Источники акустического загрязнения окружающей среды.

Ответы к зачету

 

Источники акустического загрязнения окружающей среды.

Источником шума является любой процесс, вызывающий местное изменение давления или механические колебания в твердых, жидких или газообразных средах. Источниками шума могут быть двигатели, насосы, компрессоры, турбины, пневматические и электрические инструменты, молоты, дробилки, станки, центрифуги, бункеры и прочие установки, имеющие движущиеся детали. Кроме того, за последние годы в связи со значительным развитием городского транспорта, авиатранспорта возросла интенсивность шума и в быту, поэтому как неблагоприятный фактор он приобрел большое социальное значе­ние.

 

Основные представления о звуке и шуме.

Звук - это упругие волны, возникающие в газах, жидкостях и твердых телах от механических колебаний и распространяющиеся в этих средах. Звук характеризуется частотой, интенсивностью и звуковым давлением. Скорость распространения звуковых волн зависит от упругих свойств, температуры и плотности среды, в которой они распространяются. Часть пространства, в котором распространяются звуковые волны, называют звуковым полем.

Шум – беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков; способен оказывать неблагоприятное воздействие на организм.

Шум имеет определенную частоту, или спектр, выражаемый в герцах, и интенсивность – уровень звукового давления, измеряемый в децибелах. Для человека область слышимых звуков определяется в интервале от 16 до 20 000 Гц. Наиболее чувствителен слуховой анализатор к восприятию звуков частотой 1000—3000 Гц (речевая зона).

 

Уровень звукового давления

При звуковых колебаниях среды, например воздуха, элементарные частицы этой среды начинают колебаться относительно начального своего положения. Скорость этого колебания намного меньше скорости распространения звуковых волн в воздухе. Во время распространения звуковых колебаний в воздухе появляются области повышенного давления и разряжения, которые определяют звуковое давление как разность давлений в возмущенной и невозмущенной воздушной среде.

Таким образом, звуковое давление - переменное избыточное давление, возникающее в среде при прохождении звуковой волны. Обычно звуковое давление мало по сравнению с постоянным давлением в среде.

 

Уровень звука

 

Эквивалентный по энергии уровень шума

ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ (ПО ЭНЕРГИИ) УРОВЕНЬ ЗВУКА - Уровень звука постоянного шума, который имеет то же самое среднеквадратическое значение звукового давления, что и исследуемый не постоянный шум в течение определенного интервала времени в дБА

 

Спектр шума

Спектр шума — зависимость уровня звукового давления от частоты.

Спектры бывают: - дискретные; - сплошные; - тональный.

 

Нормирование шума. Предельные спектры (ПС)

Нормирование шума звукового диапазона осуществляется двумя методами: по предельному спектру уровня шума и по дБА. Первый метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 ГЦ.

 

Экологический кризис

 

Энергетические проблемы

 

Рост численности населения.

На протяжении почти всей истории человечества рост численности населения был невелик, но в последние два столетия прирост населения резко увеличился. Так, в течение XIX века численность населения возросла на 710 млн чел., а в течение XX века — на 4590 млн чел. Причем наибольшие темпы роста населения пришлись на 60—80-е годы XX века, когда число жителей планеты выросло более чем в 1,5 раза.

Такой резкий скачок численности населения получил название «демографический взрыв». Он явился результатом резкого снижения смертности во всех возрастных группах вследствие улучшения медицинского обслуживания, развития методов борьбы с эпидемиями (прежде всего в развивающихся странах). В настоящее время численность населения мира ежегодно увеличивается на 90 млн чел., причем 90% прироста приходится на развивающиеся страны Африки, Азии и Латинской Америки.

 

 

Гидросфера

Мировой океан

Мировой океан, средняя глубина которого составляет ок. 4 км, содержит 1350 млн. км³ воды. Атмосфера, окутывающая всю Землю слоем толщиной в несколько сотен километров, с гораздо большим основанием, чем Мировой океан, может рассматриваться как "оболочка". И океан и атмосфера представляют собой текучие среды, в которых существует жизнь; их свойства определяют среду обитания организмов. Циркуляционные потоки в атмосфере влияют на общую циркуляцию волы в океанах, а от состава и температуры воздуха в сильной степени зависят свойства океанических вод. В свою очередь, океан определяет основные свойства атмосферы и является источником энергии для многих протекающих в атмосфере процессов. На циркуляцию воды в океане влияют ветры, вращение Земли и барьеры суши.

 

Воды суши

Естественные водоемы на суше – это реки, озера, болота, ледники, подземные воды.

Искусственные - каналы, пруды, водохранилища.

 

Подземные воды

Подземные воды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

По условиям залегания они подразделяются на: почвенные; грунтовые; межпластовые.

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы.

Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года.

Межпластовые воды - нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. По условиям движения в водоносных слоях различают подземные воды, циркулирующие в рыхлых (песчаных, гравийных и галечниковых) слоях и в трещиноватых скальных породах.

Вода в атмосфере.

Содержание воды в атмосфере сравнительно невелико – около 0,001% всей ее массы на нашей планете. Тем не менее, это совершенно незаменимое звено природного круговорота воды.

Основным источником атмосферной влаги являются поверхностные водоемы и увлажненная почва; кроме того, влага поступает в атмосферу в результате испарения воды растениями, а также дыхательных процессов живых существ.

Вода в атмосфере находится во всех трех агрегатных состояниях – газообразном (водяной пар), жидком (капли дождя) и твердом (кристаллики снега и льда). Конденсация водяных паров приводит к образованию облаков; атмосферная влага, теряемая в результате осадков, пополняется за счет поступления новых порций испарившейся воды Полное обновление состава воды в атмосфере происходит за 9...10 дней. Таким образом, атмосферная влага является самым активным звеном круговорота воды в природе.

 

Биологическая вода

Организм человека почти на 70% состоит из воды. Вода – прежде всего растворитель, в среде которого протекают все элементарные акты жизнедеятельности. К тому же вода – продукт и субстрат энергетического метаболизма в живой клетке. Образно говоря, вода – это арена, на которой разыгрывается действие жизни и участник основных биохимических превращений.

Известно что вода присутствует во всех частях нашего организма, хотя например в коре мозга её 85%, в коже 72%, в зубной эмали всего лишь3%. Это свидетельствует о том, что в наиболее интенсивно работающих органах содержится большее число воды.

 

Качество воды

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами.

К физическим свойствам относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах.

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб.см воды и должен быть до 100. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т.д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями.

 

Использование пресных вод.

Пресная вода - второй фундаментальный ресурс, на ограниченность которого наталкивается стремительный рост населения. Сейчас в мире используется примерно 55% наличного годового запаса пресной воды, причем 70% мировых ресурсов подземных и речных вод используется на орошение, 20% - на нужды промышленности и 10% на бытовые нужды. Если нынешний душевой уровень водопотребления сохранится, использование мировых запасов пресной воды только за счет роста населения может повыситься до 70%, а если душевое потребление воды будет увеличиваться, использование годового запаса пресной воды будет постепенно приближаться к физическому пределу. "Многие страны уже сейчас испытываю недостаток пресной воды, социальные последствия нарастания этого дефицита трудно даже вообразить. Растущий дефицит пресной воды, возможно, самая недооцениваемая сегодня ресурсная проблема".

 

Центрифугирование.

Центрифугирование - разделение в поле центробежных сил жидких дисперсных систем с частицами размером более 100 нм. Используют для выделения составляющих фаз (жидкая - фугат или фильтрат, твердая - осадок) из двухкомпонентных (суспензии, эмульсии) и трехкомпонентных (эмульсии, содержащие твердую фазу) систем.

 

Отстаивание.

 

Процеживание.

Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод - предназначено для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей размером до 25 мм, а также более мелких волокнистых загрязнений, которые в процессе дальнейшей обработки стоков препятствуют нормальной работе очистного оборудования. Процеживание сточных вод осуществляется пропусканием воды через решетки и волокноуловители.

 

Коагуляция.

Коагуляция (от лат. Coagulatio - свёртывание, сгущение), слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового (броуновского) движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции. образуются агрегаты - более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления более мелких (первичных). Первичные частицы в таких скоплениях соединены силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку окружающей (дисперсионной) среды. Коагуляция сопровождается прогрессирующим укрупнением частиц (увеличением размера и массы агрегатов) и уменьшением их числа в объёме дисперсионной среды - жидкости или газа.

 

Флокуляция

Флокуляция (от лат. flocculi = клочья, хлопья), вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления, т. н. флокулы. Флокуляция. в жидких дисперсных системах (золях, суспензиях, эмульсиях, латексах) происходит под влиянием специально добавляемых веществ = флокулянтов, а также при тепловых, механических, электрических и пр. воздействиях. Эффективные флокулянты это растворимые полимеры, особенно полиэлектролиты. Действие полимерных флокулянтов обычно объясняют адсорбцией нитевидных макромолекул одновременно на различных частицах. Возникающие при этом агрегаты образуют хлопья, которые могут быть легко удалены отстаиванием или фильтрованием. Флокулянты (поликремниевая кислота, полиакриламид и др.) широко используются при подготовке воды для технических и бытовых нужд, обогащении полезных ископаемых, в бумажном производстве, в сельском хозяйстве (для улучшения структуры почв), в процессах выделения ценных продуктов из производственных отходов, обезвреживания промышленных сточных вод. При водоочистке полимерные флокулянты применяют обычно в концентрации 0,1=5 мг/л. Флокуляция. под действием органических веществ в природных водоёмах = важный фактор их самоочищения.

 

Флотация

ФЛОТАЦИЯ (франц. flottation, англ, flotation, букв.- плавание на пов-сти воды), разделение мелких твердых частиц (гл. обр. минералов) и выделение капель дисперсной фазы из эмульсий. Основана на разл. смачиваемости частиц (капель) жидкостью (преим. водой) и на их избират. прилипании к пов-сти раздела, как правило, жидкость - газ (очень редко твердые частицы - жидкость). Осуществляют флотацию гл. обр. с использованием спец. в-в - флотац. реагентов (флотореа-гентов).

 

Ионный обмен.

Ионный обмен с помощью ионообменных смол применяется в водоочистке с середины прошлого века. Ионообменная смола – состоит из мелких (около миллиметра) шариков из полимерных материалов. Шарики смолы улавливают и впитывают из воды ионы различных загрязнений, меняя их на безобидные ионы других веществ. Т.е. осуществляется ионный обмен, поэтому смолы называются ионообменные или иониты.

Ионообменные смолы - нерастворимые высокомолекулярные соединения с функциональными ионогенными группами, способными вступать в реакции обмена с ионами раствора. Некоторые типы ионитов обладают способностью вступать в реакции комплексообразования, окисления-восстановления, а также способностью к физической сорбции ряда соединений. Иониты имеют гелевую, макропористую и промежуточную структуру.

 

33) Адсорбция, очистка воды. Это процесс, при котором твердое вещество используется для удаления растворимых примесей из воды. Самым известным абсорбентом является уголь. Внутренняя поверхность активированного угля, специально производимого для целей водоочистки, достигает значительных размеров (от 500 до 1500 м2/г). Именно поэтому активированный уголь идеально подходит для использования при адсорбции. Активированный уголь производится в двух видах: порошковый активированный уголь и гранулированный. В водоочистке главным образом применяется гранулированный активированный уголь, который способен адсорбировать следующие растворимые примеси: Органические, неполярные примеси, как-то: нефть и нефтепродукты; полиароматические углеводороды; фенолы, Адсорбция галогенизированных примесей: I, Br, Cl, H и F, запахи, вкус, дрожжи, различные сбраживаемые вещества, неполярные примеси (примеси, не растворимые в воде).

Нейтрализация

Нейтрализация сточных вод путем смешения кислых сточных вод со щелоч-

ными. Режимы сброса сточных вод, содержащих кислоту и отработанную щелочь, как

правило, различны. Кислые воды обычно сбрасываются в канализацию равномерно в

течение суток и имеют постоянную концентрацию; щелочные воды сбрасываются пе-

риодически по мере того, как сбрасывается щелочной раствор. В связи с этим для ще-

лочных вод часто необходимо устраивать регулирующий резервуар, объем которого

должен быть достаточным, чтобы принять суточное количество щелочных сточных

вод. Из резервуара эти воды равномерно выпускают в камеру реакции, где в результате

смешения их с кислыми сточными водами происходит взаимная нейтрализация.

Нейтрализация сточных вод путем добавления реагентов. Если на промыш-

ленных предприятиях имеются только кислые или только щелочные сточные воды ли-

бо если невозможно обеспечить взаимную нейтрализацию, применяют реагентный ме-

тод нейтрализации. Этот метод наиболее широко используют для нейтрализации кис-

лых сточных вод.

 

Окисление кислородом.

 

Озонирование.

Озонирование — экологически чистая технология очистки, основанная на использовании газа озона — сильного окислителя. Озонатор вырабатывает озон из кислорода, содержащегося в атмосферном воздухе. После взаимодействия с загрязняющими химическими и микробиологическими веществами озон превращается в обычный кислород. Практически доказано, что все продукты озонирования являются более безвредными для человека.

 

Аэротенки.

Аэротенки представляют собой достаточно глубокие (от 3 до 6 м) резервуары, снабженные устройствами для аэрации. Здесь обитают колонии МО (на хлопьевидных структурах активного ила), расщепляющие органические вещества. После аэротенков очищенная вода попадает в отстойники, где происходит осаждение активного ила для последующего частичного возвращения его в аэротенк. Кроме того, на подобных сооружениях устраиваются специальные емкости, в которых ил «отдыхает» (регенерируется).

 

Поля орошения.

Поля орошения, участки земли, подготовленные для естественной биологической очистки сточных вод и выращивания с.-х. растений. Различают Поля орошения коммунальные — выполняют в основном санитарные функции, устройством почти не отличаются от полей фильтрации, в СССР организуются на землях, находящихся в ведении коммунальных органов; Поля орошения земледельческие (сезонные — действуют летом, и круглогодовые) — устраиваются для выращивания с.-х. культур, потребляющих питательные вещества, содержащиеся в сточных водах, на землях колхозов и совхозов.

 

Поля фильтрации.

Поля́ фильтра́ции (поля́ аэра́ции) — участок земли, на поверхности которого распределяют канализационные и другие сточные воды в целях их очистки; разновидность водоочистного сооружения.^[1]

Используется метод естественной биологической очистки. В межполивной период используют для того, чтобы поры почвы успевали освобождаться от вод и заполнялись атмосферным воздухом (для создания аэробных условий в почве). Взвешенные и коллоидные вещества, содержащиеся в сточной воде, задерживаются в почве и с помощью кислорода и микроорганизмов почвы преобразуются в минеральные соединения. В отличие от полей орошения исключают возможность выращивания на них сельскохозяйственных культур из-за больших объёмов проходящих через них сточных ввод. Устраивают на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах с хорошими фильтрационными свойствами. Состоят из участков (карт) с почти горизонтальной поверхностью площадью 0,5—2 га, огражденных валами высотой 0,8—1 м.

46) БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРУДЫ пруды, используемые для биологической очистки сточных вод. Действуют по принципу самоочищения водыживущими в ней организмами, в результате чего накапливается илообразная масса, которая может быть использована в сельском хозяйстве в качестве удобрения или как сырье для его производства.

Атмосфера

Фреоны.

Фреоны — галогеноалканы, фторсодержащие производные насыщенных углеводородов (главным образом метана и этана), используемые как хладагенты в холодильных машинах (например, в кондиционерах). Кроме атомов фтора, в молекулах фреонов содержатся обычно атомы хлора, реже — брома. Известно более 40 различных фреонов; большинство из них выпускается промышленностью.

Фреоны — бесцветные газы или жидкости, без запаха. Хорошо растворимы в неполярных органических растворителях, очень плохо — в воде и полярных растворителях.

Фотохимический смог.

Фотохимический смог - смог, основной причиной возникновения которого

считаются автомобильные выхлопы. В состав смога входят озон, оксиды азота и серы,

фотооксиданты.

Автомобильные выхлопные газы и загрязняющие выбросы предприятий в условиях

инверсии температуры вступают в химическую реакцию с солнечным излучением,

образуя озон.

Фотохимический смог может вызвать поражение дыхательных путей, рвоту,

раздражение слизистой оболочки глаз и общую вялость. В ряде случаев в

фотохимическом смоге могут присутствовать соединения азота, которые

повышают вероятность возникновения раковых заболеваний.

Озонная дыра.

Озоновая дыра — локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. По одной из теорий, во второй половине XX века всё возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлор- и бромсодержащих фреонов привело к значительному утончению озонового слоя. Согласно другой гипотезе, процесс образования «озоновых дыр» в значительной мере естественный и не связанный исключительно с вредным воздействием человеческой цивилизации.

Кислотные дожди.

Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота)

Парниковый эффект.

Парниковый эффект — повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Явление парникового эффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал, средняя температура поверхности земного шара была бы значительно ниже, чем она есть сейчас. Однако при повышении концентрации парниковых газов увеличивается непроницаемость атмосферы для инфракрасных лучей, что приводит к повышению температуры Земли.

Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле – это водяные пары и углекислый газ.

 

 

Литосфера и ее строение.

Литосфера (от греч. λίθος — камень и σφαίρα — шар, сфера) — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толща составляет 5 - 10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.

 

Виды ландшафтов.

Ландшафт - одно из фундаментальных понятий географии, означающее характер местности

Субарктические, бореальные, суббореальные

Умеренно-континентальные, континентальные, резко континентальные

Равнинные и горные

Низменные, низинные, возвышенные

Гидроморфные и элювиальные

Лесостепные, степные, болотные, луговые

Лугово-лесные, лесо-луговые

Мелкосопочные, плоскоравнинные, древнеаллювиальные

Лёссово-суглинистые

Плосковолнистые древнеаллювиальные равнины

 

Ответы к зачету

 

Источники акустического загрязнения окружающей среды.

Источником шума является любой процесс, вызывающий местное изменение давления или механические колебания в твердых, жидких или газообразных средах. Источниками шума могут быть двигатели, насосы, компрессоры, турбины, пневматические и электрические инструменты, молоты, дробилки, станки, центрифуги, бункеры и прочие установки, имеющие движущиеся детали. Кроме того, за последние годы в связи со значительным развитием городского транспорта, авиатранспорта возросла интенсивность шума и в быту, поэтому как неблагоприятный фактор он приобрел большое социальное значе­ние.