Природопользование и ресурсосбережение

Задача 1

 

Оценить срок исчерпания фосфора. Исходные данные:

мировые запасы фосфора – 45 млрд.т. (Q),

ежегодная добыча и потребление – 0,4 млрд.т. (g),

прирост добычи фосфора в год – 4% (К).

 

Решение

 

Запасы фосфора:

,

где n–количество лет, на которые рассчитан ресурс

 

Рассчитаем  срок исчерпания фосфора по формуле:

,    где К – const = 1,02

 

 

 

 

Ответ: через 294 года мировые запасы фосфора исчерпаются.

 

 

 

 

 

 

Задача  2

 

Рассчитать  сумму платежей за стоки в водоем  и за размещение отходов. Исходные данные:

Табл.1.

Коэф.эколог.ситуации для стоков (Кэ)	1,17
Коэф.эколог.ситуации для почв (Кэ)	2,6
Масса азота  нитритного, выброс в сток в пределах норматива (Ман)	0,2
Масса азота  нитритного, выброс в сток в пределах лимита,но превышающие норматив (Ман1)	0,4
Масса азота  нитритного, выброс в сток сверх  лимита (Ман2)	0,6
Масса взвеш. в-ва, выброс в сток в пределах норматива (Мввн)	5
Масса взвеш. в-ва, выброс в сток в пределах лимита,но превышающие норматив (Мввн1)	6
Масса взвеш. в-ва, выброс в сток сверх лимита (Мввн2)	4
Масса нефтепродуктов, выброс в сток в пределах норматива (Мнн)	5
Масса нефтепродуктов, выброс в сток в пределах лимита,но превышающие норматив (Мнн1)	2 г/с
Масса нефтепродуктов, выброс в сток сверх лимита (Мнн2)	0
Масса коммунально-бытовых  отходов, выброс в почву в пределах лимита, но превышающие норматив (Мкбн1)	162 м3
Масса коммунально-бытовых  отходов, выброс в почву сверх  лимита (Мкбн2)	62 м3
Масса токсичных  отходов 3-го класса, выброс в почву в пределах лимита, но превышающие норматив (Мо31)	5 т/год
Масса токсичных  отходов 3-го класса, выброс в почву  сверх лимита, но превышающие норматив (Мо32)	4 т/год
Масса токсичных  отходов 4-го класса, выброс в почву  в пределах лимита, но превышающие норматив (Мо41)	3 т/год
Масса токсичных  отходов 4-го класса, выброс в почву  сверх лимита, но превышающие норматив (Мо42)	2 т/год

 

Табл.2. Ставки базовых  нормативных платежей за стоки некоторых  вредных в-в в водоемы

Загрязнитель	Ставки  платежей, д.е./т
	Первый  базовый норматив, р1	Второй  базовый норматив, р2
Азот нитритный	13775	68875
Биологическая потребность воды в кислороде (БПК  полн.)	91	455
Взвешенные  вещества (сверх фона) – рвв	366	1830
Нефтепродукты – р1н	5510	27550
Фосфор	1378	6890

 

Табл.3. Ставки нормативных  платежей за размещение твердых отходов

Загрязнитель	Ставки  платежей, д.е./т
Нетоксичные промышленные отходы (гравий)	0,4
Токсичные отходы чрезвычайно опасные (1 класса)	1739,2
Высоко опасные (2 класса)	745,4
Умеренно опасные (3 класса)	497
Малоопасные (4 класса)	248,4
Практически неопасные  отходы (5 класса)перерабатывающей промышленности	15 д.е./м3

 

Решение

 

1. Определяем сумму платежа за нормативные стоки:

Р_н = К_э × (р_1ан × М_ан + р_1вв × М_ввн + р_1н × М_нн), д.е.

 

Р_н = 1,17× (13775 × 0,2 + 366 × 5 + 5510 × 5) = 37597,95 д.е.

 

2. Находим сумму платежа за временно-согласованные стоки:

Р_л = К_э × (р_2ан1 × М_ан1 + р_2вв1 × М_ввн1 + р_2н1 × М_нн1), д.е.

 

Р_л = 1,17× (68875 × 0,4 + 1830 × 6 + 27550 × 2) = 109547,1 д.е.

 

3. Рассчитаем сумму платежа за сверхлимитные стоки:

Р_сл = К_э × (р_2ан2 × М_ан2 + р_2вв2 × М_ввн2 + р_2н2 × М_нн2), д.е.

 

Р_сл = 1,17× (68875 × 0,6 + 1830 × 4 + 27550 × 0) = 56914,65д.е.

 

4. Определяем сумму платежа за размещение согласованной (лимитированной) массы отходов с учетом табл. 1-3:

Р_л = К_э × (М_кбн1 × пр.неопас.отходы (5 кл) для перераб.промышл. + М_о31 × умерен.опас (3 кл) + малоопас. (4 кл) × М_о41), д.е.

 

Р_л = 2,6× (162 × 15 + 5 × 497 + 248,4 × 3) = 14716,52д.е.

 

5. Находим сумму платежа  за несогласованное размещение коммунально-бытовых отходов:

Р_сл = К_э × (М_кбн2 × пр.неопасн.отходы (5 кл) для перераб.промышл.), д.е.

 

Р_сл = 2,6× (62 × 15) = 2418 д.е.

 

 

 

Ответ:из вышеприведенных расчетов следует, что:

Сумма платежа  за нормативные стоки - 37597,95 д.е.

Сумма платежа  за временно-согласованные стоки - 109547,1 д.е.

Сумма платежа  за сверхлимитные стоки - 56914,65 д.е.

Сумма платежа  за размещение согласованной массы  отходов - 14716,52 д.е.

Сумма платежа  за несогласованное размещение коммунально-бытовых  отходов - 2418 д.е.

 

Задача  3

 

 

Оцените срок исчезновения лесных массивов на планете, используя данные

Площадь суши, км2	17*107
Площадь лесов, % от площади суши	26
Ежесекундно вырубается, га (Sвыр)	1
Возобновление лесов, % (Sвоз)	10

 

 

Решение

 

1. Площадь вырубленных лесов в течение года с учетом возобновления составляет:

S = (S_выр – S_воз ) × t_{сек/час} × t_{час/сут} ×t_{сут/год}, км²/год

 

S = (1 – 0,1)×365 = 0,9 × 365 = 328,5 км²/год

 

2. Определим срок исчезновения лесных массивов:

, год

 

t = = 134551 год

 

 

 

Ответ:лесные массивы исчезнут через 134551 год.

 

 

 

Задача 4

 

При производстве энергии на АЭС тепловые отходы в виде нагретой  воды сбрасываются в воду пруда-охладителя, которая используется для охлаждения оборудования. Необходимо рассчитать, чему должна быть равна площадь пруда-охладителя для современной АЭС, используя данные

Тепловые отходы, ккал/кВт•ч	1965
Мощность АЭС (Wаэс) МВт	4000
Охлаждающая способность  воды (q), ккал (м2•ч•град)	15
Годовой фонд рабочего времени (t), ч	8423
Коэф. исп-я мощности (к)	0,7
Мощность (W), кВт/ч	2

 

Решение

 

1. Рассчитаем годовое производство электроэнергии:

Q_эл = W×t×k

Q_эл = 2×8423×0,7 = 11792,2

 

2. Тепловые отходы, сбрасываемые в АЭС в воду за год составят:

Q_отх = Q_эл×k_т, ккал

 

или за  1 час  Q = , ккал/ч

 

Q_отх = 11792,2×965 = 23171673 ккал

Q = = 2751 ккал/ч

 

3. Следовательно площадь пруда-охладителя находим из выражения:

Sρ₁=

, га/МВт,

где ΔТ – градиент температуры охлаждающей  воды, для летнего периода он не превышает 70°С

S_оп = Sρ₁ × W_аэс, га

 

Sρ₁ = = 2,62 га/МВт

S_оп = 2,62 × 4000 = 10480 га

 

 

 

Ответ: площадь пруда-охладителя современной АЭС должна быть равна 10480 га

 

Задача 5

 

Требуется рассчитать норматив стоимости освоения новых  земель взамен изъятых для сельскохозяйственных нужд и потерь сельскохозяйственной продукции в регионе, потери сельскохозяйственного  производства от изъятия земельного участка, где количество условных кадастровых гектаров по различным видам сельскохозяйственных угодий. Исходные данные:

 

Пашня, га	3,67
Плодовые насаждения, га	12,5
Виноградники, га	14,0
Пастбища, га	0,22
Усредненные затраты  на освоение 1 га малопродуктивных земель, тыс.д.е. (Уз)	24

 

 

Решение

 

 

1. Рассчитаем норматив стоимости освоения:

Н_со = S_{с/х участка} × У_з

 

Н_со = (3,67×24000) + (12,5 ×24000) + (14 ×24000) + (0,22 ×24000) = 729360

 

 

Ответ:норматив стоимости освоения новых земель взамен изъятых для сельскохозяйственных нужд и потерь сельскохозяйственной продукции в регионе будет составлять 729360.

 

 

 

 

Задача  6

 

 

Провести защиту почвенных ресурсов от водной эрозии с определением параметров водорегулирующих полос и водоудерживающих валов. По результатам расчетов представить  схемы размещения и построение водоудерживающих валов. Исходные данные:

Табл. 1.

F, га	28,4
m, м	0,04
I, град	3
Тип грунта	песок
h, м	0,01
p	0,16
L, м	1389
B, м	0,85
P, м/мин	0,65
T, мин	60
S, м2	1,125
Откос вала	1:4
hi, мм	18

Табл.2. Зависимость  коэффициента стока от уклона местности и механического состава почвогрунта

Механический  состав грунта	Содержание  глины, %	Коэффициент стока
Песок	20	40

Табл. 3. Зависимость  скорости стекания водотока от   уклона местности

Механический  состав грунта	Уклон местности  скорость, град/ водного потока, м/с
Песок	0,55

Табл. 4. Зависимость  коэффициента К от поглощения стока

Механический  состав грунта	Поглощение  стока, %	Значение коэффициента
Песок	55	0,41

 

Табл. 5. Определение  рабочей высоты вала

Уклон местности, град	3
Превышение  высоты вала над рабочей высотой, см	12
Высота вала, м	0,72

 

 

Решение

 

1. Определим максимальный расход воды поверхностного стока при ливне:

Q_л = 10000 × F × m × k,

где F – площадь водосбора, m – слой воды при наибольшем ливне,  
k – коэффициент стока (табл.2)

 

Q_л = 10000 ×28,4×0,04×40 = 454400 л

 

2. Определим максимальный расход воды при снеготаянии:

Q_сн = 10000 × F × р × k ×h,

где р – плотность  снега, h – средняя толщина снегового покрова