко известный ныне термин «кислотные дожди» появился в 1872 г., его ввел в практику английский инженер Роберт Смит, опубликовавший книгу «Воздух и дождь: начала химической климатологии». Наиболее глубоко научными исследованиями кислотных дождей стали заниматься только в конце 60-х годов XX века.

Известно, что при нормальном природном составе воздуха обычная дождевая вода имеет слабокислую реакцию (рН = 5,5 ... 5,6). Подкисленные атмосферные осадки  (pH ниже 5,5) возникают из-за повышенного содержания в воздухе в первую очередь оксидов серы и оксидов азота, которые, взаимодействуя с парами воды, образуют соляную, азотную и серную кислоты.

В результате попадания кислотных дождей (или снега, тумана, града) в поверхностный слой почвы и водоемы развивается подкисление, что приводит к деградации экосистем, гибели отдельных видов рыб и других водных организмов, сказывается на плодородии почв, снижении прироста лесов и их усыхании. Так, проведенные в Европе исследования показывают, что в последние 10 лет скорость роста многих вечнозеленых растений замедлилась на 20–30 %. 

Кислотные осадки ускоряют процессы коррозии металлов и разрушения зданий. Установлено, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается  в 100 раз быстрее, чем в сельских районах.

Другой пример неблагоприятного воздействия кислотных дождей может проявиться в том, что при заборе питьевой воды с повышенной кислотностью токсические материалы из труб могут растворяться в ней и неблагоприятно воздействовать на организм человека.

Еще одним серьезным следствием антропогенного загрязнения атмосферного воздуха является смог, представляющий собой ядовитую смесь дыма, тумана и пыли, вызывающую тяжелые последствия в организме живых существ.

Различают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-анжелесский тип).

Лондонский тип смога возникает зимой в крупных промышленных городах при неблагоприятных погодных условиях, таких как отсутствие ветра и температурная инверсия. Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха в интервале 300–400 м от поверхности земли вместо обычного понижения. В результате циркуляция атмосферного воздуха нарушается –  дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Концентрации оксидов серы, взвешенной пыли, оксида углерода достигают опасных для здоровья человека уровней, приводят к расстройству кровообращения, дыхания, а нередко и к смерти.

Лос-анжелесский тип смога, или фотохимический смог, не менее опасен, чем лондонский. Возникает он летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, перенасыщенный выхлопными газами автомобилей.

Впервые он был зафиксирован в 1944 г. в Лос-Анджелесе, когда в результате большого скопления автомобилей была парализована жизнь всего города.

В результате фотохимических реакций образуются соединения, например органические перекиси и нитриты, сильно  раздражающие  слизистые оболочки дыхательных путей и глаз и, вызывающие увядание и гибель растений. Смог Лос-Анджелесского типа усиливает коррозию металлов, разрушение строительных конструкций, резины и других материалов.

Экология Москвы

Экологическая ситуация Москвы тесно связана с фоном, природными условиями Подмосковья и климатом европейской территории России. Важнейшее значение имеет так называемый «золотой перенос» — преобладание в течение года ветров западных румбов. При этом западные и северо-западные районы города получают более свежий воздух, который дополнительно очищен над лесными массивами западной части Московской области. В восточные районы Москвы поступает воздух, загрязненный над городской территорией. В периоды преобладания восточных и юго-восточных ветров Москва получает менее чистый воздух, поскольку юго-восток области озеленён на 25—30 %, значительно распахан и более индустриальный. Северо-запад столицы имеет более чистые водоёмы, поскольку основные водотоки Подмосковья текут с северо-запада на юго-восток. Общие особенности почв и рельефа также обуславливают дифференциацию экологических условий. Северо-запад Москвы более возвышенный, холмистый, имеет более тяжелые, глинистые и суглинистые почвы. Это способствует активному поверхностному смыву, горизонтальной миграции загрязнения, его концентрации в водоемах и малому проникновению в грунты.

На экологию города влияет преобладание западных и северо-западных ветров в районе Москвы. Качество водных ресурсов города лучше на северо-западе города, выше по течению Москвы-реки. Важным фактором улучшения экосистемы города является сохранение и развитие скверов, парков и деревьев внутри дворов, значительно пострадавших в последние годы от точечной застройки.

Москва влияет на прилегающую местность: атмосферное загрязнение распространяется на 70—100 км, депрессионные воронки от забора артезианских вод имеют радиусы 100—120 км, тепловые загрязнения и нарушение режима осадков наблюдается на расстоянии 90—100 км, а угнетение лесных массивов — на 30—40 км.

Проблемы Москвы

Обобщённые данные свидетельствуют о сложном экологическом состоянии Москвы. Город стремительно растёт, переходит за кольцевую дорогу, сливается с городами-спутниками. Средняя плотность населения 8,9 тыс. чел. на 1 кв. км. Сотни тысяч источников выбрасывают в воздух огромное количество вредных веществ, так как частичная очистка внедрена только на 60 % предприятий. Особый вред наносится автомобилями, технические параметры многих из которых не соответствуют требованиям по качеству выхлопных газов и сошли с конвейера ещё в советские времена. Износ шин дает цинк, дизельные моторы — кадмий. Эти тяжелые металлы относятся к сильным токсинам. Промышленные предприятия дают очень много пыли, окисей азота, железа, кальция, магния, кремния. Эти соединения не столь токсичны, однако снижают прозрачность атмосферы, дают на 50 % больше туманов, на 10 % больше осадков, на 30 % сокращают солнечную радиацию. В целом на одного москвича приходится 46 кг вредных веществ в год.

Среди источников загрязнения Москвы на первом месте стоят выхлопные газы автотранспорта. Экологический мониторинг в Москве осуществляют 39 автоматических стационарных станций, контролирующих уровень загрязнения воздуха. Контролируется содержание в воздухе 20 загрязняющих веществ.

Основное влияние на экологию оказывает автотранспорт (80 % загрязнения в пределах Садового кольца). Также сильное загрязнение от автотранспорта ощущается вдоль крупных автомагистралей (50—250 метров, в зависимости от застройки и зеленых насаждений). Промышленные предприятия расположены в основном на юго-востоке (вдоль Москвы-реки) и на востоке города. Самые чистые районы — Ясенево, Крылатское, Строгино, район метро Юго-Западная, а также за пределами кольцевой дороги —Митино, Солнцево. Самые грязные — Капотня, Марьино, Братеево, Люблино, районы внутри Садового кольца.

Смог в Москве

Недостаток кислорода, повышенные концентрации угарного газа и токсических веществ от выхлопов автомобилей, расплавленного асфальта, реагентов для таяния снега, которые увеличиваются и увеличиваются из года в год. Происходит постоянное отравление токсинами, происходящее на фоне кислородного голодания. Рушится иммунитет, возросло количество аллергических реакций, количество болеющих простудными заболеваниями, заболеваниями печени, позвоночника, суставов растет не по дням, а по часам.

Метро

Московское метро — не самое полезное для здоровья место в городе. Химические исследования взятых в метро проб воздуха показали превышение предельно допустимой концентрации двуокиси азота, а также окиси и двуокиси углерода. Зафиксировано и нарушение санитарных норм по содержанию пыли. Как объяснили в центре экологической оценки «Эколайн», оксиды азота и углерода не являются специфическими для метро загрязняющими веществами, они попадают сюда с поверхности. Вентиляционные шахты метро расположены вдоль автомагистралей, и отравленный транспортными выбросами воздух спускается в тоннели. 27 самых «грязных» станций (превышение ПДК в 1,4 раза) как раз и находятся в центре города, вблизи автодорог и привокзальных площадей. В столичной подземке обнаружены все возможные нарушения санитарных правил и требований к микроклимату производственных помещений. Работники машинных залов трудятся в условиях плохой вентиляции и повышенной на 5—6 градусов сверх нормы температуры воздуха, а концентрация смешанной пыли здесь превышает ПДК от 1,6 до 9,7 раз. Увеличение температуры воздуха (а замеры делались зимой и весной) отмечено даже на некоторых контрольно-пропускных пунктах и в кабинах дежурных по станции.

Задание

1.                 Значение атмосферы.

2.                 Антропогенное воздействие на состояние атмосферного воздуха.

3.                 Предельно-допустимая концентрация вещества и её значение.

4.                 Влияние выбросов на окружающую среду.

5.                 Источники загрязнения атмосферного воздуха в Москве.

Необходимые принадлежности

1. Простой карандаш, линейка, ластик.

Работа в аудитории

1.                 Выполните задание 1.

2.                 Выполните задание 2.

3.                 Выполните задание 3.

4.                 Выполните задание 4.

5.                 Выполните задание 5.

Содержание отчёта

1.                 Номер и название работы;

2.                 Цель работы;

3.                 Задание с исходными данными;

4.                 Необходимые принадлежности;

5.                 Выполненные задания;

6.                 Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.                 Какие загрязнители атмосферного воздуха вы знаете ?

2.                 Почему опасно загрязнение атмосферного воздуха ?

3.                 Какие факторы влияют на загрязнение атмосферного воздуха московского региона ?

Практическое занятие № 5

Определение расходов воды по часам в сутки

Цель занятия: определение расходов воды по часам в сутки, решение практических задач.

Пояснения

Значение воды для человека

Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она – непременная составляющая часть всего живого. Ни один из живых организмов нашей планеты не может существовать без воды.

Из воды состоят все живые растительные и животные существа:
рыбы – на 75%; медузы – на 99%; картофель - на 76%; яблоки - на 85%; помидоры - на 90%; огурцы - на 95%; арбузы - на 96%.

В целом организм человека состоит по весу на 50-86% из воды (86% у новорожденного и до 50% у пожилых людей). Содержание воды в различных частях тела составляет:
кости – 20-30%; печень - до 69%; мышцы – до 70%; мозг – до 75%; почки - до 82%;  кровь – до 85%.

На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет дело с водой. Он использует ее для питья и пищи, для умывания, летом – для отдыха, зимой – для отопления. 
Для человека вода является более ценным природным богатством, чем уголь, нефть, газ, железо, потому что она незаменима.

Без пищи человек может прожить около 50-ти дней, если во время голодовки он будет пить пресную воду, без воды он не проживет и неделю - смерть наступит через 5 дней. По данным медицинских экспериментов при потере влаги в размере 6-8% от веса тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 10% - начинаются галлюцинации, при 12% человек не может восстановиться без специальной медицинской помощи. При потере 20 % воды наступает смерть. В организме человека вода:

• увлажняет кислород для дыхания;
• регулирует температуру тела;
• помогает организму усваивать питательные вещества;
• защищает жизненно важные органы;
• смазывает суставы;
• помогает преобразовать пищу в энергию;
• участвует в обмене веществ;
• выводит различные отходы из организма.

Человек начинает испытывать жажду, когда количество воды в его теле уменьшается на 1-2% 
(0,5- 1,0л). Потеря 10% влаги от веса тела может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 20% (7 - 8л) уже смертельна.

Обычный человек теряет в день 2-3 литра воды. В жаркую погоду, при высокой влажности, во время занятий спортом расход воды возрастает. Даже благодаря дыханию человек теряет почти пол-литра воды ежедневно.

Правильный питьевой режим подразумевает сохранение физиологического водного баланса - это уравновешивание поступления и образования воды с ее выделением.

Суточная потребность взрослого человека в воде – 30-40 грамм на 1 кг веса тела. Приблизительно 40% ежедневной потребности организма в воде удовлетворяется с пищей, остальное мы должны принимать в виде различных напитков. Летом ежедневно нужно употреблять 2 - 2,5 литра воды. В жарких районах планеты - 3,5 - 5,0 л в сутки, а при температуре воздуха 38 –40 ⁰С и низкой влажности работающим на открытом воздухе потребуется в сутки 6,0 - 6,5л воды.
А около 3% (0,3л) воды образуется в результата биохимических процессов в самом организме.
По некоторым оценкам за 60 лет жизни человек выпивает около 50 т воды – целую цистерну!
Участвуя в обмене веществ, вода позволяет уменьшить жировые накопления и снизить вес. Многие из тех, кто хочет похудеть, считают, что их организм удерживает воду и стараются меньше ее пить. Однако вода является естественным мочегонным средством и, если вы ее пьете, то теряете в весе.

Если организм получает достаточное количество воды, то человек становится более энергичным и выносливым. Ему проще контролировать свой вес, поскольку улучшается пищеварение, а когда вас тянет перекусить, часто достаточно бывает просто попить воды, чтобы снизить аппетит. Симптомами обезвоживания организма являются сухая кожа (может сопровождаться зудом), усталость, плохая концентрация внимания, головные боли, повышение давления, плохая работа почек, сухой кашель, боли в спине и суставах.

Регулярное потребление воды улучшает мышление и координационные действия мозга. Головной мозг и весь организм будут достаточно заряжены нужными веществами, если вода, которую мы пьем, будет высокого качества, то есть, будет богата минеральными веществами. Здоровый человек не должен ограничивать себя в питье, но гораздо полезнее пить часто и понемногу. Вредно выпивать сразу много жидкости, так как вся жидкость всасывается в кровь, и, пока ее излишек не будет выведен из организма почками, сердце получает излишнюю нагрузку. Таким образом, можно сделать вывод о том, что роль воды для человека огромна. Сегодня каждый человек может создать для себя условия сохранения бесценного водного баланса путем правильной организации питьевого режима. 

Определение суммарного суточного расхода воды при проектировании системы водоснабжения населённого пункта

При проектировании системы водоснабжения, прежде всего, должно быть определено:

1.     количество воды для населения;

2.     количество воды для каждого объекта этого населённого пункта.

К основным видам водопотребления воды различного типа относятся:

          а) хозяйственное потребление воды дома и на рабочих местах;

          б) количество воды, зависящее от технологии предприятия;

          в) обеспечение водой населённых пунктов и предприятий (полив и мытьё улиц, зелёных насаждений и т.д.);

          г) расход воды на пожаротушение.

Определение количества воды, требуемого потребителем, является ответственной задачей при проектировании систем водоснабжения.

Хозяйственно-питьевые нужды населения.

Для определения общего расхода необходимо предварительно знать расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, приходящийся на каждого жителя (удельное водопотребление). Вопрос отбора воды носит случайный характер и зависит от санитарно-технического оборудования здания, климатических условий, времени года, дня недели и т.д. Изменение часовых расходов может вызываться и такими случайными факторами, как показ популярных телепрограмм. Спортивных мероприятий и так далее. Значительное влияние на режим водопотребления оказывает социальный и демографический состав населения. Наличие обширных статистических данных о фактическом удельном водопотреблении позволяет разработать нормы водопотребления на одного жителя.

   Рассчитанные среднесуточные расходы на хозяйственно-питьевые нужды на одного жителя определяются по таблице 1.1.

Для населённых пунктов, не оборудованных внутренним водопроводом, забор воды производится из водозаборных колонок, удельное водопотребление равно 30 – 50 л/сут.

Выбор расчётного удельного водопотребления, из указанного в таблице 1.1 интервала, производится с учётом климатических условий, характера населённого пункта, этажности зданий, развития сферы обслуживания и т.д. Для определения общего расхода воды в городе необходимо также учитывать расход воды рабочими во время пребывания их на производстве. Так на одного рабочего расходуется:

а) в горячих цехах до 40 л/смену;

б) в остальных цехах до 25 л/смену.

Таблица 1.1

Степень благоустройства районов жилой застройки	Нормы хозяйственно-питьевого водоснабжения населённых пунктов на 1 жителя (л/с)
Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией без ванн.	125 – 160
То же с ванными и местными водонагревателями.	160 – 230
То же с централизованным горячим водоснабжением.	230 - 350

Благоустройство территории населённого пункта

Расходы воды на благоустройство территории слагаются из расходов на поливку и мойку покрытий проездов и площадей, а также поливку зелёных насаждений, газонов и определяются в соответствии с таблицей 1.2 (СНиП 2.04.02-84). Расходы воды на поливку улиц и зелёных насаждений не должны попадать в часы максимума расходования воды на хозяйственно-питьевые нужды в наиболее загруженные сутки.

Таблица 1.2

Назначение воды	Измеритель	Норма расхода на 1 поливку в л/квм
Механизированная мойка покрытий проездов и площадей.	1 мойка	1.2 – 1.5
Механизированная поливка покрытий проездов и площадей.	1 мойка	0.3 – 0.4
Поливка вручную покрытий тротуаров и проездов.	1 мойка	0.4 – 0.5
Поливка зелёных насаждений.	1 мойка	3 – 4
Поливка газонов и цветников.	1 мойка	4 - 6

На технологические нужды предприятия.

       Расход воды на производственные нужды предприятия зависит от технологических процессов.

         Основными пользователями воды являются: охлаждение производственных установок, продуктов производства, конденсация пара, промывка материалов, парообразование, гидравлический транспорт и др. Все эти производства требуют воду различного качества: от питьевой (пищевая промышленность) до любой (гидротранспорт).

             Изменение расходования воды в течение суток зависит от числа смен, количества работающих в каждую смену, режима отбора воды в течение каждой смены, наличия горячих и холодных цехов и других факторов.

         Расходы на производственные нужды определяют по данным технологических расчётов или удельным нормам расходования воды на единицу выпускаемой продукции и суммарному количеству этой продукции, выпускаемой за сутки или смену. СНиП допускает принимать расход воды, забираемой для водопровода для нужд местной промышленности в размере 5 – 10% суммарного расхода, предназначенного для хозяйственно-питьевых нужд.

Пожаротушение.

Чаще всего, подача воды в населённых пунктах для нужд пожаротушения возлагается на обычные системы водоснабжения хозяйственно-бытовых нужд.

В отдельных случаях устраиваются специальные противопожарные водопроводы.

Опыт пожаротушения собрал обширный материал в этой области и позволил разработать нормативные указания по определению расчётных расходов воды на пожаротушения, требуемой интенсивности и вероятности длительности тушения, а также вероятного числа одновременных пожаров для различных объектов в зависимости от характера застройки, огнестойкости зданий, числа жителей, характера производства, норм расходов воды для тушения пожаров в населённых пунктах в соответствии со СНиП 2.04.02-84 приводится в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Число жителей в тыс. чел.	Расчётное число одновременных пожаров	Расход в л/сут на 1 пожар
		До двух этажей	Три этажа и более
10	1	10	15
25	2	10	15
50	2	20	25
100	2	25	35
500	3	-	70
1000	3	-	100
2000	4	-	100

За расчётное количество одновременных пожаров принимается площадь территории промпредприятия: менее 150 га – 1пожар. Более 150 га – 2пожара.

Определение суммарного суточного расхода водопотребления населённых пунктов.

Средний суточный расход определяется по нормам удельного водопотребления, приведённым в таблице 1.1. Суточный расход S м³/сут. На хозяйственно-питьевые нужды города или посёлка равен:

S = ∑ q_1*N₁/1000 (м³/сут),

Где q₁ – средний (за год) расчёт воды на одного жителя (л/сут),

       N₁ – количество жителей с учётом прироста населения за расчётный срок работы системы водоснабжения.

Удельное водопотребление q1 принимается разным для разной степени благоустройства районов города.

Однако водопотребление в течение суток неравномерно. В действующих нормах приводятся рекомендуемые численные значения коэффициентов неравномерности суточного водопотребления (k_max и k_min), позволяющие определять вероятные значения максимальных и минимальных суточных расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды.

Тогда расчётный суточный расход воды определяется:

S_max = k_max*S

S_min = k_min*S,

где  k_max = 1.1÷1.3      k_min  = 0.7÷0.9.

Суммарный суточный расход слагается из следующих составных частей:

₁₎       Суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды S_max.

2)    Наибольший расчётный расход на производственные нужды предприятий, получивших воду из городского водопровода, определяет S_пр на основании технологических расчётов или 5-10% на нужды местной промышленности от S суточного.

3)    Расход на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве S_пх:

S_пх = (25л/см(40л/см)_*С_*∑Р)/1000  (м³/сут),

где С – количество смен в сутках;

       ∑Р – количество рабочих на предприятиях, работающих в одну смену.

4)    Поливочный сезонный расход, осуществляемый из городского водопровода S_п:

S_п = ∑ (данных в табл 1.2)_*Пл._*n/1000  (м³/сут),

где Пл.- поливаемая площадь населённого пункта;

       n – количество поливов в сутки

Тогда суммарный расход воды для городского водопровода определяется:

S_сум = S_max + S_пр + S_пх + S_п  (м³/сут).

Если есть дополнительные водопотребители, то их также необходимо учесть при установлении S_сум.

Кроме них  могут быть водопотребители (предприятия) с другими требованиями к качеству воды.

Анализ всех расходов позволяет правильно выбрать как сам источник, так и всю систему водоснабжения. Она может быть как единой для всех водопотребителей города, так и раздельной (в зависимости от качества воды).

Расчётная часть:

Определение суммарного суточного расхода водопотребления населённых пунктов.

1. Суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды:

Районы жилой застройки с централизованным горячим водоснабжением – q = 250 л/сут.

Количество жителей – 70000чел.

S = 250 x 70000/1000 = 17500 м³/сут.

S_max = 1.2 x 17500 = 21000 м³/сут.

S_min  = 0.8 x 17500 = 14000 м³/сут.

2. Расход на производственные нужды:

S_пр = 0. 08 x 21000 = 1680 м³/сут.

3. Расход на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве:

Расход воды на одного рабочего – 25 л/смену,

Количество работающих на предприятиях – 3500 чел.,

Предприятия работают в одну смену.

S_пх = 25 x 2 x 3500/1000 = 175 м³/сут.

4. Поливочный сезонный расход:

Площадь газонов и цветников – 7 га,

Площадь тротуаров и площадей – 4 га.

S_n = (1,35+0,3+0,4+3+5) x (110000) x 2 /1000 = 2211 м³/сут.

5. Расход на пожаротушение:

 Жилые здания:

этажность – более 3х этажей,

число жителей – 70000 чел,

расчётное число пожаров – 2, расход на один пожар – 35 л/с.

S_пож = 2 x 35 x 3 x 3600 /1000 = 756 м³/сут.

6. Суммарный расход:

S_сум = 21000 + 1680 + 175 + 2211 + 756 = 25822 м³/сут.

Задание

6.                 Определите суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды.

7.                 Определи расход на производственные нужды.

8.                 Определите расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве.

9.                 Определите расход воды за сутки при поливе зелёных насаждений, тротуаров и площадей.

10.            Определите расход воды на пожаротушение.

11.            Определите суммарный расход воды.

12.            Приведите расход воды в вашей семье за сутки и сравните его с нормами потребления воды.

Необходимые принадлежности

1.     Простой карандаш, линейка, ластик.

Исходные данные для выполнения расчётов

1.     Нормы хозяйственно-питьевого водоснабжения населённых пунктов на 1 жителя (централизованное горячее водоснабжение) - q = 250 л/сут.

2.     Количество населения в микрорайоне – 40 тыс. человек.

3.     k_{max =}  1,2; k_min  = 0.8.

4.     Количество работающих на предприятии - 2000 человек.

5.     Расход воды на одного рабочего – 25 л/смену,

6.     Количество смен в сутках – 3.

7.     Площадь газонов и цветников – 9 га,

8.     Площадь тротуаров и площадей – 4 га.

9.     Количество поливов в сутки – 2.

10. Жилые здания: этажность – более 3х этажей.

11. Расчётное число пожаров – 2, расход на один пожар – 25 л/с.

Работа в аудитории

6.                 Выполните задание 1.

7.                 Выполните задание 2.

8.                 Выполните задание 3.

9.                 Выполните задание 4.

10.            Выполните задание 5.

11.            Выполните задание 6.

12.            Выполните задание 7.

Содержание отчёта

7.                 Номер и название работы;

8.                 Цель работы;

9.                 Задание с исходными данными;

10.            Необходимые принадлежности;

11.            Выполненные задания;

12.            Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

4.                 Какое значение имеет вода в природе и жизни человека ?

5.                 От чего зависит потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды ?

6.                 От чего зависит потребление воды на производстве ?

7.                 От чего зависит суммарное потребление воды для городского водопровода ?

8.                 Назовите пути уменьшения расходов воды.

Литература

1.     СНиП 2.04.02-84.

2.     А. Я. Добромыслов (ОАО “СантехНИИпроект”), А. С. Вербицкий (МосводоканалНИИпроект). Пособие по определению расчётных расходов воды в системах водоснабжения и канализации зданий и микрорайонов. – М.: ЗАО фирма “ЛИКА”; 2007. – 37 с.

3.     http://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2013/12/03/znachenie-vody-v-zhizni-cheloveka.

4.     http://www.dhelp.ru/info/2922.html.

5.     http://standartgost.ru/g/Б3-98.

Практическое занятие № 6

Анализ мероприятий по улучшению плодородия почв, борьбе с эрозией

Цель занятия: ознакомление с мероприятиями по улучшению плодородия почв и борьбе с эрозией.

Пояснения

Повышение плодородия почвы

Одним из показателей культуры земледелия является высокое плодородие почв. Плодородие почвы - это ее способность обеспечивать растения необходимыми для роста и развития элементами минерального питания, влагой и воздухом в оптимальном сочетании между ними. Показателем же почвенного плодородия является урожай. Систематическое повышение урожая сельскохозяйственных растений, есть следствие повышение почвенного плодородия.

Задача в области земледелия заключается в том, чтобы обеспечить прогрессивно возвращающее повышение плодородия почв. Способов повышения плодородия почв очень много. Важнейшими из них является посев многолетних трав в севообороте, культура зелёных удобрений (сидератов), применение бактериальных удобрений. В результате осуществления этих мероприятий при правильной обработке резко улучшается биологические свойства почвы, вводно-воздушный режим, повышается эффективность вносимых удобрений. Значительно повышает плодородие и агрохимические свойства почвы, внесение в неё органических и минеральных удобрений, известкования, борьба с сорняками. Эти мероприятия оказывают влияния и на биологические свойства почвы.

Повышения плодородия почвы а, следовательно, и урожайности сельскохозяйственных культур возможно лишь при систематическом применении целого комплекса агротехнических мероприятий, развернутых на фоне правильного и твердого севооборота.

Повышение плодородия почвы и урожайности культур

Минеральные удобрения (МУ)

Вносятся для увеличения урожайности. Однако универсальных МУ нет, т.к. каждая культура требует свой набор компонентов для лучшей вегетации и плодоношения. Неверный подбор МУ может не только не увеличить урожайность, а даже снизить её, особенно при значительных порциях МУ, т.к. химия - яд для многих организмов почвы. К тому же, МУ - неорганические вещества, а основой почвенного плодородия являются органические. И, если посмотреть на этот вопрос буквально, МУ, уменьшая долю органических веществ, даже снижают плодородие почвы. Тем более, что через год после внесения 80 % МУ становятся бесполезными, разрушаются, пополняя почти непричастную к плодородию неорганическую часть почвы. 
Вывод : МУ повышают урожайность отдельных культур, но снижают общее плодородие почвы. 
Оптимальный вариант: МУ нужно вносить небольшими порциями + несколько раз в год + в сочетании с органическими удобрениями (которых должно быть значительно больше).

Органические удобрения (ОУ)

Под органическими удобрениями чаще всего понимают навоз. В свежем виде навоз не просто не улучшит урожай, а легко уничтожит (выжжет) многие растения. Лишь перепрев (при определенных условиях) он превратится в ОУ. Быстрее всего перепревает конский и коровий навоз, значительно дольше - свиной навоз и птичий помёт.

Пестициды

Пестициды (от. лат "пестис" зараза и "цид" - убиваю) - ядохимикаты, химические препараты для уничтожения сорняков (гербициды), насекомых (инсектициды), грибов (фунгициды), слизней и улиток (моллюскоциды). 
Наряду с полезными свойствами пестициды имеют ряд проблем: 
- Прямое воздействие на организм - неправильное обращение с ядохимикатами может вызвать гибель людей и домашних животных 
- Неспецифичность - наряду с вредными организмами гибнут полезные (в том числе и опылители, что, естественно, не повышает урожайность) 
- Устойчивость и привыкание вредителей - парадокс, но вредные животные и сорные растения довольно быстро становятся устойчивыми к ядам, и тогда при применении этого препарата гибнут только полезные организмы 
- Замещение вредителей - гибель одних видов ведёт к расцвету других. Легко догадаться, что эти виды, как правило, также не являются желательными 
- Быстрое восстановление после прекращения применения препарата 
Биологическое накопление ядов, главным образом в почве (что ведет к гибели организмов почвы и её истощению - прим. от biofile.ru) и в самих растениях (что, мягко говоря, снижает их питательную ценность) 
- Загрязняются поверхностные и даже подземные воды.

Идеальный пестицид:

Нехимические способы повышения плодородия почв и урожайности культур

Севооборот - рациональное научно-обоснованное чередование с/х культур (и пара) на определенном участке земли. По сравнению с монокультурой обеспечивает восстановление и повышение плодородия почвы и ==> урожайности культур. 
Использование биологических способов борьбы с вредителями и сорняками 
Повышение экологического иммунитета культур.

Мелиорация

Мелиорация (от лат. "melioratio" - улучшение) - улучшение свойств почвы с целью повышения её плодородия. Подразделяется на множество видов и классов. Остановимся на с/х мелиорации, которая подразделяется на 3 класса. 
1. Водная - направлена на регулирование водного режима и водных ресурсов территории. Включает следующие виды: 
Осушение - удаление лишней влаги из корнеобитаемого слоя почвы 
Обводнение - обеспечение водой безводных и маловодных районов путём освоения местных ресурсов воды и переброски её по каналам и трубопроводам с других территорий.
Орошение - подача воды на поля, испытывающие недостаток влаги, и увеличение её запасов в почве 
2. Земельная - направлена на изменение поверхности и свойств почвенной толщи. Включает обогащение почв питательными веществами, снижение кислотности или щелочности почв, защита их от смыва, улучшение физических свойств почв и т.д. 
3. Климатическая - направлена на улучшение погодных условий. Включает искусственное вызывание осадков, предотвращение градобитий, борьба с заморозками, пыльными бурями и суховеями и т.п. 
Очень сложно восстановить утраченное плодородие почвы, на это уходят годы. Поэтому лучше позаботиться о правильной профилактике её истощения и заботливом уходе за ней.

Эрозия почв причиняет сельскому хозяйству огромный вред: вызывает гибель посевов и культурных насаждений, ухудшает водный режим (вследствие глубокого дренирования тер­ритории), резко снижает плодородие почв и урожай культур, со­кращает площадь сельскохозяйственных угодий ввиду возрастаю­щей расчлененности местности и полной или частичной потери почвой гумусового слоя.

Для борьбы с эрозией почв разработан и ши­роко применяется комплекс агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий. При его осуществлении учиты­вают природные условия и особенности эрозионных процессов применительно к конкретной территории, что имеет решающее значение для борьбы с этим явлением.

К основным агротехническим мероприятиям в районах, подвер­женных водной эрозии, относятся обработка почвы и посев попе­рек склонов или по горизонталям; размещение культур сплошно­го посева и пропашных чередующимися полосами; устройство на пашне временных земляных валиков, прерывистых борозд и лу­нок для задержания талых вод; проведение периодической глу­бокой вспашки с целью улучшения водопроницаемости почв, на­копления влаги и создания мощного культурного слоя; создание буферных полос посевом многолетних трав, террасирование скло­нов, шпалерная посадка культур, применение удобрений и другие.

Для борьбы с ветровой эрозией применяют безотвальную об­работку почвы с оставлением на ее поверхности стерни и расти­тельных остатков; использование гербицидов для уничтожения сорняков и предотвращения излишнего распыления почвы обраба­тывающими орудиями; перекрестный и узкорядный посев культур; снегозадержание, посевом высокостебельных растений (кулисы); посев много- и однолетних культур чередующимися полосами, направленными поперек господствующих ветров; внедрение поч­возащитных севооборотов.

Для борьбы с ирригационной эрозией необходимо проводить тщательную планировку полей, закреплять берега оросительных каналов, проводить поливы по горизонталям, шире применять дождевание, подпочвенное орошение и т. д.

К лесомелиоративным мероприятиям относятся посадка поле­защитных лесных и садовых полос, которые снижают скорость ветра и способствуют равномерному распределению зимних осад­ков; создание водопоглощающих лесных полос по склонам, посадка древесных и кустарниковых пород у вершин склонов, по дну оврагов и балок; залужение склонов многолетней травянистой растительностью; размещение водоохранных насаждений по бере­гам рек, каналов, прудов и других водоемов.

Гидротехнические мероприятия предусматривают урегулирова­ние поверхностного стока на данной территории путем создания инженерно-технических сооружений: строительство прудов и водо­емов, устройство водоотводов в виде бетонированных лотков и наклонных труб, закрепление дна оврагов водоупорными перепа­дами и другие.

Организационно-хозяйственные мероприятия - это организационно-хозяйственный план землепользования, составленный с учетом требований борьбы с эрозией почв. В него входят размер и форма полей и клеток, направление их длинных сторон, правильное размещение культур с учетом их влияния на эрозионные процессы. Организацинно-хозяйственные мероприятия создают необходимые предпосылки для правильного сочетания и размещения элементов противоэрозионного комплекса, безопасного в эрозионном отношении использования земель, повышения их продуктивности. Многолетние травы имеют наибольшее противоэрозионное значение: хорошо скрепляют почву корнями, уменьшают скорость течения воды и повышают плодородие почв. Зерновые культуры имеют меньшее противоэрозионное значение ввиду их более редкого стояния и меньшей кустистости. Пропашные культуры более подвержены эрозии, что объясняется частым рыхлением почвы при уходе за ними. Непригодные для земледелия и выпаса скота участки (бросовые земли) отводят под лесные насаждения. Сильно смытые водой и развеянные ветром угодья используются под почвозащитные севообороты с посевом многолетних трав.

На плоских водоразделах и приводораздельной зоне поля севооборотов направлены поперек вредоносных ветров, а на склонах - вдоль горизонталей. Защитные лесные насаждения на территории землепользования размещаются с учетом их наибольшей эффективности.

Задание

1.Что такое плодородие почвы и от чего оно зависит ?

2. Назовите пути повышения плодородия почв, заполнив таблицу № 1.

3.Назовите основные мероприятия по борьбе с эрозией почв, заполнив таблицу № 2.

Таблица № 1. Пути повышения плодородия почв

№№ п/п	Пути повышения плодородия почв	Основные мероприятия
1.
2.
3.
4.
5.

Таблица № 2. Мероприятия по борьбе с эрозией почв

№№ п/п	Мероприятия по борьбе с эрозией почв	Содержание мероприятий
1.
2.
3.
4.
5.

Необходимые принадлежности

1. Простой карандаш, линейка, ластик.

Работа в аудитории

1.Выполните задание 1.

2.     Выполните задание 2.

3.     Выполните задание 3.

Содержание отчёта

1.Номер и название работы;

2.Цель работы;

3.Задание с исходными данными;

4.Необходимые принадлежности;

5.Выполненные задания;

6.     Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.Что такое плодородие почв ?

     2.Можно ли изменить плодородие почв ?

     3.Что такое эрозия ?

4.     Как защитить почвы от эрозии ?

5.     В чём заключаются проведение организационно-хозяйственных мероприятий ?

Практическое занятие № 7

Комплексное использование полезных ископаемых. Ресурсосбережение.

Цель занятия: ознакомление с основными направлениями комплексного использования полезных ископаемых.

Пояснения

Поле́зные ископа́емые — минеральные и органические образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства (например, в качестве сырья или топлива). Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Бурное развитие научно-технического прогресса сопровождается интенсивным использованием невозобновимых ресурсов, к которым относятся большинство полезных ископаемых:

— топливно-энергетические — нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды;

— рудные ресурсы — железная и марганцевая руда, бокситы, хромиты, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные руды, руды благородных металлов;

— природные строительные материалы и нерудные полезные ископаемые — известняк, доломит, глины, песок, мрамор, гранит, яшма, агат, алмазы;

— горно-химическое сырьё — апатиты, фосфориты, поваренная, калийная соль, сера, барит, бром и йодосодержащие растворы;

— гидроминеральные ресурсы — подземные пресные и минерализованные воды;

— минеральные ресурсы, расположенные в недрах под морями и океанами.

По оценкам некоторых авторов разведанных запасов нефти в России хватит на 35-50 лет.

Первоочередными задачами становятся: охрана и рациональное использование природных ресурсов, широкое вовлечение в ресурсный цикл возобновляемых источников энергии (энергии воды, ветра и солнечной энергии), комплексное использование природных ресурсов.

Чем больше мы добываем полезные ископаемые, тем меньше их остается. Что же делать? Выделим три основных перспективных направления рационального использования полезных ископаемых.
1. Наиболее полное извлечение их из недр Земли.
2.Комплексность переработки.
3. Глубина переработки.

Комплексные мероприятия по рациональному использованию полезных ископаемых и охране недр включают следующие:

1.       Обеспечение полноты извлечения полезных ископаемых при добыче:

а)  улучшение качества геологоразведочных работ;

б)  расширение добычи полезных ископаемых открытым способом;

в) внедрение систем разработки полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства;

г)  раздельная выемка полезных ископаемых и пород;

д)  повторная разработка участков и месторождений;

е)  разработка и использование специальных методов и мер для снижения потерь. Например, повышение отдачи нефтяных пластов осуществляется различными методами: физико-химическими, термическими, методом заводнения. Для повышения нефтеотдачи пластов используются поверхностно-активные вещества, которые закачиваются вместе с водой. В результате этого добыча нефти из пласта достигает 40%. С помощью паротеплового воздействия на пласты выход нефти превышает 40%. Повышение нефтеотдачи удлиняет эксплуатацию месторождений.

2.       Обеспечение полноты извлечения полезных ископаемых при переработке:

а) повышение степени извлечения полезных ископаемых за счет совершенствования технологии переработки. К таким технологиям относятся подземное выщелачивание, микробиологические, физико-химические, гидрометаллические и комбинированные способы. Например, микробиологический метод выщелачивания способствует извлечению меди из халькопирита на 80%, марганца до 97,5%, повышает извлечение золота из труднообогатимых руд примерно в 9 раз. В результате совершенствования технологий почти полностью исключается выброс вредных газов в атмосферу и обеспечивается комплексное использование сырья.

б) использование методов предварительного обогащения;

в) переработка отвалов и отходов;

г) доизвлечение полезных компонентов;

д) очистка шахтных и сточных вод;

е) разработка   мер    экономического    стимулирования    более   полного извлечения при обогащении.

3.       Рациональное использование добытого минерального  сырья и продуктов его переработки в народном хозяйстве:

а) экономия ресурсов – один из путей рационального использования. Каждый процент экономии топливно-энергетических ресурсов в 2-3 раза выгоднее, чем наращивание добычи ресурса. Экономия соответствующего минерального сырья только на 1% равноценна вовлечению в производство дополнительно 1 млн. т стали, 5 млн. т нефти, до 3 млрд. м3 природного газа. Для экономии металлов в металлургии необходимо повышать качество проката путем его упрочнения, нанесения покрытий, защищающих от коррозии. Например, целесообразно и экономически выгодно заменить дорогостоящую легированную сталь, содержащую никель, молибден, хром, низколегированной. Она включает менее дорогие и дефицитные металлы – марганец, кремний, обладает хорошими литейными свойствами;

б) вторичное использование продуктов переработки минерального сырья. Крупным резервом в использовании вторичных ресурсов является утилизация металлолома. 1 т стали из лома обходится в 20 раз дешевле, чем из руды, требует меньше топлива и меньше загрязняет окружающую среду;

в) максимальное сокращение потерь при транспортировке минерального сырья, угля и др.

Комплекс мер по коренному улучшению использования энергетических ресурсов включает три основных аспекта:

- сокращение расхода энергии для удовлетворения энергетических потребностей;

- повышение радиуса использования энергетических ресурсов путем совершенствования технологии добычи, переработки, распределения и использования топливно-энергетических ресурсов;

- замещение дорогих и ограниченных видов энергоресурсов более дешевыми источниками энергии.

Задание

13.            Как классифицируются полезные ископаемые ?

14.            Охарактеризуйте основные направления рационального использования полезных ископаемых.

15.            В чём заключается комплексное использование полезных ископаемых ? Заполните таблицу 1.

Таблица № 1. Комплексное использование полезных ископаемых.

№№ п/п	Основные направления комплексного использования полезных ископаемых	Содержание направлений
1.
2.
3.
4.
5.

Необходимые принадлежности

1. Простой карандаш, линейка, ластик.

Работа в аудитории

1.Выполните задание 1.

2.Выполните задание 2.

3.Выполните задание 3.

Содержание отчёта

1.Номер и название работы;

2.Цель работы;

3.Задание с исходными данными;

4.Необходимые принадлежности;

5.Выполненные задания;

6.Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.     Что такое полезные ископаемые ?

2.     Какую роль играют полезные ископаемые в жизни человека ?

3.     Почему человек использует исчерпаемые полезные ископаемые ?