31. Наиболее актуальные глобальные экологические проблемы.
В наше время эволюционное развитие общества наводит некоторых ученых на мысль о постепенном превращении биосферы не в ноосферу - сферу разума, а в некросферу - сферу безжизненности. Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Нарушение одних неминуемо влечет за собой сдвиги во всей системе. Изменения окружающей среды стали всемирными, то есть затрагивающими все без исключения страны мира, поэтому их стали называть глобальными. Среди них наиболее актуальны: ♦ изменение климата Земли; ♦ истощение озонового слоя; ♦ трансграничный перенос вредных примесей и загрязнение воздушного бассейна; ♦ истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана; ♦ оскудение биологического разнообразия; ♦ загрязнение земель, разрушение почвенного покрова и связанная с этим продовольственная проблема и др. неэкологические, но глобальные мировые проблемы - это ♦ проблема перенаселения мира, ♦ экономическая отсталость стран 3-го мира, ♦ проблема войны и мира. Глобальное потепление - Нагреваясь энергией Солнца, поверхность Земли возвращает в атмосферу в среднем эквивалентное количество энергии. Но в последнее столетие наблюдается дисбаланс в соотношение поглощаемой и отраженной энергии. Процессы происходящие сегодня на поверхности Земли и в атмосфере, связаны с повышенным содержанием в природе газов, которые были названы "парниковыми". К таким газам относятся диоксид углерода, метан, оксид азота и водяной пар. Сейчас к ним добавились антропогенные хлорфторуглероды (ХФУ). Что касается прежде всего углекислого газа, содержание которого из десятилетия в десятилетие неуклонно растет. Углекислый газ является основной причиной создания парникового эффекта. Чем больше в атмосфере углекислого газа, тем выше средняя температура на Земле (сегодня она составляет около 15 С). Вторым по значению «парниковым» газом является метан. Его содержание в атмосфере ежегодно увеличивается на 1% в год. Наиболее значимые его поставщики - такие отрасли сельского хозяйства, как рисоводство и животноводство, а также увеличение площадей городских свалок приводит к увеличению выделения метана. Запасы газа на свалках крупных городов можно рассматривать как небольшие газовые месторождения. Представители Всемирной метеорологической организации сообщили, что в 2001 году средняя температура в мире выросла на 0,42о по сравнению с 1960 годами. Теплеет вот уже 28 года подряд. XX век стал самым теплым столетием, а 90-е годы - самым «жарким» десятилетием. Самым теплым годом является 1990г. А в ближайшие 50 лет прогнозируется повышение среднегодовой температуры на планете в пределах от 1,5оС (близ экватора) до 5оС (в высоких широтах). Из-за потепления климата Ледовый покров Арктики может сократится на 15%. Проанализировав спутниковые данные за период с 1978 по 1995г. установлено, что за эти годы площадь плавучих льдов в Северном Ледовитом океане сократилась примерно на 5,7%. На острове Гренландия, который казался неуязвимым для глобального потепления, растет гигантская трещина. В длину она протянулась на 13 км, в ширину — почти на километр. Ученые считают, что это станет началом конца ледникового щита Гренландии. Тают ледовые покровы в горах Южной Америки. Ледник Упсала в Аргентине был одним из самых больших ледников Южной Америки. Две самые высокие точки Африки - Килиманджаро и Кения почти лишились ледникового покрова. Данные ООН показывают на первом месте из всех видов стихийных бедствий по числу погибших – это наводнения и цунами, на втором - (землетрясения, извержения вулканов и пр.). Из-за подъема уровня Мирового океана на 1-2 м вследствие таяния полярных льдов, могут произойти колоссальные затопления, что вызовет в свою очередь необходимость переселения до 1 млрд человек. Возрастает ущерб, наносимый стихийными бедствиями мировому хозяйству. Разрушение озонового слоя Земли. ОЗОН (от греч. ozon -- пахнущий) - Газ синего цвета с резким запахом, сильный окислитель. Образуется из кислорода (О2) при электрическом разряде (напр., во время грозы) и под действием ультрафиолетового излучения (напр., в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца). Основная масса озона (Оз) в атмосфере расположена в виде слоя -- озоносферы -- на высоте от 10 до 50 км с максимумом концентрации на высоте 20-25 км. Озоновый слой охватывает всю Землю, но его толщина сильно меняется (около 2,6 мм тропических широтах и до – 3,5 мм в экваториальных). Этот слой предохраняет живые организмы на Земле от вредного влияния коротковолновой ультрафиолетовой радиации Солнца. В 1985 г. специалисты сообщили о неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Область пониженного содержания озона простирается за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется озоновая "дыра". (Озоновая дыра - разрыв озоносферы диаметром св. 1000 км, Сегодня принято аномалии озона относить к "озоновым дырам", если дефицит озона превышает 30%. Так, в первой половине 90-х годов площадь озоновой дыры составляла 15 млн. кв. км. В октябре 2000 года, новозеландские ученые посчитавшие современные размеры озоновой дыры (29,53 млн. кв. км), указали, что в зону её действия уже попадают города Чили, а в скором, озоновой дыры начнут угрожать Аргентине, Австралии и ЮАР. Однако что касается озоновых дыр, то они существовали еще до появления человека на Земле: то появлялись, то затягивались. Процесс уменьшения их числа идет и сейчас. Проблема - Истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана. К 2025 г. в условиях водного дефицита будут проживать каждые два из трех жителей Земли. Добыча подземных вод во многих регионах земного шара ведется в таких объемах, которые значительно превышают способность природы к их возобновлению. Отмечается падение уровня подземных вод на 1—3 м в год. Разрушение почвенного покрова Земли. По самым оптимистическим подсчетам спе¬циалистов ООН, ежегодно теряется почти 2 млрд. га. Ежегодно вносится в почвы свыше 500 млн т минеральных удобрений, около 3 млн тонн различных ядохимикатов. Средства борьбы (пестициды) в зависимости от объекта, на который они действуют, делятся на; гербициды (уничтожают сорную растительность), инсектициды (действуют на насекомых), фунгициды (действуют на возбудителей грибковых заболеваний), и др. В настоящее время только в качестве гербицидов ежегодно описывается и патентуется до 5 тыс. соединений. Мировое производство пестицидов составляет более 1,2 млн т, а площадь их применения - 4 млрд га, что в среднем составляет до 30 мг/м2 в год. По поводу применения этих ядовитых веществ в настоящее время ведутся ожесточенные дискуссии. Одна точка зрения такова, что без пестицидов нам не обойтись. Многие понимают, что лучше урожай с химией, чем вообще никакого. Неоднократно отмечалось отравление пестицидами. Однако случаи смертельных отравлений чаще всего происходят не там, где пестицидов применяют много, а там, где их используют безграмотно. Уже сейчас более 500 видов вредных насекомых устойчивы к какому-либо химикату. Сохранение биологического разнообразия. Продолжается истощение рыбных промысловых районов Мирового океана: за последние полвека улов рыбы вырос почти в пять раз, при этом 70% океанических промыслов подвергаются предельной либо запредельной эксплуатации. Необходимо выделить также такую отрасль промышленности, как производство медицинских препаратов на растительной основе. По мере того как растет осведомленность о ценности растительных медицинских препаратов, увеличивается и угроза самим этим растениям. Согласно последним обследованиям, около четверти миллиона видов растений, то есть каждый восьмой, находятся под угрозой исчезновения. Проблематичным является и выживание приблизительно 25 % всех видов млекопитающих и 11 % видов птиц. Разделяя озабоченность мирового сообщества, Конференция ООН по окружающей среде (1992) приняла Конвенцию о биологическом разнообразии и благодаря этому сегодня растёт число особо охраняемых природных территорий. Еще одна глобальная проблема - радиоактивное загрязнение в результате А)аварии на Чернобыльской АЭС. Из всех регионов бывшего Советского Союза наибольшее количество радиоактивных пятен с наиболее высокими уровнями загрязнения находится на территории Беларуси. В Украине наибольшее загрязнение радионуклидами наб-людалось в непосредственной близости от места катастрофы. Последствия чернобыльской катастрофы сказываются на территории 20 областей Европейской части России. Б)в результате захоронений РО в морской среде и аварий на надводных и подводных судах. Металлические контейнеры для РО разрушаются в морской среде через 10 лет, бетонированные – через 30 лет. Скорость коррозии увеличивается поскольку затопленные объекты состоят из разнометаллических сплавов (обычно коррозия в морской среде за 5 лет съедает до 1 мм металла). Не исключено, что часть из 12 тыс. затопленных с РО контейнеров уже разъедено морской водой. Всего, по данным ам. Журнала «Таймс» на дне Мирового океана находится 6 затонувших АПЛ, 9 атомных реакторов и 50 ядерных боеприпасов. Завершить необходимо тем, что учёные изучили ледяные цилиндры, извлечённые с глубины 200 метров на антарктической станции «Восток». В лед вмерзают семена и споры растений, а пузырьки воздуха содержат газовые смеси того времени. Лёд дал картину истории климата Земли за 400 тысяч лет. Тогда-то и выяснилось, что климат меняется циклически. 5,5 тыс. лет назад – похолодание 4 тыс. лет назад - новое потепление 3,5 - новое похолодание. Около 3 тыс. лет назад - потепление, продолжавшееся и в первом тысячелетии нашей эры, известное как “малый климатический оптимум”. I век до н. э. - II век н. э. VIII - XI вв. н. э. Теплый период. Викинги плавали по Северному Ледовитому океану. Эйрик Рыжий открыл Гренландию - зеленый остров с высоченной травой. XVII - XIX вв. н. э. Снова холодно (пик малого ледникового периода). Русские летописи XVII века повествуют о суровых зимах, неурожаях. Конец XIX - XX в. Земля постепенно выходит из малого ледникового периода.
59. Рациональное использование электрической и тепловой энергии в бытовых целях. Исторически сложилось, что к электроэнергии у нас относились как к чему-то почти бесплатному. Заводы-производители не торопились с переходом на более совершенные модели, хотя индукционные счетчики были разработаны еще в 1970-х годах. В 1970-е годы в Европе создаются первые электронные счетчики. С 1994 г. проводится оснащение потребителей приборами группового и индивидуального учета и регулирования топливно-энергетических и водных ресурсов. Условно приняты следующие наименования наиболее распространенных приборов, предназначенных для измерения: температуры – термометры и пирометры; давления – манометры и барометры; расхода и количества – расходомеры, счетчики и весы; Расход – это количество вещества, протекающее через данное сечение в единицу времени. Учет объема газа и измерение его расхода производится с помощью счетчиков газа. Но с развитием промышленности все большее значение приобрели расходомеры жидкости, газа и пара. Расходомеры необходимы прежде всего для управления производством. Без них нельзя обеспечить оптимальный режим технологических процессов в энергетике, металлургии. Расходомеры нужны для контроля работы оросительных систем в сельском хозяйстве и во многих других случаях. Электрический счетчик представляет собой прибор для учета элек-троэнергии за определенный промежуток времени. Электронные счетчики. Предпосылкой для развития данного вида счетчиков было не только развитие электроники, но и необходимость реализации более сложных функций, чем простой накопительный учет электроэнергии. Кроме накопления показателей потребленной энергии, данные счетчики могут измерять и выводить на дисплей дополнительную информацию о состоянии электрической сети. Среди дополнительных возможностей прибора - учет потерь в ЛЭП. Основной прибор для теплоснабжения - тепломер (счетчик тепловой энергии). Его действие основано на уравнении теплового баланса: потребленная энергия равна подведенной в прямом трубопроводе минус возвращенная в обратный трубопровод. В настоящее время к расходомерам и счетчикам предъявляется много требований, удовлетворить которые совместно достаточно сложно и не всегда возможно. Имеются две группы требований. 1. Высокая точность измерения – одно из основных требований, предъявляемых особенно к счетчикам. Повышение точности достигается как за счет применения новых прогрессивных методов и приборов (тахометрических, электромагнитных, ультразвуковых), так и за счет совершенствования классических методов. 2. Надежность (наряду с точностью) – одно из главных требований, предъявляемых к расходомерам и счетчикам количества. Основным показателем надежности является время, в течение которого прибор сохраняет работоспособность и достаточную точность. 3. Независимость результатов измерения от изменения плотности вещества. Это требование важно при измерении расхода газа, у которого плотность зависит от его температуры и давления. 4. Быстродействие прибора необходимо прежде всего при измерении быстро меняющихся расходов. Для улучшения их быстродействия применяют особые измерительные схемы (дифференцирующие). 5. Большой диапазон измерения необходим, когда значения расхода могут изменяться в значительных пределах. 6. Очень разнообразна номенклатура измеряемых веществ. Надо учитывать как параметры (давление, температуру), так и особые свойства (агрессивность, токсичность, взрывоопасность и т. п.) веществ. 7. Необходимость измерения расхода различных веществ не только в обычных, но и в экстремальных условиях при очень низких и очень высоких давлениях и температурах. Для измерения относительной влажности воздуха служат гигрометры, психрометры, а для ее изменений во времени – гигрографы. Самым распространенным является волосной гигрометр, действие которого основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину при изменении влажности. Для измерения атмосферного давления в практике используют барометр, называемый анероидом (анероид – в переводе с греческого – безжидкостный, так как он не содержит ртути). Основную долю расходов, связанных с отоплением, горячим водоснабжением жителей, государство брало на себя. В Беларуси увеличилось количество квартир, оборудованных приборами учета воды, с 94% до 95%. Тем не менее, несмотря на то, что сейчас квартплата растет, необходимо ЧТО-ТО изменить. Это ЧТО-ТО состоит из: психологии потребителя; рационального использование энергии в бытовых целях. Существенное сокращение потерь теплоты (в два – три раза) через стены и окна возможно лишь в результате реконструкции всего дома. Но реконструкция – это очень дорогостоящее мероприятие, провести которое везде одновременно невозможно. В то же время каждый жилец имеет немало возможностей для утепления своей квартиры. – это остекление лоджий и балконов. – смена окон на стеклопакеты. – тепловая защита того участка наружной стены, где расположен радиатор. – усовершенствованные входные двери. – укрывание вытяжных вентиляционных отверстий. Кроме того, существует ряд простых секретов, например: Чтобы стало теплее, переставьте мебель. Если утеплить наружные стены пока нет возможности, можно попытаться хотя бы немного уменьшить потери драгоценного тепла. Например, возле самой холодной стены в комнате поставить шкаф. Зато ставить мебель (например, тот же диван) возле батареи не стоит. Экономия электрической энергии. Современная квартира, как правило, оборудована множеством электрических устройств. Электроэнергия достаточно ценна и ее следует расходовать очень бережно. Современные электроприборы в домашнем хозяйстве потребляют почти что в 10 раз меньше электроэнергии, чем аналогичные 10-летней давности. Приобретая приборы, необходимо следить за их энергоемкостью. Если очень экономичный прибор и дороже , то почти всегда затраты на него возвращаются благодаря экономии электроэнергии. Самый простой способ экономии электроэнергии — покупать бытовую технику класса А или В. Электроплита. Наверняка вам уже приходилось сталкиваться со следующим явлением. Закипел на плите чайник, конфорка отключена, но чайник продолжает неистово кипеть. Простой совет: отключение конфорки заранее, еще до закипания чайника на 2–3 минуты, сбережет вам до 20% электрической энергии. Экономить энергию во время приготовления пищи выгоднее всего с помощью скороварок, да и полезно для здоровья. Кстати, пользование электрическим чайником предпочтительнее, чем кипячение воды на плите. КПД чайника 90%, а конфорок электроплиты 50-60%. В этом случае, пользуясь чайником, можно сберечь до 40% электрической энергии. А рекордсменом по эффективности является обычный кипятильник. При его применении практически вся потребляемая электроэнергия расходуется на нагрев воды. После приготовления пищи одна или две конфорки, как правило, остаются горячими. Следует поставить на них холодную воду перед тем, как заливать ее в чайник. Этим можно сберечь от 10 до 30% электроэнергии при последующем кипячении, поскольку температура воды, заливаемой в чайник, будет не 8-10°С (температура холодной воды из-под крана), а 25-40°С. Примерно 30-40% потребляемой в доме электрической энергии приходится на холодильник. Необходимо его регулярно размораживать. Это даст 3-5% снижения потребления электроэнергии. Ледяная «шуба», нарастая на испарители, изолирует его от внутреннего объема холодильника, заставляя включаться чаще и работать каждый раз больше. Радиотелевизионная аппаратура - значительный потребитель электроэнергии. Если считать, что в среднем телевизоры в наших домах бывают включены 4 часа в сутки, то ежегодно расходуется около 30 миллиардов кВт*ч электроэнергии. Расчеты показывают, что если бы удалось снизить осветительную нагрузку и время просмотра телепередач в каждой семье на 10% или 40 - 60 минут, то в расчете на каждую квартиру потребление электроэнергии в быту могло бы уменьшиться на 50 кВт*ч, или на 4% современного уровня. Многие приборы после выключения продолжают работать в дежурном режиме. Мощность «дежурного» устройства невелика - каких-нибудь 10-15 Вт. Но за месяц непрерывной работы оно «съест» уже довольно ощутимое количество электроэнергии - около 10 кВт*ч.. Если же брать по крупному - использовать энергосберегающие холодильники, телевизоры, стиральные машинки и т.п. - расходы потребления электроэнергии в каждой квартире можно снизить в два (!) раза Стоит заменить лампочки накаливания на энергосберегающие люминесцентные. Экономия убийственная — 50-80%, причем такие лампы гораздо надежнее обычных, затраты окупаются за 3—6 месяцев. Во-первых, сразу стоит отметить, что энергосберегающие лампы перегорают гораздо реже ламп накаливания. Средний срок службы люминесцентной лампы составляет 3000 часов. Надо твердо запомнить, что НЕЛЬЗЯ выбрасывать энергосберегающие лампы в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры Следует чаще пользоваться настольной лампой, которая с лампочкой мощностью 30 Вт позволяет достичь лучшей освещенности на рабочем столе, чем люстра с тремя и даже пятью лампочками. В результате двойной выигрыш: сохранение зрения и сбережение электрической энергии. Если же брать по крупному - использовать энергосберегающие холодильники, телевизоры, стиральные машинки и т.п. - расходы потребления электроэнергии в каждой квартире можно снизить в два (!) раза
Задача 5. Рассчитать максимально допустимый уровень пестицидов (МДУ) в растительных продуктах, используя данные по собственному весу.
Рассчитать МДУВ для капусты (вариант 6 данных для расчета). В общем случае МДУ (мг/кг) веществ рассчитывается по формуле
МДУ = (ДСД • 0,8 • Вч)/СПП , (1)
где ДСД – допустимая суточная доза. 0,8 – доля экзогенно-химических веществ, поступающих в организм человека с пищевым рационом; Вч – масса взрослого человека (собственный вес 70 кг); СПП – рекомендуемое суммарное потребление пищевых продуктов растительного происхождения в сутки для взрослого человека.
Допустимая суточная доза рассчитывается по формуле
ДСД = МНД / Кзапаса , (2)
где МНД – максимально недействующая доза (мг/кг/сут.); Кзапаса – коэффициент запаса. СПП находим, суммируя количество всех продуктов из табл. 2.11:
Задача 11. Напряжение источника электроэнергии U1, В. Расстояние от источника до потребителя l, км. Напряжение в конце линии электропередачи U2, В. Определить сечение проводов для передачи мощности P2, кВт и проверить сечение на нагрев. Вариант исходных данных для расчетов № 11
Пусть напряжение источника электроэнергии U1 = 127 В. Расстояние от источника до потребителя – 0,8 км; напряжение в конце линии электропередачи U2 = 125 В. Определить сечение медных проводов для передачи мощности P2 = 4,0 кВт и проверить сечение на нагрев.
1. Определяем допустимую потерю напряжения: . (1) 2. Выражаем потерю напряжения для потребителя в процентах :
. (2)
3. Зная, что удельное сопротивление алюминиевого провода ρ = 0,029 Ом•мм2/м, определяем его сечение по формуле:
., (3)
Ближайшее к найденному стандартное сечение S = 400 мм2,
4. Проверяем выбранное стандартное сечение на нагрев. Изолированный алюминиевый провод сечением 400 мм2 допускает ток 735А.
Определяем ток в линии: (4) при этом 32 А << 735 А.
Ответ: Ток в линии значительно меньше допустимого.
